EP2797388B1 - Steuerung von Leuchtmitteln innerhalb einer Stromschleife - Google Patents

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EP2797388B1
EP2797388B1 EP14165623.1A EP14165623A EP2797388B1 EP 2797388 B1 EP2797388 B1 EP 2797388B1 EP 14165623 A EP14165623 A EP 14165623A EP 2797388 B1 EP2797388 B1 EP 2797388B1
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EP
European Patent Office
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radio module
shunt
designed
lamp device
control
Prior art date
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Active
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EP14165623.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2797388A1 (de
Inventor
Walter Werner
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, as well as a control module and a control method for a lighting device, wherein the lighting device comprises a plurality of lighting means, which are connected in series within a current loop.
  • these lamps can be individually controlled by the present invention, preferably dimmed by means of pulse width modulation.
  • a known light source is for example an LED or OLED and is usually operated by a regulated current.
  • This current can be a constant current and the lamp can be dimmed by changing the current.
  • the current is a pulsed current and the light source can be dimmed by a corresponding pulse width modulation of the pulsed current. It is particularly known from the prior art, a plurality of lighting means to be dimmed independently, each individually via a corresponding pulse width-modulated current to control.
  • each light source of a lighting device must be separately powered, i. E. each of the bulbs must be arranged in a separate current loop.
  • This solution used to date for individual dimming of several bulbs is complicated and expensive.
  • the separate current loops also prevent luminous devices from being made even more compact.
  • the US 2008/0224025 A1 to a device comprising a set of LEDs, which may be connected in parallel with transistors.
  • the transistors serve as switches to selectively enable and disable the LEDs.
  • an operating device is provided which is connected to the transistors.
  • the present invention therefore has the object to improve the known prior art.
  • it is an object of the present invention to reduce the complexity and cost of circuits in a lighting device for to reduce the individual dimming of the lighting means of the lighting device.
  • it is an object of the present invention, in particular to be able to individually dim those bulbs that are part of one and the same current loop in a lighting device.
  • the present invention relates to a lighting device comprising a plurality of lighting means connected in series in a current loop, at least one operating device for powering the current loop, at least one of the lighting means being connected in parallel with a shunt which can be selectively opened, such that current flows through the lighting means or can be closed such that the lighting means is short-circuited, the lighting apparatus further comprising at least one radio module adapted to receive control signals via radio and to selectively control the at least one shunt based on the received control signals to open or close, wherein the at least one radio module is connected in parallel to one of the lighting means and the shunt connected in parallel to draw energy from the current loop when the shunt is opened.
  • the bulbs are fed, for example, with a constant current from the operating device.
  • a plurality of light sources more preferably all the bulbs, a shunt connected in parallel.
  • Each light source with shunt connected in parallel can be switched on or off independently of the other bulbs with pulse width modulation. Every light source without shunt connected in parallel is constantly switched on. If a shunt is opened, an associated light source is switched on, if a shunt is closed, an associated light source is switched off.
  • each light source to which a shunt is connected in parallel can be dimmed individually, ie independently of the other light sources. This is compared to the prior art, only a single, common to the bulbs current loop, but no separate current loop for each dimming bulb necessary. As a result, can the cost of the lighting device can be reduced and, moreover, the lighting device can be made more compact and less complex than a known lighting device.
  • Wireless radio The transmission of the control signals by wireless radio to the radio module allows a little complex and cost-effective control of the lighting means by means of the at least one shunt.
  • Wireless modules can be made simple and compact. It is to transfer the control signals no costly feed, such as required by a DALI interface to the operating device.
  • a "wired radio” can be used, wherein the control signal to be transmitted is modulated onto the current loop. Such modulated control signals are known from the wired remote control technique.
  • the at least one radio module is designed to control the at least one shunt by means of pulse width modulation.
  • the pulse width modulation of the radio module can also take place synchronously with a pulse width modulation of the current through the current loop by the operating device.
  • the pulse width modulation of the operating device which influences all lighting devices in the current loop equally, can then be detected and / or measured by the radio module.
  • the detected pulse width modulation can then be modified by additional control of one or more shunts by the radio module specifically for the associated one or more light sources.
  • the on-time or the off-time which is predetermined by the pulse width modulation of the operating device, can be lengthened or shortened by a light source or by a group of light sources by a certain fraction.
  • the radio module does not require its own energy or power supply.
  • the radio module is also preferably lower for operation Power designed so that it only needs a fraction of energy compared to the bulbs in the current loop. As a result, the power consumption of the radio module from the current loop does not affect the lighting operation of the lighting device.
  • the lighting device further comprises an energy storage, which is connected in parallel to the radio module and which is designed to be charged when the shunt is opened, and to provide energy to the radio module when the shunt is closed.
  • an energy storage which is connected in parallel to the radio module and which is designed to be charged when the shunt is opened, and to provide energy to the radio module when the shunt is closed.
  • the radio module can also be supplied with energy or power when the shunt shorts the lamp and the radio module. So there is no need for a separate power source to operate the radio module.
  • the energy store may be, for example, a capacitor, but may also be composed of a plurality of capacitors and / or at least one inductor or the like.
  • the radio module is adapted to open the shunt for a certain period of time when the voltage applied to the energy storage voltage drops below a certain threshold.
  • the wireless module can measure the voltage and compare it to the threshold. As the energy store discharges when the shunt is closed in order to feed the radio module, the radio module can thus ensure that it is nevertheless always supplied with energy. As a result, overall the lighting device can be operated more reliably. By opening the shunt, the radio module immediately draws energy from the current loop. In addition, the energy storage is charged.
  • the radio module is preferably designed to dimension the specific period of time in such a way that the voltage applied to the lamp during the time period is always below an operating voltage of the lamp.
  • the shunt is indeed opened during an off-time of the light source to recharge the energy storage, if the voltage drops below the threshold.
  • can Energy can also be removed during the off-time of a light source for the radio module from the current loop.
  • a shunt is connected in parallel with a plurality of the lighting means, and the at least one radio module is designed to control a plurality of the shunts in order to independently open or close them based on the received control signals.
  • a plurality of lamps preferably all lamps can be individually controlled and dimmed. If a radio module is used to drive several shunts, the amount of circuitry in the lighting device is reduced. This in turn reduces the cost of the lighting device and makes it possible to build the lighting device compact.
  • the radio module is adapted to communicate via Bluetooth low energy.
  • control signals are transmitted by Bluetooth Low Energy to the radio module and received by this.
  • this transmission standard as little energy as possible is consumed by the lighting device.
  • the operating device is designed to communicate with the radio module via radio.
  • the operating device for example via a DALI or a similar interface, can be externally activated and thus supplied with control signals. These control signals can then redistribute the operating device selectively to one or more radio modules of the lighting device via radio.
  • the operating device can also modulate the control signals to the current through the current loop.
  • the radio module can transmit the control signals or even its own operating parameters to the operating device and store them therein, for example for later use.
  • the lighting device further comprises a non-connected to the current loop control device which is adapted to communicate via radio with the radio module.
  • control unit can transmit the control signals by radio to the radio module.
  • the controller may be a computer or smartphone through which a user may control the light device, i. the individual bulbs of the lighting device can selectively and selectively dim.
  • the controller has a user interface or is configured to display a user interface on a display, and the user interface is configured such that a user can input the control signals.
  • the user can be displayed on a display of the controller to be operated settings for each light source. This allows a particularly simple remote control of the lighting device.
  • the radio module or the operating device is designed to store the control signals transmitted by the control device.
  • the radio module can reuse the control signals if, for example, the radio connection to the external control unit terminates, for example because the user has deactivated the control unit or has left the room in which the lighting device is installed.
  • the control signals can also be stored by the radio module.
  • the radio module is adapted to receive a compensation factor for at least one light source, and to change the control signals for the at least one shunt, which is connected in parallel to the at least one light source, in accordance with the received compensation factor.
