EP4355033A2 - Komponente für ein beleuchtungssystem mit mikroprozessor und programmierungsschnittstelle - Google Patents

Komponente für ein beleuchtungssystem mit mikroprozessor und programmierungsschnittstelle Download PDF

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EP4355033A2
EP4355033A2 EP24153076.5A EP24153076A EP4355033A2 EP 4355033 A2 EP4355033 A2 EP 4355033A2 EP 24153076 A EP24153076 A EP 24153076A EP 4355033 A2 EP4355033 A2 EP 4355033A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
interface
microprocessor
programming interface
ballast
application software
Prior art date
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Pending
Application number
EP24153076.5A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4355033A3 (de
Inventor
Markus Mayerhofer
Frank Lochmann
Florian Moosmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tridonic GmbH and Co KG filed Critical Tridonic GmbH and Co KG
Publication of EP4355033A2 publication Critical patent/EP4355033A2/de
Publication of EP4355033A3 publication Critical patent/EP4355033A3/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/165—Controlling the light source following a pre-assigned programmed sequence; Logic control [LC]
    • H—ELECTRICITY
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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 relates to a component for a lighting system that can be largely and essentially freely configured by a user, comprising a ballast for LED lamps or a sensor.
  • the component has a programmable microprocessor that has a relatively high computing power and can communicate in different ways, i.e. with the help of a variety of interfaces.
  • a DALI, SPI, DSI, WLAN, Bluetooth, LAN and/or USB interface can be provided for this purpose.
  • Additional sensors and signal generators can be connected to the component and the microprocessor is connected to the interfaces in order to evaluate sensor signals and signals from signal generators, for example. Based on incoming signals from sensors and/or signal generators, or signals received via the interfaces, the microprocessor can then change the operating properties of the ballast and thus influence the light emission or other functionalities of the ballast, for example. Communication with external communication partners is possible, for example, via LAN, Bluetooth, USB, DALI, WLAN, etc.
  • the component has a programming interface via which an application software can be connected to a provided storage unit.
  • This is software and/or software component that can be executed and run by the microprocessor and that can be part of firmware and/or the operating system or can be executed thereby.
  • the application software is then executed by the microprocessor, among other things.
  • the operating system manages in particular a memory area that can be divided into a user area ("user space") and an operating system kernel area ("kernel space"). This division serves to allow parts of the memory area to be protected.
  • the operating system kernel area is then reserved for execution of the operating system kernel, while the user area is intended for execution of application software and/or drivers for interfaces and/or devices connected to the microprocessor.
  • the memory area can be part of a memory provided by the storage unit.
  • a user can influence and determine the way in which the component behaves, or how, for example, signals from other sensors or signal generators are evaluated and used to control the at least one light source. It can also be configured how an evaluation is processed to control components connected to the component via the interfaces. In particular, the evaluation and processing of input signals can be configured or changed using the application software and thus in particular a Lighting control can be defined depending on detected signals.
  • the invention thus provides a component and a lighting system (BS) or luminaire according to the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • a microprocessor 2 is provided which is connected to at least one memory unit 3 so that it can access the memory unit 3 and read data from there as well as write data into it.
  • the microprocessor 2 (eg ARM Cortex-A5x, ARM Cortex-A7x, ...) is preferably provided on a circuit board 1, which preferably has at least one edge, and on which the memory unit 3 can also be mounted.
  • the microprocessor 2 and/or the memory unit 3 can also be provided on a separate circuit board, which is connected to the circuit board 1, eg by means of a plug-in socket connection.
  • the circuit board has at least one edge a programming interface P and at least one signaling interface S, which can also be attached to at least one edge of the board, but also to another edge of the board.
  • the programming interface P is accessible from outside the ballast.
  • the programming interface can be set up for wired and/or wireless communication.
  • the programming interface P can be a radio interface (Bluetooth, WLAN, ZigBee, RFID, ...) and/or a wired (parallel, RS323, USB, JTAG, GPIO, ...) interface. It is therefore not always necessary for the programming interface P to be exposed to the outside. Rather, the programming interface P can also be accessed inductively from the outside, for example in order to transfer data from a programming device 4 to the memory unit 3 and/or the microprocessor 2 using the programming interface P. This ensures that the ballast V can be designed to suit its place of use and can, for example, have a prescribed protection class (International Protection Code (IP) certification).
  • IP International Protection Code
  • the programming interface P can be exposed to the outside.
  • the programming interface P can thus be accessed via a wired connection.
  • a programming device 4 can thus be connected to the programming interface P via a cable and data can be transferred to or from the storage unit 3 and/or the microprocessor 2 can be carried out.
  • the microprocessor 2 or its information processing can be configured using data transmitted via the programming interface P, which can then be stored in the memory unit 3.
  • application software A also called an "app”
  • This application software A is then executed by the microprocessor 2, it being understood that the microprocessor 2 can also execute a variety of application software components.
  • the programming interface P and the signaling interface S can use the same hardware and be separated only in terms of software.
  • the application software A can also be used to specify how the ballast V interacts with the connected signal sources (sensors, signal generators, etc.). In particular, it can be determined which signals are evaluated or processed and which type of signal generator the ballast V works with. This makes it possible to define the signal sources whose signals are evaluated. Signal sources or interfaces can also be blocked or enabled, and it is possible, for example, to expand or restrict the range of functions of the ballast V.
  • the at least one application software A can also influence the control with which the ballast V controls, for example, the at least one light source.
  • the light source can be controlled by the application software A, in particular depending on the incoming signals from the signal sources.
  • the behavior of the connected light sources and/or devices can be changed, for example by transferring new application software A.
  • An application software A which is stored in the memory unit 3 of the ballast V, can of course also change the evaluation of the signals.
  • a further functionality of the application software A is that it can also be used to change the functionality provided by the ballast Vv, and in particular to activate or deactivate the interfaces provided. This also allows the range of functions of the ballast V to be controlled. Likewise, communication protocols provided for the ballast to communicate with communication partners, such as other ballasts, operating devices or control centers, can be activated or deactivated. In this way, the ballast V can be adapted for different application scenarios, for example by only requiring individual communication protocols. On the other hand, the functionality of the ballast V can also be expanded if additional communication protocols need to be added or deactivated. This can be the case, for example, if the application scenario for the ballast changes. Overall, the application software allows the operating data and/or operating parameters of the ballast V to be recorded, defined, evaluated and changed.
  • the at least one application software A in the storage unit 3 can also be updated and changed. This can then also be done via the programming interface P It is also possible for more than one application software A to be stored in the memory unit 3 and executed by the microprocessor. Thus, by adding an application software A, additional features of the ballast V can be activated or deactivated. For example, it is possible for one application to only provide basic functionality, while another application software A deactivates or activates additional functionalities of the ballast V.
  • the application software A can also provide, make available or modify an application programming interface. This application programming interface can then be used to add further software components to the application software that also affect functionalities of the ballast and, in particular, activate or deactivate functions.
  • the microprocessor 2 preferably executes a hardware abstraction subsystem (HAL, Hardware Abstraction Layer).
  • HAL Hardware Abstraction Layer
  • the application software then preferably accesses the programming interface and/or the signaling interface via the hardware abstraction subsystem.
  • the programming interface can be a wireless and/or wired interface.
  • the signaling interface S can also be a DALI or DSI, SPI, and/or I 2 C interface.
  • the programming interface P can also be designed in such a way that programming or the transmission of application software is initially not possible.
  • a programming interface that is initially blocked in this way can require that a code or an activation key, e.g. a cryptographic key, must first be transmitted to the ballast in order to activate the programming interface P.
  • the programming interface P can only be activated (e.g. for a predetermined period of time) if the programming interface P has been activated accordingly.
  • an encrypted transmission of the application software can also take place via the programming interface, with the ballast having a first code or activation key, e.g. a cryptographic key, which is stored in the ballast.
  • this first code or activation key e.g.
  • a cryptographic key is a public key that can be used to decrypt the application software transmitted on the programming interface. Preferably, only decryption is possible with this first code or activation key, e.g. a cryptographic key, but not encryption.
  • the programming device may have a second code or activation key, e.g. cryptographic key, which is a type of private key and which can preferably be used for both encryption and decryption. In this way, the programming device can enable an encrypted transmission of the application software via the programming interface, whereby the Ballast can receive and read this encrypted application software.
  • the programming interface p can only be activated if, for example, a programming device 4 is positioned at a certain distance from the programming interface P or is connected to the programming interface P.
  • the programming device 4 can then automatically transmit an identifier or a key via the programming interface P to the microprocessor 2, which is recognized by the latter (e.g. by means of NFC).
  • the microprocessor 2 can then enable a transfer of data to the storage unit 3 and thus the activation of the programming interface P.
  • the ballast V can also have wired and/or wireless communication interfaces, for example to communicate with other ballasts or operating devices. These communication interfaces are, for example, attached to an edge of the circuit board.
  • the ballast V can also have a converter interface via which one or more further ballasts or converters can be connected to the ballast.
