JP5182765B2 - Transmission circuit, transmission method, and dimming information transmission circuit for lighting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電力線を通信回線として使用して、電力線から電源の供給を受ける電気機器を制御するためのデジタル信号を送信する送信回路、送信方法および照明器具の調光情報送信回路に関するものである。 The present invention relates to a transmission circuit, a transmission method, and a dimming information transmission circuit for a luminaire, which use a power line as a communication line to transmit a digital signal for controlling an electric device that is supplied with power from the power line. .
電力線を通信回線として使用してデジタル信号の送受信を行うものとして、PLC(Power Line Communication)と称される電力線通信が知られている。この電力線通信は、電力線を利用することで、新たに通信回線用のケーブルを敷設する必要がない反面、数百kHzから数MHzまでの変調波を交流に重畳させてデータ通信を行っているため、漏洩電波が無線通信機器を妨害してしまうことが指摘されている。
電力線を通信回線として使用する際に、信号を変調波として交流に重畳させないものが、例えば、特許文献1に記載されている。
この特許文献1に記載の遠隔制御装置は、電源間に一本の電源兼用信号線を介して機器本体と操作部を直列に接続し、信号波形を交流波形の1サイクルの片側半波の有無をディジタル信号の1,0に対応させた信号を送ることで、送信部,受信部の部品コストを低減するというものである。
BACKGROUND ART Power line communication called PLC (Power Line Communication) is known as one that transmits and receives digital signals using a power line as a communication line. In this power line communication, it is not necessary to newly lay a cable for a communication line by using a power line, but data communication is performed by superimposing a modulation wave of several hundred kHz to several MHz on an alternating current. It has been pointed out that leaked radio waves interfere with wireless communication devices.
For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a signal is not superimposed on an alternating current as a modulated wave when a power line is used as a communication line.
In the remote control device described in Patent Document 1, a device main body and an operation unit are connected in series via a single power / signal line between power supplies, and the presence / absence of one-side half wave of one cycle of an AC waveform. By sending a signal corresponding to 1 and 0 of the digital signal, the component costs of the transmission unit and the reception unit are reduced.
しかし、特許文献1に記載の遠隔制御装置では、ゼロクロス検出部が、電線の電位が電源兼用信号線より高い電源の半サイクルを検知したときに、操作制御部が送信部のトランジスタなどの半導体スイッチをON/OFFして、電源兼用信号線の電位を変化させているので、交流がゼロクロスしてから電位が変化するまで遅延が発生するものと思われる。
この遅延は、デジタル信号の「0」を送信する場合に、半サイクル分の全てを除去するはずが、ゼロクロスした後に少しだけ電流を流してしまい、例えば、図8に示すようパルス性の電圧(図8においては「W」にて示す。)を供給してしまうことが心配される。従って、パルス性の電圧が電力線に印加されると、高周波ノイズの元になるおそれや、パルス性の電圧が通信先の電気機器の電源に伝達されることで、電気機器の誤動作の原因となるおそれがある。
However, in the remote control device described in Patent Document 1, when the zero-cross detection unit detects a half cycle of the power source whose electric potential of the electric wire is higher than that of the signal line serving as the power source, the operation control unit is a semiconductor switch such as a transistor of the transmission unit. Since the potential of the power / signal line is changed by turning ON / OFF, it is considered that a delay occurs until the potential changes after the AC crosses zero.
This delay, when transmitting “0” of the digital signal, should remove all of the half cycle, but it causes a little current to flow after zero crossing. For example, as shown in FIG. In FIG. 8, it is worried that "W" will be supplied. Therefore, if a pulsed voltage is applied to the power line, it may cause high-frequency noise, or the pulsed voltage may be transmitted to the power source of the communication destination electrical device, causing malfunction of the electrical device. There is a fear.
