EP3741192B1 - Installation und konfiguration von dali-betriebsgeräten für leuchtmittel - Google Patents

Installation und konfiguration von dali-betriebsgeräten für leuchtmittel Download PDF

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EP3741192B1
EP3741192B1 EP19706987.5A EP19706987A EP3741192B1 EP 3741192 B1 EP3741192 B1 EP 3741192B1 EP 19706987 A EP19706987 A EP 19706987A EP 3741192 B1 EP3741192 B1 EP 3741192B1
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Zumtobel Lighting GmbH
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Zumtobel Lighting GmbH
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    • 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
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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 invention generally relates to the installation and configuration of operating devices for lighting devices that can be addressed via a wired bus, such as a DALI bus.
  • the invention relates in particular to a lighting system with a cloud-based control center, a hand-held device and several operating devices for lighting devices, which are connected to the cloud-based control center.
  • the US 2006/125426 A1 discloses a distributed intelligence ballast system and an advanced lighting control protocol.
  • the WO 03/077610 A1 shows the initialization of radio-controlled lighting systems.
  • the WO 2018/024528 A1 discloses a building automation system with commissioning device.
  • the WO2006/095315A1 relates to the identification of partitions for assigning control of a wireless lighting system.
  • the invention relates in particular to facilitating the allocation of operating addresses to such operating devices, as well as simplifying the configuration of operating devices when replacing a luminaire with an operating device by a new luminaire with a different operating device.
  • a bus-capable operating device for lighting devices which has output connections for supplying at least one lighting device, such as one or more LEDs, OLEDs, etc.
  • the operating device has a bus interface for connecting a wired bus, for example in the form of a pair of bus lines and thus with two connections.
  • the bus interface is designed for a DALI bus.
  • the bus interface has a bus controller.
  • the operating device has a wireless interface, namely a Bluetooth interface, with the wireless interface also having a controller.
  • the operating device has a non-volatile memory that can be accessed by both the bus controller (of the wired bus) and the controller of the wireless interface. This has advantages in particular when installing and configuring the operating device according to the invention, such as when assigning operating addresses and/or replacing an operating device with a new operating device.
  • the operating device is designed to send a signal via the wireless interface, for example via a command via the bus interface indicates that the operating device has not yet been assigned an operating address.
  • an operating device according to the invention can send out a signal via Bluetooth that does not yet have an operating address assigned to the associated operating device.
  • the operating device is also designed to evaluate wirelessly transmitted Bluetooth beacons, namely with regard to their signal strength, but also, for example, with regard to a transmission ID contained in the beacon, i.e. identification information of the transmitting Bluetooth device.
  • a beacon can be used that is based on Bluetooth Low Energy (BLE) or Bluetooth Smart technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • Bluetooth Smart a radio technology that can be used to network devices within a range of around 10 meters.
  • BLE is said to have significantly lower power consumption and lower costs with a similar communication range.
  • Bluetooth Smart is not backwards compatible; newer Bluetooth devices must also support the LE protocol stack in order to connect.
  • the invention also relates to a lamp that has such an operating device.
  • the invention proposes a system that has one or more operating devices of the type mentioned above, in combination with a hand-held device (for example tablet, smartphone, notebook computer, etc.).
  • the handheld device is designed to evaluate the Bluetooth beacons wirelessly emitted by an operating device with regard to the signal strength. This can also be done with regard to the direction, but also with regard to a transmitter ID contained in the beacon.
  • the system also has a central office that is cloud-based.
  • the operating devices can be connected to this control center wirelessly or by wire.
  • the connection can be made directly between the operating devices and the control center, and/or by switching on a hand-held device.
  • the communication between the operating device and the handheld device can take place according to the Bluetooth standard, while the communication between the handheld device and the control center can take place according to a WLAN protocol.
  • a heat map is created in the control center that shows the signal strengths and/or the IDs of the wireless interfaces (for example Bluetooth interfaces) of the operating devices at different coordinates of a room in which the operating devices are arranged.
  • the heatmap is a kind of map regarding the Bluetooth signal strengths, assigned to the corresponding (2d) position.
  • a further aspect of the invention relates to a method for configuring an operating device that is preferably newly used in a system - as a replacement for an existing luminaire with an operating device.
  • a comparison can be made as to how the heat map has changed in the course of the replacement (i.e. in particular the removal of the existing operating device), i.e. what the effect of removing the existing operating device is the heatmap was. From this “delta” it can be concluded what the identity of the light that was to be removed was.
  • configuration data can be downloaded, for example, from the control center to the newly used operating device, so that this operating device is then configured identically to the replaced device.