  • the application software A or the microprocessor 2 can thus control one or more further ballasts or converters connected to the ballast V.
  • the microprocessor 2 is in particular a single-chip system (system on a chip, SoC).
  • SoC system on a chip
  • the shape of the circuit board 1 essentially corresponds to an n-gon. Alternatively, a round or oval shape would also be possible.
  • the circuit board can be essentially rectangular, triangular or trapezoidal in shape, and the interfaces provided can be arranged accordingly along the edges of the circuit board 1.
  • the microprocessor 2 with memory unit 3 can be connected to the circuit board wirelessly or by wire.
  • Fig.1 shows a circuit board 1 of a ballast V, on which a microprocessor 2 and a memory unit 3 are arranged.
  • the essentially trapezoidal design of the circuit board 1 shown as an example has four edges, which are marked with a, b, c and d.
  • Different interfaces can now be attached to the edges a, b, c, d of the circuit board 1, which can also be assigned to different functional groups.
  • the interfaces on a first edge a can be set up for communication with other ballasts (converters) or other participants in a lighting system.
  • interfaces are shown as examples, which are designed, for example, as a communication interface for communication using DALI, SPI and/or I 2 C (Inter-Integrated Circuit) buses/protocols.
  • interfaces for communication with control units can be provided on a second edge b.
  • a DALI, a Bluetooth (Bluetooth Low Energy, BLE) and a LAN interface are shown as examples.
  • An interface P is provided at a third edge c.
  • the interface P is preferably the programming interface. As already mentioned, this can be protected against access by mechanical or software measures or can be activated selectively.
  • a programming device 4 is also shown as an example, from which at least one application software A can be transferred to and/or from the interface P, which can also be a Bluetooth (e.g. BLE) interface.
  • interfaces are provided on a fourth edge, which are used, for example, to connect sensors and/or other hardware that is to be connected to the ballast.
  • a WLAN or WiFi
  • a USB or a serial RS232 interface are shown here as examples. These can, for example, enable communication with a microphone arrangement 5, a humidity sensor 6 and/or a presence sensor 7.
  • the sensors can be active or passive.
  • the programming interface P and the signaling interface S can, for example, also use the same hardware and only be separated in terms of software.
  • the signaling interface S can be used for the encrypted transmission of the application software A, whereby this encrypted transmission in this case forms the programming interface P.
  • the signaling interface S simultaneously serves for an encrypted transmission of the application software A and thus simultaneously forms the programming interface P.
  • the signaling interface S and the programming interface P use the same hardware as infrastructure, but are separated in terms of software.
  • the programming interface P can use the signaling interface S for data traffic, in particular for the transmission of the application software A.
  • the ballast V can have a first code or activation key, e.g. cryptographic key, which is stored in the ballast V.
  • this first code or activation key e.g. cryptographic key
  • this first code or activation key is a public key that can be used to decrypt the application software A transmitted on the programming interface P.
  • this first code or activation key e.g. cryptographic key
  • the programming device can have a second code or activation key, e.g. cryptographic key, which is a type of private key and can preferably be used for both encryption and decryption. In this way, the programming device can enable an encrypted transmission of the application software A via the programming interface P, whereby the ballast can receive and read this encrypted application software.
  • the application software A can be transmitted in individual packets via the programming interface P.
  • these packets can each be provided with a port address.
  • the packets with the port address can be received by the ballast V and assigned to the corresponding port within the ballast.
  • the individual packets can be transmitted in encrypted form via the programming interface P.
  • the ballast V can receive the encrypted packets and be assigned to the corresponding port according to their port address.
  • Fig.1 also shows a further ballast (also called a converter) or at least one further participant in a lighting system 8, which can be communicatively connected to one of the interfaces on the first edge a.
  • the interfaces on the edge a can also be referred to as a converter interface.
  • the interfaces on the second edge b can be connected to, for example, a coupling element 9 (e.g. a switch or router), via which the ballast can be connected to other components/ballasts.
  • a time control circuit 10 or timer can also be connected to one of the interfaces on the second edge b.
  • communication with a remote control 11 via radio or infrared and corresponding interfaces is also possible.
  • the signaling interface is designated as S by way of example. In principle, any interface other than the programming interface can be regarded as a signaling interface S.
  • the board 1 does not have to be a regular geometric body.
  • the interfaces arranged on at least one edge can also be arranged one above the other in a pyramid-like manner.
  • a further interface arranged above/below an interface can be arranged slightly offset from the interior of the board 1.
  • the programming interface can be protected against misuse by separating it in hardware and/or securing it cryptographically.
  • the signaling interface S can be used to connect switches, timers, remote controls, etc.
  • a separate interface can be provided for other signaling devices such as sensors (motion sensor, brightness sensor, humidity sensor, microphones, presence sensor, etc.). However, the corresponding signals can also be fed to the signaling interface.
  • the signaling interface S and optionally other interfaces are preferably a USB interface, I2C interface or DALI interface.
  • the microprocessor 2 can provide suitable microprocessor interfaces for connecting the interfaces.
  • the processing by the microprocessor 2 can be configured via the application software A as explained above, and this can thus change the ballast V and in particular a lighting system or its functionality. It is thus possible for a user to create an application software A which then enables specific functionalities of the ballast V.
  • the at least one application software A can then be used independently of an implementation of the interfaces and configurations used.
  • the microprocessor can be connected to another ballast or converter via an interface. This interface can be designed as a DALI, SPI or I 2 C interface.
  • the microprocessor can also be integrated into the other ballast or converter.
  • the ballast V can have only a single signaling interface S in terms of hardware, which at the same time forms further interfaces in terms of software.
  • the programming device 4, a microphone arrangement 5, a humidity sensor 6 and/or a presence sensor 7 can be connected to the signaling interface S.
  • further participants T such as further ballasts of a lighting system, for example the lighting system 8, can be connected to the signaling interface S.
  • a coupling element 9 can additionally or alternatively be connected to the signaling interface S.
  • a time control circuit 10 or timer and/or a remote control 11 can also be connected to the signaling interface S.
  • the signaling interface S can simultaneously form the programming interface P.
  • the signaling interface S can be formed by a LAN interface or WLAN interface, which simultaneously forms the programming interface P.
  • the ballast V can also have an I2C interface in order to forward the data transmitted via the LAN interface or WLAN interface to other participants connected to the I2C interface, such as other ballasts and/or sensors. It would be possible for both the LAN interface or WLAN interface and the I2C interface to form the signaling interface S, which simultaneously forms the programming interface P.
  • ballast V can also have a DALI interface, for example to communicate with DALI sensors and/or DALI ballasts connected thereto.
  • the ballast V it would also be possible for the ballast V to have a signaling interface S and at least one further interface is available in hardware to connect additional participants that cannot communicate according to a protocol of the signaling interface S.
  • the signaling interface S can be formed by a LAN interface or WLAN interface, which simultaneously forms the programming interface P.
  • the ballast V can have a DALI interface in order to communicate, for example, with DALI sensors and / or DALI ballasts connected there.
  • Fig.2 shows an example of a possibility in which the microprocessor 2 communicates with one or more ballasts 20, 21, 22, 23.
  • Fig. 2a a lamp 24 with a ballast 20 is shown, which has the microprocessor 2 and the memory unit 3.
  • the ballast 20 corresponds in this example to the ballast V of the Fig.1 or the other examples.
  • the memory unit 3 can, for example, be integrated into the microprocessor 2.
  • the microprocessor 2 and the memory unit 3 are arranged inside the ballast 20.
  • the microprocessor 2 and the memory unit 3 it would also be possible for the microprocessor 2 and the memory unit 3 to be arranged outside the ballast 20 but inside the luminaire 24. At least the microprocessor 2 is connected to the ballast 20.
  • ballasts 21, 22, 23 of luminaires (not shown) are shown, each of which has only one converter, but does not provide a microprocessor themselves.
  • the communication between the various ballasts or converters can then take place, for example, via a DALI bus or an I2C bus.
  • only one of the luminaires or one of the ballasts can be expanded via the application software A.
  • the application software A can also determine the control of the other ballasts (converters), so that, for example, depending on the configuration of the ballast (converter) 20, the application software A can configure or operate the ballast or converter in a way that is appropriate to the situation and location.
  • ballasts can each have a microprocessor and a memory unit.
  • the several ballasts can be connected via a signaling interface S, which can simultaneously form the programming interface P, so that the application software A can be transmitted to several ballasts.
  • the microprocessor 2 does not necessarily have to be housed in a light or in a ballast, but can also be provided externally.
  • the microprocessor can be connected to several stations and in particular to several ballasts, converters or lights 25, 26, 27 in a network by means of the coupling element 9, wherein the coupling element 9 can be, for example, a gateway with a LAN interface, a WLAN router or a DALI bus master to which several ballasts, converters or lights 25, 26, 27 can be connected.
  • the communication with the ballasts, converters or lights 25, 26, 27 can then take place digitally via the connection provided, e.g. using I2C, DALI or DSI protocol.
  • a Microprocessor must be provided.
