EP4040920B1 - Led-modul und elektronisches vorschaltgerät für ein flexibel upgradefähiges leuchtensystem - Google Patents

Led-modul und elektronisches vorschaltgerät für ein flexibel upgradefähiges leuchtensystem Download PDF

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EP4040920B1
EP4040920B1 EP22154609.6A EP22154609A EP4040920B1 EP 4040920 B1 EP4040920 B1 EP 4040920B1 EP 22154609 A EP22154609 A EP 22154609A EP 4040920 B1 EP4040920 B1 EP 4040920B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
led module
luminaire
led
data bus
interface
Prior art date
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Active
Application number
EP22154609.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4040920C0 (de
EP4040920A1 (de
Inventor
Simon SEICHE
Bernhard Wuppinger
Kilian Wimmer
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Siteco GmbH
Original Assignee
Siteco GmbH
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
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Publication of EP4040920C0 publication Critical patent/EP4040920C0/de
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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
    • 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
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • 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
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission
    • H05B47/183—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission using digital addressable lighting interface [DALI] communication protocols
    • 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]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • 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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light

Definitions

  • the present invention relates to an LED module and an electronic ballast which is designed to operate the LED module, as well as to a luminaire which has these components.
  • the state of the art includes luminaires with Zhaga or Nema sensor interfaces and electronic ballasts that comply with the D4i standard. These can be adapted to changing lighting requirements to a certain extent by retrofitting appropriate additional components, such as appropriate sensors.
  • D4i luminaires the functionality is expanded by adding additional hardware.
  • an electronic device can be mechanically and electrically connected to the luminaire via a Zhaga/Nema socket.
  • the luminaire provides a standardized power supply according to DIN EN 62386 Part 150 (AUX power supply) to operate the additional electronic device (described in DIN EN 62386 Part 351).
  • the D4i luminaire provides a communication interface according to DIN EN 62386 (corresponding to DALI-2) with the D4i-specific extensions Part 250.
  • a further improvement is the EP 2 676 527 B1 System.
  • Data relating to the luminaire's parameterization is stored in a module memory of the LED module and in an operating memory of the ballast. When the LED module or the control gear is replaced, the data can be transmitted to the new device to retain the luminaire's parameterization. This allows the lighting task to be precisely fulfilled again without the need for manual parameterization of the luminaire when replacing a component.
  • DE 10 2010 003 797 A1 discloses an LED module according to the preamble of claim 1 and a luminaire with such an LED module. Further modular LED luminaires are described in DE 10 2010 031 242 A1 and the WO 2013/032752 A1 revealed.
  • the object of the present invention is to provide an LED module for a luminaire as well as an electronic ballast and a To provide luminaires that allow the luminaire to be adapted to new lighting tasks without having to replace the entire luminaire.
  • the object is achieved by an LED module according to claim 1 as well as by an electronic ballast according to claim 9 and a luminaire according to claim 10.
  • the LED module of the present invention comprises a group of LEDs connected to a line interface in the LED module to supply electrical power from an electronic ballast to the LED group.
  • LEDs light-emitting diodes
  • a special feature of the inventive embodiment of the LED module is a data bus interface, which enables the electronic ballast and the LED to communicate with each other in order to forward the functionality of the LED module to the electronic ballast.
  • the functional scope includes one or more of the following features available in the LED module: variable light color, variable light distribution, and/or variable dimming level. This allows, for example, the lighting task to be adapted to a changed road layout or peripheral development.
  • the functional scope further comprises that the LED module provides measured values from one or more sensors that are integrated in the LED module or connected to the LED module, wherein the sensors can in particular comprise the following types: environmental sensors, e.g. for temperature, brightness of ambient light of the luminaire or humidity, and/or traffic flow sensors, e.g. IR sensors for detecting people or vehicles, or speed sensors for measuring vehicle speeds.
  • environmental sensors e.g. for temperature, brightness of ambient light of the luminaire or humidity
  • traffic flow sensors e.g. IR sensors for detecting people or vehicles
  • speed sensors for measuring vehicle speeds.
  • luminaires are initially installed without sensor technology and only later is the need recognized to also use the luminaires as sensors, e.g. to change the light output of the luminaire according to the measured values.
  • such retrofitting with sensor technology has required the Control of the LED module by the electronic ballast.