  • the figure shows schematically a luminaire 1, which has a DALI controller with interface 5 and a Bluetooth module 2 in terms of communication capabilities.
  • this lamp 1 has a persistent memory with a DALI configuration, whereby both the Bluetooth module 2 and the DALI controller 5 can access this memory 4.
  • the lamp 1 also has lighting means that are controlled by an assigned control circuit. This control takes place depending on signals received via the DALI interface 5, which is connected to the DALI bus 6. These can be, for example, on and off commands, dimming commands, etc.
  • the system also includes other lamps 7, 8, all of which are connected via the DALI bus 6, with a bus control center 30 typically also being provided on the DALI bus.
  • This bus control center 30 can also take over the power supply for the DALI bus.
  • decentralized bus voltage supplies for the DALI bus 6 can also be provided in one or more of the lights 1, 7, 8.
  • the system shown also has a handheld device 9, which can be, for example, a smartphone, tablet, etc.
  • the handheld device 9 is equipped with a Bluetooth interface 10, by means of which it can communicate with the lights 1, 7, 8.
  • a further wireless communication module 11 for example according to a WLAN, UMTS, LTE, etc. standard, by means of which it can communicate, for example, with a cloud-based central office 12.
  • the Bluetooth communication between the lights and/or between lights and the handheld device 9 is such that the receiver can determine the Bluetooth signal strength, but preferably also ID information that identifies the transmitting Bluetooth participant.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Installation und Konfiguration von Betriebsgeräten für Leuchtmittel, die über einen drahtgebundenen Bus, wie beispielsweise eine DALI-Bus, ansprechbar sind. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Beleuchtungssystem mit einer Cloud-basieren Zentrale, einem Handgerät und mehreren Betriebsgeräten für Leuchtmittel, welche mit der Cloud-basierten Zentrale verbunden sind.
  • Aus dem Stand der Technik sind Betriebsgeräte für Leuchtmittel mit DALI-Busschnittstelle gut bekannt. Das DALI-Protokoll erlaubt eine adressierte Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Leuchtmittel, für weitere Details sieh bspw. https://de.wikipedia.org/wiki/Digital_Addressable_Lighting_Interface
  • Dabei wird bei der Installation/Konfiguration eines derartigen DALI-Betriebsgeräts vor dem eigentlichen Betrieb eine Betriebsadresse zugewiesen.
  • Die US 2006/125426 A1 offenbart ein Vorschaltgerätsystem mit verteilter Intelligenz und ein erweitertes Lichtsteuerungsprotokoll.
  • Die WO 2015/148929A1 betrifft das Konfigurieren von Beleuchtungselektronik per Datenbank und Mobilgerät.
  • Die WO 03/077610 A1 zeigt die Initialisierung funkgesteuerter Beleuchtungssysteme.
  • Die WO 2018/024528 A1 offenbart ein Gebäudeautomationssystem mit Inbetriebnahmegerät.
  • Die WO2006/095315A1 betrifft die Kennzeichnung von Trennwänden zur Zuweisung der Steuerung eines drahtlosen Beleuchtungssystems.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Erleichterung der Vergabe von Betriebsadressen an derartige Betriebsgeräte, sowie eine Vereinfachung der Konfiguration von Betriebsgeräten bei einem Austausch einer Leuchte mit Betriebsgerät durch eine neue Leuchte mit einem anderen Betriebsgerät.
  • Die Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein busfähiges Betriebsgerät für Leuchtmittel vorgeschlagen, das Ausgangsanschlüsse zur Versorgung wenigstens eines Leuchtmittels, wie beispielsweise einer oder mehrerer LEDs, OLEDs, etc. aufweist.
  • Weiterhin weist das Betriebsgerät eine Busschnittstelle zum Anschluss eines drahtgebundenen Busses, beispielsweise in Form eines Busleitungspaares und somit mit zwei Anschlüssen auf. Die Bus-Schnittstelle ist für einen DALI-Bus ausgestaltet. Die Bus-Schnittstelle weist einen Bus-Controller auf.
  • Zu dieser drahtgebundenen Bus-Schnittstelle hinaus weist das erfindungsgemäße Betriebsgerät eine drahtlose Schnittstelle, nämlich eine Bluetooth-Schnittstelle auf, wobei auch die drahtlose Schnittstelle einen Controller aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Betriebsgerät einen nicht flüchtigen Speicher auf, auf den sowohl der Bus-Controller (des drahtgebundenen Busses) wie auch der Controller der drahtlosen Schnittstelle zugreifen können. Dies hat Vorteile insbesondere bei der Installation und Konfiguration des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts, wie beispielsweise bei der Vergabe von Betriebsadressen und/oder dem Ersetzen eines Betriebsgeräts durch ein neues Betriebsgerät.