  • the coupling element 9 can be designed in such a way that it has a LAN interface or WLAN interface.
  • This LAN interface or WLAN interface can form the signaling interface S.
  • the coupling element 9 can also have an I2C interface, for example to forward the data transmitted via the LAN interface or WLAN interface to other participants connected to the I2C interface, such as a ballast V or ballast 20 and/or sensors.
  • both the LAN interface or WLAN interface and the I2C interface to form the signaling interface S, which simultaneously forms the programming interface P.
  • data received by the coupling element 9 via the LAN interface or WLAN interface such as application software A transmitted to it, can be passed on the I2C interface to the ballast V or ballast 20 connected there.
  • the coupling element 9 can also be designed to execute the application software A. Additionally or alternatively, the coupling element 9 can also have a DALI interface in order to communicate with DALI sensors and/or DALI ballasts connected thereto, for example. to communicate.
  • the application software A can be transmitted in individual packets via the programming interface P in the various embodiments.
  • these packets can each be provided with a port address.
  • the packets with the port address can be received by the microprocessor 2 of the ballast 20 and assigned to the corresponding port within the memory 3.
  • the individual packets can be transmitted in encrypted form via the programming interface P.
  • the microprocessor 2 of the ballast 20 can receive the encrypted packets and assign them to the corresponding port of the memory unit 3 according to their port address.
  • operating data can be recorded, set and/or evaluated in the ballast V or 20 by the application software
  • operating parameters can be recorded, set and/or evaluated and specified, which, for example, specify a dimming/lighting level for a room and/or a maximum/minimum operating temperature, or define when an incoming signal is evaluated as a detection of a presence in a room.
  • the limit and/or threshold values for a humidity, air pressure, CO 2 content or noise level of the environment can be specified, when these are reached, certain actions are to be carried out by the application software.
  • the application software can specify, for example, that an image is taken via a camera module when certain Operating data or parameters (e.g. those provided by a presence sensor) exceed a threshold or level.
  • a DALI interface, a Bluetooth interface, a LAN interface, a PLC interface and/or a USB interface can be provided on the hardware side as a signaling interface S.
  • One or more microphones can also be provided.
  • the application software A can also specify how incoming signals are evaluated. For example, filters (noise filters, echo filters, etc.) can be applied to the signals. Parameters and evaluations can also be defined for certain application scenarios (e.g. a large room with a large number of office room dividers (cubicles)) or situations for picking. The size of the room in which an installation is to take place or the number of luminaires can also be defined in an application software, which can then be selected or specified accordingly.
  • the application software A can also run test programs.
  • the application software can be created in JAVA, PYTHON, PEARL, C, C++, C#, RUBY, GO, ...
  • ballast is representative of converters, Sensors, lights and other participants in a lighting system.
  • the technologies, designs and protocols used for the interfaces are essentially interchangeable.
  • the interfaces can be either open to the outside or concealed. A selectively openable and closable cover for the respective interfaces is of course also possible.
  • circuit board 1 was described above as being arranged primarily in the ballast, it should be understood that the circuit board 1 can alternatively or additionally be arranged in other participants and components of a lighting system, for example the lighting system 8.
  • the circuit board 1 can also be part of a sensor or an actuator.
  • an intelligent sensor IS which preferably comprises the circuit board 1 as described above. Consequently, the description of the ballast V and the Fig.1 essentially also for the intelligent sensor IS.
  • the intelligent sensor IS can be connected to the lighting system BS.
  • the intelligent sensor IS can also be connected to a higher-level bus system (e.g. an IPv6 bus system, overlay network, ...) and have a microprocessor 2, a memory unit 3 and in particular an application software A.
  • the Intelligent sensor IS can communicate with the microprocessor 2 by wire or wirelessly (dashed double arrow).
  • the microprocessor 2 does not necessarily have to be part of the intelligent sensor IS.
  • the intelligent sensor IS can read and store data from several connected sensors NIS, which have no intelligence, ie in particular no microprocessor and memory, by wire via a bus line BL or wirelessly. Read data can be processed by the microprocessor 2.
  • the lighting system BS can also have further intelligent sensors and thus connect at least two sensors to one another.
  • the bus line BL can form the signaling interface S.
  • the programming interface P and the signaling interface S can use the same hardware and be separated only in software.
  • the intelligent sensor IS can also specify or take over functions and/or limit values for the non-intelligent sensors NIS or other intelligent sensors IS.
  • the intelligent sensor IS can control and/or configure one or more ballasts or converters depending on recorded data, e.g. from the non-intelligent sensors NIS and/or its own data.
  • the non-intelligent sensors NIS can be designed as simple motion detectors (e.g. PIR) or light sensors (e.g. LDR).
  • the intelligent sensor IS can be a thermal imaging camera. If a detection event is recorded by a non-intelligent sensor NIS, it can transmit information to the intelligent sensor IS that a detection event was recorded.
  • the application software A of the intelligent sensor IS can evaluate the transmitted information in an application-specific manner and, depending on this, control at least one other participant T of the lighting system BS, preferably a ballast or a converter.
  • the intelligent sensor IS and/or the non-intelligent sensors NIS can also be integrated into one or more ballasts or converters.

Landscapes

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

Abstract

Komponente für ein Beleuchtungssystem (BS), aufweisend ein Vorschaltgerät für LED-Leuchtmittel, oder einen Sensor, wobei die Komponente ferner aufweist: einen Mikroprozessor mit wenigstens einer Speichereinheit und eine Platine, mit zumindest einer Programmierungsschnittstelle und wenigstens einer daran angebrachten Signalisierungsschnittstelle, wobei der Mikroprozessor über die Programmierungsschnittstelle konfigurierbar ist, und wobei über die Programmierungsschnittstelle wenigstens eine von dem Mikroprozessor ausführbare Applikationssoftware in die wenigstens eine Speichereinheit übertragbar ist, wobei die Applikationssoftware wenigstens eine der folgenden Funktionalitäten der Komponente beeinflusst: Interaktion mit weiteren Sensoren, Auswertung von an die Signalisierungs-Schnittstelle übermittelten Signalen, Ansteuerung des Leuchtmittels, Aktivierung/Deaktivierung von Schnittstellen der Komponente, Aktivierung/Deaktivierung von Kommunikationsprotokollen, Erfassen, Einstellen und/oder Auswerten von Betriebsdaten und / oder Betriebsparametern der Komponente, Aufbau eines Netzwerks und Verknüpfung von Netzwerken. Die Programmierungsschnittstelle (P) ist zunächst blockiert und durch Eingabe und/oder Übermittlung eines Kodes aktivierbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine von einem Benutzer weitgehend und im Wesentlichen frei konfigurierbare Komponente für ein Beleuchtungssystem, aufweisend ein Vorschaltgerät für LED-Leuchtmittel oder einen Sensor.
  • Dazu weist die Komponente einen programmierbaren Mikroprozessor auf, der eine verhältnismäßig große Rechenleistung aufweist und auf unterschiedliche Art und Weise, d.h. unter Zuhilfenahme einer Vielzahl von Schnittstellen kommunizieren kann. Dazu kann eine DALI-, SPI-, DSI-, WLAN-, Bluetooth-, LAN- und/oder USB-Schnittstelle vorgesehen sein.
  • An die Komponente können sowohl weitere Sensoren als auch Signalgeber angeschlossen werden und der Mikroprozessor steht mit den Schnittstellen in Verbindung, um beispielsweise auch Sensorsignale sowie Signale von Signalgebern auszuwerten. Basierend auf eingehenden Signalen von Sensoren und/oder Signalgebern, bzw. über die Schnittstellen eingehende Signale kann der Mikroprozessor dann beispielsweise Betriebseigenschaften des Vorschaltgeräts ändern und so z.B. die Lichtemission oder andere Funktionalitäten des Vorschaltgeräts beeinflussen. Eine Kommunikation mit externen Kommunikationspartnern ist beispielsweise mittels LAN, Bluetooth, USB, DALI, WLAN, ... möglich.
  • Insbesondere weist die Komponente eine Programmierungsschnittstelle auf, über die eine Applikationssoftware zu einer in dem Vorschaltgerät vorgesehenen Speichereinheit übertragen werden kann. Hierbei handelt es sich um eine durch den Mikroprozessor ausführbare und lauffähige Software- und/oder Softwarekomponente, die Teil einer Firmware und/oder des Betriebssystems sein oder dadurch ausgeführt werden kann. Die Applikationssoftware wird dann unter anderem durch den Mikroprozessor ausgeführt. Das Betriebssystem verwaltet insbesondere einen Speicherbereich, der in einen Nutzerbereich ("user space") und einen Betriebssystemkernbereich ("kernel space") unterteilt sein kann. Diese Aufteilung dient dazu, einen Schutz von Teilen des Speicherbereichs zu erlauben. Der Betriebssystemkernbereich ist dann für eine Ausführung des Betriebssystemkerns reserviert, während der Nutzerbereich für die Ausführung von Applikationssoftware und/oder Treibern für Schnittstellen und/oder mit dem Mikroprozessor verbundene Geräte vorgesehen ist. Der Speicherbereich kann dabei Teil eines von der Speichereinheit bereitgestellten Speichers sein.