  • the compensation factor can be used, for example, to reduce or increase the luminous intensity or luminous efficiency of a luminous means without having to adjust the control signals themselves. This can be useful, for example, when a light source has to be replaced and replaced by a new light source, but a defined light ratio to at least one other light source is to be maintained. In fact, the new light source may have a different luminous intensity or luminous efficiency than the exchanged light source. This difference can be adjusted by means of the compensation factor in order to maintain the defined light ratio and thus the overall appearance of the lighting device.
  • the pulse width of the pulse width modulation of the operating device can be detected and a required additional pulse width can be calculated for the shunt of the light source to be reduced or increased.
  • the calculation can be carried out by the radio module, the operating device itself, or by a separate arithmetic unit.
  • FIG. 1 shows a lighting device 1, which has a plurality of lighting means 2.
  • the light sources 2 may each be a single LED, a single OLED, an LED group, an OLED group, an LED track or the like.
  • each luminous means 2 may be designed to illuminate in a different color, ie to emit light of a different wavelength.
  • the plurality of luminous means 2 can comprise a red-emitting luminous means 2, a blue-illuminating luminous means 2 and a green-illuminating luminous means in order to produce white light as a whole.
  • each luminous means 2 itself to be a white light-emitting luminous means 2 (for example composed of three different-colored LEDs or OLEDs) in order to produce white light of a specific color temperature.
  • the plurality of luminous means 2 can all have the same parameters, such as, for example, an operating voltage or an operating current, but can also be different with regard to such parameters.
  • the plurality of lamps 2 are connected in series in a current loop 5.
  • An operating device 3 of the lighting device 1 provides the current loop 5 a current.
  • the operating device 3 is, for example, a converter which is connected to a mains voltage, for example of 230V.
  • the converter preferably converts the mains voltage into a constant current, which is fed into the current loop 5.
  • the operating device 3 may also include circuits for smoothing, removing harmonics or the like.
  • the operating device comprises a power factor correction circuit.
  • the plurality of lamps 2 are preferably designed to be brighter or darker depending on the current that is effectively flowing therethrough. That is, with higher effective current provided by the operating device 3, the lighting means 2 shine brighter. However, the lighting means 2 can also be designed such that they depend on the effectively flowing through them Power in different colors shine or preferably radiate in different directions.
  • the current effectively flowing through the lighting means 2 may be adjusted either by an absolute change in the current value, for example the amplitude of a constant current, or may be adjusted by pulse width modulation of a pulsed current. In the pulse width modulation of a pulsed current determines the ratio between an on-time of the current and an off-time of the current to be changed and determines the effective current (per time) by the light source 2.
  • the operating device 3 feeds a constant current into the current loop 5.
  • the lighting device 1 further comprises at least one, preferably a plurality of shunts 4. At least one light-emitting means 2, a shunt is connected in parallel.
  • a plurality of the lighting means more preferably each of the lighting means 2, a shunt 4 is connected in parallel.
  • Each shunt 4 is a kind of switch and can be either open or closed. When a shunt 4 is closed, it short-circuits the correspondingly associated lamp 2 (i.e., the lamp 2 to which it is connected in parallel). This means that the current flows in this case exclusively through the shunt 4. By correspondingly associated bulb 2 in this case no current flows and therefore it does not light up.
  • the shunt 4 is opened, then no current can flow through the shunt 4 and the current flows through the corresponding lamp 2 as a result. As a result, this lamp 2 can shine.
  • the opening or closing of the at least one shunt, preferably the plurality of shunts 4 can in the Lighting device according to the invention carried out independently of each other, so that the individual dimming of at least one lamp or the plurality of lamps 2, ie individually and independently of each other, is possible.
  • the at least one shunt 4 may, for example, be a switchable transistor. However, the at least one shunt 4 can also be any other suitable switch which can be rapidly switched between a conducting and a non-conducting state. Fast means at least as fast as typical pulse width modulation frequencies.
  • the at least one shunt 4 is further preferably so is designed such that it can be switched between the open and the closed state by a drive signal, for example by a gate voltage in a transistor.
  • a drive signal for example by a gate voltage in a transistor.
  • FIG. 2 An advantageous control of the at least one shunt 4 is in FIG. 2 shown.
  • the control of the at least one shunt 4 in the present invention by means of a radio module 6.
  • the radio module 6 may be designed for receiving and transmitting, ie be a transceiver.
  • the radio module 6 is, as in FIG. 2 shown, a certain light source 2a, as well as a particular shunt 4a, connected in parallel. As a result, the radio module 6 can draw the energy needed to control the at least one shunt 4 or the energy needed to communicate by radio from the current loop 5.
  • FIG. 2 An advantageous control of the at least one shunt 4 is in FIG. 2 shown.
  • the control of the at least one shunt 4 in the present invention by means of a radio module 6.
  • the radio module 6 may be designed for receiving and transmitting, ie be a transceiver.
  • the radio module 6 is, as in FIG. 2 shown, a certain light source 2a, as well as a particular
  • an advantageous radio module 6 adapted to control a plurality of shunts 4a, 4b when a shunt 4 is connected in parallel with a plurality of lighting devices, as shown by the dotted lines.
  • the radio module 6 has for this purpose one or more corresponding outputs, each outputting a drive signal, which is supplied, for example, to a gate of a switching transistor 4a or 4b.
  • a separate radio module 6 can also be installed in the lighting device 1 for each of a plurality of shunts 4.
  • the circuit complexity is reduced if at least one radio module 6 is used to control a plurality of shunts 4, preferably all shunts 4.
  • the radio module 6 can as off FIG. 2 can be seen, only the required energy from the current loop 5 relate, if the particular shunt 4a, it is connected in parallel, is open. Otherwise, the radio module 6 as well as the Lamp 2a is short-circuited and there is no current flowing from the current loop 5 through the radio module. 6
  • the radio module 6 is preferably connected in parallel with an energy store 7.
  • the energy store 7 may be a capacitor, a plurality of capacitors, one or more coils, a transistor or the like.
  • the radio module 6 is supplied with energy from the current loop 5 and at the same time the energy store 7 is loaded. If the shunt 4a is closed, the radio module 6 is no longer supplied with power from the current loop 5 but from the energy store 7. This means that the energy store 7 discharges, since a current flows into the radio module 6.
  • a diode 9 is preferably connected between the shunt 4 and the energy store 7 so that a current direction from the energy store 7 to the light source 2a is locked.
  • the radio module 6 is preferably designed to measure the voltage applied to the energy storage 7 voltage and short-circuit the shunt 4a, when the voltage at the energy storage 7 drops below a predetermined threshold. At the moment in which the radio module 6 opens the shunt 4a, again a current flows from the current loop 5 in the energy storage 7, to charge it.
  • the radio module 6 is preferably designed to open the shunt 4a only for a certain period of time, and only so long that the voltage applied to the lamp 2a voltage always remains below the operating voltage of the lamp 2a.
  • the light-emitting means 2a is thus not turned on by the short-term opening of the shunt 4a, but the energy store 7, whose time constant should be selected accordingly, is at least partially charged.
  • the radio module 6 is provided with an antenna or similar means enabling it to communicate via radio. In this case, the radio module 6 is in particular designed to receive control signals for driving one or more shunts 4 via radio.
  • the radio module 6 can therefore control at least one of the shunts 4 on the basis of the received control signals.
  • Control signals may be, for example, instructions for a pulse width modulation, ie, the control signals may contain information about when and how long a shunt 4 should be opened or closed.
  • the control signals thus contain information about the desired on and off time of the shunts 4 and the light sources 2.
  • the radio module 6 can preferably use the standard Bluetooth low energy for communication. However, it is also conceivable to communicate via RFID, WLAN, UMTS, LTE or the like.
  • the radio module 6, the control signals for example. from the operating device 3 and / or preferably from an external control unit 8 received.
  • the control signals may also be modulated onto the current flowing through the current loop 5.
  • the external control unit 8 or the operating device 2 can modulate the control signals onto the current loop.
  • the radio module can detect and evaluate this on-modulation and receive the control signals accordingly.
  • the external control unit 8 is preferably not integrated in the current loop 5.
  • the control unit 8 may be, for example, a computer, a PDA, a tablet or a smartphone.