  • the range of functions further includes a function of the LED module for projecting symbols or text messages through the LED group in the LED module, for generating an acoustic signal via a loudspeaker integrated into the LED module or connected to the LED module, and/or for transmitting messages via a wireless interface, e.g., via a mobile network or WLAN.
  • a function of the LED module for projecting symbols or text messages through the LED group in the LED module, for generating an acoustic signal via a loudspeaker integrated into the LED module or connected to the LED module, and/or for transmitting messages via a wireless interface, e.g., via a mobile network or WLAN.
  • the LED module further comprises a memory for storing parameterizations of the LED module, wherein the data interface is configured to transmit information from the memory to a connected LED module.
  • the LED module according to the invention is downwardly compatible with the LED modules of the prior art, which are described, for example, in EP 2 676 527 B1 are described.
  • the data bus interface is configured to receive a firmware update in order to update a firmware of the LED module. Update.
  • the LED module is upgraded without having to replace the LED module.
  • the luminaire can receive a corresponding firmware upgrade from a system external to the luminaire via the ECG and transmit it to the LED module for installation via the data bus interface.
  • the power interface is configured to be connected to a single-channel driver in the electronic ballast in order to receive the electrical power of the electronic ballast via only one channel at the power interface.
  • a common problem when expanding the functionality of an existing luminaire is that the LED module cannot be replaced with a new module with a more complex functionality, e.g., with variable light colors or variable light distribution, because an electronic ballast with multiple channels is required to operate the new LED module.
  • many existing luminaires only have an electronic ballast with one channel installed. Since, in the system according to the invention, the new functionality can be integrated into the luminaire solely through the LED module, it is possible in these embodiments to continue operating the new LED module with a single-channel ballast.
  • the data bus interface is configured to receive control data for operating the LED module within the scope of the available functional scope of the LED module, wherein the control data may relate in particular to one or more of the following functions of the LED module: variable dimming level related to a maximum luminous flux of the LED group in the LED module, variable fading time, In particular, coded according to a DALI sequence scheme; variable light color, in particular color temperature, e.g., between 1,000 K and 10,000 K; selectable light distribution from a selection of predefined light distributions; and temporal sequence of light scenes including a dimming level, a light distribution, and/or a light color.
  • the electronic ballast can fully support the extensions to the functional scope of the LED module.
  • an electronic ballast which has a data bus interface which is configured to communicate with an LED module as described above.
  • a further aspect of the invention relates to a luminaire which has an LED module as described above and an electronic ballast as described above.
  • Figure 1 shows a schematic structure of a luminaire according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention can be implemented in various types of luminaires. Outdoor luminaires, in particular street luminaires, are preferred because this type of luminaire often requires that the lighting task of the luminaire must be adapted to changed environmental conditions, e.g. to a new road layout or to changed peripheral developments.
  • the luminaire is designed as a street light and comprises a luminaire housing 3 which is mounted on a lamp post 5.
  • An LED module 4 is integrated into the luminaire housing 3, which has the lighting means in the form of a group of LEDs (not shown in the figure).
  • an electronic ballast 1 is located in the luminaire housing 3, which is primarily intended to provide the electrical power for the LED module 4.
  • the LED module 4 has a power interface (not shown in the figure) which is connected to a power output interface of the electronic ballast 1.
  • the electronic ballast 1 and the LED module 1 exchange information via the data bus, in particular information relating to the range of functions provided by the LED module 4.
  • the LED module 4 becomes a functional component of the luminaire and differs from conventional luminaire concepts in which the LED module 4 contributes variant-dependent properties such as light distribution, luminous flux, and light color, but does not contribute its own functions to the system.
  • the LED module 4 can provide functions such as variable light color, variable light distribution, sensors for e.g. environmental and/or traffic flow, wireless interfaces or Introduce previously unknown functions into an existing luminaire without requiring the replacement of the electronic ballast 1. While previously luminaire functions were only introduced into the luminaire via new electronic ballasts 1 (e.g. DALI, D4i), it is now possible to expand the luminaire's range of functions or adapt it to new circumstances by replacing the LED module 4. Furthermore, the system is designed to be both upwards and downwards compatible, which means that luminaires in an existing system can receive functions that were not yet available on the market when the luminaire was commissioned by replacing the LED module.
