FI95985C - Menetelmä ja piirijärjestely valaistusteknisen elektroniikkalaitteen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

95985

Menetelmä ja piirijärjestely valaistusteknisen elektroniikkalaitteen ohjaamiseksi. - Förfarande och kretssystem för styrning av en belysningsteknisk elektornikanordning.

5 Keksinnön kohteena on menetelmä, jolla valaistusteknistä elektroniikkalaitetta, erityisesti purkauslampun elektronista liitäntälaitetta tai valonsäädintä, voidaan ohjata analogisella ja digitaalisella signaalilla saman ohjauslinjan kautta sekä piirijärjestely mainitun menetelmän toteuttami-10 seksi.

Ohjattavissa elektronisissa liitäntälaitteissa tai valonsää-timissä on laitteeseen kytketyn lampun tuottamaa valotasoa ohjaamaan perinteisesti käytetty analogista ohjausliitäntää, 15 jolloin ohjaussignaalina on yleensä tasajännite ja lampun tuottama valotaso on verrannollinen ohjausjännitteen arvoon. Lisäksi tällaisella analogisella ohjauksella on ollut mahdollista kytkeä laite päälle ja pois ilman erillistä verkko-. kytkintä. Tällaisen ohjausmenetelmän rajoituksena on tieten-’20 kin saavutettavien ohjaustoimenpiteiden rajoittuneisuus ja toisaalta yleisen ohjausstandardin puute, mikä hankaloittaa eri laitetyyppien liittämistä toisiinsa.

On myös esitetty digitaalisia ohjausratkaisuja, jotka mah-25 dollistavat huomattavasti monipuolisemmat ohjausmahdollisuudet. Elektronisten liitäntälaitteiden kansainväliseen suori-tuskykystandardiin IEC 929 on valmisteltu lisäystä, jossa määritellään analogiaohjauksen jännitetasoksi 1 - 10 V tasajännitettä sekä digitaalinen ohjaus pulssinleveysmodu-30 loitua signaalia käyttäen (ehdotusasiakirja IEC 34C (CO) 276). Elektronisten liitäntälaitteiden digitaalisia ohjaus-ratkaisuja on esitetty myös patenttihakemuksessa FI 915757, jossa purkauslampun valoisuutta ja muita käyttöominaisuuksia ohjataan väylän kautta. Elektronisten valonsäätimien analo-35 giaohjausratkaisuja on esitetty muun muassa patenttijul kaisussa FI 74828. Mainitut ratkaisut samoin kuin muut aikaisemmin tunnetut sovellukset perustuvat siihen, että 95985 2 digitaalista ja analogista ohjaustapaa varten ohjattavassa laitteessa on erilliset ohjausliitännät. Sama koskee tyypillisesti myös muita elektronisia järjestelmiä kuin valais-tuselektroniikkalaitteitä.

5

Tunnettujen ratkaisujen haittapuolena on se, että digitaalisen ja analogisen ohjaustavan erottaminen erillisiksi lii-tännöiksi lisää ohjattavan laitteen toteutuskustannuksia, mikäli sitä halutaan käyttää monipuolisesti erilaisilla 10 ohjauslaitteilla. Erityisen kalliiksi erillisten liitäntöjen rakentaminen tulee tapauksissa, joissa liitännät on erotettava käyttöjänniteliitännöistä riittävän jännitelujuuden takaamiseksi. Tämä on tyypillinen tilanne valaistuselekt-roniikan laitteissa, joissa ohjausliitännät on turvallisuus-15 syistä rakennettava ns. kaksoiseristettyinä. Lisäksi erilliset ohjausliitännät lisäävät kaapeloinnin kustannuksia ja hankaloittavat myöhemmin asennukseen tehtäviä muutoksia, koska analogista ohjauslaitetta ei pystytä korvaamaan digi-• taalisella, jos ohjattavasta laitteesta on kustannussyistä *2o jätetty digitaalinen ohjausliitäntä pois. Erilliset ohjaus-liitännät johtavat myös siihen, että laitevalmistajat joutuvat pitämään valmistusohjelmassaan suuremman tuotevalikoiman asiakkaiden tarpeiden tyydyttämiseksi.