  • a user interface can be provided on the control unit 8, or a user interface can be represented by it.
  • a user interface may be presented as part of an app (ie, software running on the controller 8).
  • an app ie, software running on the controller 8.
  • the individual lamps 2 of the lighting device 1 sliders can be displayed, which can operate a user. Based on the setting of these displayed sliders controller 8 then transmit the corresponding control signals to the radio module 6.
  • controller 8 transmit the corresponding control signals to the radio module 6.
  • a user can individually control and set each of the lamps 2 by radio.
  • control signals do not have to be first supplied to the operating device 2 via, for example, a DALI interface, which is more time-consuming. Instead, by radio directly the corresponding information in the form of Control signals are transmitted to the radio module 6. The radio module 6 can then dimming individually as described at least one light source 2.
  • the operating device 3 is designed to feed a pulsed current into the current loop 5, and to influence all the luminous means 2 of the current loop equally by means of pulse width modulation of this current.
  • the radio module 6 may be capable of controlling the pulse width modulation of the operating device 3, i. to measure the ratio of on-time to off-time of the pulsed current from the operating device 3, and to make the driving of the at least one shunt 4 synchronized thereto.
  • the measured on-time or off-time of the current from the operating device 3 can be adjusted individually for each light-emitting means 2 with a shunt 4 connected in parallel by lengthening or shortening the on-time and / or off-time by a certain fraction by switching the corresponding shunt 4.
  • the operating device 3 is designed to store the control signals received from the external control unit 8.
  • the lighting means 2 can also be driven permanently and in the same way even further when the external control unit 8 is switched off, for example when the app running on the control unit 8 is ended or when a user with the control unit 8 leaves the room in which the lighting device is arranged.
  • the operating device 3 is preferably suitable for transmitting the stored control signals to the radio module 6 or to the plurality of radio modules 6.
  • Another useful use of the radio module 6 is to correct or compensate for predetermined values for dimming, for example, a light source 2. This may be necessary, for example, when one of the light-emitting means 2 is replaced and by a newer, possibly more efficient one Bulb 2 is replaced.
  • the control signals for driving the corresponding shunt 4 of the new luminous means 2 can be compensated.
  • the radio module 6 is preferably adapted to receive a compensation factor which is externally specified, for example by a user via the external control unit 8, and to adapt the control signals to the compensation factor.
  • the radio module 6 can also be designed to store at least one light intensity ratio of two light sources and to keep them constant.
  • the radio module 6 can be designed, for example, to observe a pulse width of the pulse width modulation of the operating device 2 and, if appropriate, to reduce or to increase the brightness of a light source in order to maintain a stored luminous intensity ratio.
  • the radio module 6, or a separate arithmetic unit, a required additional pulse width for the control of the shunt 4 of the light source to be changed 2 calculate.
  • FIG. 3 shows a further advantageous embodiment of the present invention.
  • an inventive control module 10 is shown, which can be used for example as a retrofittable module for a conventional lighting device.
  • the control module 10 functions similarly to the above-described circuit of the lighting device 1 according to the invention, which preferably consists of shunt 4, radio module 6 and capacitor 7.
  • control module 10 has two terminals 11 in order to simply connect the control module 10 to the output of an operating device 300, for example a converter a conventional lighting device 100 to connect.
  • the control module can be connected in parallel either to all bulbs 200 of a current loop 500 or one or more bulbs 200 in the current loop 500.
  • the control module 10 further consists of at least one shunt 14, which is connected in parallel to the terminals 11, a radio module 16, which is connected in parallel to the shunt 14, and a capacitor 17, which is connected in parallel to both the shunt 14 and the radio module 16.
  • the radio module 16 can be controlled like the radio module 6 described above and open and close the shunt 14 based on the received control signals.
  • the lighting means 200 of the lighting device 100 By opening and closing the shunt 14, the lighting means 200 of the lighting device 100, to which the control module 10 is connected in parallel, are either short-circuited, namely when the shunt 14 is closed, or supplied with power from the operating device 300, namely when the shunt 14 is opened is.
  • the lighting apparatus 100 is simply provided with a radio control for the lighting means 200.
  • the radio module 16 can also be controlled by means of an external control unit 8.
  • the advantage of the solution according to the invention is that the retrofitting or retrofitting of the lighting device 100 requires no special measures in the initial state of the operating device 300 or the lighting device 100. This means that almost any lighting device 100 can be retrofitted with the aid of the control module 10 according to the invention in a simple manner. It is also conceivable to connect one retrofittable control module 10 for each of the lighting means 200 of the lighting device 100. Then, in turn, the individual lamps 200 of the current loop 500 can be individually controlled.
  • the control module 10 preferably does not require its own power supply since it draws its energy from the current loop 500 of the lighting device 100.
  • the present invention individually to control a plurality of lamps 2 and 200 of a lighting device 1 and 100, which are connected in a single current loop 5 and 500 in series, individually and thereby dimming.
  • the present invention achieves a significant cost reduction and reduces the complexity of the lighting device 1, since not for each light source 2 its own current loop, which is controlled with pulse width modulation, is necessary.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, sowie ein Steuermodul und ein Steuerverfahren für eine Leuchtvorrichtung, wobei die Leuchtvorrichtung mehrere Leuchtmittel aufweist, die innerhalb einer Stromschleife in Serie geschaltet sind. Insbesondere können diese Leuchtmittel durch die vorliegende Erfindung individuell gesteuert, vorzugsweise mittels Pulsweiten-Modulation gedimmt werden.
  • Ein bekanntes Leuchtmittel ist beispielweise eine LED oder OLED und wird üblicherweise durch einen geregelten Strom betrieben. Dieser Strom kann ein konstanter Strom sein und das Leuchtmittel kann durch Verändern der Stromstärke gedimmt werden. Es ist aber auch bekannt, dass der Strom ein gepulster Strom ist und das Leuchtmittel durch eine entsprechende Pulsweiten-Modulation des gepulsten Stroms gedimmt werden kann. Dabei ist aus Stand der Technik insbesondere bekannt, mehrere Leuchtmittel, die unabhängig voneinander gedimmt werden sollen, jeweils individuell über einen entsprechenden pulsweiten-modulierten Strom anzusteuern.
  • Das bedeutet aber, dass jedes Leuchtmittel einer Leuchtvorrichtung separat mit Strom versorgt werden muss, d.h. jedes der Leuchtmittel muss in einer separaten Stromschleife angeordnet sein. Diese bislang verwendete Lösung zum individuellen Dimmen mehrerer Leuchtmittel ist allerdings kompliziert und teuer. Die separaten Stromschleifen verhindern ferner, dass Leuchtvorrichtungen noch kompakter gebaut werden können.
  • Beispielsweise bezieht sich die US 2008/0224025 A1 auf eine Vorrichtung aufweisend einen Satz an LEDs, die zu Transistoren parallel geschaltet sein können. Die Transistoren dienen als Schalter, um selektiv die LEDs zu aktivieren und deaktivieren. Weiterhin wird auch ein Betriebsgerät bereitgestellt, das mit den Transistoren verbunden ist.
  • Die vorliegende Erfindung hat deshalb zur Aufgabe, den bekannten Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Komplexität und die Kosten von Schaltungen in einer Leuchtvorrichtung zum individuellen Dimmen der Leuchtmittel der Leuchtvorrichtung zu reduzieren. Diesbezüglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere solche Leuchtmittel einzeln dimmen zu können, die Bestandteil ein und derselben Stromschleife in einer Leuchtvorrichtung sind.