  • new electronic ballasts 1 e.g. DALI, D4i
  • the system consisting of ECG 1 and LED module 4 is downward compatible with the EP 2 676 527 B1 described system and in turn provides the functional integrity of the lighting system in the event of a replacement (LED module or electronic ballast) without requiring any intervention in the firmware and parameterization.
  • the EP 2 676 527 B1 The system described is characterized in that the intelligence of the system is located in the form of firmware in the ECG 1 and the LED module 4 only has one memory which contains the technical data for describing the LED module 4 and serves to save all data which the system requires after a failure and replacement of the ECG 1 in order to enable the functional maintenance including all settings (parameterization), the present invention relies on distributed intelligence in the LED module 4 and the ECG 1.
  • the LED module 4 becomes an independent functional unit with functions such as tunable white or RGB. While state-of-the-art luminaires require a multi-channel driver to control an RGB or TW module, in the embodiment of the invention, a single-channel driver can still be used, which any intervention in the firmware of the EVG 1 can communicate directly with an RGB module, for example.
  • any conceivable actuator can be integrated and made directly available to a higher-level control system via the interface described above (DALI2/D4i).

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul und ein elektronisches Vorschaltgerät, welches dafür eingerichtet ist, das LED-Modul zu betreiben, sowie eine Leuchte, welche diese Komponenten aufweist.
  • Im Laufe der Lebensdauer einer Leuchte, insbesondere einer Außenleuchte, wie z.B. technische Straßen- und Tunnelleuchten oder Parkleuchten, können sich die Anforderungen an die Beleuchtungsaufgabe ändern. Veränderbare Straßenführungen, Randbebauungen oder zusätzlich entstehende Fußgänger- oder Radwege können die Anforderungen an eine bereits installierte Leuchte so verändern, dass die Notwendigkeit besteht, zusätzliche Funktionalitäten in der Leuchte zu integrieren.
  • Im Stand der Technik sind Leuchten mit Zhaga- oder Nema-Sensorschnittstellen und elektronische Vorschaltgeräte nach D4i-Standard bekannt, die sich in einem gewissen Rahmen an geänderte Anforderungen für die Beleuchtungsaufgabe anpassen lassen, wenn entsprechende Zusatzbauteile, z.B. eine entsprechende Sensorik, nachgerüstet werden. Bei D4i Leuchten wird die Erweiterung der Funktionalität durch Hinzufügen von zusätzlicher Hardware erreicht. So kann über ein Zhaga/Nema-Socket ein elektronisches Gerät mechanisch und elektrisch mit der Leuchte verbunden werden. Hierbei stellt die Leuchte eine standardisierte Spannungsversorgung nach DIN EN 62386 Part 150 (AUX power supply) zur Verfügung, um das zusätzliche elektronische Gerät (beschrieben in DIN EN 62386 Part 351) zu betreiben. Darüber hinaus wird von der D4i-Leuchte eine Kommunikationsschnittstelle nach DIN EN 62386 (entsprechend DALI-2) mit den D4i spezifischen Erweiterungen Part 250 (Integrated bus power supply), Part 251 (Memory bank 1 extension), Part 252 (Energy reporting) und 253 (Diagnostic maintenance) zur Verfügung gestellt. Das darin bereitgestellte Kommunikationsprotokoll ermöglicht zwar das Auslesen einer Vielzahl vorgegebener Leuchtenbetriebsparameter, zusätzlich zu den bekannten DALI-2 Steuerungsfunktionen. Da aber entsprechend dem Stand der Technik einkanalige Treiber ohne Kommunikation zwischen Treiber und LED-Modul Verwendung finden, sind die Möglichkeiten einer Funktionserweiterung stark begrenzt.
  • Eine weitere Verbesserung stellt das in EP 2 676 527 B1 System dar. Darin werden die Parametrierung der Leuchte betreffende Daten in einem Modulspeicher des LED-Moduls und in einem Betriebsspeicher des Vorschaltgeräts abgelegt. Bei einem Ersetzen des LED-Moduls oder des Betriebsgerätes können die Daten an das jeweils neue Gerät übermittelt werden, um so die Parametrierung der Leuchte zu erhalten. Dadurch kann die Beleuchtungsaufgabe wieder exakt erfüllt werden, ohne dass ein manuelles Parametrieren der Leuchte beim Austausch einer Komponente notwendig ist.