LEDを使用した照明装置では、LEDへ供給される電源のパルス幅を増減させることでLEDの輝度を調整しているため、電力線にパルス性の電圧が送信回路側から漏れ出ると、電力線から電源供給される輝度調整を制御する回路が、LEDに対してノイズを出力してしまい、LEDがちらつくおそれがある。 In the lighting device using the LED, the brightness of the LED is adjusted by increasing / decreasing the pulse width of the power supplied to the LED. Therefore, if a pulsed voltage leaks from the transmission circuit side to the power line, the power is supplied from the power line. The supplied circuit for controlling the brightness adjustment outputs noise to the LED, which may cause the LED to flicker.
そこで本発明は、電力線を介して通信先の電気機器へ信号を送信する際に、デジタル信号を確実に送信しつつ、他の装置への影響を与えない送信回路、送信方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、ちらつきの少ない照明器具の調光情報送信回路を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a transmission circuit and a transmission method that do not affect other devices while reliably transmitting a digital signal when transmitting a signal to a communication destination electrical device via a power line. Objective.
It is another object of the present invention to provide a dimming information transmission circuit for a lighting fixture with little flicker.
本発明の送信回路は、デジタル信号のH,Lを、電力線に流れる交流の正電圧、または負電圧の半サイクル分の有無に対応させて、前記電力線を通じて通信先となる電気機器へ送信する送信回路であって、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力するゼロクロス検出回路と、前記ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、前記通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力する制御回路と、前記除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する信号付加回路とを備えたことを特徴とする。 The transmission circuit according to the present invention transmits digital signals H and L to an electric device as a communication destination through the power line in correspondence with the presence or absence of a half cycle of an AC positive voltage or negative voltage flowing through the power line. A zero-cross detection circuit that detects a zero-cross point at which alternating current flowing through the power line passes 0 V and outputs a zero-cross point signal; and based on the reception timing of the zero-cross point signal, to the communication destination electrical device A control circuit that outputs a removal signal instructing removal of half a cycle corresponding to a digital signal to be transmitted, that the removal signal has been received, and that a zero cross point at which AC flowing through the power line passes 0 V has been detected. Signal addition circuit that removes AC waveform for half cycle and transmits power to one or more electrical devices Characterized by comprising a.
本発明の送信回路は、まずゼロクロス検出回路が、電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力する。次に、制御回路が、ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力する。そして、信号付加回路が除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する。つまり、ゼロクロス検出回路が、デジタル信号を送信する契機となるゼロクロスポイントのタイミングを見つけ、制御回路が出力する半サイクルの除去の指示に従って、信号付加回路が次のゼロクロスポイントのタイミングで、半サイクル分を除去するので、除去の遅延をわずかとすることができる。 In the transmission circuit of the present invention, first, the zero cross detection circuit detects a zero cross point where the alternating current flowing through the power line passes 0 V and outputs a zero cross point signal. Next, based on the reception timing of the zero cross point signal, the control circuit outputs a removal signal instructing the removal of a half cycle corresponding to the digital signal transmitted to the communication destination electrical device. Then, on condition that the signal addition circuit has received the removal signal and that the zero crossing point at which the alternating current flowing through the power line passes 0V is detected, the alternating current waveform for half a cycle is removed to be one or more communication destinations. Power to other electrical equipment. In other words, the zero cross detection circuit finds the timing of the zero cross point that triggers the transmission of the digital signal, and the signal addition circuit detects the half cycle at the timing of the next zero cross point according to the half cycle removal instruction output by the control circuit. Therefore, the removal delay can be made small.
前記制御回路は、前記除去信号の出力開始を受信したゼロクロスポイント信号より遅延させると共に、前記除去信号の信号幅を該ゼロクロスポイントの次のゼロクロスポイントを含む時間幅とするのが望ましい。除去信号がゼロクロスポイント信号より遅延させることで、制御回路が認識したゼロクロスポイントを、信号付加回路がデジタル信号の付加を開始するゼロクロスポイントと誤認してしまうことを防止することができる。また、除去信号の信号幅を、制御回路が除去信号の送信のトリガとしたゼロクロスポイントの次のゼロクロスポイントを含む時間幅とすることで、信号付加回路は確実に次のゼロクロスポイントから半サイクル分を取り除き、交流にデジタル信号を付加させることができる。 Preferably, the control circuit delays the start of output of the removal signal from the received zero cross point signal, and sets the signal width of the removal signal to a time width including a zero cross point next to the zero cross point. By delaying the removal signal from the zero cross point signal, it is possible to prevent the zero cross point recognized by the control circuit from being mistaken as the zero cross point at which the signal addition circuit starts adding the digital signal. In addition, by setting the signal width of the removal signal to a time width that includes the zero cross point next to the zero cross point that the control circuit has triggered the transmission of the removal signal, the signal addition circuit can reliably ensure a half cycle from the next zero cross point. The digital signal can be added to the alternating current.