  • Die oben genannten Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den Kerngedanken der Erfindung vorteilhaft weiter.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchtvorrichtung, die aufweist, mehrere Leuchtmittel, die in einer Stromschleife in Serie geschaltet sind, wenigstens ein Betriebsgerät zum Versorgen der Stromschleife mit Strom, wobei wenigstens einem der Leuchtmittel ein Shunt parallel geschaltet ist, der selektiv geöffnet werden kann, so dass Strom durch das Leuchtmittel fließt, oder geschlossen werden kann, so dass das Leuchtmittel kurzgeschlossen ist, wobei die Leuchtvorrichtung ferner wenigstens ein Funkmodul aufweist, das dazu ausgelegt ist, Steuersignale über Funk zu empfangen und den wenigstens einen Shunt selektiv zu steuern, um diesen basierend auf den empfangenen Steuersignalen zu öffnen oder zu schließen, wobei das wenigstens eine Funkmodul einem der Leuchtmittel und dem dazu parallel geschalteten Shunt parallel geschaltet ist, um Energie aus der Stromschleife zu beziehen, wenn der Shunt geöffnet ist.
  • Die Leuchtmittel werden beispielweise mit einem konstanten Strom aus dem Betriebsgerät gespeist. Vorzugsweise ist mehreren Leuchtmitteln, noch mehr bevorzugt allen Leuchtmitteln ein Shunt parallel geschaltet. Jedes Leuchtmittel mit parallel geschaltetem Shunt, kann unabhängig von den anderen Leuchtmitteln pulsweiten-moduliert ein- bzw. ausgeschaltet werden. Jedes Leuchtmittel ohne parallel geschalteten Shunt ist konstant eingeschaltet. Ist ein Shunt geöffnet, ist ein dazugehöriges Leuchtmittel eingeschaltet, ist ein Shunt geschlossen, ist ein dazugehöriges Leuchtmittel ausgeschaltet. Somit kann jedes Leuchtmittel, dem ein Shunt parallel geschaltet ist, individuell, d.h. unabhängig von den anderen Leuchtmitteln, gedimmt werden. Dafür ist im Vergleich zum Stand der Technik nur eine einzige, den Leuchtmitteln gemeinsame Stromschleife, aber keine separate Stromschleife für jedes zu dimmende Leuchtmittel notwendig. Infolgedessen können die Kosten der Leuchtvorrichtung verringert werden und zudem kann die Leuchtvorrichtung kompakter und weniger komplex als eine bekannte Leuchtvorrichtung gebaut werden.
  • Die Übertragung der Steuersignale per drahtlosen Funk an das Funkmodul ermöglicht eine wenig komplexe und kostengünstige Steuerung der Leuchtmittel mittels des wenigstens einen Shunts. Funkmodule können einfach und kompakt hergestellt werden. Es ist zur Übertragung der Steuersignale keine aufwendige Zuführung, wie zum Beispiel durch eine DALI Schnittstelle an das Betriebsgerät notwendig. Statt drahtlosem Funk zur Übertragung der Steuersignale kann auch ein "drahtgebundener Funk" verwendet werden, wobei das zu übertragende Steuersignal auf die Stromschleife aufmoduliert wird. Solche aufmodulierten Steuersignale sind aus der drahtgebundenen Fernsteuertechnik bekannt.
  • Vorzugsweise ist das wenigstens eine Funkmodul dazu ausgelegt, den wenigstens einen Shunt mittels Pulsweiten-Modulation zu steuern.
  • Die Pulsweiten-Modulation des Funkmoduls kann auch synchron zu einer Pulsweiten-Modulation des Stroms durch die Stromschleife durch das Betriebsgerät erfolgen. Es kann dann zum Beispiel die Pulsweiten-Modulation des Betriebsgeräts, die alle Leuchtmittel in der Stromschleife gleichermaßen beeinflusst, von dem Funkmodul erfasst und/oder gemessen werden. Ferner kann dann die erfasste Pulsweiten-Modulation durch zusätzliche Ansteuerung eines oder mehrerer Shunts durch das Funkmodul gezielt für das dazugehörige eine oder mehrere Leuchtmittel verändert werden. Beispielweise kann von einem Leuchtmittel oder von einer Gruppe von Leuchtmitteln die An-Zeit oder die Aus-Zeit, die durch die Pulsweiten-Modulation des Betriebsgeräts vorgegeben wird, um einen bestimmten Bruchteil verlängert bzw. verkürzt werden.
  • Das Funkmodul benötigt aufgrund der Parallelschaltung des Funkmoduls mit dem Leuchtmittel und dem dazu parallel geschalteten Shunt keine eigene Energie- bzw. Stromversorgung. Das Funkmodul ist ferner vorzugsweise zum Betrieb mit niedriger Leistung ausgelegt, so dass es im Vergleich zu den Leuchtmitteln in der Stromschleife nur einen Bruchteil an Energie benötigt. Infolgedessen beeinflusst die Stromaufnahme des Funkmoduls aus der Stromschleife nicht den Leuchtbetrieb der Leuchtvorrichtung.
  • Vorzugsweise weist die Leuchtvorrichtung ferner einen Energiespeicher auf, der dem Funkmodul parallel geschaltet ist und der dazu ausgelegt ist, geladen zu werden, wenn der Shunt geöffnet ist, und das Funkmodul mit Energie zu versorgen, wenn der Shunt geschlossen ist.
  • Somit kann das Funkmodul auch mit Energie bzw. Strom versorgt werden, wenn der Shunt das Leuchtmittel sowie das Funkmodul kurzschließt. Es ist also keine separate Energiequelle zum Betreiben des Funkmoduls nötig. Der Energiespeicher kann beispielweise ein Kondensator sein, kann aber auch aus mehreren Kondensatoren und/oder wenigstens einer Induktivität oder ähnlichem aufgebaut sein.
  • Vorzugsweise ist das Funkmodul dazu ausgelegt, den Shunt für eine bestimmte Zeitspanne zu öffnen, wenn die am Energiespeicher anliegende Spannung unter einen bestimmten Schwellenwert sinkt.
  • Das Funkmodul kann die Spannung messen und mit dem Schwellenwert vergleichen. Da sich der Energiespeicher bei geschlossenem Shunt entlädt, um das Funkmodul zu speisen, kann das Funkmodul somit sicherstellen, dass es stets trotzdem mit Energie versorgt ist. Dadurch kann insgesamt die Leuchtvorrichtung zuverlässiger betrieben werden. Durch das Öffnen des Shunts bezieht das Funkmodul sofort Energie aus der Stromschleife. Zudem wird der Energiespeicher aufgeladen.
  • Vorzugsweise ist das Funkmodul dazu ausgelegt, die bestimmte Zeitspanne so zu bemessen, dass die an dem Leuchtmittel anliegende Spannung während der Zeitspanne stets unterhalb einer Betriebsspannung des Leuchtmittels liegt.
  • Dadurch wird verhindert, dass das Leuchtmittel in diesem Zustand zu leuchten beginnt, da es ja eigentlich in einem abgeschalteten Zustand sein sollte. Der Shunt wird ja während einer Aus-Zeit des Leuchtmittels geöffnet, um den Energiespeicher nachzuladen, falls dessen Spannung unter den Schwellenwert sinkt. Somit kann Energie auch während der Aus-Zeit eines Leuchtmittels für das Funkmodul aus der Stromschleife entnommen werden.
  • Vorzugsweise ist mehreren der Leuchtmittel ein Shunt parallel geschaltet, und ist das wenigstens eine Funkmodul dazu ausgelegt, mehrere der Shunts anzusteuern, um diese basierend auf den empfangenen Steuersignalen unabhängig voneinander zu öffnen oder zu schließen.
  • Somit können mehrere Leuchtmittel, vorzugsweise alle Leuchtmittel individuell angesteuert und gedimmt werden. Wird ein Funkmodul für die Ansteuerung von mehreren Shunts verwendet, so reduziert sich der Schaltungsaufwand in der Leuchtvorrichtung. Dies senkt wiederum die Kosten der Leuchtvorrichtung und ermöglicht es, die Leuchtvorrichtung kompakter zu bauen.
  • Vorzugsweise ist das Funkmodul dazu ausgelegt ist, über Bluetooth Low Energy zu kommunizieren.
  • Beispielweise werden also die Steuersignale durch Bluetooth Low Energy an das Funkmodul übermittelt und von diesem empfangen. Durch diesen Übermittelungsstandard wird möglichst wenig Energie von der Leuchtvorrichtung verbraucht.