  • DE 10 2010 003 797 A1 offenbart ein LED-Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Leuchte mit einem solchem LED-Modul. Weitere modular aufgebaute LED-Leuchten sind in der DE 10 2010 031 242 A1 und der WO 2013/032752 A1 offenbart.
  • Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in den Leuchten nach dem Stand der Technik die Möglichkeiten zur funktionellen Erweiterung einer bereits installierten Leuchte sehr begrenzt sind. Durch Schnittstellen wie D4i oder nach einer der DALI-Normen ist es möglich, in begrenztem Umfang die Funktionalität des Vorschaltgerätes zu beeinflussen. Ferner sind Systeme bekannt, welche wenigstens den Austausch des LED-Moduls oder des elektronischen Vorschaltgeräts ermöglichen, ohne die Leuchte vollständig neu parametrisieren zu müssen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein LED-Modul für eine Leuchte sowie ein elektronisches Vorschaltgerät und eine Leuchte bereitzustellen, die es ermöglichen, dass eine Anpassung der Leuchte an neue Beleuchtungsaufgaben erfolgen kann, ohne einen Komplettaustausch der Leuchte vornehmen zu müssen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein LED-Modul nach Anspruch 1 sowie durch ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 9 und eine Leuchte nach Anspruch 10.
  • Das LED-Modul der vorliegenden Erfindung umfasst eine Gruppe von LEDs, die mit einer Leitungsschnittstelle im LED-Modul verbunden sind, um elektrische Leistung von einem elektronischen Vorschaltgerät an die LED-Gruppe zu liefern. Unter LEDs (Light Emitting Diodes) wird in dieser Anmeldung jede Form von Halbleiterlichtquellen einschließlich organischer lichtemittierender Dioden verstanden. Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Ausführungsform des LED-Moduls besteht in einer Datenbusschnittstelle, welche es ermöglicht, dass das elektronische Vorschaltgerät und das LED miteinander kommunizieren, um den Funktionsumfang des LED-Moduls an das elektronische Vorschaltgerät weiterzuleiten.
  • Dadurch ist es möglich, das LED-Modul nachträglich durch ein LED-Modul mit erweiterten Funktionsumfang auszutauschen oder das LED-Modul mit zusätzlichen Funktionen nachzurüsten, ohne dass dazu ein vollständiger Austausch der Leuchte notwendig ist, weil der erweiterte Funktionsumfang dem EVG mitgeteilt wird und das EVG das LED-Modul entsprechend ansteuern kann. Im Stand der Technik war es bislang nur bekannt, über Datenschnittstellen das EVG zu beeinflussen. Eine Erweiterung des Funktionsumfangs an dem LED-Modul hat es erforderlich gemacht, auch das elektronische Vorschaltgerät entsprechend zu verändern. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Leuchte nicht mehr notwendig, da beide Geräte über den Datenbus miteinander verbunden sind und Informationen austauschen. Somit ist das EVG in der Lage, alle Funktionalitäten des LED-Moduls zu erkennen und diese, wenn benötigt, auch an übergeordnete Systeme außerhalb der Leuchte zu übertragen. Somit wird das LED-Modul zum funktionsgebenden Bestandteil in der Leuchte und unterscheidet sich daher von gängigen Leuchtenkonzepten, in denen das LED-Modul zwar ausgetauscht werden kann, aber eine Erweiterung des Funktionsumfangs in der Regel nicht möglich ist oder nur durch vollständiges Austauschen aller relevanten elektronischen Komponenten innerhalb der Leuchte ermöglicht wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Funktionsumfang eine oder mehrere der folgenden Funktionsmerkmale auf, die in dem LED-Modul zur Verfügung stehen: veränderbare Lichtfarbe, veränderbare Lichtverteilung, und/oder veränderbare Dimmstufe. Dadurch lässt sich z.B. die Beleuchtungsaufgabe an eine geänderte Straßenführung oder an eine Randbebauung anpassen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Funktionsumfang ferner, dass das LED-Modul Messwerte von einem oder mehreren Sensoren bereitstellt, die in dem LED-Modul integriert sind oder mit dem LED-Modul verbunden sind, wobei die Sensoren insbesondere folgende Type umfassen können: Umweltsensoren, z.B.: für Temperatur, Helligkeit von Umgebungslicht der Leuchte oder Feuchte, und/oder Verkehrsflusssensoren, z.B. IR-Sensoren zur Detektion von Personen oder Fahrzeugen, oder Geschwindigkeitssensoren zum Messen von Fahrzeuggeschwindigkeiten. Häufig werden Leuchten zunächst ohne Sensortechnik installiert und erst später wird die Notwendigkeit erkannt, die Leuchten auch als Sensoren zu nutzen, um z.B. die Lichtausgabe der Leuchte entsprechend der Messwerte zu verändern. Im Stand der Technik hat es eine solche Nachrüstung mit Sensortechnik erfordert, auch die Steuerung des LED-Moduls durch das elektronische Vorschaltgerät zu verändern. