JP2009507329A - 三路スイッチと共に使用するための調光器 - Google Patents
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Abstract
AC電源からの点灯負荷の強度を制御するためのスマート調光器は、標準の三路点灯システムにおける三路スイッチの一方を、他方の三路スイッチを独特の補助スイッチと取り替える必要無しで、取り替えるよう動作可能である。残りの三路スイッチの壁ボックスに簡単な再配線が必要である。結果の三路点灯システムにおいては、スマート調光器は、常に、点灯負荷と電源との間に結合され、残りの三路スイッチは、調光器の負荷端子のいずれかと調光器の補助端子との間に結合される。残りの三路スイッチは、AC電圧を補助端子に結合するかまたは引き外すかのいずれかで作用する。スマート調光器は、補助端子における状態の変化を検出して、状態の変化の結果として点灯負荷をオンまたはオフにトグルするよう動作可能である。
Description
本発明は、特別な調光器(dimmer)またはスイッチを購入する必要無しで三路スイッチ(a three−way switch)と共に使用するよう配線され得る壁装着可能な調光器スイッチに関するものである。特に、本発明は、他方の三路スイッチを変えるかもしくは取り替える必要無しで、2つの制御点を有する点灯回路(lighting circuit)におけるライン側三路スイッチまたは負荷側三路スイッチのいずれかの代わりに用いられ得る調光器スイッチに関するものである。
点灯負荷のような建物における負荷を制御する際に用いるための三路スイッチ・システムは、従来技術において長いこと知られている。これらのシステムにおいて用いられるスイッチは、建物の交流(AC)配線システムに結線され、AC電源電圧を受け、そして全負荷電流を搬送するものであり、これらのシステムは、低電圧及び低電流で動作して、ディジタル指令に応答して負荷に送られるAC電力のレベルを制御するリモート制御器に該ディジタル指令(通常、低電圧論理レベル)を通信する低電圧スイッチ・システムとは対照的である。従って、ここで用いられるように、用語“三路スイッチ”及び“三路システム”とは、AC電源電圧を受けて全負荷電流を運ぶようなスイッチ及びシステムを意味する。
三路スイッチ・システムにおいては、単一の負荷を制御するための2つの三路スイッチがあり、各スイッチは、他方のスイッチの状態とは無関係に負荷を独立的に制御するよう完全に動作可能である。このようなシステムにおいては、一方の三路スイッチは、システムのAC電源側(時には、“ライン側”と呼ぶ)に結線されなければならず、他方の三路スイッチは、システムの負荷側に結線されなければならない。
図1Aは、2つの三路スイッチ102、104を含む標準の三路スイッチ・システム100を示す。スイッチ102、104は、AC電源106及び点灯負荷108間に接続される。スイッチ102、104が双方とも位置A(または双方とも位置B)にあるときは、回路は完全であり、点灯負荷108は付勢される。スイッチ102が位置Aにあり、スイッチ104が位置Bにあるとき(またはその逆のとき)、回路は完全でなく点灯負荷108は、点灯されない。
三路スイッチの代わりに用いる三路調光器スイッチは、当該技術分野において良く知られている。1つの従来技術の三路調光器スイッチ152及び1つの三路スイッチ104を含む三路調光器スイッチ・システム150の例が図1Bに示されている。三路調光器スイッチ152は、調光器回路152A及び三路スイッチ152Bを単に含む。代表的なAC位相制御調光器152は、AC波形の各半サイクルの或る部分に対して導通させ、半サイクルの残りに対しては導通させないことにより、点灯負荷に供給されるエネルギの量を調整する。調光器スイッチ152は、点灯負荷108と直列であるので、調光器152が長く導通すればするほど、一層多くのエネルギが点灯負荷108に出力される。点灯負荷108がランプである場合、点灯負荷に出力されるエネルギが大きければ大きいほど、ランプの光強度レベルはそれだけ大きい。代表的な調光のシナリオにおいて、ユーザは、ランプの光強度レベルを所望の光強度レベルにセットするための制御を調節し得る。調光器が導通する各半サイクルの部分は、選択された光強度レベルに基づく。2つの調光器回路は、直列に結線されることができないので、三路調光器スイッチ・システム150は、システムのライン側または負荷側のいずれかに配置され得る1つの三路調光器スイッチ152だけを含むことができる。