  • Durch das Übertragen der Applikationssoftware in den Speicher der Komponente und vorzugsweise den Nutzerbereich kann ein Benutzer die Art und Weise beeinflussen und festlegen, wie sich die Komponente verhält, bzw. wie beispielsweise Signale von weiteren Sensoren bzw. Signalgebern ausgewertet und zur Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtmittels eingesetzt werden. Es kann auch konfiguriert werden, wie eine Auswertung zur Ansteuerung von mit der Komponente über die Schnittstellen verbundenen Komponenten verarbeitet werden. Insbesondere kann mittels der Applikationssoftware die Auswertung und Verarbeitung von Eingangssignalen konfiguriert bzw. verändert werden und so insbesondere eine Beleuchtungssteuerung abhängig von erfassten Signalen definiert werden.
  • Die Erfindung stellt somit eine Komponente und ein Beleuchtungssystem (BS) oder Leuchte gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung wird nunmehr auch mit Blick auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Überblick über die Erfindung,
    Fig. 2
    exemplarische Anordnungen und
    Fig. 3
    eine Ausgestaltung der Erfindung.
  • In dem Vorschaltgerät V ist also ein Mikroprozessor 2 vorgesehen, der mit wenigstens einer Speichereinheit 3 verbunden ist, so dass er auf die Speichereinheit 3 zugreifen kann und von dort Daten lesen sowie Daten in diese schreiben kann.
  • Der Mikroprozessor 2 (z.B. ARM Cortex-A5x, ARM Cortex-A7x, ... ) ist vorzugsweise auf einer Platine 1 vorgesehen, die vorzugsweise wenigstens eine Kante aufweist, und auf der auch die Speichereinheit 3 angebracht sein kann. Der Mikroprozessor 2 und/oder die Speichereinheit 3 kann auch auf einer separaten Platine vorgesehen sein, die mit der Platine 1 verbunden ist, z.B. mittels einer Stecksockelverbindung. Die Platine weist an der wenigstens einen Kante eine Programmierungsschnittstelle P auf und wenigstens eine Signalisierungsschnittstelle S, die auch an der wenigstens einen Kante der Platine angebracht sein kann, jedoch auch an einer weiteren Kante der Platine.
  • Zumindest die Programmierungsschnittstelle P ist dabei von außerhalb des Vorschaltgeräts zugänglich. Dabei kann die Programmierungsschnittstelle für eine drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation eingerichtet sein. Insbesondere kann die Programmierungsschnittstelle P eine Funkschnittstelle (Bluetooth, WLAN, ZigBee, RFID, ...) und/oder eine drahtgebundene (parallele, RS323, USB, JTAG, GPIO, ...) Schnittstelle sein. Es ist somit nicht in jedem Fall erforderlich, dass beispielsweise die Programmierungsschnittstelle P nach außen hin exponiert ist. Vielmehr kann beispielsweise auch induktiv von außen auf die Programmierungsschnittstelle P zugegriffen werden, um beispielsweise Daten von einem Programmierungsgerät 4 mittels der Programmierungsschnittstelle P zu der Speichereinheit 3 und/oder dem Mikroprozessor 2 zu übertragen. Somit ist gewährleistet, dass das Vorschaltgerät V für seinen Einsatzort passend ausgestaltet werden kann und beispielsweise eine vorgeschriebene Schutzart (International Protection Code (IP) Zertifizierung) aufweisen kann.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Programmierungsschnittstelle P nach außen hin exponiert ist. Somit kann mittels einer kabelgebundenen Verbindung auf die Programmierungsschnittstelle P zugegriffen werden. Ein Programmierungsgerät 4 kann somit mittels eines Kabels an die Programmierungsschnittstelle P angeschlossen werden und eine Datenübertragung zu oder von der Speichereinheit 3 und/oder dem Mikroprozessor 2 kann erfolgen.
  • Über die Programmierungsschnittstelle P übertragene Daten, die dann in der Speichereinheit 3 abgelegt werden können, kann der Mikroprozessor 2 oder seine Informationsverarbeitung konfiguriert werden. Insbesondere kann zu oder in die Speichereinheit eine Applikationssoftware A (auch "App" genannt) übertragen werden. Diese Applikationssoftware A wird dann von dem Mikroprozessor 2 ausgeführt, wobei zu verstehen ist, dass der Mikroprozessor 2 auch eine Vielzahl von Applikationssoftware-Komponenten ausführen kann.
  • Die Programmierungsschnittstelle P und die Signalisierungsschnittstelle S können beispielsweise auch dieselbe Hardware nutzen und nur softwaremäßig getrennt sein.
  • Die in der Speichereinheit 3 gespeicherte Applikationssoftware A, die von dem Mikroprozessor 2 ausgeführt wird, kann dann eine der folgenden Funktionalitäten des Vorschaltgeräts V beeinflussen:
    Beispielsweise kann die Interaktion bzw. die Auswertung von Sensordaten, die von mit dem Vorschaltgerät V interagierenden Sensoren geliefert werden, definiert bzw. verändert werden. Insbesondere können die Sensoren Signale über die Signalisierungsschnittstelle S zu dem Vorschaltgerät übertragen. Diese Signale werden dann durch die wenigstens eine Applikationssoftware A ausgewertet und, entsprechend einer durch die Applikationssoftware A vorgegebenen Definition verarbeitet.
  • Statt Sensoren können selbstverständlich auch andere Signalgeber wie beispielsweise Schalter, Taster, bzw. Steuerungseingabegeräte (auf dem Gebiet der Erfindung auch allgemein "Controls" genannt) Signale über die Signalisierungsschnittstelle S an das Vorschaltgerät V liefern. Diese Signale können, wie vorstehend für die von Sensoren gelieferten Signale beschrieben, dann ebenfalls entsprechend der durch die wenigstens eine Applikationssoftware definierten Vorgaben ausgewertet und verarbeitet werden.
  • Durch die Applikationssoftware A kann jedoch auch vorgegeben werden, wie das Vorschaltgerät V mit den angeschlossenen Signalquellen (Sensoren, Signalgeber, ...) interagiert. Insbesondere kann festgelegt werden, welche Signale ausgewertet bzw. verarbeitet werden, und mit welcher Art von Signalgebern das Vorschaltgerät V zusammenarbeitet. So können die Signalquellen definiert werden, deren Signale überhaupt ausgewertet werden. Es können auch Signalquellen oder Schnittstellen gesperrt oder freigegeben werden und es ist beispielsweise möglich, dass so der Funktionsumfang des Vorschaltgeräts V erweitert oder beschränkt werden kann.
  • Die wenigstens eine Applikationssoftware A kann auch die Steuerung beeinflussen, mit der das Vorschaltgerät V beispielsweise das wenigstens eine Leuchtmittel ansteuert. Somit kann insbesondere abhängig von den eingehenden Signalen von den Signalquellen eine Ansteuerung des Leuchtmittels durch die Applikationssoftware A erfolgen. Auch hier kann durch beispielsweise das Übertragen einer neuen Applikationssoftware A das Verhalten der angeschlossenen Leuchtmittel und/oder Geräte verändert werden. Eine Applikationssoftware A, die in der Speichereinheit 3 des Vorschaltgeräts V abgelegt wird, kann selbstverständlich auch die Auswertung der Signale verändern.
  • Eine weitere Funktionalität der Applikationssoftware A ist, dass durch diese auch die von dem Vorschaltgerät Vv bereitgestellte Funktionalität geändert werden kann, und insbesondere bereitgestellte Schnittstellen aktiviert oder deaktiviert werden können. Auch so kann der Funktionsumfang des Vorschaltgeräts V gesteuert werden. Ebenso können Kommunikationsprotokolle, die für die Kommunikation des Vorschaltgeräts mit Kommunikationspartnern, beispielsweise anderen Vorschaltgeräten, Betriebsgeräten oder Steuerzentralen, bereitgestellt werden, aktiviert oder deaktiviert werden. So kann das Vorschaltgerät V für verschiedene Einsatzszenarien angepasst werden, indem beispielsweise nur einzelne Kommunikationsprotokolle benötigt werden. Andererseits kann die Funktionalität des Vorschaltgeräts V auch erweitert werden, falls zusätzliche Kommunikationsprotokolle hinzugefügt oder deaktiviert werden müssen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn sich das Anwendungsszenario für das Vorschaltgerät ändert. Insgesamt erlaubt es also die Applikationssoftware, die Betriebsdaten und / oder Betriebsparameter des Vorschaltgeräts V zu erfassen, festzulegen, auszuwerten und zu verändern.