前記各回路で必要となる電源を、前記電力線に流れる交流から生成する電源回路を備えるのが望ましい。電源回路が電力線から各回路を動作させるための電源を生成することで、新たな電源供給が不要である。 It is desirable to provide a power supply circuit that generates a power supply necessary for each circuit from an alternating current flowing through the power line. Since the power supply circuit generates power for operating each circuit from the power line, no new power supply is required.
前記ゼロクロス検出回路は、前記電力線に流れる交流が正電圧または負電圧のときに発光する発光素子と、前記発光素子からの光を受けて導通して、前記制御回路へゼロクロスポイント信号を出力する受光素子とにより構成されたフォトカプラにより形成されているのが望ましい。ゼロクロス検出回路をフォトカプラとすることで、制御回路と電力線とを電気的に分離することができるので、制御回路を電力線の異常電圧から保護することができる。 The zero cross detection circuit receives light from the light emitting element that emits light when alternating current flowing through the power line is a positive voltage or a negative voltage, and receives light from the light emitting element, and outputs a zero cross point signal to the control circuit. It is desirable that it is formed by a photocoupler constituted by elements. Since the control circuit and the power line can be electrically separated by using the zero cross detection circuit as a photocoupler, the control circuit can be protected from the abnormal voltage of the power line.
本発明の送信方法は、デジタル信号のH,Lを、電力線に流れる交流の正電圧、または負電圧の半サイクル分の有無に対応させて、前記電力線を通じて通信先となる電気機器へ送信する送信方法であって、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、前記ゼロクロスポイントのタイミングに基づいて、前記通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去指示通知ステップと、前記半サイクル分の除去の指示と、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したこととを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する信号付加ステップとを含むことを特徴とする。 According to the transmission method of the present invention, transmission of transmitting digital signals H and L to an electric device as a communication destination through the power line in correspondence with the presence or absence of a half cycle of an alternating positive voltage or negative voltage flowing in the power line. A zero cross detection step for detecting a zero cross point at which alternating current flowing through the power line passes 0 V, and a half signal corresponding to a digital signal to be transmitted to the communication destination electrical device based on the timing of the zero cross point. AC waveform for half cycle on condition that removal instruction notifying step for instructing removal for cycle, removal instruction for half cycle, and detection of zero cross point at which AC flowing through power line passes 0V And a signal addition step of transmitting power to one or more electrical devices that are communication destinations.
本発明の送信方法は、まずゼロクロス検出ステップで、電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出する。次に、除去指示通知ステップで、ゼロクロスポイントのタイミングに基づいて、通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する。そして、信号付加ステップで、半サイクル分の除去の指示と、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したこととを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する。つまり、本発明の送信方法は、デジタル信号を送信する契機となるゼロクロスポイントのタイミングを見つけ、送信するデジタル信号に応じて、次のゼロクロスポイントのタイミングで、半サイクル分を除去するので、除去の遅延をわずかとすることができる。 In the transmission method of the present invention, first, in a zero cross detection step, a zero cross point where the alternating current flowing through the power line passes 0V is detected. Next, in the removal instruction notifying step, removal of half a cycle is instructed in accordance with the digital signal transmitted to the communication destination electric device based on the timing of the zero cross point. Then, in the signal addition step, the AC waveform for the half cycle is removed and the communication destination and the communication destination are detected on the condition that the half cycle elimination instruction and the zero cross point where the AC flowing through the power line passes 0V are detected. The power is transmitted to one or more electrical devices. That is, the transmission method of the present invention finds the timing of the zero cross point that triggers the transmission of the digital signal, and removes the half cycle at the timing of the next zero cross point according to the digital signal to be transmitted. The delay can be slight.