調光レベルが複数の場所から調整されるのを許容する特別に設計された補助(リモート)スイッチ及び“スマート(コンピュータ化した、もしくは自動式の)”調光器スイッチを用いた三路調光システムが開発されてきた。スマート調光器は、マイクロコントローラを含むもの、またはエンド・ユーザに対し制御特徴及びフィードバックオプションの進歩した組を許容する他の処理手段を含むものである。マイクロコントローラを付勢するために、スマート調光器は、FETが非導通であるときの各半サイクルにおいて点灯負荷を通る漏れ電流の少量を引く電源を含む。電源は、この少量の電流を用いてコンデンサを充電し、直流(DC)電圧を生じてマイクロコントローラを付勢する。複数場所のスイッチ・システムのすべての場所における配線のために壁装着可能なスマート調光器スイッチ及び壁装着可能なリモート・スイッチを含む複数場所の点灯制御システムの例が、1993年9月28日に発行された“点灯制御装置”という名称の共通に譲渡された米国特許第5,248,919号に開示されており、それはその全体においてここに参照により組み込まれる。
図1Bのシステムを参照すると、電源106と点灯負荷108との間の回路が半方向スイッチ152Bまたは104のいずれかによって遮断されるときに三路調光器スイッチ152の調光器回路152Aを通して負荷電流が流れないので、調光器スイッチ152は、電源及びマイクロコントローラを含むことができない。従って、調光器スイッチ152は、スマート調光器の特徴の進歩した組をエンド・ユーザに提供することができない。
図2は、1つの壁装着可能なスマート調光器スイッチ202及び1つの壁装着可能なリモート、もしくは補助の、スイッチ204を含む例示的な複数場所の点灯制御システム200を示す。調光器スイッチ202は、AC電源206によって与えられるAC電源電圧を受けるためのホット(H)端子と、調光されたホット電圧を点灯負荷208に提供するための調光されたホット(DH)端子とを有する。リモート・スイッチ204は、調光器スイッチ202のDH端子及び点灯負荷208と直列に接続され、調光されたホット電圧を点灯負荷に単に通す。
調光器スイッチ202及びリモート・スイッチ204は双方とも、点灯負荷208を高め、下げ、及びトグリング・オン/オフする(toggling on/off)のを許容するためのアクチュエータを有する。調光器スイッチ202は、これらのアクチュエータのいずれかの付勢に応答し、それに応じて、調光レベルを変更する(または点灯負荷208をパワー・オン/オフする)。特に、リモート・スイッチ204におけるアクチュエータの付勢は、AC制御信号、または部分的に整流されたAC制御信号が、リモート・スイッチ204の補助調光器(AD)端子と調光器スイッチ202のAD端子との間の配線を介して、該リモート・スイッチ204から調光器スイッチ202に通信されるようにする。調光器スイッチ202は、制御信号の受信に応答して、調光レベルを変えるかもしくは負荷をトグル・オン/オフ(toggle the load on/off)する。このように、負荷はリモート・スイッチ204から完全に制御され得る。
複数場所の点灯制御システム200の調光器スイッチ202のユーザ・インターフェースが図3に示されている。示されているように、調光器スイッチ202は、面板310と、ベゼル312と、調光器スイッチ202によって制御される点灯負荷208の光強度の所望のレベルを選択するための強度選択アクチュエータ314と、制御スイッチ・アクチュエータ316とを含み得る。面板310は、何等かの特定の形態に制限される必要は無く、点灯制御装置の設置において通常用いられる従来の壁ボックスに装着されるよう適合された型であるのが好ましい。同様に、ベゼル312とアクチュエータ314及び316は、何等かの特定の形態に制限されるものでは無く、ユーザによる手動の作動を許容する任意の適切な設計のものであって良い。