  • Dabei ist zu verstehen, dass die wenigstens eine Applikationssoftware A in der Speichereinheit 3 auch aktualisiert und verändert werden kann. Dies kann dann ebenfalls über die Programmierungsschnittstelle P erfolgen. Zudem ist es möglich, dass mehr als eine Applikationssoftware A in der Speichereinheit 3 gespeichert und von dem Mikroprozessor ausgeführt wird. So können durch das Hinzufügen einer Applikationssoftware A zusätzliche Merkmale des Vorschaltgeräts V aktiviert bzw. deaktiviert werden. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Applikation lediglich eine Basisfunktionalität bereitstellt, während eine weitere Applikationssoftware A zusätzliche Funktionalitäten des Vorschaltgeräts V deaktiviert oder aktiviert.
  • Die Applikationssoftware A kann auch eine Applikationsprogrammierschnittstelle bereitstellen, verfügbar machen oder ändern. Diese Applikationsprogrammierschnittstelle kann dann dazu verwendet werden, weitere Softwarekomponenten der Applikationssoftware hinzuzufügen, die ebenfalls Funktionalitäten des Vorschaltgeräts betreffen, und insbesondere Funktionen aktivieren oder deaktivieren.
  • Der Mikroprozessor 2 führt vorzugsweise ein Hardware-Abstraktions-Subsystem (HAL, Hardware Abstraction Layer) aus. Über das Hardware-Abstraktions-Subsystem greift dann vorzugsweise die Applikationssoftware auf die Programmierungsschnittstelle und/oder die Signalisierungsschnittstelle zu. Die Programmierungsschnittstelle kann eine drahtlose und/oder drahtgebundene Schnittstelle sein.
  • Bei der Signalisierungsschnittstelle S kann es sich ebenfalls um eine DALI bzw. DSI, SPI, und/oder I2C-Schnittstelle handeln.
  • Die Programmierungsschnittstelle P kann dabei auch so ausgebildet sein, dass eine Programmierung bzw. die Übertragung einer Applikationssoftware zunächst nicht möglich ist. Eine so zunächst gesperrte Programmierungsschnittstelle kann es erfordern, dass zunächst ein Kode oder ein Aktivierungsschlüssel, z.B. ein kryptographischer Schlüssel, zu dem Vorschaltgerät übertragen werden muss, um die Programmierungsschnittstelle P zu aktivieren. Insbesondere kann die Programmierungsschnittstelle P nur dann aktiviert sein (beispielsweise für eine vorbestimmte Zeitdauer), wenn eine entsprechende Aktivierung der Programmierungsschnittstelle P erfolgt ist. Beispielsweise kann auch eine verschlüsselte Übertragung der Applikationssoftware über die Programmierungsschnittstelle erfolgen, wobei das Vorschaltgerät über einen ersten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographischen Schlüssel, verfügt, der im vorschaltgerät abgelegt ist. Beispielsweise ist dieser erste Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, ein öffentlicher Schlüssel, der dazu dienen kann, die auf der Programmierungsschnittstelle übertragenen Applikationssoftware zu entschlüsseln. Vorzugsweise ist mit diesem ersten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, nur eine Entschlüsselung möglich, aber keine Verschlüsselung. Das Programmiergerät kann über einen zweiten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, verfügen, der eine Art privater Schlüssel ist, und der vorzugsweise sowohl zur Verschlüsselung als auch zur Entschlüsselung dienen kann. Auf diese Weise kann das Programmiergerät eine verschlüsselte Übertragung der Applikationssoftware über die Programmierungsschnittstelle ermöglichen, wobei das Vorschaltgerät diese verschlüsselte Applikationssoftware empfangen und auslesen kann.
  • Zudem kann die Programmierungsschnittstelle p nur dann aktiviert sein, wenn beispielsweise ein Programmierungsgerät 4 in einer gewissen Entfernung von der Programmierungsschnittstelle P positioniert ist, bzw. mit der Programmierungsschnittstelle P verbunden ist. Das Programmierungsgerät 4 kann dann automatisch eine Kennung oder einen Schlüssel über die Programmierungsschnittstelle P an den Mikroprozessor 2 übertragen, der von diesem erkannt wird (z.B. mittels NFC). Der Mikroprozessor 2 kann dann eine Übertragung von Daten in die Speichereinheit 3 und somit die Aktivierung der Programmierungsschnittstelle P ermöglichen.
  • Das Vorschaltgerät V kann weiter drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationsschnittstellen aufweisen, um beispielsweise mit anderen Vorschaltgeräten oder Betriebsgeräten zu kommunizieren. Diese Kommunikationsschnittstellen sind beispielsweise an einer Kante der Platine angebracht. Ebenso kann das Vorschaltgerät V eine Konverterschnittstelle aufweisen, über die eine oder mehrere weitere Vorschaltgeräte oder Konverter mit dem Vorschaltgerät verbindbar sind. Somit kann die Applikationssoftware A bzw. der Mikroprozessor 2 einen oder mehrere mit dem Vorschaltgerät V verbundenen weitere Vorschaltgeräte oder Konverter steuern. Bei dem Mikroprozessor 2 handelt es sich insbesondere um ein Ein-Chip-System (System on a Chip, SoC). Die in dem Vorschaltgerät verfügbar gemachten Schnittstellen sind beispielsweise alle an wenigstens einer Kante der Platine 1 angebracht.
  • Die Ausformung der Platine 1 entspricht dabei im Wesentlichen einem n-Eck. Alternativ wäre auch eine runde oder ovale Ausformung möglich. Beispielsweise kann die Platine im Wesentlichen rechteckig, dreieckig oder trapezförmig ausgeformt sein, und die vorgesehenen Schnittstellen können entsprechend entlang den Kanten der Platine 1 angeordnet sein. Der Mikroprozessor 2 mit Speichereinheit 3 kann mit der Platine drahtlos oder drahtgebunden verbunden sein.
  • Eine entsprechende rein exemplarische Darstellung ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 1 zeigt eine Platine 1 eines Vorschaltgeräts V, auf der ein Mikroprozessor 2 und eine Speichereinheit 3 angeordnet sind. Die exemplarisch dargestellte, im Wesentlichen trapezförmige Ausgestaltung der Platine 1 weist vier Kanten auf, die mit a, b, c und d gekennzeichnet sind. An den Kanten a, b, c, d der Platine 1 können nun unterschiedliche Schnittstellen angebracht sein, die auch verschiedenen funktionalen Gruppen zugeordnet sein können. So können die Schnittstellen an einer ersten Kante a bspw. zur Kommunikation mit weiteren Vorschaltgeräten (Wandlern) oder anderen Teilnehmern eines Beleuchtungssystemes eingerichtet sein. An der ersten Kante a sind exemplarisch Schnittstellen gezeigt, die z.B. als Kommunikationsschnittstelle eine Kommunikation mittels DALI, SPI und/oder I2C (Inter-Integrated Circuit) Bussen/Protokollen ausgelegt sind. Andererseits können an einer zweiten Kante b Schnittstellen zur Kommunikation mit Steuerungseinheiten ("Controls") vorgesehen sein. an der zweiten Kante sind exemplarisch eine DALI-, eine Bluetooth- (Bluetooth Low Energy, BLE-) und eine LAN-Schnittstelle dargestellt. An einer dritten Kante c ist eine Schnittstelle P vorgesehen.
  • Bei der Schnittstelle P handelt es sich vorzugsweise um die Programmierungsschnittstelle. Diese kann, wie bereits erwähnt, durch mechanische oder softwaretechnische Maßnahmen gegen einen Zugriff geschützt sein, bzw. selektiv aktivierbar sein. Beispielhaft ist auch ein Programmierungsgerät 4 dargestellt, von dem aus wenigstens eine Applikationssoftware A zu und/oder von der Schnittstelle P übertragen werden kann, bei der es sich ebenfalls um eine Bluetooth (z.B. BLE) Schnittstelle handeln kann.
  • Schließlich sind an einer vierten Kante d Schnittstellen vorgesehen, die z.B. zum Anschluss von Sensoren und/oder anderer Hardware dienen, die mit dem Vorschaltgerät verbunden werden sollen. Exemplarisch sind hier eine WLAN (oder WiFi), eine USB- und eine serielle RS232-Schnittstelle gezeigt. Diese können z.B. eine Kommunikation mit einer Mikrofon-Anordnung 5, einem Feuchtigkeitssensor 6 und/oder einem Präsenzsensor 7 ermöglichen. Die Sensoren können aktiv oder passiv sein.
  • Die Programmierungsschnittstelle P und die Signalisierungsschnittstelle S können beispielsweise auch dieselbe Hardware nutzen und nur softwaremäßig getrennt sein. Beispielsweise kann die Signalisierungsschnittstelle S für die verschlüsselte Übertragung der Applikationssoftware A genutzt werden, wobei diese verschlüsselte Übertragung in diesem Fall die Programmierungsschnittstelle P bildet. Somit dient die Signalisierungsschnittstelle S gleichzeitig für eine verschlüsselte Übertragung der Applikationssoftware A und bildet somit gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P. Die Signalisierungsschnittstelle S und die Programmierungsschnittstelle P nutzen in diesem Fall dieselbe Hardware als Infrastruktur, sind aber softwaremäßig getrennt. Die Programmierungsschnittstelle P kann für den Datenverkehr, insbesondere für die Übertragung der Applikationssoftware A, die Signalisierungsschnittstelle S nutzen.