更に、本発明の照明器具の調光情報送信回路は、デジタル信号のH,Lとして送信される輝度を調整するための調光情報を、電力線に流れる交流の正電圧、または負電圧の半サイクル分の有無に対応させて、前記電力線を通じて通信先となる照明器具へ送信する照明器具の調光情報送信回路であって、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力するゼロクロス検出回路と、前記ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、前記通信先の照明器具へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力する制御回路と、前記除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して前記照明器具へ送電する信号付加回路とを備え、前記制御回路は、調光の度合いを指示するための操作スイッチからの通知により、前記除去信号として、先頭1ビット目がデジタル信号のLとなる送信開始を示す送信フラグと、調光の度合いを示す所定ビット数の調光コマンドと、送信終了を示す終了フラグとを少なくとも含む調光情報を出力することを特徴とする。 Furthermore, the dimming information transmission circuit of the lighting fixture of the present invention uses the dimming information for adjusting the luminance transmitted as H and L of the digital signal as an AC positive voltage or negative voltage half cycle flowing through the power line. A dimming information transmission circuit for a lighting fixture that transmits to a lighting fixture as a communication destination through the power line in correspondence with the presence or absence of a minute, and detects a zero cross point at which an alternating current flowing through the power line passes 0 V. A zero-cross detection circuit that outputs a signal, and a control circuit that outputs a removal signal instructing the removal of a half cycle corresponding to the digital signal transmitted to the communication destination lighting apparatus based on the reception timing of the zero-cross point signal And that the removal signal has been received and that a zero crossing point at which AC flowing through the power line passes 0V is detected. A signal adding circuit that removes an AC waveform for half a cycle and transmits power to the luminaire, and the control circuit receives the notification from the operation switch for indicating the degree of dimming as the removal signal, Dimming information including at least a transmission flag indicating the start of transmission in which the first bit is L of the digital signal, a dimming command having a predetermined number of bits indicating the degree of dimming, and an end flag indicating the end of transmission is output. It is characterized by that.
本発明の照明器具の調光情報送信回路は、まずゼロクロス検出回路が、電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力する。次に、制御回路が、調光の度合いを指示するための操作スイッチからの通知により輝度を調整するための調光情報を、ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、通信先の照明器具へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号として出力する。そして、信号付加回路が除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の照明機器へ送電する。つまり、ゼロクロス検出回路が、デジタル信号を送信する契機となるゼロクロスポイントのタイミングを見つけ、制御回路の指示に従って、信号付加回路が次の交流のゼロクロスポイントのタイミングで、半サイクル分を除去するので、除去の遅延をわずかとすることができる。
この調光情報は、先頭1ビット目がデジタル信号のLとなる送信開始を示す送信フラグと、調光の度合いを示す所定ビット数の調光コマンドと、送信終了を示す終了フラグとを少なくとも含むものをすることができ、除去信号として信号付加回路へ出力される。照明器具側では、交流の半サイクル分が除去された送信フラグを検出することで調光情報が送信されてきたことが検出できる。そして、照明器具は、続く所定ビット数の調光コマンドを受信して解析することで、この調光コマンドに応じた調光を行うことができる。
In the dimming information transmission circuit of the lighting fixture of the present invention, first, the zero cross detection circuit detects a zero cross point where the alternating current flowing through the power line passes 0 V and outputs a zero cross point signal. Next, the control circuit transmits the dimming information for adjusting the brightness by the notification from the operation switch for instructing the degree of dimming to the communication destination lighting apparatus based on the reception timing of the zero cross point signal. In response to the digital signal to be output, it is output as a removal signal for instructing removal for half a cycle. Then, on condition that the signal addition circuit has received the removal signal and that the zero crossing point at which the alternating current flowing through the power line passes 0V is detected, the alternating current waveform for half a cycle is removed to be one or more communication destinations. Power to the lighting equipment. That is, the zero cross detection circuit finds the timing of the zero cross point that triggers the transmission of the digital signal, and the signal addition circuit removes the half cycle at the timing of the next AC zero cross point according to the instruction of the control circuit. The removal delay can be small.