  • Das Betriebsgerät ist dazu ausgelegt, beispielsweise über einen Befehl über die Bus-Schnittstelle hin mittels der drahtlosen Schnittstelle ein Signal auszusenden, das anzeigt, dass dem Betriebsgerät noch keine Betriebsadresse zugeteilt ist. Beispielsweise kann also ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät über Bluetooth ein Signal aussenden, das dem zugehörigen Betriebsgerät noch keine Betriebsadresse zugeteilt ist.
  • Das Betriebsgerät ist auch dazu ausgelegt, drahtlos übermittelte Bluetooth-Beacons auszuwerten, nämlich hinsichtlich ihrer Signalstärke, aber beispielsweise auch hinsichtlich eines in einer in dem Beacon enthaltenen Sende-ID, also einer Identifikations-Information des sendenden Bluetooth-Gerätes. Insbesondere kann ein Beacon verwendet werden, der auf der Bluetooth Low Energy (BLE) oder auch Bluetooth Smart Technologie basiert. Ausweislich Wikipedia ist BLE
    eine Funktechnik, mit der sich Geräte in einer Umgebung von etwa 10 Metern vernetzen lassen. Im Vergleich zum "klassischen " Bluetooth soll BLE deutlich geringeren Stromverbrauch und geringere Kosten mit einem ähnlichen Kommunikationsbereich haben. Technisch ist Bluetooth Smart nicht rückwärtskompatibel, neuere Bluetooth-Geräte müssen zusätzlich den LE-Protokollstapel unterstützen, um sich verbinden zu können.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Leuchte, die ein derartiges Betriebsgerät aufweist.
  • Weiterhin schlägt die Erfindung ein System vor, das ein oder mehrere Betriebsgeräte der oben genannten Art aufweist, in Kombination mit einem Handgerät (beispielsweise Tablet, Smartphone, Notebook Computer, etc.). Das Handgerät ist dazu ausgestaltet, die von einem Betriebsgerät drahtlos ausgesandten Bluetooth-Beacons hinsichtlich der Signalstärke auszuwerten. Dies kann auch hinsichtlich der Richtung, aber auch hinsichtlich einer in dem Beacon enthaltenen Sender-ID erfolgen.
  • Das System weist weiterhin eine Zentrale auf, die Cloud-basiert vorliegt. Die Betriebsgeräte können mit dieser Zentrale drahtlos oder drahtgebunden verbunden sein. Dabei kann die Verbindung direkt zwischen den Betriebsgeräten und der Zentrale, und/oder unter Einschaltung eines Handgeräts erfolgen. Beispielsweise kann die Kommunikation zwischen Betriebsgerät und Handgerät gemäß dem Bluetooth-Standard erfolgen, während die Kommunikation zwischen dem Handgerät und der Zentrale gemäß einem WLAN-Protokoll erfolgen kann.
  • In der Zentrale ist eine Heatmap angelegt, die die Signalstärken und/oder die IDs der drahtlosen Schnittstellen (beispielsweise Bluetooth-Schnittstellen) der Betriebsgeräte an unterschiedlichen Koordinaten eines Raums wiedergibt, in dem die Betriebsgeräte angeordnet sind. Die Heatmap ist also so eine Art Landkarte hinsichtlich der Bluetooth-Signalstärken, zugeordnet der entsprechenden (2d) Position.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Konfiguration eines vorzugsweise neu - als Ersatz für eine bestehende Leuchte mit Betriebsgerät- in einem System eingesetzten Betriebsgeräts. Dabei kann nach dem Austausch eines in einem derartigen System vorliegenden Betriebsgeräts durch ein neues Betriebsgerät ein Abgleich erfolgen, wie sich im Zuge des Austauschs (also insbesondere des Wegnehmens des bestehenden Betriebsgeräts) die Heatmap verändert hat, was also die Auswirkung des Wegnehmens des bestehenden Betriebsgeräts auf die Heatmap war. Aus diesem "Delta" kann darauf geschlossen werden, was die Identität der zu herausgenommenen Leuchte war. Somit können anhand dieser Identität Konfigurationsdaten beispielsweise von der Zentrale an das neu eingesetzte Betriebsgerät heruntergeladen werden, so dass dann dieses Betriebsgerät identisch zu dem ersetzten Gerät konfiguriert ist.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnungen erläutert werden.