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen System nicht mehr notwendig, da lediglich das LED-Modul mit zusätzlicher Sensorik angepasst werden muss und das EVG auf den erweiterten Funktionsumfang über die Datenbusschnittstelle entsprechend eingestellt werden kann, so dass die Daten der Sensoren an ein System außerhalb der Leuchte übermittelt werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Funktionsumfang ferner eine Funktion des LED-Moduls zum Projizieren von Symbolen oder Texthinweisen durch die LED-Gruppe in dem LED-Modul, zum Erzeugen eines akustischen Signals über einen in dem LED-Modul integrierten oder mit dem LED-Module verbundenen Lautsprecher und/oder zum Übertragen von Nachrichten über eine drahtlose Schnittstelle, z.B. über ein Mobilfunknetz oder über WLAN. Dabei handelt es sich um Funktionen, die in aktuell zur Verfügung stehenden Leuchten noch nicht verfügbar sind. Auch solche zukünftigen Erweiterungen lassen sich daher durch einfaches Austauschen des LED-Moduls in bereits bestehende Leuchten integrieren.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das LED-Modul ferner einen Speicher zum Speichern von Parametrierungen des LED-Moduls, wobei die Datenschnittstelle dafür eingerichtet ist, Informationen aus dem Speicher an ein angeschlossenes LED-Modul zu übertragen. Dadurch ist das erfindungsgemäße LED-Modul abwärtskompatibel zu den LED-Modulen aus dem Stand der Technik, die beispielsweise in der EP 2 676 527 B1 beschrieben sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Datenbusschnittstelle dafür eingerichtet, ein Firmware-Update zu empfangen, um eine Firmware des LED-Moduls zu aktualisieren. In diesem Fall wird das LED-Modul einem Upgrade unterzogen, ohne das LED-Modul austauschen zu müssen. Die Leuchte kann von einem System außerhalb der Leuchte über das EVG ein entsprechendes Upgrade der Firmware empfangen und über die Datenbusschnittstelle an das LED-Modul zur Installation übertragen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leistungsschnittstelle dafür eingerichtet, mit einem Einkanal-Treiber in dem EVG verbunden zu werden, um die elektrische Leistung des EVG über nur einen Kanal an der Leistungsschnittstelle zu empfangen. Ein häufiges Problem bei dem Erweitern des Funktionsumfangs einer Bestandsleuchte besteht darin, dass das LED-Modul durch ein neues Modul mit komplexeren Funktionsumfang, z.B. mit veränderbaren Lichtfarben oder veränderbarer Lichtverteilung, nicht ausgetauscht werden kann, weil zum Betrieb des neuen LED-Moduls ein elektronisches Vorschaltgerät mit mehreren Kanälen erforderlich ist. In vielen Bestandsleuchten ist jedoch nur ein elektronisches Vorschaltgerät mit einem Kanal eingebaut. Da in dem erfindungsgemäßen System der neue Funktionsumfang alleine durch das LED-Modul in die Leuchte integriert werden kann, ist es in diesen Ausführungsformen möglich, das neue LED-Modul auch mit einem Einkanal-Vorschaltgerät weiter zu betreiben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Datenbusschnittstelle dafür eingerichtet, Steuerdaten zum Betreiben des LED-Moduls im Rahmen des zur Verfügung stehenden Funktionsumfangs des LED-Moduls zu empfangen, wobei die Steuerdaten sich insbesondere auf eine oder mehrere der folgenden Funktionen des LED-Moduls beziehen können: veränderbare Dimmstufe bezogen auf einen maximalen Lichtstrom der LED-Gruppe in dem LED-Modul, veränderbare Fadingzeit, insbesondere kodiert nach einem DALI-Sequenzschema; veränderbare Lichtfarbe, insbesondere Farbtemperatur, z.B. zwischen 1.000 K und 10.000 K; auswählbare Lichtverteilung aus einer Auswahl von vordefinierten Lichtverteilungen; und zeitlicher Ablauf von Lichtszenen einschließlich einer Dimmstufe, eine Lichtverteilung und/oder einer Lichtfarbe. Demnach kann das elektronische Vorschaltgerät die Erweiterungen des Funktionsumfangs des LED-Moduls vollständig unterstützen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein elektronisches Vorschaltgerät vorgesehen, welches über eine Datenbusschnittstelle verfügt, die dafür eingerichtet ist, mit einem LED-Modul, wie vorhergehend beschrieben, zu kommunizieren.