アクチュエータ314の上部分314Aの作動は、点灯負荷208の光強度を増加させるまたは高め、他方、アクチュエータ314の下部分314Bの作動は、光強度を減少するまたは下げる。アクチュエータ314は、ロッカー・スイッチ、2つの別々のプッシュ・スイッチ、またはそのようなものを制御し得る。アクチュエータ316は、プッシュ・スイッチを制御し得るけれども、アクチュエータ316は、接触感知膜または任意の他の適切な型のアクチュエータであって良い。アクチュエータ314及び316は、任意の便宜的な態様で対応のスイッチに転結されても良い。アクチュエータ314及び316によって制御されるスイッチは、以下に説明される制御回路に直接結線されても良く、もしくは拡張された結線リンク、赤外線リンク、無線周波数リンク、電源線搬送波リンクまたは他のものによって制御回路に連結されても良い。
調光器スイッチ202は、また、発光ダイオード(LED)のような複数の光源318の形態における強度レベル指示器を含んでいても良い。光源318は、制御されている点灯負荷の光強度レベルの範囲を表すアレイ(示されている線形アレイのような)で配列され得る。点灯負荷の光強度レベルは、好ましくは最低の可視強度であるがゼロもしくは“完全オフ”であっても良い最小強度レベルから、代表的には“完全オン”である最大強度レベルまでの範囲に及び得る。光強度レベルは、代表的には、完全強度のパーセントとして表現される。従って、点灯負荷がオンであるとき、光強度レベルは1%から100%までの範囲に及び得る。
複数場所の点灯制御システム200の調光器スイッチ202及びリモート・スイッチ204の単純化されたブロック図が図4Aに示されている。調光器スイッチ202は、点灯負荷208を通る電流、従ってその強度を制御するために、ホット・ターミナルH及び調光されたホット・ターミナルDH間に逆直列接続で与えられる2つの電界効果トランジスタ(FET)420、422のような制御可能な導通デバイスを用いている。第1のFET420は、AC波形の正の半サイクルの間導通し、第2のFET422は、AC波形の負の半サイクルの間導通する。FET420、422のゲートは、マイクロコントローラ426からの指令信号に応答してFETに制御入力を提供するゲート駆動回路424に接続される。代替的には、制御可能な導通デバイスは、トライアックまたはシリコン制御整流器(SCR)のようなもう1つのタイプの半導体スイッチとして履行され得る。
マイクロコントローラ426は、プログラム可能なロジック装置(PLD)、マイクロプロセッサ、または特定用途向け集積回路(ASIC)のような任意の適切な処理装置であって良い。マイクロコントローラ426は、調光器スイッチ202のユーザにフィードバックするよう、複数のLED418に指令信号を発生する。マイクロコントローラ426は、ゼロ交差検出器430及び信号検出器432からの入力を受ける。
電源428は、2つのDC出力電圧VCC1及びVCC2を発生する。第1の出力電圧VCC1は、マイクロコントローラ426及び他の低電圧回路を付勢するのに適切な(3.3VDCまたは5VDCのような)大きさを有する。第2の出力電圧VCC2は、VCC1よりも大きい大きさ(ほぼ8VDC)を有し、FET420、422を駆動するためのゲート駆動回路424に与えられる。
ゼロ交差検出器430は、AC電源206からの入力120V、60HzのAC波形のゼロ交差点を決定する。ゼロ交差情報は、マイクロコントローラ426への入力として与えられる。マイクロコントローラ426は、AC波形のゼロ交差点に対して所定回数で点灯負荷208にAC電源206からの電圧を提供するようFET420、422を動作させるために、ゲート制御信号を提供する。
概して、点灯負荷208に供給される電力を制御するために2つの技術が用いられ、1つは、順方向位相制御調光(forward phase control dimming)であり、他方は、逆方向位相制御調光(reverse phase control dimming)である。順方向位相制御調光においては、FET420、422は、各ACライン電圧半サイクル内の或る点においてターン・オンされ、次の電圧ゼロ交差までオンで留まる。順方向位相制御調光は、例えば、磁気低電圧変圧器または白熱電球を含み得る抵抗性または誘導性負荷へのエネルギを制御するようにしばしば用いられる。逆方向位相制御調光においては、FET420、422は、ACライン電圧のゼロ交差においてターン・オンされ、そしてACライン電圧の各半サイクル内の或る点においてターン・オフされる。逆方向位相制御は、例えば、電子低電圧変圧器を含み得る容量性負荷へのエネルギを制御するために用いられる。