  • In der Figur ist schematisch eine Leuchte 1 gezeigt, die hinsichtlich der Kommunikationsfähigkeiten einen DALI-Controller mit Schnittstelle 5 und ein Bluetooth-Modul 2 aufweist. Erfindungsgemäß weist diese Leuchte 1 einen persistenten Speicher mit DALI-Konfiguration auf, wobei sowohl das Bluetooth-Modul 2 wie auch der DALI-Controller 5 auf diesen Speicher 4 zugreifen können.
  • Die Leuchte 1 weist darüber hinaus noch Leuchtmittel auf, die von einer zugeordneten Steuerschaltung angesteuert werden. Diese Ansteuerung erfolgt in Abhängigkeit von Signalen, die über die DALI-Schnittstelle 5, die an dem DALI-Bus 6 angeschlossen ist, eingehen. Dies können beispielsweise Ein- und Ausschaltbefehle, Dimmbefehle, etc. sein.
  • In dem System sind neben der Leuchte 1 noch weitere Leuchten 7, 8 vorgesehen, die sämtlich über den DALI-Bus 6 verbunden sind, wobei typischerweise an dem DALI-Bus auch eine Bus-Zentrale 30 vorgesehen ist. Diese Bus-Zentrale 30 kann auch die Spannungsversorgung des DALI-Busses übernehmen. Alternativ oder zusätzlich können in einer oder mehreren der Leuchten 1, 7, 8 auch dezentrale Busspannungsversorgungen für den DALI-Bus 6 vorgesehen sein.
  • Das dargestellte System weist weiterhin ein Handgerät 9 auf, das beispielsweise ein Smartphone, Tablet etc. sein kann. Das Handgerät 9 ist mit einer Bluetooth-Schnittstelle 10 ausgestattet, mittels der es mit den Leuchten 1, 7, 8 kommunizieren kann. Weiterhin weist es ein weiteres drahtloses Kommunikationsmodul 11 beispielsweise gemäß einem WLAN, UMTS, LTE, etc. Standard auf, mittels dem es beispielsweise mit einer Cloud-basierten Zentrale 12 kommunizieren kann.
  • Die Bluetooth-Kommunikation zwischen den Leuchten und/oder zwischen Leuchten und dem Handgerät 9 ist dabei derart, dass der Empfänger jeweils die Bluetooth-Signalstärke ermitteln kann, vorzugsweise aber auch eine ID-Information, die den sendenden Bluetooth-Teilnehmer kennzeichnet.
  • Im Vorliegenden soll nunmehr dargelegt werden, wie ein System gemäß der dargestellten und oben erläuterten Figur in vorteilhafter Weise bei der Installation und Konfiguration betrieben werden kann:
    • Beispielsweise kann bei der Vergabe von Betriebsadressen an die DALI-Betriebsgeräte der Leuchten 1, 7, 8 ein menschlicher Installateur mit einem Handgerät 9 in dem Raum, in dem die Leuchten 1, 7, 8 angeordnet sind, die Bluetooth-Beacons der Leuchten empfangen. Dabei sind die Betriebsgeräte der Leuchten 1, 7, 8 derart ausgestaltet, dass nur diejenigen Leuchten Bluetooth-Beacons aussenden, denen noch keine Betriebsadresse zugeteilt wurde. Es kann beispielsweise durch eine entsprechende Betriebsart erreicht werden, in die die Betriebsgeräte der Leuchten 1, 7, 8 durch ein Signal über den DALI-Bus 6 versetzt werden.
      • Alternativ oder zusätzlich kann indessen auch in der Bluetooth-Information selbst kodiert sein, dass das sendende Betriebsgerät noch keine Betriebsadresse zugewiesen hat.
      • Die Zuordnung eines sendenden Bluetooth-Gerätes zu der tatsächlichen physikalischen Leuchte erfolgt anhand der Signalstärke.
    • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß der Figur kann auch vorteilhafterweise angewandt werden, um bei Austausch von Leuchten die Neukonfiguration zu vereinfachen.
      • Wenn eine zuvor bereits konfigurierte Leuchte ausgetauscht wird, kann die neu eingesetzte Leuchte die Adresse (Betriebsadresse) und die Konfiguration der zuvor installierten Leuchte übernehmen, indem sie über die Bluetooth-Beacons feststellt, welche Leuchte sie ersetzt hat. Sie ersetzt natürlich diejenige Leuchte, deren Bluetooth-Beacon in den zugehörigen Raum nicht mehr vorhanden ist.