25 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat mahdollistamalla digitaalinen ja analoginen ohjaus saman ohjausliitännän kautta. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että digitaalisessa tai analogisessa muodossa oleva informaatio on siirrettävissä samaa liitäntää 30 käyttäen ohjattavalle laitteelle, missä tapahtuu signaalin tulkinta analogiseksi tai digitaaliseksi. Keksinnön mukaiselle piirijärjestelylle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimusten 1-8 tunnusmerkkiosassa.

35 Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on ohjauslaitteen ja ohjattavan laitteen muodostaman järjestelmän yksinkertaistuminen, kun sama ohjausliitäntä voi toimia sekä analogisesti 3 95985 että digitaalisesti. Samaa valaistuselektroniikan laitetta voidaan käyttää entistä monipuolisemmin valitsemalla järjestelmään analoginen tai digitaalinen ohjauslaite kulloistenkin järjestelmävaatimusten perusteella ja itse ohjattava 5 laite on kaikissa tapauksissa sama tuote. Tällöin tietyllä tuotevalikoimalla voidaan kattaa suurempi määrä erilaisia asiakastarpeita. Samaan ohjausväylään voidaan tietyin rajoituksin kytkeä samanaikaisesti kumpaakin ohjauslaitetyyppiä.

10 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin sovellusesimerkin avulla viittaamalla piirustukseen Fig. 1, joka esittää menetelmän erästä periaateratkaisua ja piirustukseen Fig. 2, joka esittää yksityiskohtaisemmin erään piiriratkaisun sekä piirustukseen Fig. 3, joka selvittää jännitteen aaltomuotoa 15 Fig. 1:n mukaisessa piirijärjestelyssä.

Piirustuksessa Fig. 1 kuvattu kokonaisuus sisältyy ensisijaisesti ohjattavaan liitäntälaitteeseen tai valonsää-• timeen, mutta mikään ei tietysti estä konstruoimasta tätä *2*0 vaikkapa erilliseksi sovitusyksiköksi. Analoginen tai digitaalinen ohjaussignaali kytketään liittimiin X1 - X2. Piiri on toiminnaltaan ns. asetusarvo-oskillaattori, jossa ohjaus-jännitteellä napojen X1 - X2 välissä leikataan oskillaattorin A1 aiheuttamia jännitehuippuja. Tällöin jännitehuippujen 25 leikkaustaso näkyy jännitteenä kondensaattorin C2 yli.

Mikäli ohjaussignaali on analoginen eli hitaasti muuttuva tasajännite, saadaan alipäästösuotimen A2 avulla samansuuruinen jännite napaan X3. Digitaalisen ohjauksen tapauksessa ohjauspulssit voidaan rekonstruoida napaan X4 komparaatto-30 rilla A3, johon on asetettu sopiva referenssi jännite Vref. Muuntajan T1 avulla saavutetaan potentiaalierotus kytkennän \ · tulo- ja lähtölohkojen välille. Oskillaattori A1 voi olla itsenäinen värähtelijä, jonka käynnissäoloa ohjataan signaalilla navassa X5 tai oskillaattorin tilalla voi olla myöskin 35 elektroninen kytkinelementti, jota pulssitetaan esimerkiksi mikrotietokoneelta saatavalla kellosignaalilla. Navoista X3 95985 4 ja X4 signaali viedään loogiselle ohjausyksikölle, joka tulkitsee saamansa informaation.

Kytkentä toimii toiseen suuntaan siten, että pulssin puuttu— 5 inisen ilmaisin A4 rekonstruoi aaltomuodon ohjaamalla kytkintä Q1. Lohko A4 voi olla esimerkiksi alipäästösuodattimen ja komparaattorin (vertailijän) sarjaankytkentä, jossa alipäästösuodattimen aikavakio valitaan sopivaksi pulssitaajuuteen nähden ja komparaattorille on asetettu signaalin amplitudiin 10 verrattuna edullinen vertailujännitetaso Vref2. Toiminta käy ilmi piirustuksesta Fig. 3, jossa aaltomuoto Uosk on jännitteen aaltomuoto oskillaattorilla A1, Ufil on jännite alipäästösuodattimen jälkeen komparaattorin toisessa navassa ja Vref2 vertailujännite komparaattorin toisessa navassa 15 sekä Uout on aaltomuoto ilmaisimen A4 ulostulossa.