信号検出器432は、T、R、及びLで示される瞬間スイッチからのスイッチ閉鎖信号を受けるための入力440を有する。スイッチTは、スイッチ・アクチュエータ316によって制御されるトグル・スイッチに対応し、スイッチR及びLは、強度選択アクチュエータ314の、それぞれ上部314A及び下部314Bによって制御される上げスイッチ及び下げスイッチに対応する。
スイッチTの閉鎖は、FET420、422が非導通であるときに調光器スイッチ202のDH端子に信号検出器432の入力を接続し、AC電流の正及び負の双方の半サイクルが信号検出器を通して流れるのを許容する。スイッチR及びLの閉鎖も、FET420、422が非導通であるときに信号検出器432の入力をDH端子に接続する。しかしながら、スイッチRが閉じているとき、電流は、ダイオード434のために、AC電源406の負の半サイクルの間だけ信号検出器432を通して流れることができる。同様の態様で、スイッチLが閉じているとき、電流は、ダイオード436のために、正の半サイクルの間だけ信号検出器432を通して流れることができる。スイッチT、R、及びLのスイッチ閉鎖の期間は、代表的には、長さにおいて100−200ミリ秒である。信号検出器432は、スイッチT、R、及びLが閉じているときを検出し、マイクロコントローラ426への入力としてスイッチの状態を表わす2つの別々の出力信号を提供する。信号検出器432の第1の出力上の信号は、スイッチRの閉鎖を示し、第2の出力上の信号は、スイッチLの閉鎖を示す。双方の出力上の同時信号は、スイッチTの閉鎖を表す。マイクロコントローラ426は、信号検出器432からの入力に応答して閉鎖の期間を決定する。
リモート・スイッチ204は、離れた壁箱におけるリモート場所から調光器スイッチ202を制御するための手段を提供する。リモート・スイッチ204は、さらなる組の瞬間スイッチT’、R’、及びL’並びにダイオード434’及び436’を含む。リモート・スイッチ204のAD端子と調光器スイッチ202のAD端子との間に配線接続が為されて、リモート・スイッチにおけるアクチュエータの押圧の伝達を許容する。AD端子は、信号検出器432の入力440に接続される。リモート・スイッチ204におけるスイッチT’、R’、及びL’の作動は、調光器スイッチ202におけるスイッチT、R、及びLの作動に対応する。
信号検出器432の回路図が図4Bに示されている。信号検出器432における入力440は、スイッチT、R、及びL並びにAD端子から受ける。2つの出力442(AD_LOWER)及び444(AD_RAISE)は、マイクロコントローラ426に与えられる。下げスイッチLが押されたとき、電流は、AC電源406の正の半サイクルの間に信号検出器432のダイオードD1及び2つの抵抗R1、R2を通して入力440の外に流れる。電流が流れるとき、抵抗R2を横切ってバイアス電圧が生じ、それは、トランジスタQ1が導通を開始するようにし、これにより、電圧VCC2のレベルまで出力AD_LOWERを引き上げる。抵抗R3は、負の半サイクルの間、出力AD_LOWERにおける電圧を共通の回線まで引き下げる。このように、各正の半サイクルの間のパルスから成る活性化した高の制御信号が、スイッチLが押されているときに、出力AD_LOWERにおいて発生される。
上げスイッチRが押されてツェナー・ダイオードZ1の降伏電圧を超えたとき、電流は、負の半サイクルの間に、ダイオードD2、ツェナー・ダイオードZ1、及び2つの抵抗R4、R5を通して入力440に流れる。ツェナー・ダイオードZ1は、抵抗R4、R5を横切る電圧を制限し、このように、抵抗を通る電流を制限する。電流が流れるときに抵抗R5を横切って生成されるバイアス電圧は、トランジスタQ2が導通を開始するようにし、出力AD_RAISEが共通の回線に引き下げられる。正の半サイクルの間に、出力AD_RAISEにおける電圧を電圧VCC1まで引き上げるために、抵抗R6が提供される。この場合において、各負の半サイクルの間のパルスから成る活性化した低の制御信号が、スイッチRが押されているときに、出力AD_RAISEにおいて発生される。
トグル・スイッチTが押されるとき、電流は、双方の半サイクルの間に信号検出器632を通して流れ、上述した制御信号の双方が、出力AD_LOWER及びAD_RAISEにおいて発生される。