  • Ferner betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung eine Leuchte, die ein LED-Modul wie vorhergehend beschrieben sowie ein elektronisches Vorschaltgerät wie vorhergehend beschrieben aufweist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich, die in Verbindung mit der beigefügten Figur gegeben werden. In der Figur ist Folgendes dargestellt:
    Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Leuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Arten von Leuchten implementiert werden. Bevorzugt sind Leuchten für den Außenbereich, insbesondere Straßenleuchten, weil bei dieser Art von Leuchten häufig die Anforderung auftritt, dass die Beleuchtungsaufgabe der Leuchte an geänderte Umgebungsbedingungen, z.B. an einen neuen Straßenverlauf oder an geänderte Randbebauungen angepasst werden muss.
  • In der Figur 1 ist schematisch eine Ausführungsform der Leuchte dargestellt. Die Leuchte ist als Straßenleuchte ausgebildet und umfasst ein Leuchtengehäuse 3, welches auf einen Leuchtenmast 5 aufgesetzt ist. In dem Leuchtengehäuse 3 ist ein LED-Modul 4 integriert, welches die Leuchtmittel in Form von einer Gruppe von LEDs (in der Figur nicht dargestellt) aufweisen. Ferner befindet sich in dem Leuchtengehäuse 3 ein elektronisches Vorschaltgerät 1, welches primär dafür vorgesehen ist, die elektrische Leistung für das LED-Modul 4 bereitzustellen. Dazu weist das LED-Modul 4 eine Leistungsschnittstelle auf (in der Figur nicht dargestellt), die mit einer Leistungsausgangsschnittstelle des elektronischen Vorschaltgeräts 1 verbunden ist. Über den Datenbus tauschen das EVG 1 und das LED-Modul 1 Informationen aus, insbesondere Informationen betreffend den Funktionsumfang, welches das LED-Modul 4 bereitstellt.
  • Somit ist das EVG 1 in der Lage alle Funktionalitäten des LED-Moduls 4 zu erkennen und diese, wenn benötigt, auch einem übergeordneten System außerhalb der Leuchte, zur Verfügung zu stellen. Somit wird das LED-Modul 4 zum funktionsgebenden Bestandteil der Leuchte und unterscheidet sich daher von gängigen Leuchtenkonzepten in denen das LED-Modul 4 zwar variantenabhängige Eigenschaften wie Lichtverteilung, Lichtstrom und Lichtfarbe, aber keine eigenen Funktionen mit ins System einbringt.
  • Das LED-Modul 4 kann dagegen Funktionen wie z.B. veränderbare Lichtfarbe, veränderbare Lichtverteilung, Sensorik für z.B. Umwelt- und oder Verkehrsfluss, drahtlose Schnittstellen oder Funktionen die noch nicht bekannt sind in eine bestehende Leuchte bringen, ohne den Tausch des EVGs 1 nötig zu machen. Wurden bisher Leuchtenfunktionen ausschließlich über neue EVGs 1 in die Leuchte gebracht (z.B. DALI, D4i), ist es nun möglich über den Tausch des LED-Moduls 4 den Funktionsumfang der Leuchte zu erweitern oder neuen Gegebenheiten anzupassen. Das System ist darüber hinaus sowohl aufwärts- als auch abwärtskompatibel gestaltet, was dazu führt, dass Leuchten in einer bestehenden Anlage über den Tausch des LED Moduls Funktionen erhalten, die zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Leuchte, noch nicht am Markt verfügbar waren.