  • Vorzugsweise ist das Betriebsgerät dazu ausgelegt, mit dem Funkmodul über Funk zu kommunizieren.
  • Dann kann beispielweise das Betriebsgerät, etwa über eine DALI- oder eine ähnliche Schnittstelle, von extern angesteuert werden und so mit Steuersignalen beliefert werden. Diese Steuersignale kann das Betriebsgerät dann an ein oder mehrere Funkmodule der Leuchtvorrichtung gezielt über Funk weiterverteilen. Das Betriebsgerät kann die Steuersignale auch auf den Strom durch die Stromschleife aufmodulieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Funkmodul die Steuersignale oder sogar eigene Betriebsparameter an das Betriebsgerät übermitteln und diese darin, bspw. zur späteren Verwendung, abspeichern kann.
  • Vorzugsweise weist die Leuchtvorrichtung ferner ein nicht mit der Stromschleife verbundenes Steuergerät auf, das dazu ausgelegt ist, über Funk mit dem Funkmodul zu kommunizieren.
  • Beispielweise kann das Steuergerät die Steuersignale per Funk an das Funkmodul übermitteln. Das Steuergerät kann bspw. ein Computer oder Smartphone sein, über das ein Benutzer die Leuchtvorrichtung steuern kann, d.h. die einzelnen Leuchtmittel der Leuchtvorrichtung gezielt und selektiv dimmen kann.
  • Vorzugsweise weist das Steuergerät eine Benutzerschnittstelle auf oder ist dazu ausgelegt, eine Benutzerschnittstelle auf einer Anzeige darzustellen, und ist die Benutzerschnittstelle derart ausgelegt, dass ein Benutzer die Steuersignale eingegeben kann.
  • Beispielweise können dem Benutzer auf einem Display des Steuergeräts zu bedienende Einstellmöglichkeiten für jedes einzelne Leuchtmittel angezeigt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fernsteuerung der Leuchtvorrichtung.
  • Vorzugsweise ist das Funkmodul oder das Betriebsgerät dazu ausgelegt, die von dem Steuergerät übermittelten Steuersignale zu speichern.
  • Dies ermöglicht es dem Funkmodul, die Steuersignale weiterzuverwenden, falls beispielweise die Funkverbindung zu dem externen Steuergerät abbricht, beispielweise weil der Benutzer das Steuergerät deaktiviert hat oder den Raum, in dem die Leuchtvorrichtung installiert ist, verlassen hat. Alternativ können die Steuersignale auch von dem Funkmodul abgespeichert werden. Bei der Verwendung mehrerer Funkmodule in einer Leuchtvorrichtung ist aber die zentrale Speicherung der Steuersignale im Betriebsgerät der Leuchtvorrichtung vorteilhaft.
  • Vorzugsweise ist das Funkmodul dazu ausgelegt, einen Kompensationsfaktor für wenigstens ein Leuchtmittel zu empfangen, und die Steuersignale für den wenigstens einen Shunt, der dem wenigstens einen Leuchtmittel parallel geschaltet ist, entsprechend dem empfangenen Kompensationsfaktor zu verändern.
  • Der Kompensationsfaktor kann zum Beispiel verwendet werden, um die Leuchtstärke bzw. Leuchteffizienz eines Leuchtmittels zu reduzieren bzw. zu erhöhen, ohne die Steuersignale selbst anpassen zu müssen. Dies kann zum Beispiel nützlich sein, wenn ein Leuchtmittel ausgetauscht und durch ein neues Leuchtmittel ersetzt werden muss, aber ein definiertes Lichtverhältnis zu wenigstens einem anderen Leuchtmittel beibehalten werden soll. Das neue Leuchtmittel weist nämlich unter Umständen eine andere Leuchtstärke bzw. Leuchteffizienz auf als das ausgetauschte Leuchtmittel. Dieser Unterschied kann mittels des Kompensationsfaktors angepasst werden, um das definierte Lichtverhältnis und somit das Gesamterscheinungsbild der Leuchtvorrichtung beizubehalten.
  • Es kann auch vorgesehen sein, ohne Signalübertragung, also ohne Übertragung eines Kompensationsfaktors, ein definiertes Lichtverhältnis von wenigstens zwei Leuchtmitteln sicherzustellen bzw. beizubehalten, indem beispielweise die Leuchtstärke bzw. Leuchteffizienz eines neuen Leuchtmittels reduziert oder erhöht wird. Dazu kann die Pulsbreite der Pulsbreitenmodulation des Betriebsgeräts erfasst werden und eine erforderliche ergänzende Pulsbreite für den Shunt des zu reduzierenden bzw. zu erhöhenden Leuchtmittels errechnet werden. Die Berechnung kann von dem Funkmodul, dem Betriebsgerät selbst, oder von einer separaten Recheneinheit durchgeführt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun hinsichtlich der beigefügten Figuren im Detail beschrieben.
    • Figur 1 zeigt eine Leuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    • Figur 2 zeigt eine Steuerschaltung einer Leuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
    • Figur 3 zeigt ein Steuermodul der vorliegenden Erfindung zum Anschluss an eine bekannte Leuchtvorrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine Leuchtvorrichtung 1, die mehrere Leuchtmittel 2 aufweist. Die Leuchtmittel 2 können jeweils eine einzelne LED, eine einzelne OLED, eine LED-Gruppe, eine OLED-Gruppe, eine LED-Strecke oder dergleichen sein. Jedes Leuchtmittel 2 kann zum Beispiel dazu ausgelegt sein, in einer unterschiedlichen Farbe zu leuchten, d.h. Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge abzugeben. Beispielweise können die mehreren Leuchtmittel 2 ein rotleuchtendes Leuchtmittel 2, ein blauleuchtendes Leuchtmittel 2 und ein grünleuchtendes Leuchtmittel umfassen, um insgesamt weißes Licht zu erzeugen. Es kann aber auch jedes Leuchtmittel 2 selbst ein weißleichtendes Leuchtmittel 2 sein (zum Beispiel aus drei verschiedenfarbigen LEDs oder OLEDs gebildet), um weißes Licht einer bestimmten Farbtemperatur zu erzeugen. Die mehreren Leuchtmittel 2 können alle gleiche Parameter, wie beispielweise eine Betriebsspannung oder einen Betriebsstrom aufweisen, können aber auch unterschiedlich hinsichtlich solcher Parameter sein.
  • Die mehreren Leuchtmittel 2 sind in einer Stromschleife 5 in Serie geschaltet. Ein Betriebsgerät 3 der Leuchtvorrichtung 1 liefert der Stromschleife 5 einen Strom. Das Betriebsgerät 3 ist beispielweise ein Konverter, der an eine Netzspannung, zum Beispiel von 230V, angeschlossen ist. Der Konverter setzt die Netzspannung vorzugsweise in einen konstanten Strom um, der in die Stromschleife 5 eingespeist wird. Dabei kann das Betriebsgerät 3 auch Schaltkreise zum Glätten, Entfernen von Oberwellen oder dergleichen umfassen. Beispielweise umfasst das Betriebsgerät eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung.
  • Die mehreren Leuchtmittel 2 sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie abhängig von dem effektiv durch sie hindurch fließenden Strom heller bzw. dunkler leuchten. Das heißt, bei höherem effektivem Strom, der von dem Betriebsgerät 3 bereitgestellt wird, leuchten die Leuchtmittel 2 heller. Die Leuchtmittel 2 können aber auch derart ausgelegt sein, dass sie abhängig von dem effektiv durch sie hindurch fließenden Strom in unterschiedlichen Farben leuchten oder bevorzugt in unterschiedliche Richtungen strahlen. Der effektiv durch die Leuchtmittel 2 fließende Strom kann entweder durch eine absolute Veränderung des Stromwertes, beispielweise der Amplitude eines konstanten Stroms, eingestellt werden, oder kann durch Pulsweiten-Modulation eines gepulsten Stroms eingestellt werden. Bei der Pulsweiten-Modulation eines gepulsten Stroms bestimmt das Verhältnis zwischen einer An-Zeit des Strom und einer Aus-Zeit des Stroms verändert werden und bestimmt den effektiven Strom (pro Zeit) durch das Leuchtmittel 2. Das Betriebsgerät 3 kann entsprechend zur konstanten Stromversorgung der Stromschleife 5 und/oder zur Pulsweiten-Modulation eines gepulst angelegten Stroms ausgelegt sein.