リモート・スイッチ204上でスイッチT’、R’、及びL’が押されるとき、信号検出器432は、スイッチT、R、及びLが押されるときと同じに作用する。また、信号検出器432は、リモート・スイッチ204が調光器スイッチ202のライン側上に配置された場合と同様に作用する。しかしながら、この場合にスイッチL’が押されるとき、ダイオードD1は、負の半サイクルの間に導通し、AD_LOWER出力における信号は、負の半サイクルの間にパルスの有する。さらに、スイッチR’が押されるとき、ダイオードD2は、正の半サイクルの間に導通し、AD_RAISE出力における信号は、正の半サイクルの間にパルスを有する。
複数場所の点灯制御システム200が三路システムにおけるスマート調光器スイッチの使用を許容したけれども、顧客は、スマート調光器スイッチ200と一緒にリモート・スイッチ204を購入することが必要である。しばしば、代表的な顧客は、購入のとき以後にスマート調光器スイッチが設置されるときまで、三路システムのためのスマート調光器スイッチを購入する際にはリモート・スイッチが必要であるということに気付かず、そして現存の三路スイッチではスマート調光器が正当には働かないということを発見する。従って、特別なリモート・スイッチを購入して設置する必要なしで、三路システムに設置され得るスマート三路調光器スイッチに対する必要性が存在する。
本発明によれば、AC電源からの点灯負荷の強度を制御するための新規な点灯制御システムは、負荷制御装置と、維持されたスイッチとを含む。調光器スイッチは、2つの負荷端子と、負荷に電流を運ぶように負荷端子間に結合される制御可能な導通装置と、補助端子(an accessory terminal)とを含む。負荷制御装置は、点灯負荷が点灯されたときのオン状態と、点灯負荷が点灯されないときのオフ状態との間で点灯負荷をトグルするよう動作可能である。維持されたスイッチは、補助端子と、負荷制御装置の負荷端子のいずれか一方との間に結合される。維持されたスイッチは、補助端子が負荷端子のいずれか一方に結合される閉鎖状態と、補助端子が負荷端子のいずれか一方に結合されない開放状態とを有する。負荷制御装置は、維持されたスイッチが開放状態と閉鎖状態との間で変化するときに点灯負荷をトグルするよう動作可能である。
もう1つの態様においては、本発明は、負荷制御装置及び維持されたスイッチを備えた点灯負荷制御システムにおけるAC電源からの点灯負荷の強度を制御するための方法を提供する。負荷制御装置は、2つの負荷端子、及び補助端子を有する。維持されたスイッチは、2つの負荷端子の一方に補助端子を結合するための閉鎖状態、並びに負荷端子から補助端子を引き外すための開放状態を有する。当該方法は、維持されたスイッチの先の状態を記憶するステップと、維持されたスイッチの現在の状態を検出するステップと、現在の状態を先の状態と比較するステップと、比較するステップの結果に基づいて点灯負荷の強度を変えるステップと、を含む。
上述の課題を解決するための手段並びに好適な実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と共に読まれるときに一層良好に理解されるであろう。本発明の説明のために、現在好適である実施形態を図面において示したが、本発明はここに開示された特定の方法並びに手段に制限されるものではないということを理解すべきである。なお、図面中、同様の数字は図面を通して同様の部分を表わすものである。
図5を参照すると、本発明による三路調光器スイッチ・システム500が示されている。システム500は、新規なスマート三路調光器スイッチ502と、標準に維持された三路スイッチ504とを含んでいる。設置者が、三路スイッチ504を置き換えるために独特なリモート・スイッチを購入する必要はない。スマート三路調光器スイッチ502は、図1Aにおけるライン側の三路スイッチ102の代わりに配線されており、AC電源506に接続されている。三路スイッチ504の第1スイッチ位置(図5における位置A)からスマート三路調光器スイッチ502のDH端子を外してそのDH端子を点灯負荷508に接続するために、三路スイッチ504の壁箱に簡単な再配線510が必要である。三路スイッチの他方のスイッチ位置(図5における位置B)は、スマート三路調光器スイッチ502のAD端子に接続される。