  • Das Vorschaltgerät V kann über einen ersten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographischen Schlüssel, verfügen, der im Vorschaltgerät V abgelegt ist. Beispielsweise ist dieser erste Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, ein öffentlicher Schlüssel, der dazu dienen kann, die auf der Programmierungsschnittstelle P übertragenen Applikationssoftware A zu entschlüsseln. Vorzugsweise ist mit diesem ersten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, nur eine Entschlüsselung möglich, aber keine Verschlüsselung. Das Programmiergerät kann über einen zweiten Kode oder Aktivierungsschlüssel, z.B. kryptographische Schlüssel, verfügen, der eine Art privater Schlüssel ist, und der vorzugsweise sowohl zur Verschlüsselung als auch zur Entschlüsselung dienen kann. Auf diese Weise kann das Programmiergerät eine verschlüsselte Übertragung der Applikationssoftware A über die Programmierungsschnittstelle P ermöglichen, wobei das Vorschaltgerät diese verschlüsselte Applikationssoftware empfangen und auslesen kann.
  • Die Applikationssoftware A kann in einzelnen Paketen über die Programmierungsschnittstelle P übertragen werden. Beispielsweise können diese Pakete jeweils mit einer Port-Adresse versehen sein. Die Pakete mit der Port-Adresse können vom Vorschaltgerät V empfangen werden und dem entsprechenden Port innerhalb des Vorschaltgerätes zugweisen werden. Dabei können die einzelne Pakete verschlüsselt über die Programmierungsschnittstelle P übertragen werden. Das Vorschaltgerät V kann die verschlüsselten Pakete empfangen und entsprechen ihrer Port-Adresse dem entsprechenden Port zugewiesen werden.
  • In Fig. 1 ist zudem ein weiteres Vorschaltgerät (auch Konverter genannt) bzw. zumindest ein weiterer Teilnehmer eines Beleuchtungssystems 8 gezeigt, das mit einer der Schnittstellen an der ersten Kante a kommunikativ verbunden sein kann. Insofern können die Schnittstellen an der Kante a auch als Konverterschnittstelle bezeichnet werden. Mit den Schnittstellen an der zweiten Kante b kann z.B. ein Kopplungselement 9 (z.B. ein Switch oder Router) verbunden sein, über das das Vorschaltgerät mit anderen Komponenten/Vorschaltgeräten verbunden sein kann. Auch eine Zeitsteuerschaltung 10 bzw. Zeitschaltuhr kann mit einer der Schnittstellen an der zweiten Kante b verbunden sein. Zudem ist auch eine Kommunikation mit einer Fernbedienung 11 über Funk oder Infrarot und entsprechende Schnittstellen möglich. Zudem ist die Signalisierungsschnittstelle exemplarisch mit S bezeichnet. Prinzipiell ist als Signalisierungsschnittstelle S jede von der Programmierungsschnittstelle verschiedene Schnittstelle anzusehen.
  • Dabei ist zu verstehen, dass es sich bei der Platine 1 nicht um einen regelmäßigen geometrischen Körper handeln muss. Die an der wenigstens einen Kante angeordneten Schnittstellen können auch pyramidenartig übereinander angeordnet sein. Insbesondere kann eine über/unter einer Schnittstelle angeordnete weitere Schnittstelle leicht zum inneren der Platine 1 versetzt angeordnet sein. Die Programmierungsschnittstelle kann vor Missbrauch geschützt werden, indem sie hardwaremäßig getrennt und/oder kryptographisch abgesichert werden kann.
  • Die Signalisierungsschnittstelle S kann zur Anbindung von Schaltern, Zeitschaltuhren, Fernbedienungen, usw. dienen. Für andere Signalgeber wie beispielsweise Sensoren (Bewegungssensor, Helligkeitssensor, Feuchtigkeitssensor, Mikrofone, Präsenzsensor, ...) kann eine separate Schnittstelle vorgesehen sein. Die entsprechenden Signale können jedoch auch der Signalisierungsschnittstelle zugeführt werden.
  • Die Signalisierungsschnittstelle S und optional andere weitere Schnittstellen ist vorzugsweise eine USB-Schnittstelle, I2C-Schnittstelle oder auch DALI-Schnittstelle. Der Mikroprozessor 2 kann zur Anbindung der Schnittstellen passende Mikroprozessorschnittstellen bereitstellen. Dabei ist die Verarbeitung durch den Mikroprozessor 2 wie oben ausgeführt über die Applikationssoftware A konfigurierbar, und diese kann so das Vorschaltgerät V und insbesondere ein Beleuchtungssystem bzw. dessen Funktionalität verändern. Somit ist es möglich, dass ein Benutzer eine Applikationssoftware A erstellt, die dann spezifische Funktionalitäten des Vorschaltgeräts V ermöglicht. Unter Verwendung des Hardware-Abstraktions-Subsystems kann die wenigstens eine Applikationssoftware A dann unabhängig von einer Implementierung der verwendeten Schnittstellen und Konfigurationen genutzt werden. Über eine vierte Schnittstelle kann beispielsweise der Mikroprozessor mit einem weiteren Vorschaltgerät oder Konverter verbunden werden. Diese Schnittstelle kann als DALI-, SPI-, oder I2C-Schnittstelle ausgebildet sein. Alternativ kann der Mikroprozessor auch in dem weiteren Vorschaltgerät oder Konverter integriert sein.
  • Neben den bereits erwähnten Möglichkeiten zur Kommunikation sind auch weitere Kommunikationswege, beispielsweise über die Signalisierung des von dem Leuchtmittel emittierten Lichts bzw. durch eine Kommunikation mittels PLC (Power Line Communication) möglich.
  • Wie bereits erläutert kann das Vorschaltgerät V hardwaremäßig nur eine einzelne Signalisierungsschnittstelle S aufweisen, die gleichzeitig softwaremäßig weitere Schnittstellen bildet. So können beispielsweise das Programmierungsgerät 4, eine Mikrofon-Anordnung 5, ein Feuchtigkeitssensor 6 und/oder ein Präsenzsensor 7 mit der Signalisierungsschnittstelle S verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ können weitere Teilnehmer T wie weitere Vorschaltgeräte eines Beleuchtungssystems, beispielsweise des Beleuchtungssystems 8 mit der Signalisierungsschnittstelle S verbunden sein. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ ein Kopplungselement 9 mit der Signalisierungsschnittstelle S verbunden sein. Auch können zusätzlich oder alternativ eine Zeitsteuerschaltung 10 bzw. Zeitschaltuhr und / oder eine Fernbedienung 11 mit der Signalisierungsschnittstelle S verbunden sein. Wie bereits erläutert, kann die Signalisierungsschnittstelle S gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P bilden.
  • Es wäre auch möglich, dass zusätzlich zur Signalisierungsschnittstelle S zumindest eine weitere Schnittstelle hardwaremäßig vorhanden ist, um weitere Teilnehmer anzubinden, die nicht gemäß einem Protokoll der Signalisierungsschnittstelle S kommunizieren können. Beispielsweise kann die Signalisierungsschnittstelle S durch eine LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle gebildet werden, die gleichzeitig die Programmierschnittstelle P bildet. Zusätzlich kann das Vorschaltgerät V weiterhin eine I2C-Schnittstelle aufweisen, um beispielsweise die über die LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle übertragenen Daten an weitere an die I2C-Schnittstelle angeschlossene Teilnehmer wie beispielsweise weitere Vorschaltgeräte und / oder Sensoren weiterzuleiten. Dabei wäre es möglich, dass sowohl die die LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle als auch die I2C-Schnittstelle die Signalisierungsschnittstelle S bilden, die gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P bildet. So können beispielsweise vom Vorschaltgerät V mittels der LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle empfangene Daten wie beispielsweise eine darauf übertragene Applikationssoftware A auf der I2C-Schnittstelle an weitere dort angeschlossene Teilnehmer weitergereicht werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Vorschaltgerät V weiterhin eine DALI-Schnittstelle aufweisen, um beispielsweise mit dort angeschlossenen DALI-Sensoren und / oder DALI-Vorschaltgeräten zu kommunizieren.
  • Beispielsweise wäre es auch möglich, dass das Vorschaltgerät V eine Signalisierungsschnittstelle S aufweist sowie zumindest eine weitere Schnittstelle hardwaremäßig vorhanden ist, um weitere Teilnehmer anzubinden, die nicht gemäß einem Protokoll der Signalisierungsschnittstelle S kommunizieren können. Beispielsweise kann die Signalisierungsschnittstelle S durch eine LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle gebildet werden, die gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P bildet. Zusätzlich kann das Vorschaltgerät V eine DALI-Schnittstelle aufweisen, um beispielsweise mit dort angeschlossenen DALI-Sensoren und / oder DALI-Vorschaltgeräten zu kommunizieren.