The dimming information includes at least a transmission flag indicating the start of transmission in which the first bit is L of the digital signal, a dimming command having a predetermined number of bits indicating the degree of dimming, and an end flag indicating the end of transmission. And can be output as a removal signal to the signal adding circuit. On the luminaire side, it can be detected that the dimming information has been transmitted by detecting the transmission flag from which the half cycle of alternating current has been removed. And a lighting fixture can perform the light control according to this light control command by receiving and analyzing the light control command of the predetermined number of bits which follows.
本発明の構成によれは、デジタル信号を送信する契機となるゼロクロスタイミングを見つけ、通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて、次のゼロクロスポイントのタイミングで、半サイクル分を除去するので、除去の遅延をわずかとすることができる。従って、本発明は、電力線を介して通信先の電気機器へ信号を送信する際に、デジタル信号を確実に送信しつつ、他の装置への影響を排除することができる。また、本発明の送信装置を照明器具の調光情報送信回路としたときには、交流の半サイクル分の除去の遅延をわずかとすることができるので、照明器具のちらつきを少ないものとすることができる。 According to the configuration of the present invention, the zero cross timing that triggers the transmission of the digital signal is found, and the half cycle is removed at the timing of the next zero cross point in correspondence with the digital signal transmitted to the communication destination electrical device. Therefore, the removal delay can be made small. Therefore, according to the present invention, when a signal is transmitted to a communication destination electrical device via a power line, an influence on other devices can be eliminated while reliably transmitting a digital signal. Further, when the transmitter of the present invention is a dimming information transmission circuit for a lighting fixture, the delay of removal for half a cycle of alternating current can be made small, so that the flickering of the lighting fixture can be reduced. .
本発明の実施の形態に係る送信回路を、照明器具の輝度を調整する調光情報送信回路を例に、図面に基づいて説明する。
図1に示すように調光情報送信回路1は、交流電源に電力線Lを介して接続され、並列接続された複数の照明器具2へ電源を供給すると共に、照明器具2の調光を制御するものである。
照明器具の調光制御は、デジタル信号のH,Lとして送信される調光情報を、電力線Lに流れる交流の正電圧、または負電圧の半サイクル分の有無に対応させて、電力線Lを通じて通信先となる照明器具2へ送信することで行われる。この調光の制御については、後述する。
A transmission circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a dimming information transmission circuit that adjusts the luminance of a lighting fixture.
As shown in FIG. 1, the dimming information transmission circuit 1 is connected to an AC power supply via a power line L, supplies power to a plurality of
The dimming control of the luminaire communicates through the power line L with dimming information transmitted as digital signals H and L corresponding to the presence or absence of a half cycle of an alternating positive voltage or negative voltage flowing through the power line L. This is done by transmitting to the
図2に示すように調光情報送信回路1は、ゼロクロス検出回路10と、制御回路20と、操作部30と、信号付加回路40と、電源回路50とを備えている。