  • Vorzugsweise speist das Betriebsgerät 3 einen konstanten Strom in die Stromschleife 5 ein. Die Leuchtvorrichtung 1 umfasst ferner wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Shunts 4. Wenigstens einem Leuchtmittel 2 ist dabei ein Shunt parallel geschaltet. Vorzugsweise ist mehreren der Leuchtmittel, noch mehr bevorzugt jedem der Leuchtmittel 2 ein Shunt 4 parallel geschaltet. Jeder Shunt 4 ist eine Art Schalter und kann entweder geöffnet oder geschlossen sein. Ist ein Shunt 4 geschlossen, so schließt er das entsprechend zugeordnete Leuchtmittel 2 (d.h. das Leuchtmittel 2, dem er parallel geschaltet ist) kurz. Das bedeutet, der Strom fließt in diesem Fall ausschließlich durch den Shunt 4. Durch das entsprechend zugeordnete Leuchtmittel 2 fließt in diesem Fall kein Strom und es leuchtet daher nicht. Ist der Shunt 4 geöffnet, so kann kein Strom über den Shunt 4 fließen und der Strom fließt entsprechend durch das zugehörige Leuchtmittel 2. Infolgedessen kann dieses Leuchtmittel 2 leuchten Das Öffnen bzw. Schließen des wenigstens einen Shunts, vorzugsweise der mehreren Shunts 4 kann in der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung unabhängig voneinander erfolgen, so dass auch das individuelle Dimmen von wenigstens einem Leuchtmittel bzw. der mehreren Leuchtmittel 2, d.h. einzeln und unabhängig voneinander, möglich ist.
  • Der wenigstens eine Shunt 4 kann bspw. ein schaltbarer Transistor sein. Der wenigstens eine Shunt 4 kann aber auch jeder andere geeignete Schalter sein, der schnell zwischen einem leitenden und nicht-leitenden Zustand hin und her geschaltet werden kann. Schnell bedeutet dabei mindestens so schnell wie typische Pulsweiten-Modulationsfrequenzen. Der wenigstens eine Shunts 4 ist ferner vorzugsweise derart ausgelegt, dass er durch ein Ansteuersignal, beispielweise durch eine Gate-Spannung bei einem Transistor, zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand hin und her geschaltet werden kann. Durch die Ansteuerung eines bestimmten Shunts 4 kann die An-Zeit bzw. die Aus-Zeit des dazugehörigen Leuchtmittels 2 individuell eingestellt werden. Damit kann der effektiv durch das Leuchtmittel 2 fließende Strom individuell für jedes der Leuchtmittel 2, dem ein Shunt 4 parallel geschaltet ist, eingestellt werden. Das macht es beispielweise möglich, die Helligkeit von jedem Leuchtmittel 2 mit einem parallel geschalteten Shunt 4 individuell einzustellen, d.h., jedes dieser Leuchtmittel 2 einzeln und unabhängig von den anderen Leuchtmitteln 2 zu dimmen. Je nach Art der Leuchtmittel 2 kann auch auf die gleiche Weise gezielt die Farbe und/oder die Ausstrahlrichtung des Lichts aus den einzelnen Leuchtmitteln 2, d.h. durch die Regelung der An- und Aus-Zeit der Shunts 4, kontrolliert werden.
  • Eine vorteilhafte Ansteuerung des wenigstens einen Shunts 4 ist in Figur 2 gezeigt. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des wenigstens einen Shunts 4 in der vorliegenden Erfindung mittels eines Funkmoduls 6. Das Funkmodul 6 kann zum Empfangen und Senden ausgelegt sein, d.h. ein Transceiver sein. Das Funkmodul 6 ist, wie in Figur 2 gezeigt, einem bestimmten Leuchtmittel 2a, sowie auch einem bestimmten Shunt 4a, parallel geschaltet. Infolgedessen kann das Funkmodul 6 die Energie, die es zur Steuerung des wenigstens einen Shunts 4 benötigt bzw. die Energie, die es zum Kommunizieren über Funk benötigt, aus der Stromschleife 5 ziehen. In der Figur 2 ist ein vorteilhaftes Funkmodul 6 gezeigt, das dazu ausgelegt, mehrere Shunts 4a, 4b zu steuern, wenn mehreren Leuchtvorrichtungen ein Shunt 4 parallel geschaltet ist, wie durch die gepunkteten Linien dargestellt ist. Das Funkmodul 6 hat dazu einen oder mehrere entsprechende Ausgänge, die je ein Ansteuersignal ausgeben, das beispielweise einem Gate eines Schalttransistors 4a oder 4b zugeführt wird. Alternativ kann aber auch für jeden von mehreren Shunts 4 ein separates Funkmodul 6 in der Leuchtvorrichtung 1 verbaut sein. Allerdings wird der Schaltungsaufwand reduziert, wenn wenigstens ein Funkmodul 6 zur Ansteuerung mehrerer Shunts 4, vorzugsweise aller Shunts 4, genutzt wird.
  • Das Funkmodul 6 kann wie aus Figur 2 zu erkennen ist, lediglich dann die benötigte Energie aus der Stromschleife 5 beziehen, wenn der bestimmte Shunt 4a, dem es parallel geschaltet ist, geöffnet ist. Anderweitig ist das Funkmodul 6 ebenso wie das Leuchtmittel 2a kurzgeschlossen und es fließt kein Strom aus der Stromschleife 5 durch das Funkmodul 6.
  • Damit das Funkmodul 6 aber jederzeit mit Energie versorgt ist, ist dem Funkmodul 6 vorzugsweise ein Energiespeicher 7 parallel geschaltet. Der Energiespeicher 7 kann ein Kondensator, mehrere Kondensatoren, eine oder mehrere Spulen, ein Transistor oder ähnliches sein. Solange der Shunt 4a geöffnet ist, wird das Funkmodul 6 mit Energie aus der Stromschleife 5 versorgt und gleichzeitig der Energiespeicher 7 geladen. Wird der Shunt 4a geschlossen, so wird das Funkmodul 6 nicht mehr aus der Stromschleife 5, sondern aus dem Energiespeicher 7 mit Energie versorgt. Das bedeutet, dass sich der Energiespeicher 7 entlädt, da ein Strom in das Funkmodul 6 fließt. Damit dieser Strom beim Entladen des Energiespeichers 7 möglichst ausschließlich in das Funkmodul 6 fließt, und nicht zu dem Leuchtmittel 2a fließt, ist vorzugsweise eine Diode 9 zwischen den Shunt 4 und den Energiespeicher 7 geschaltet, so dass eine Stromrichtung von dem Energiespeicher 7 zu dem Leuchtmittel 2a gesperrt ist.