  • Fig. 2 zeigt exemplarisch eine Möglichkeit, in der der Mikroprozessor 2 mit einem oder mehreren Vorschaltgeräten 20, 21, 22, 23 kommuniziert. Dabei ist in Fig. 2a) eine Leuchte 24 mit einem Vorschaltgerät20 dargestellt, die den Mikroprozessor 2 und die Speichereinheit 3 aufweist. Das Vorschaltgerät 20 entspricht in diesem Beispiel dem Vorschaltgerät V der Fig. 1 bzw. der weiteren Beispiele. Die Speichereinheit 3 kann beispielsweise in den Mikroprozessor 2 integriert sein. Vorzugsweise sind der Mikroprozessor 2 und die Speichereinheit 3 innerhalb des Vorschaltgerätes 20 angeordnet. Es wäre aber auch möglich, dass der Mikroprozessor 2 und die Speichereinheit 3 außerhalb des Vorschaltgerätes 20 aber innerhalb der Leuchte 24 angeordnet sind. Zumindest besteht eine Anbindung des Mikroprozessors 2 an das Vorschaltgerät 20.Ebenso sind weitere Vorschaltgeräte (Wandler) 21, 22, 23 von Leuchten (nicht dargestellt) gezeigt, die jeweils nur einen Konverter aufweisen, jedoch selbst keinen Mikroprozessor bereitstellen. Die Kommunikation der verschiedenen Vorschaltgeräte bzw. Konverter kann dann beispielsweise über einen DALI-Bus oder einen I2C-Bus erfolgen. Jedoch kann hier nur eine der Leuchten bzw. eines der Vorschaltgeräte über die Applikationssoftware A erweitert werden. Jedoch kann die Applikationssoftware A die Ansteuerung der anderen Vorschaltgeräte (Konverter) ebenfalls bestimmen, so dass beispielsweise abhängig von der Konfiguration des Vorschaltgerätes (Konverters) 20 durch die Applikationssoftware A eine situations- und einsatzortgerechte Konfiguration bzw. ein solcher Betrieb erfolgen kann.
  • In einem alternativen Beispiel können zumindest mehrere Vorschaltgeräte über jeweils einen Mikroprozessor und eine Speichereinheit verfügen. In diesem Fall können die mehreren Vorschaltgeräte über eine Signalisierungsschnittstelle S verbunden sein, die gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P bilden kann, so dass an mehrere Vorschaltgeräte die Applikationssoftware A übertragen werden kann.
  • Wie in Fig. 2b) gezeigt, muss der Mikroprozessor 2 nicht notwendigerweise in einer Leuchte bzw. in einem Vorschaltgerät untergebracht sein, sondern kann auch extern vorgesehen werden. Der Mikroprozessor kann dabei mittels des Kopplungselements 9 mit mehreren Stationen und insbesondere mit mehreren Vorschaltgeräten, Konvertern bzw. Leuchten 25, 26, 27 in einem Netzwerk verbunden sein, wobei das Kopplungselement 9 beispielsweise ein Gateway mit LAN-Schnittstelle, ein WLAN-Router oder einen DALI-Busmaster sein kann, an den mehrere Vorschaltgeräte, Konverter bzw. Leuchten 25, 26, 27 angeschlossen sein können. Die Kommunikation zu den Vorschaltgeräten, Konvertern bzw. Leuchten 25, 26, 27 kann dann digital über die bereitgestellte Verbindung, z.B. mittels I2C, DALI- oder DSI- Protokoll erfolgen. Selbstverständlich kann auch in jedem Vorschaltgerät bzw. in jeder Leuchte ein Mikroprozessor vorgesehen sein.
  • Es wäre auch möglich, dass das Kopplungselement 9 derart ausgelegt ist, dass es eine LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle aufweist. Diese LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle kann die Signalisierungsschnittstelle S bilden. Zusätzlich kann das Kopplungselement 9 weiterhin eine I2C-Schnittstelle aufweisen, um beispielsweise die über die LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle übertragenen Daten an weitere an die I2C-Schnittstelle angeschlossene Teilnehmer wie beispielsweise ein Vorschaltgerät V bzw. Vorschaltgerät 20 und / oder Sensoren weiterzuleiten. Dabei wäre es möglich, dass sowohl die die LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle als auch die I2C-Schnittstelle die Signalisierungsschnittstelle S bilden, die gleichzeitig die Programmierungsschnittstelle P bildet. So können beispielsweise vom Kopplungselement 9 mittels der LAN-Schnittstelle oder WLAN-Schnittstelle empfangene Daten wie beispielsweise eine darauf übertragene Applikationssoftware A auf der I2C-Schnittstelle an das dort angeschlossene Vorschaltgerät V bzw. Vorschaltgerät 20 weitergereicht werden. Auf diese Weise wäre es möglich, dass eine Signalisierungsschnittstelle S und gleichzeitig eine Programmierungsschnittstelle P gebildet wird, so dass auf dem Vorschaltgerät V bzw. 20 eine über die Programmierungsschnittstelle P konfigurierbare Applikationssoftware A ausführbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch das Kopplungselement 9 zur Ausführung der Applikationssoftware A ausgelegt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Kopplungselement 9 weiterhin eine DALI-Schnittstelle aufweisen, um beispielsweise mit dort angeschlossenen DALI-Sensoren und / oder DALI-Vorschaltgeräten zu kommunizieren.
  • Die Applikationssoftware A kann wie bereits erläutert bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in einzelnen Paketen über die Programmierungsschnittstelle P übertragen werden. Beispielsweise können diese Pakete jeweils mit einer Port-Adresse versehen sein. Die Pakete mit der Port-Adresse können vom Mikroprozessor 2 des Vorschaltgerätes 20 empfangen werden und dem entsprechenden Port innerhalb des Speichers 3 zugweisen werden. Dabei können die einzelnen Pakete verschlüsselt über die Programmierungsschnittstelle P übertragen werden. Der Mikroprozessor 2 des Vorschaltgerätes 20 kann die verschlüsselten Pakete empfangen und entsprechen ihrer Port-Adresse dem entsprechenden Port der Speichereinheit 3 zugewiesen werden.
  • Beispielsweise können in dem Vorschaltgerät V bzw. 20 durch die Applikationssoftware A Betriebsdaten erfasst, eingestellt und / oder ausgewertet werden und / oder Betriebsparameter erfasst, eingestellt und / oder ausgewertet sowie festgelegt werden, die beispielsweise ein Dimm-/Lichtniveau für einen Raum und/oder eine maximale/minimale Betriebstemperatur festlegen, oder definieren, wenn ein eingehendes Signal als Feststellung einer Präsenz in einem Raum ausgewertet wird. Zudem können die Grenz- und/oder Schwellenwerte für eine Feuchtigkeit, einen Luftdruck, einen CO2-Gehalt oder einen Geräuschpegel der Umgebung festgelegt werden, bei deren Erreichen dann durch die Applikationssoftware bestimmte Aktionen ausgeführt werden sollen. Ebenso kann beispielsweise durch die Applikationssoftware festgelegt werden, dass über ein Kameramodul ein Bild aufgenommen wird, wenn bestimmte Betriebsdaten oder Betriebsparameter (beispielsweise von einem Präsenzsensor gelieferte) einen Schwellenwert bzw. Pegel überschreiten.
  • Zur Kommunikation kann hardwareseitig eine DALI-Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle, eine LAN-Schnittstelle, eine PLC-Schnittstelle und/oder eine USB-Schnittstelle als Signalisierungsschnittstelle S bereitgestellt werden. Ebenso können ein oder mehrere Mikrofone vorgesehen sein. Wie bereits ausgeführt, kann die Applikationssoftware A auch festlegen, wie eingehende Signale ausgewertet werden. So können beispielsweise Filter (Rauschfilter, Echofilter, usw.) auf die Signale angewendet werden. Ebenso können Parameter und Auswertungen für bestimmte Anwendungsszenarien (beispielsweise großer Raum mit einer Vielzahl von Büroraumteilern (Cubicles)) oder Situationen für die Kommissionierung definiert werden. Auch kann beispielsweise die Raumgröße, in der eine Installation erfolgen soll bzw. die Anzahl von Leuchten in einer Applikationssoftware definiert werden, die dann entsprechend ausgewählt oder festgelegt werden können. Durch die Applikationssoftware A können auch Testprogramme ausgeführt werden.
  • Als Programmierplattform für die Applikationssoftware A können verschiedene Techniken und Programmiersprachen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Applikationssoftware in JAVA, PYTHON, PEARL, C, C++, C#, RUBY, GO, ... erstellt sein.
  • Zu verstehen ist, dass das vorstehend genannte Vorschaltgerät stellvertretend für Wandler, Konverter, Sensoren, Leuchten und andere Teilnehmer eines Beleuchtungssystems genannt ist. Die für die Schnittstellen angeführten Techniken, Ausgestaltungen und Protokolle sind dabei im Wesentlichen austauschbar. Die Schnittstellen können wahlweise nach außen offen liegen oder verdeckt sein. Eine selektiv öffen- und schließbare Abdeckung der jeweiligen Schnittstellen ist selbstverständlich auch möglich.