ゼロクロス検出回路10は、電力線Lに流れる100Vの交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号として出力するものである。ゼロクロス検出回路10は、図3に示すように電力線Lに流れる交流が正電圧または負電圧のときに発光する極性が反対同士に接続された一対の発光素子であるLED11aと、LED11aからの光を受けて導通する受光素子であるフォトトランジスタ11bとにより構成されたフォトカプラ11と、フォトトランジスタ11bのコレクタに接続されたプルアップ抵抗12とにより形成されている。
As illustrated in FIG. 2, the dimming information transmission circuit 1 includes a zero
The zero
制御回路20は、ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、通信先の照明器具2へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力するものである。この制御回路20は、例えば、ワンチップマイクロコンピュータで形成することができる。ワンチップマイクロコンピュータは、プログラムが格納されたROMと、ワークエリアとして使用されるRAMと、演算チップと、クロックなどの周辺回路が一体的に形成されたものを使用するのが、安価で、かつ基板の占有面積を最小にできるので望ましい。
操作部30は、輝度調整を行うためのものである。本実施の形態では操作部30を2個のスイッチとすることで、4つの状態を制御回路20へ入力することができる。
Based on the reception timing of the zero cross point signal, the
The
信号付加回路40は、制御回路20からの除去信号を受信したこと、および電力線Lに流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる照明器具2へ送電する機能を備えている。
The
この信号付加回路40は、図4に示すようにトライアック41と、トライアックドライバ回路42とで形成されている。トライアック41は、ゲート端子GにON信号を印加することで端子A1と端子A2との間を導通状態とし、ゲート端子GにOFF信号を印加することで端子A1と端子A2との間を非導通状態とする双方向サイリスタである。トライアックドライバ回路42は、制御回路20から出力される除去信号が有効(「L」)となったときのゼロクロスポイントを検出して、検出したゼロクロスポイントから次のゼロクロスポイントまでの半サイクルの期間、トライアック41のゲート端子Gに非導通状態とするゲート制御信号を出力する機能を備えている。このトライアックドライバ回路42は、除去信号が有効となったときのゼロクロスポイントを検出すると、除去信号が無効(「H」)となっても、次のゼロクロスポイントを検出するまで、非導通状態とするゲート制御信号を維持する。
As shown in FIG. 4, the
電源回路50は、電力線Lからの交流からゼロクロス検出回路10と、制御回路20とのそれぞれの回路で必要となる直流電圧を供給するものである。本実施の形態の電源回路50では、電力線Lの100Vの交流から約3Vの直流を生成して出力している。
The
図1に示すように照明器具2は、AC−DC変換回路60と、受信回路70と、調光回路80と、LED照明90とを備えている。
AC−DC変換回路60は、調光情報送信回路1からの交流100Vを直流約70Vへ変換するコンバータである。
受信回路70は、調光情報送信回路1からの交流の半サイクル分の有無を検査し、この有無に対応するデジタル信号を調光情報として抽出し、調光情報に含まれる制御コマンドから調光回路80へ輝度の調光を指示する輝度情報を出力する機能を備えている。
調光回路80は、受信回路70からの輝度情報に基づいて、LED照明90へ供給する電源のパルス幅を増減させるPWM(Pulse Width Modulation)制御を行って、LED照明90の輝度を調整する機能を備えている。
As shown in FIG. 1, the
The AC-
The receiving
The dimming
以上のように構成された調光情報送信回路1の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
まず、制御回路20は、図5のフローチャートに示すように、電源が供給されると操作部30が操作されたか否かを監視している(ステップS10)。
制御回路20が操作されたことを認識すると、操作内容を解析する(ステップS20)。そして、制御回路20は、操作内容に応じて通信先の照明器具2へ送信する制御コマンドを含む調光情報を生成する(ステップS30)。
The operation and use state of the dimming information transmission circuit 1 configured as described above will be described with reference to the drawings.
First, as shown in the flowchart of FIG. 5, the
When it is recognized that the
操作部30が、例えば、スイッチA,Bの2個のスイッチである場合に、図6の表に示すように、スイッチA,Bの両方が押下されていないときは、通常の使用状態であるため、制御回路20は制御コマンドの発行をしない。
スイッチAのみが押下された場合には、輝度ダウンを示すものとして、制御コマンド「L」,「H」を生成する。
スイッチBのみが押下された場合には、輝度アップを示すものとして、制御コマンド「H」,「L」を生成する。
そして、スイッチA,Bの両方が押下された場合には、最大輝度を示すものとして、制御コマンド「L」,「L」を生成する。
制御回路20は、この制御コマンドに、送信フラグと終了フラグを付加して調光情報として出力する。
When the
When only the switch A is pressed, control commands “L” and “H” are generated to indicate that the luminance is reduced.
When only the switch B is pressed, control commands “H” and “L” are generated to indicate that the brightness is increased.
When both switches A and B are pressed, control commands “L” and “L” are generated as indicating the maximum luminance.