その結果は、三路スイッチ504の位置とは無関係に、AC電源506と点灯負荷508との間にスマート三路調光器スイッチ502が常に接続されるということである。三路スイッチ504は、今や、調光されたホット電圧をスマート三路調光器スイッチ上のAD端子に接続するか、または調光されたホット電圧をスマート三路調光器スイッチ上のAD端子から外すかのいずれかによって動作する。スマート三路調光器スイッチ502は、また、システム500の負荷側に配線され得、そして三路スイッチ504の動作は、AC電源電圧を、スマート三路調光器スイッチ上のAD端子に接続し、そして該AD端子から引き外す。また、第1の位置Aが使用されていないので、三路スイッチ504の代わりに二方向スイッチが用いられ得る。
スマート三路調光器スイッチ502の電気回路図は、図4Aに示された従来技術のスマート三路調光器スイッチ202に対する電気回路図と正確に同じである。三路スイッチ504の動作のために、本発明のスマート調光器502の信号検出器432は、双方の出力AD_RAISE及びAD_LOWERにおける信号を同時に提供するか、または双方の出力において信号を提供しない、のいずれかである。
本発明のスマート三路調光器スイッチ502は、システム500において正しく機能するようマイクロプロセッサ426上で走行する新規な動作ソフトウェアを有する。リモート・スイッチ204における瞬間スイッチT’、R’、L’の1つの閉鎖を表す短いパルス(100−200ミリ秒)である信号をAD端子に受けるよりもむしろ、スマート三路調光器スイッチ502は、AD端子における電圧が状態を変化するとき(すなわち、ACライン電圧信号からゼロ・ボルトへ、そしてその逆へ)を決定する。この決定に基づいて、スマート三路調光器スイッチ502は、点灯負荷508の状態をトグルする。スマート三路調光器スイッチ502は、また、ユーザ・インターフェース上のアクチュエータ316(または同様のアクチュエータ)の作動にも応答して点灯負荷508の状態をトグルし得る。
スマート三路調光器502のAD端子を監視するための新規な方法を概略的に説明するフローチャートが図6に示されており、ステップ610で始まる。最初に、ステップ611において、2つの変数N及びPREV_AD_SAMPLEがゼロに初期設定され、そして第3の変数POWER_UPがTRUEに初期設定される。
次に、ステップ612において、マイクロプロセッサ426は、FET420、422が非導通であるときに、(AD端子における電圧を表す)信号検出器432の出力をサンプリングする。好ましくは、サンプリングは、サンプリング・プロセスにおけるノイズの影響を最小にするために、AC電源電圧のピークにおいてまたはその近くにおいて行なわれるべきである。しばしば、AC電源は、波形のゼロ交差近辺の、すなわち瞬間電圧が小さいときの、AC電源電圧の一層大きいパーセンテージを含むノイズ発生源によって影響される。従って、スマート三路調光器は、正しくない値がサンプリングされるのを回避するために、AC電源電圧のピーク近辺で信号検出器の出力をサンプリングすることを試みる。
ステップ612において、スマート三路調光器が順方向位相制御調光で動作しているかまたは逆方向位相制御調光で動作しているかに関する決定を行なう。もし、調光器が順方向位相制御調光で動作している(すなわち、FETSが各半サイクルの始めにおいて非導通である)ならば、プロセスはステップ614に行く。もし、調光器の点弧角が50%よりも小さい(すなわち、FETがライン電圧のピーク前に導通し始める)ならば、次に、FETは各半サイクルの始めにおける短い期間の間だけ非導通であり、サンプリングは、ステップ616における点弧角のすぐ前で行なわれる。もし調光器の点弧角が50%以上であるならば(ステップ614)、次に、サンプリングは、ステップ618においてAC電源電圧のピークで行なわれる。もし、調光器が逆方向位相制御調光で動作している(すなわち、FETが各半サイクルの始めにおいて導通している)という決定がステップ612において為されたならば、プロセスは、ステップ620に行く。もし、調光器の点弧角が50%よりも大きい(すなわち、FETがライン電圧のピーク後に導通を止める)ならば、次に、FETは各半サイクルの終りにおける短い期間の間だけ非導通であり、信号検出器の出力は、ステップ620において点弧角の直後にサンプリングされなければならない。そうでないならば、サンプリングは、ステップ618においてラインのピークで行なわれる。該サンプリング・プロセスの結果は、変数AD_SAMPLEに記憶され、これは、三路スイッチ504の2つの状態のいずれか1つを表わす。