      • Die Konfigurationsdaten sämtlicher Leuchten oder aber nur einer zu ersetzenden Leuchte können beispielsweise in der Cloud-basierten Zentrale 12 vorab abgelegt sein. Die Kommunikation zwischen der Cloud-basierten Zentrale 12 und den Leuchten 1, 7, 8 kann entweder direkt (über DALI oder Bluetooth) oder unter Einschaltung des Handgerätes 9 erfolgen.
      • Unter "Cloud-basiert" ist dabei zu verstehen, dass auf die Zentrale über das Internet zugegriffen werden kann.
      • Nach dem Einsetzen der neuen Leuchte kann diese die Konfigurationsdaten der ersetzten Leuchte übernehmen.
    • In der vorzugsweise Cloud-basierten Zentrale 12 kann eine sogenannte 2d oder 3d Heatmap hinsichtlich der Bluetooth-Signalstärken angelegt sein. Eine Heatmap im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine kartographische Darstellung der Bluetooth-Beacon-Signalstärken mit zugeordneten Positionen in dem Raum, in dem die Leuchten 1, 7, 8 angeordnet sind. Diese Heatmap kann beispielsweise angelegt werden, indem ein menschlicher Benutzer den Raum beispielsweise mit dem Handgerät 9 abläuft, und somit das Handgerät 9 die Bluetooth-Signalstärke an den entsprechenden Positionen an dem Raum abspeichert und/oder an die Zentrale 12 übermittelt.
      Wenn eine Leuchte ausgetauscht wird, ändert sich natürlich auch die Heatmap, da natürlich die Bluetooth-Signalstärke der ersetzten Leuchte fehlen wird. Gemäß der Erfindung ist ein weiteres erneutes Kartographieren durch Ablaufen des entsprechenden Raumes nicht notwendig, wenn sich die neu eingesetzte Leuchte bei der Zentrale 12 anmeldet und dort automatisch in der Heatmap die neue Leuchte hinsichtlich ihrer Identifikation, Konfigurationsdaten und Signalstärke eingepflegt wird.

Claims (3)

  1. Ein Beleuchtungssystem, aufweisend:
    - eine Cloud-basierte Zentrale (12);
    - ein Handgerät (9); und
    - mehrere Betriebsgeräte für Leuchtmittel, wobei die Betriebsgeräte mit der Cloud-basierten Zentrale (12) verbunden sind;
    - wobei jedes Betriebsgerät aufweist:
    ∘ Anschlüsse zur Versorgung wenigstens eines Leuchtmittels,
    ∘ eine Bus-Schnittstelle zum Anschluss eines drahtgebundenen DALI-Buses, wobei die Bus-Schnittstelle einen Bus-Controller (5) aufweist,
    ∘ eine Bluetooth-Schnittstelle (2), wobei die Bluetooth-Schnittstelle (2) einen Controller aufweist,
    ∘ einen nichtflüchtigen Speicher (4), wobei sowohl der Bus-Controller (5) als auch der Controller der Bluetooth-Schnittstelle (2) dazu ausgelegt sind, auf den nichtflüchtigen Speicher (4) zuzugreifen,
    ∘ wobei das Betriebsgerät dazu ausgelegt ist, über einen Befehl über die Bus-Schnittstelle mittels der Bluetooth-Schnittstelle (2) ein Signal auszusenden, das anzeigt, dass dem Betriebsgerät noch keine Betriebsadresse zugeteilt ist, und
    ∘ wobei das Betriebsgerät ferner dazu ausgelegt ist, drahtlos übermittelte Bluetooth-Beacons hinsichtlich ihrer Signalstärke auszuwerten,
    - wobei in der Cloud-basierten Zentrale (12) eine Heatmap angelegt ist, die die Bluetooth-Signalstärken der Betriebsgeräte an unterschiedlichen Koordinaten eines Raums wiedergibt, in dem die Betriebsgeräte angeordnet sind; und
    - wobei das Handgerät (9) dazu ausgestaltet ist, von jedem Betriebsgerät drahtlos ausgesendete Bluetooth-Beacons hinsichtlich ihrer Signalstärke auszuwerten und an die Cloud-basierte Zentrale zur Anlage der Heatmap zu übermitteln.
  2. Das Beleuchtungssystem nach Anspruch 1,
    wobei die Kommunikation der Betriebsgeräte mit der Cloud-basierten Zentrale (12) über das Handgerät (9) erfolgt, welches dazu eingerichtet ist, drahtlos mit der Cloud-basierten Zentrale (12) zu kommunizieren.
  3. Das Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei in der Cloud-basierten Zentrale (12) Konfigurationsdaten der Betriebsgeräte und/oder der den Betriebsgeräten zugeordneten Leuchten abgelegt sind.
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