  • Insbesondere ist das System aus EVG 1 und LED-Modul 4 abwärtskompatibel zu dem in EP 2 676 527 B1 beschriebenen System und bietet wiederum den Funktionserhalt des Leuchtensystems im Austauschfall (LED-Modul oder EVG) ohne einen Eingriff in die Firmware und Parametrierung zu benötigen. Während das in EP 2 676 527 B1 beschriebene System darüber gekennzeichnet ist, dass die Intelligenz des Systems in Form einer Firmware im EVG 1 sitzt und das LED-Modul 4 nur über einen Speicher verfügt, der die technischen Daten zur Beschreibung des LED-Moduls 4 enthält und zur Sicherung aller Daten dient, die das System nach einem Ausfall und Austausch des EVGs 1 benötigt um den Funktionserhalt inklusive aller Einstellungen (Parametrierung) zu ermöglichen, setzt die vorliegende Erfindung auf verteilte Intelligenz in LED-Modul 4 und EVG 1.
  • Somit wird das LED-Modul 4 zu einer eigenständigen Funktionseinheit mit Funktionen wie zum Beispiel tunable white oder RGB. Während dem Stand der Technik entsprechende Leuchten einen Mehrkanal-Treiber benötigen um ein RGB- oder TW-Modul anzusteuern, kann in der Ausführungsform der Erfindung weiterhin ein Einkanaltreiber verwendet werden, der ohne jeglichen Eingriff in die Firmware des EVGs 1 direkt mit einem z.B. RGB-Modul kommunizieren kann.
  • Dies wird über das Nachrichtenprotokoll des Datenbus 2 ermöglicht, der mehrere Komponenten einer Leuchte, mindestens aber ein LED-Modul 4 und ein EVG 1, miteinander verbindet. So bietet der Datenbus 2 die Übermittlung der Lichteinstellung, die sich wie folgt gliedert:
    • Lichtmenge (Dimmstufe, bezogen 100% Leuchten-Lichtstrom)
    • Fadezeit (codiert nach dem DALI Sequenzer Schema)
    • Farbtemperatur des Lichts (CCT von 1000K bis 10.000K)
    • Szenen / Ablauf von Szenen (254 unterschiedliche Reaktionen, definiert und interpretiert über LED-Modul)
    • Lichtverteilung (254 unterschiedliche Lichtverteilungen, definiert und interpretiert über LED-Modul)
  • Entsprechungen zu diesen Daten kann das EVG 1 über frei definierte Memory-Pages an der DALI Schnittstelle empfangen. Somit kann z.B. eine existierende 3000K Leuchte über den Tausch des LED-Moduls 4 zu einer
    • tunable-white-Leuchte
    • Leuchte mit veränderbarer Lichtverteilung
    • RGB Leuchte
    umfunktioniert werden.
  • Darüber hinaus lässt der Parameter "Szenen / Ablauf von Szenen" weitere Funktionen zu, die erst zu einem späteren Zeitpunkt erdacht und im LED-Modul 4 umgesetzt werden können. Hierüber ist es z.B. möglich künftig ein LED-Modul 4 in die bestehende Leuchte zu bringen, welches
    • Symbole/Hinweise projiziert
    • Farbverläufe darstellt
    • Akustische Signale erzeugt
    • Nachrichten z.B. über das Mobilfunknetz verschickt.
  • Da die nötige HW&FW zur Umsetzung dieser künftigen Funktionalitäten im LED-Modul 4 beheimatet ist, kann jeder erdenkliche Aktuator integriert und über die oben beschriebene Schnittstelle (DALI2/D4i) einem übergeordneten Steuersystem direkt verfügbar gemacht werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    EVG
    2
    Datenbus
    3
    Leuchtengehäuse
    4
    LED-Modul
    5
    Mast

Claims (10)

  1. LED-Modul (4) zum Einbau in eine Leuchte, insbesondere in eine Straßenleuchte,
    wobei das LED-Modul eine Leistungsschnittstelle aufweist, die zum lösbaren Verbinden mit einem elektronischen Vorschaltgerät (1), EVG, in der Leuchte eingerichtet ist, um das LED-Modul, wenn es in die Leuchte eingebaut ist, mit elektrischer Leistung zu versorgen,
    wobei das LED-Modul wenigstens eine Gruppe von LEDs aufweist und die Leistungsschnittstelle mit der Gruppe von LEDs verbunden ist, so dass die an der Leistungsschnittstelle bereitgestellte elektrische Leistung der LED-Gruppe zugeführt wird,
    wobei
    das LED-Modul ferner über eine Datenbusschnittstelle verfügt, die dazu eingerichtet ist, mit einem Datenbus (2) im EVG gekoppelt zu werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Modul dazu eingerichtet ist, einen zur Verfügung stehenden Funktionsumfang des LED-Moduls über die Datenbusschnittstelle an das EVG zu kommunizieren.