次に、マイクロプロセッサは、変数AD_SAMPLEがAD端子の先の状態(PREV_AD_STATE)とは異なっているか否かを決定する。もし、MAX_SAMPLESの連続サンプルが同じであり、AD端子の先の状態から異なっているならば、次に、接続された三路スイッチの状態における有効な変化が検出される。三路スイッチ504におけるスイッチ・バウンシング(跳ね返り)及びAC電源電圧におけるノイズの影響を最小にするよう、MAX_SAMPLESに等しい回数に対してAD端子を反復的にサンプリングするために計数Nが用いられる。ステップ624において、もし計数Nの値がゼロであるならば、プロセスはステップ626に行く。もし、現在のサンプリングの値AD_SAMPLEがAD端子の先の状態PREV_AD_STATEに等しいならば、次に、プロセスは始めにループ・バックする。もし、ステップ626において、AD端子において変化が検出されたならば、計数Nは、MAX_SAMPLESにセットされ、AD端子の先のサンプルを表す変数(PREV_AD_SAMPLE)は、ステップ628において、現在のADサンプルの値にセットされる。プロセスは、AD端子のもう1つの値をサンプリングするために始めにループ・バックする。
もし、ステップ624において、計数Nの値がゼロでない(AD端子において変化が検出されていたということを意味する)ならば、“デバウンシング”プロセスが始まる。ステップ630において、もし現在のサンプリングされた値が先にサンプリングされた値に等しくないならば、次に、MAX_SAMPLES連続ADサンプルは、同じ値を有さなかったものであり、計数Nはステップ632においてゼロにセットされ、そしてプロセスは始めにループ・バックする。しかしながら、もし現在のサンプリングされた値が先のサンプリングされた値に等しいならば、次に、計数Nは、ステップ534において減分される。
もしステップ636において、計数Nが、AD端子の同じ連続サンプルの適切な数が読取られていないということを意味する、ゼロに等しくないならば、プロセスは、AD端子のもう1つの値をサンプリングするために始めにループ・バックする。他方、もし計数がステップ636においてゼロに等しいならば、次に、同じ連続サンプルの適切な数が読取られており、AD端子の状態における変化が決定されている。AD端子の新しい状態は、ステップ638において、変数PREV_AD_STATEに記憶される。もし変数POWER_UPが、ステップ639において、FALSEであるならば、調光器及び点灯負荷の状態(すなわち、ONまたはOFF)がトグルされなければならない。もし調光器が、ステップ641において現在ONであるならば、次に、調光器は、ステップ642において、ターン・オフされる。もしそうでなければ、調光器はステップ644においてターン・オンされる。調光器をターン・オフまたはターン・オンのいずれかにした後、プロセスは、再度サンプリングを始めるためにループ・バックする。もし変数POWER_UPがステップ639においてTRUEであるならば、調光器は、ちょうど電源を入れられたところであり、図6のプロセス・ループは最初に対して実行している。このように、変数POWER_UPがステップ640においてFALSEにセットされ、そしてプロセスは調光器の状態をトグルすることなく始めにループ・バックする。
調光器スイッチ502は、現在の発明の三路調光器スイッチ・システム500かまたは図2の従来技術の多数場所の点灯制御システム200のいずれかで動作し得る。マイクロプロセッサは、(瞬間的または維持された)AD端子における信号の性質を決定するために、そして2つの異なったモード間で動作をスイッチングするために、新規な態様でプログラムされる。例えば、もし調光器スイッチ502が本発明の態様で(すなわち、維持された動作モードで)動作していて、マイクロプロセッサ426が、(接続されたリモート・スイッチ204のスイッチR’またはスイッチL’の作動を示す)信号検出器432の2つの出力のうちの一方だけに信号を受信しているならば、調光器スイッチは、瞬間モード動作に変化する。瞬時モードにおいては、調光器スイッチは、従来技術のシステム200と同様の態様で動作し、それにおいて、AD端子におけるパルスがリモート・スイッチ204上のボタンの押圧を表す。しかしながら、もし調光器スイッチ502が瞬間モードで動作していて、マイクロプロセッサ426が所定の期間よりも長い間信号検出器432の双方の出力において信号を受信し続けるならば、調光器スイッチ502は維持された動作モードに切換わり、それにおいて、AD端子における信号の状態の変化は、調光器が点灯負荷の状態をトグルするようにする。好ましくは、所定の期間は、ほぼ10秒であり、それは、点灯負荷のフェード(薄れ)からオフまでの間の長い保持のような、リモート調光器のユーザ・インターフェースにおいて生じ得る任意の特別なボタンの押圧よりも適切に長い。