Piirustuksessa Fig. 2 on esitetty piirustuksen Fig. 1 mukaisen ratkaisun eräs toteutus yksityiskohtaisesti. Tässä • esimerkissä ohjausliittimiin X1, X2 on kytketty digitaalinen 20 ohjausyksikkö eli infrapunaohjausjärjestelmän vastaanotin IR. Esitetty piiri järjestely sopii liitettäväksi sellaisenaan esimerkiksi elektroniseen valonsäätimeen. Vastinosille on käytetty samoja viitemerkkejä kuin kuviossa 1. Sen lisäksi on järjestetty käyttöjännitteen syöttö IR vastaanotinpii-25 rille muuntajan T1 ja diodin V4 kautta ladattavan kondensaattorin C4 avulla.

Tulovirta on asetettu vastuksella R2. Maksimivirta oskillaattorilta A1 on rajoitettu vastuksella R3. Muutoin toimin-30 ta vastaa kuvion 1 yhteydessä selostettua.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut pelkästään näihin, vaan se on muunnel-35 tavissa monin tavoin edellä olevan selostuksen sekä oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksinnön mukainen periaate ei rajoitu pelkäs- 95985 5 tään pienipaineisten purkauslamppujen liitäntälaitteissa käytettäväksi, vaan soveltuu yhtä hyvin muidenkin purkaus-lampputyyppien liitäntälaitteisiin, elektronisiin valonsää-timiin ja jopa muihin valaistuselektroniikan tuotteisiin.

5 Ratkaisu sopii erityisen hyvin laitteisiin, joiden loogisen ohjauksen hoitaa mikrotietokone tai vastaava elementti. Tällöin piiritoteutus on erittäin yksinkertainen, koska ohjaussignaalit piirustuksen Fig. 1 navoissa X3 ja X4 ovat lähes sellaisenaan kytkettävissä mikrotietokoneelle, joka 10 voi myös hoitaa oskillaattoritoiminnan piirustuksessa Fig. 2 kuvatulla tavalla.

i ;·

Claims (8)

95985

1. Menetelmä valaistuselektroniikan laitteen, erityisesti purkauslampun elektronisen liitäntälaitteen tai elektronisen 5 valonsäätimen, ohjaamiseksi, tunnettu siitä, että tyypiltään analoginen tai digitaalinen signaali ohjattavan laitteen toimintatilan ohjaamiseksi on kytkettävissä yhteiseen ohjausliitäntään ja ohjattava laite tunnistaa ohjaussignaalin tyypin ja tulkitsee saamansa informaation sisällön 10 signaalin tyypin perusteella.

2. Piirijärjestely patenttivaatimuksen 1 mukaisen ohjausperiaatteen toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että piirijärjestelyyn sisältyy kytkentä digitaalisen ja analogi- 15 sen informaation erottamiseksi toisistaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että piiri järjestelyyn sisältyy värähtelijä (Q1)/ jonka tuottaman signaalin avulla digitaalinen tai 20 analoginen ohjaussignaali ohjattavan laitteen toimintatilan ohjaamiseksi siirretään erotusmuuntajan (T1) kautta yksikölle (V2, C2, A2, A3), joka erottaa digitaalisen ja analogisen informaation toisistaan.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen piiri järjestely, tunnettu siitä, että että piirijärjestelyyn sisältyy alipäästösuodatin (A2) analogisen ohjaussignaalin erottamiseksi digitaalisesta.

5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen piirijärjestely, . tunnettu siitä, että piirijärjestelyyn sisältyy vertailija (komparaattori) digitaalisen ohjaussignaalin erottamiseksi analogisesta vertaamalla tulevaa signaalijännitettä referenssijännitteen kanssa.

6. Patenttivaatimuksen 2, 3, 4 tai 5 mukainen piirijärjestely, tunnettu siitä, että piirijärjestelyyn sisältyy 35 95985 ohjelmoitava looginen elin, erityisesti mikrotietokone, ohjausinformaation tulkitsemiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen piirijärjestely, t u n -5 n e t t u siitä, että värähtelijä on elektroninen kyt- kinelementti (Q1), jota ohjaa ohjelmoitava looginen elin, erityisesti mikrotietokone.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen piirijärjestely, t u n -10 n e t t u siitä, että piirijärjestelyyn sisältyy pulssin puuttumisen ilmaiseva kytkentä (C3, V3, A4), joka ohjaa elektronista kytkinelementtiä (Q1) ohjaussignaalinapojen (XI, X2) välissä. • · ·» !♦ 95985