  • Ist der Shunt 4a geschlossen, leuchtet das Leuchtmittel 2a nicht und das Funkmodul 6 wird über den Energiespeicher 7 mit Strom versorgt. Dabei entlädt sich wie gesagt der Energiespeicher 7 stetig. Sobald der Energiespeicher 7 vollständig entladen wäre, könnte er das Funkmodul 6 nicht mehr mit Strom versorgen. Infolgedessen könnte das Funkmodul 6 den Shunt 4a nicht mehr ansteuern. Deshalb ist das Funkmodul 6 vorzugswiese dazu ausgelegt, die am Energiespeicher 7 anliegende Spannung zu messen und den Shunt 4a kurzfristig zu öffnen, wenn die Spannung am Energiespeicher 7 unter einen vorbestimmten Schwellenwert sinkt. In dem Moment, in dem das Funkmodul 6 den Shunt 4a öffnet, fließt wieder ein Strom aus der Stromschleife 5 in den Energiespeicher 7, um diesen aufzuladen. Allerdings fließt dann auch ein Strom durch das Leuchtmittel 2a, welches in diesem Fall allerdings ausgeschaltet sein sollte. Deshalb ist das Funkmodul 6 vorzugsweise dazu ausgelegt, den Shunt 4a nur für eine bestimmte Zeitspanne zu öffnen, und zwar nur solange, dass die an dem Leuchtmittel 2a anliegende Spannung stets unterhalb der Betriebsspannung des Leuchtmittels 2a bleibt. Das Leuchtmittel 2a wird also durch das kurzfristige Öffnen des Shunts 4a nicht eingeschaltet, aber der Energiespeicher 7, dessen Zeitkonstante entsprechend gewählt sein sollte, wird zumindest teilweise aufgeladen. Das Funkmodul 6 ist mit einer Antenne oder einem ähnlichen Mittel versehen, die ihm ermöglicht, über Funk zu kommunizieren. Dabei ist das Funkmodul 6 insbesondere dazu ausgelegt, Steuersignale zum Ansteuern eines oder mehrerer Shunts 4 über Funk zu empfangen. Das Funkmodul 6 kann also auf Basis der empfangenen Steuersignale wenigstens einen der Shunts 4 ansteuern. Steuersignale können zum Beispiel Vorgaben für eine Pulsweiten-Modulation sein, d.h., die Steuersignale können Information darüber enthalten, wann und wie lange ein Shunt 4 geöffnet bzw. geschlossen werden soll. Die Steuersignale enthalten also Informationen über die gewünschte An- und Aus-Zeit der Shunts 4 bzw. der Leuchtmittel 2. Das Funkmodul 6 kann zur Kommunikation vorzugsweise den Standard Bluetooth Low Energy verwenden. Es ist aber auch denkbar über RFID, WLAN, UMTS, LTE oder dergleichen zu kommunizieren. Das Funkmodul 6 kann die Steuersignale beispielweise. von dem Betriebsgerät 3 und/oder vorzugsweise von einem externen Steuergerät 8 empfangen. Die Steuersignale können auch auf den durch die Stromschleife 5 fließenden Strom aufmoduliert sein. Beispielweise kann das externe Steuergerät 8 oder das Betriebsgerät 2 die Steuersignale auf die Stromschleife aufmodulieren. Das Funkmodul kann diese Aufinodulation erfassen und auswerten und die Steuersignale entsprechend empfangen.
  • Das externe Steuergerät 8 ist aber vorzugsweise nicht in die Stromschleife 5 eingebunden. Das Steuergerät 8 kann beispielweise ein Computer, ein PDA, ein Tablet oder ein Smartphone sein. Auf dem Steuergerät 8 kann beispielweise eine Benutzerschnittstelle vorgesehen sein oder es kann eine Benutzerschnittstelle von diesem dargestellt werden. Beispielweise kann eine Benutzerschnittstelle im Rahmen einer App (d.h. einer Software, die auf dem Steuergerät 8 läuft) dargestellt werden. Beispielweise können für die einzelnen Leuchtmittel 2 der Leuchtvorrichtung 1 Schieberegler dargestellt werden, die ein Benutzer bedienen kann. Basierend auf der Einstellung dieser angezeigten Schieberegler kann das Steuergerät 8 dann die entsprechenden Steuersignale an das Funkmodul 6 übermitteln. Somit kann ein Benutzer per Funk individuell jedes der Leuchtmittel 2 ansteuern und einstellen. Ein Vorteil ist dabei, dass die Steuersignale nicht zuerst über beispielweise eine DALI-Schnittstelle dem Betriebsgerät 2 zugeführt werden müssen, was zeitaufwendiger ist. Stattdessen kann per Funk unmittelbar die entsprechende Information in Form der Steuersignale an das Funkmodul 6 übertragen werden. Das Funkmodul 6 kann dann wie beschrieben wenigstens ein Leuchtmittel 2 individuell dimmen.
  • Es ist erfindungsgemäß auch eine Möglichkeit, die Ansteuerung des wenigstens einen Shunts 4 mit einer Pulsweiten-Modulation des Stroms der gesamten Stromschleife 5, also dem durch das Betriebsgerät 3 bereitgestellten Strom, zu kombinieren. Dabei ist das Betriebsgerät 3 dazu ausgelegt, einen gepulsten Strom in die Stromschleife 5 zu speisen, und alle Leuchtmittel 2 der Stromschleife gleichermaßen mittels Pulsweiten-Modulation dieses Stroms zu beeinflussen. Das Funkmodul 6 kann zum Beispiel dazu in der Lage sein, die Pulsweiten-Modulation des Betriebsgeräts 3, d.h. das Verhältnis von An-Zeit zu Aus-Zeit des gepulsten Stroms aus dem Betriebsgerät 3, zu messen und die Ansteuerung des wenigstens einen Shunts 4 dazu synchron vorzunehmen. Die gemessene An-Zeit bzw. Aus-Zeit des Stroms aus dem Betriebsgerät 3 kann für jedes Leuchtmittel 2 mit parallel geschaltetem Shunt 4 einzeln angepasst werden, indem die An-Zeit und/oder Aus-Zeit um einen bestimmten Bruchteil verlängert bzw. verkürzt wird, indem der entsprechende Shunt 4 geschaltet wird.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung entsteht, wenn das Betriebsgerät 3 dazu ausgelegt ist, die von dem externen Steuergerät 8 empfangenen Steuersignale zu speichern. Damit können basierend auf diesen Steuersignalen die Leuchtmittel 2 auch dann dauerhaft und in gleicher Weise weiter angesteuert werden, wenn das externe Steuergerät 8 ausgeschaltet wird, beispielweise wenn die App, die auf dem Steuergerät 8 läuft, beendet wird, oder wenn ein Benutzer mit dem Steuergerät 8 den Raum verlässt, in dem die Leuchtvorrichtung angeordnet ist. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass beim Verlassen eines Raums durch den Benutzer automatisch von einer unmittelbaren Ansteuerung über das Steuergerät 8 auf eine Ansteuerung durch das Betriebsgerät 3 gewechselt wird. In diesem Fall ist das Betriebsgerät 3 vorzugsweise dazu geeignet, die gespeicherten Steuersignale dem Funkmodul 6 oder den mehreren Funkmodulen 6 zu übermitteln.
  • Eine weitere sinnvolle Nutzung des Funkmoduls 6 besteht darin, vorgegebene Werte zum Dimmen für beispielweise ein Leuchtmittel 2 zu korrigieren bzw. zu kompensieren. Dies kann zum Beispiel erforderlich werden, wenn eines der Leuchtmittel 2 ausgetauscht wird und durch ein neueres, gegebenenfalls effizienteres Leuchtmittel 2 ersetzt wird. Um in diesem Fall sicherzustellen, dass trotzdem die gewünschte Lichtstärke des Leuchtmittels 2, insbesondere ein Lichtstärkeverhältnis bezüglich wenigstens einem der nicht ausgetauschten Leuchtmittel 2, erhalten bleibt, können die Steuersignale zum Ansteuern des entsprechenden Shunts 4 des neuen Leuchtmittels 2 kompensiert werden. In anderen Worten bedeutet dies, dass beispielweise im Fall eines neue eingebauten Leuchtmittels 2, das zum Beispiel doppelt so effizient ist wie das zuvor verbaute Leuchtmittel 2, ein durch die Steuersignale extern vorgegebener Wert zum Dimmen halbiert wird, damit weiterhin dasselbe Lichtstärkeverhältnis der Leuchtmittel 2 zueinander und dadurch ein einheitliches Erscheinungsbild aller Leuchtmittel 2 erhalten bleibt.
  • Dazu ist das Funkmodul 6 vorzugsweise dazu geeignet, einen Kompensationsfaktor, der extern vorgegeben wird, beispielweise durch einen Benutzer über das externe Steuergerät 8, zu empfangen und die Steuersignale dem Kompensationsfaktor entsprechend anzupassen.