  • Während vorstehend die Platine 1 also vorwiegend als in dem Vorschaltgerät angeordnet beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Platine 1 alternativ oder zusätzlich auch in anderen Teilnehmern und Komponenten eines Beleuchtungssystems, beispielsweise des Beleuchtungssystems 8, angeordnet sein kann. So kann die Platine 1 beispielsweise auch Teil eines Sensors oder eines Aktuators sein.
  • Im Folgenden wird ein intelligenter Sensor IS beschrieben, der vorzugsweise die Platine 1, wie sie vorstehend beschrieben wurde, umfasst. Folglich gilt die Beschreibung des Vorschaltgeräts V und der Fig. 1 im Wesentlichen auch für den intelligenten Sensor IS.
  • In der Fig. 3 ist exemplarisch eine Einbindung des intelligenten Sensors IS in ein Beleuchtungssystem BS gezeigt. Der intelligente Sensor kann an das Beleuchtungssystem BS angeschlossen werden. Der intelligente Sensor IS kann auch an ein übergeordnetes Bussystem (z.B. ein IPv6 Bussystem, overlay network, ...) angeschlossen sein und einen Mikroprozessor 2, eine Speichereinheit 3 und insbesondere eine Applikationssoftware A aufweisen. Weiter kann der intelligente Sensor IS drahtgebunden oder drahtlos mit dem Mikroprozessor 2 kommunizieren (gestrichelter Doppelpfeil). Der Mikroprozessor 2 muss nicht notwendigerweise Teil des intelligenten Sensors IS sein. Der intelligente Sensor IS kann Daten von mehreren angeschlossenen Sensoren NIS, welche keine Intelligenz aufweisen, d.h. insbesondere keinen Mikroprozessor und Speicher, drahtgebunden über eine Busleitung BL oder drahtlos auslesen und speichern. Ausgelesene Daten können von dem Mikroprozessor 2 verarbeitet werden. Das Beleuchtungssystem BS kann auch weitere intelligente Sensoren aufweisen und so wenigstens zwei Sensoren miteinander verbinden. Die Busleitung BL kann die Signalisierungsschnittstelle S bilden.
  • Der Sensor IS weist vorzugsweise einen Mikroprozessor 2 auf oder ist mit einem Mikroprozessor 2 verbunden. Der Sensor IS weist weiterhin wenigstens eine Speichereinheit 3 oder ist mit einer Speichereinheit 3 verbunden. Weiterhin ist eine vorzugsweise von außerhalb des Sensors IS zugängliche Programmierungsschnittstelle P und wenigstens eine Signalisierungsschnittstelle S, die vorzugsweise ebenfalls von außerhalb des Sensors IS zugänglich ist, vorhanden. Der Mikroprozessor 2 ist über die Programmierungsschnittstelle P konfigurierbar. Über die Programmierungsschnittstelle P kann wenigstens eine von dem Mikroprozessor 2 ausführbare Applikationssoftware A in die wenigstens eine Speichereinheit 3 übertragbar sein. Die Applikationssoftware A beeinflusst wenigstens eine der folgenden Funktionalitäten des Sensors IS:
    • Interaktion mit anderen Sensoren NIS und Teilnehmern T, insbesondere Vorschaltgeräten V, des Beleuchtungssystems BS,
    • Auswertung von an die SignalisierungsSchnittstelle übermittelten Signalen,
    • Ansteuerung eines oder mehrerer Vorschaltgeräte,
    • Aktivierung/Deaktivierung von Schnittstellen des Sensors IS,
    • Aktivierung/Deaktivierung von
      Kommunikationsprotokollen, und
    • Erfassen, Einstellen und/oder Auswerten von Betriebsdaten und / oder Betriebsparametern des Sensors IS und/oder der anderen Sensoren NIS,
    • Aufbau eines Netzwerks,
    • Verknüpfung von Netzwerken.
  • Die Programmierungsschnittstelle P und die Signalisierungsschnittstelle S können dieselbe Hardware nutzen und nur softwaremäßig getrennt sein.
  • Der intelligente Sensor IS kann auch Funktionen und/oder Grenzwerte für die nicht intelligenten Sensoren NIS oder andere intelligente Sensoren IS vorgeben oder übernehmen. Der intelligente Sensor IS kann einen oder mehrere Vorschaltgeräte oder Konverter in Abhängigkeit von erfassten Daten, z.B. von den nicht intelligenten Sensoren NIS und/oder eigenen Daten, steuern und/oder konfigurieren.
  • So können beispielsweise die nicht intelligenten Sensoren NIS als einfache Bewegungsmelder (z.B. PIR) oder Lichtsensoren (z.B. LDR) ausgebildet sein. Der intelligente Sensor IS kann eine Wärmebildkamera sein. Wird ein Detektionsereignis von einem nicht intelligenten Sensor NIS erfasst, so kann dieser eine Information zu dem intelligenten Sensor IS darüber übermitteln, dass ein Detektionsereignis erfasst wurde. Die Applikationssoftware A des intelligenten Sensors IS kann anwendungsspezifisch die übermittelte Information auswerten und abhängig davon wenigstens einen anderen Teilnehmer T des Beleuchtungssystems BS, vorzugsweise ein Vorschaltgerät bzw. einen Konverter, ansteuern.
  • Der intelligente Sensor IS und/oder die nicht intelligenten Sensoren NIS können auch in einen oder mehrere Vorschaltgeräte oder Konverter integriert sein.

Claims (11)

  1. Komponente für ein Beleuchtungssystem (BS), aufweisend ein Vorschaltgerät (V) für LED-Leuchtmittel, oder einen Sensor, wobei die Komponente ferner aufweist: einen Mikroprozessor (2) mit wenigstens einer Speichereinheit (3) mit zumindest einer Programmierungsschnittstelle (P) und wenigstens einer daran angebrachten Signalisierungsschnittstelle (S),, wobei der Mikroprozessor über die Programmierungsschnittstelle (P) konfigurierbar ist, und wobei über die Programmierungsschnittstelle (P) wenigstens eine von dem Mikroprozessor (2) ausführbare Applikationssoftware (A) in die wenigstens eine Speichereinheit (3) übertragbar ist, wobei die Applikationssoftware (A) wenigstens eine der folgenden Funktionalitäten der Komponente beeinflusst:
    - Interaktion mit weiteren Sensoren,
    - Auswertung von an die SignalisierungsSchnittstelle übermittelten Signalen,
    - Ansteuerung des Leuchtmittels,
    - Aktivierung/Deaktivierung von Schnittstellen der Komponente,
    - Aktivierung/Deaktivierung von
    Kommunikationsprotokollen, und
    - Erfassen, Einstellen und/oder Auswerten von Betriebsdaten und / oder Betriebsparametern der Komponente,
    - Aufbau eines Netzwerks,
    - Verknüpfung von Netzwerken, und
    wobei die Programmierungsschnittstelle (P) und die Signalisierungsschnittstelle (S) dieselbe Hardware nutzen und nur softwaremäßig getrennt sind.
  2. Komponente nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Applikationssoftware (A) eine Applikationsprogrammierschnittstelle bereitstellt, verfügbar macht und/oder ändert.
  3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mikroprozessor ein Hardware-Abstraktions-Subsystem ausführt, über das die wenigstens eine Applikationssoftware (A) auf die Programmierungsschnittstelle (P) und/oder die Signalisierungsschnittstelle (S) zugreift.
  4. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Programmierungsschnittstelle (P) eine drahtlose und/oder drahtgebundene Schnittstelle ist, umfassend eine Bluetooth-, Wlan-, LAN-, GPIO-, und/oder Zigbee-Schnittstelle.
  5. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalisierungsschnittstelle (S) zum Anschluss von wenigstens einer Signalisierungseinheit dient aus: einem Schalter, einem Taster, einer Zeitschaltuhr, einer Fernbedienung, einem Präsenzmelder (5), einem Helligkeitssensor, einem Feuchtigkeitssensor (6), einem Temperatursensor, und einem Mikrofon (5).
  6. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalisierungsschnittstelle (S) als DALI-, DSI-, SPI-, USB- und/oder I2C-Schnittstelle ausgebildet ist.
  7. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Komponente ein Vorschaltgerät ist und das Vorschaltgerät (V) mit anderen Vorschaltgeräten und/oder wenigstens einem Konverter (8) über wenigstens eine Schnittstelle drahtlos und/oder drahtgebunden kommuniziert.
  8. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Applikationssoftware (A) eine wenigstens von der Programmierungsschnittstelle (P), der Signalisierungsschnittstelle (S) und/oder der Applikationsprogrammierschnittstelle bereitgestellte Funktion freigibt und/oder blockiert.
  9. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Schnittstellen an der wenigstens einen Kante (a, b, c, d) der Platine (1) angeordnet sind.
  10. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mikroprozessor (2) ein Ein-Chip-System ist.
  11. Beleuchtungssystem (BS) oder Leuchte mit einer Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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