本発明の特別な実施形態に関して本発明を説明してきたけれども、他の多くの変形及び変更並びに他の使用が当業者には明瞭となるであろう。従って、本発明を、ここでの特定の開示によって制限するのではなく、特許請求の範囲によってのみ制限することが好ましい。
500 三路調光器スイッチ・システム
502 新規なスマート三路調光器スイッチ
504 維持された三路スイッチ
A 第1スイッチ位置
506 AC電源
508 点灯負荷
510 再配線
B 他方のスイッチ位置
502 新規なスマート三路調光器スイッチ
504 維持された三路スイッチ
A 第1スイッチ位置
506 AC電源
508 点灯負荷
510 再配線
B 他方のスイッチ位置
Claims (6)
- AC電源からの点灯負荷の強度を制御するための点灯制御システムであって、
第1の負荷端子、第2の負荷端子、前記点灯負荷を通る電流を制御するために前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子間に結合される制御可能な導通装置、及び補助端子(an accessory terminal)を備えた負荷制御装置であって、前記第1の負荷端子、前記制御可能な導通装置及び前記第2の負荷端子は、前記点灯負荷を通る前記電流の実質的にすべてを搬送するために直列の電気接続で結合され、当該負荷制御装置は、制御可能な導通スイッチによって決定される点灯負荷を通って電流が流れるオン状態と、点灯負荷を通って実質的に電流が流れないオフ状態との間で点灯負荷をトグルするよう動作可能である前記負荷制御装置と、
前記補助端子と前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子の一方との間に結合された維持されたスイッチであって、前記補助端子が前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子の前記一方に結合される閉鎖状態と、前記補助端子が前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子の前記一方に結合されない開放状態とを有する前記維持されたスイッチと、
を備え、前記負荷制御装置は、前記維持されたスイッチが前記開放状態と前記閉鎖状態との間で変化するときに前記点灯負荷をトグルするよう動作可能である点灯制御システム。 - 前記点灯制御装置は、アクチュエータをさらに備え、該アクチュエータの作動は前記負荷制御装置が前記点灯負荷をトグルするようにする請求項1に記載の点灯制御システム。
- 前記維持されたスイッチは、三路スイッチである請求項1に記載の点灯制御システム。
- 前記負荷制御装置は、マイクロコントローラを備える請求項1に記載の点灯制御システム。
- マイクロプロセッサは、維持されたスイッチの状態を決定するよう動作可能である請求項4に記載の点灯制御システム。
- 第1の負荷端子、第2の負荷端子、及び補助端子を有する負荷制御装置と、前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子の一方に前記補助端子を結合するための閉鎖状態、並びに前記第1の負荷端子及び前記第2の負荷端子の前記一方から前記補助端子を引き外すための開放状態を有する、維持されたスイッチとを備えた点灯制御システムにおけるAC電源からの点灯負荷の強度を制御するための方法であって、
前記維持されたスイッチの先の状態を記憶するステップと、
前記維持されたスイッチの現在の状態を検出するステップと、
検出するステップの結果を前記維持されたスイッチの前記先の状態と比較するステップと、
比較するステップの結果に基づいて前記点灯負荷の前記強度を変えるステップと、
を含む方法。
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