  • Das Funkmodul 6 kann auch dazu ausgelegt sein, wenigstens ein Lichtstärkeverhältnis zweier Leuchtmittel abzuspeichern und konstant zu halten. Das Funkmodul 6 kann beispielweise dazu ausgelegt sein, eine Pulsbreite der Pulsbreitenmodulation des Betriebsgeräts 2 zu beobachten und gegebenenfalls die Helligkeit eines Leuchtmittels zu reduzieren oder zu erhöhen, um ein abgespeichertes Lichtstärkeverhältnis beizubehalten. Zu diesem Zweck kann das Funkmodul 6, oder eine separate Recheneinheit, eine erforderliche ergänzende Pulsbreite für die Ansteuerung des Shunts 4 des zu verändernden Leuchtmittels 2 errechnen.
  • Figur 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist ein erfindungsgemäßes Steuermodul 10 dargestellt, das beispielweise als nachrüstbares Modul für eine herkömmliche Leuchtvorrichtung verwendet werden kann. Das Steuermodul 10 funktioniert ähnlich wie die oben beschriebene Schaltung der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 1, die vorzugsweise aus Shunt 4, Funkmodul 6 und Kondensator 7 besteht.
  • Insbesondere weist das Steuermodul 10 zwei Anschlüsse 11 auf, um das Steuermodul 10 einfach an den Ausgang eines Betriebsgeräts 300, beispielweise eines Konverters einer herkömmlichen Leuchtvorrichtung 100 anzuschließen zu können. Wie in Figur 3 angedeutet, kann das Steuermodul entweder allen Leuchtmitteln 200 einer Stromschleife 500 oder einem oder mehreren Leuchtmitteln 200 in der Stromschleife 500 parallel geschaltet werden. Das Steuermodul 10 besteht ferner aus wenigstens einem Shunt 14, der den Anschlüssen 11 parallel geschaltet ist, einem Funkmodul 16, das dem Shunt 14 parallel geschaltet ist, und einem Kondensator 17, der sowohl dem Shunt 14 als auch dem Funkmodul 16 parallel geschaltet ist. Das Funkmodul 16 kann wie das oben beschriebene Funkmodul 6 angesteuert werden und den Shunt 14 basierend auf den empfangenen Steuersignalen öffnen und schließen. Durch das Öffnen und Schließen des Shunts 14 werden die Leuchtmittel 200 der Leuchtvorrichtung 100, denen das Steuermodul 10 parallel geschaltet ist, entweder kurzgeschlossen, nämlich wenn der Shunt 14 geschlossen ist, oder mit Strom aus dem Betriebsgerät 300 versorgt, nämlich wenn der Shunt 14 geöffnet ist. Dadurch wird der Leuchtvorrichtung 100 einfach eine Funkansteuerung für die Leuchtmittel 200 zur Verfügung gestellt.
  • Wie oben beschrieben kann auch das Funkmodul 16 mit Hilfe eines externen Steuergeräts 8 angesteuert werden. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass das Nachrüsten bzw. die Nachrüstbarkeit der Leuchtvorrichtung 100 keine besonderen Maßnahmen im Ausgangszustand des Betriebsgeräts 300 bzw. der Leuchtvorrichtung 100 erfordert. Das bedeutet, dass nahezu jede Leuchtvorrichtung 100 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Steuermoduls 10 auf einfache Weise nachgerüstet werden kann. Es ist auch denkbar, je ein nachrüstbares Steuermodul 10 für jedes der Leuchtmittel 200 der Leuchtvorrichtung 100 anzuschließen. Dann können wiederum die einzelnen Leuchtmittel 200 der Stromschleife 500 individuell angesteuert werden. Das Steuermodul 10 benötigt vorzugsweise keine eigene Energieversorgung, da es seine Energie aus der Stromschleife 500 der Leuchtvorrichtung 100 zieht.
  • Zusammenfassend ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, mehrere Leuchtmittel 2 bzw. 200 einer Leuchtvorrichtung 1 bzw. 100, die in einer einzigen Stromschleife 5 bzw. 500 in Serie geschaltet sind, einzeln anzusteuern und dadurch zu dimmen. Die vorliegende Erfindung erzielt eine deutliche Kostenreduktion und verringert die Komplexität der Leuchtvorrichtung 1, da nicht für jedes Leuchtmittel 2 eine eigene Stromschleife, die mit Pulsweiten-Modulation gesteuert wird, nötig ist.

Claims (12)

  1. Leuchtvorrichtung (1), die aufweist,
    mehrere Leuchtmittel (2), die in einer Stromschleife (5) in Serie geschaltet sind;
    wenigstens ein Betriebsgerät (3) zum Versorgen der Stromschleife (5) mit Strom;
    wobei wenigstens einem der Leuchtmittel (2) ein Shunt (4) parallel geschaltet ist, der selektiv geöffnet werden kann, so dass Strom durch das Leuchtmittel (2) fließt, oder geschlossen werden kann, so dass das Leuchtmittel (2) kurzgeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung (1) ferner wenigstens ein Funkmodul (6) aufweist, das dazu ausgelegt ist, Steuersignale über Funk zu empfangen und den wenigstens einen Shunt (4) selektiv zu steuern, um diesen basierend auf den empfangenen Steuersignalen zu öffnen oder zu schließen, wobei
    das wenigstens eine Funkmodul (6) einem der Leuchtmittel (2) und dem dazu parallel geschalteten Shunt (4) parallel geschaltet ist, um Energie aus der Stromschleife (6) zu beziehen, wenn der Shunt (4) geöffnet ist.
  2. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei
    das wenigstens eine Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, den wenigstens einen Shunt (4) mittels Pulsweiten-Modulation zu steuern.
  3. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner aufweist,
    einen Energiespeicher (7), der dem Funkmodul (6) parallel geschaltet ist und der dazu ausgelegt ist, geladen zu werden, wenn der Shunt (4) geöffnet ist, und das Funkmodul (6) mit Energie zu versorgen, wenn der Shunt (4) geschlossen ist.
  4. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, wobei
    das Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, den Shunt (4) für eine bestimmte Zeitspanne zu öffnen, wenn die am Energiespeicher (7) anliegende Spannung unter einen bestimmten Schwellenwert sinkt.
  5. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei
    das Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, die bestimmte Zeitspanne so zu bemessen, dass die an dem Leuchtmittel (2) anliegende Spannung während der Zeitspanne stets unterhalb einer Betriebsspannung des Leuchtmittels (2) liegt.
  6. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
    mehreren der Leuchtmittel (2) ein Shunt (4) parallel geschaltet ist, und
    das wenigstens eine Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, mehrere der Shunts (4) anzusteuern, um diese basierend auf den empfangenen Steuersignalen unabhängig voneinander zu öffnen oder zu schließen.
  7. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
    das Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, über Bluetooth Low Energy zu kommunizieren.
  8. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
    das Betriebsgerät (3) dazu ausgelegt ist, mit dem Funkmodul (6) über Funk zu kommunizieren.
  9. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner aufweist,
    ein nicht mit der Stromschleife (5) verbundenes Steuergerät (8), das dazu ausgelegt ist, mit dem Funkmodul (6) über Funk zu kommunizieren.
  10. Leuchtvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei
    das Steuergerät (8) eine Benutzerschnittstelle aufweist oder dazu ausgelegt ist, eine Benutzerschnittstelle auf einer Anzeige darzustellen, und
    die Benutzerschnittstelle derart ausgelegt ist, dass ein Benutzer die Steuersignale eingegeben kann.
  11. Leuchtvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei
    das Funkmodul (6) oder das Betriebsgerät (3) dazu ausgelegt ist, die von dem Steuergerät (8) übermittelten Steuersignale zu speichern.
  12. Leuchtvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
    das Funkmodul (6) dazu ausgelegt ist, einen Kompensationsfaktor für wenigstens ein Leuchtmittel (2) zu empfangen, und die Steuersignale für den wenigstens einen Shunt (4), der dem wenigstens einen Leuchtmittel (2) parallel geschaltet ist, entsprechend dem empfangenen Kompensationsfaktor zu verändern.
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