  2. LED-Modul (4) nach Anspruch 1, wobei der Funktionsumfang eine oder mehrere der folgenden Funktionsmerkmale aufweist, die in dem LED-Modul zur Verfügung stehen: veränderbare Lichtfarbe, veränderbare Lichtverteilung, und/oder veränderbare Dimmstufe.
  3. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Funktionsumfang ferner umfasst, dass das LED-Modul Messwerte von einem oder mehreren Sensoren bereitstellt, die in dem LED-Modul integriert sind oder mit dem LED-Modul verbunden sind, wobei die Sensoren insbesondere folgende Type umfassen können:
    Umweltsensoren, z.B.: für Temperatur, Helligkeit von Umgebungslicht der Leuchte oder Feuchte, und/oder Verkehrsflusssensoren, z.B. IR-Sensoren zur Detektion von Personen oder Fahrzeugen, oder Geschwindigkeitssensoren zum Messen von Fahrzeuggeschwindigkeiten.
  4. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Funktionsumfang ferner eine Funktion des LED-Moduls zum Projizieren von Symbolen oder Texthinweisen durch die LED-Gruppe in dem LED-Modul, zum Erzeugen eines akustischen Signals über einen in dem LED-Modul integrierten oder mit dem LED-Module verbundenen Lautsprecher und/oder zum Übertragen von Nachrichten über eine drahtlose Schnittstelle, z.B. über ein Mobilfunknetz oder über WLAN, umfasst.
  5. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul ferner einen Speicher umfasst zum Speichern von Parametrierungen des LED-Moduls, wobei die Datenschnittstelle dafür eingerichtet ist, Informationen aus dem Speicher an ein angeschlossenes LED-Modul zu übertragen.
  6. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenbusschnittstelle dafür eingerichtet ist, ein Firmware-Update zu empfangen, um eine Firmware des LED-Moduls zu aktualisieren.
  7. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistungsschnittstelle dafür eingerichtet ist, mit einem Einkanal-Treiber in dem EVG (1) verbunden zu werden, um die elektrische Leistung des EVG über nur einen Kanal an der Leistungsschnittstelle zu empfangen.
  8. LED-Modul (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenbusschnittstelle dafür eingerichtet ist, Steuerdaten zum Betreiben des LED-Moduls im Rahmen des zur Verfügung stehenden Funktionsumfangs des LED-Moduls zu empfangen, wobei die Steuerdaten sich insbesondere auf eine oder mehrere der folgenden Funktionen des LED-Moduls beziehen können:
    veränderbare Dimmstufe bezogen auf einen maximalen Lichtstrom der LED-Gruppe in dem LED-Modul,
    veränderbare Fadingzeit, insbesondere kodiert nach einem DALI-Sequenzschema;
    veränderbare Lichtfarbe, insbesondere Farbtemperatur, z.B. zwischen 1.000 K und 10.000 K;
    auswählbare Lichtverteilung aus einer Auswahl von vordefinierten Lichtverteilungen; und
    zeitlicher Ablauf von Lichtszenen einschließlich einer Dimmstufe, eine Lichtverteilung und/oder einer Lichtfarbe.
  9. Elektronisches Vorschaltgerät (1), EVG, welches über eine Datenbusschnittstelle verfügt, die dafür eingerichtet ist, um mit einer Datenbusschnittstelle eines LED-Moduls (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu kommunizieren.
  10. Leuchte, insbesondere Außenleuchte, vorzugsweise Straßenleuchte, umfassend ein LED-Modul (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ein elektronisches Vorschaltgerät (1) nach Anspruch 9.
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