The
ここで、制御回路20が調光情報を出力するタイミングおよび制御回路20からの調光情報を電源の供給と共に照明器具2に送電するタイミングについて、図面に基づいて詳細に説明する。
Here, the timing at which the
まず、ゼロクロス検出回路10が電力線Lに流れる交流のゼロクロスを検出する動作を説明する。図3に示すように、電力線Lの交流が一対のLED11aに流れることで、交流が正電圧、または負電圧のときにLED11aのいずれかが点灯状態となり、0Vを通過するときはいずれも滅灯状態となる。
First, an operation in which the zero-
LED11aが点灯することで、フォトトランジスタ11bには電流が流れて信号が出力されないが、LED11aが点灯しないときにはフォトトランジスタ11bには電流が流れないので、フォトカプラ11からの出力はプルアップ抵抗12によりパルス状の信号となる。
When the
このパルス状の信号が、図7に示すように、交流が0Vとなったゼロクロスポイントを示すゼロクロスポイント信号S1として制御回路20に出力される。つまり、このゼロクロスポイント信号S1は、交流の負電圧から正電圧、正電圧から負電圧に遷移する際に0Vとなったときにゼロクロス検出回路10から出力される。なお、ゼロクロス検出回路10は、交流が0Vのときのみゼロクロスポイント信号S1を出力する訳ではなく、電力線LからLED11aに流れる電流を調整することで、ゼロクロスポイント信号S1として出力される信号を所定のパルス幅に設定することができる。
As shown in FIG. 7, this pulse signal is output to the
制御回路20は、操作部30が操作されていないときは何もしないが、操作部30が操作されると、図5に示すステップS20により操作部30の操作に応じた制御コマンドを含む調光情報を生成する。
The
そして、制御回路20は、ゼロクロスポイント信号S1の受信タイミングに基づいて調光情報を、シリアルデータとなるデジタル信号である除去信号として、信号付加回路40へ先頭ビットである送信フラグから順次出力する。このとき、制御回路20は、除去信号の各ビットがデジタル信号「L」(負論理)であれば、ゼロクロスポイント信号S1が示すゼロクロスポイントP1から所定の時間遅延させ、所定幅で出力する(図7に示す除去信号S2の遅延時間D参照)。
この除去信号S2の遅延時間Dは、信号付加回路40が次のゼロクロスポイントP2からデジタル信号を交流に付加できるよう、半サイクル未満としている。また、除去信号S2の信号幅は、次のゼロクロスポイントP2が含まれ、更に次のゼロクロスポイントP3を含めないために、遅延時間との合計が交流の1サイクル未満となるように設定されている。
Then, the
The delay time D of the removal signal S2 is set to be less than a half cycle so that the
本実施の形態の制御回路20では、交流が60Hzであれば、半サイクルが約8.3mSであるため、除去信号S2の各ビットをゼロクロスポイント信号S1のパルス位置より約4mS遅延させることで、次のゼロクロスポイントP2までのマージンを約4.3mSほど確保している。また、信号幅を約10mSで出力することで、次のゼロクロスポイントP2を含めることができ、含めたゼロクロスポイントP2の次のゼロクロスポイントP3を外すことができる。
このようにして、制御回路20は、送信フラグ、制御コマンドおよび終了フラグから構成される調光情報を、上述したような除去信号S2として信号付加回路40へ出力する。
In the
In this manner, the
制御回路20からの除去信号が「H」となる場合、つまり操作部30に対して無操作のときと、操作部30が操作されて調光情報のいずれかのビットが「H」となったときには、図4に示す信号付加回路40のトライアックドライバ回路42は、トライアック41を導通状態とするゲート制御信号S3をゲート端子Gへ出力する。従って、照明器具2へは電源側からの交流がそのまま出力される。そうすることでトライアック41は導通状態となるため、電力線Lの正電圧と負電圧とが欠けることなく、交流波形のそのままに、照明器具2へ供給される。
When the removal signal from the
制御回路20からの信号(調光情報)が「L」である場合には、トライアックドライバ回路42は、除去信号が有効(「L」)となったときのゼロクロスポイントから次のゼロクロスポイントまでの期間、トライアック41のゲート端子Gに非導通状態とするゲート制御信号S3を半サイクル分ほど出力する。そうすることでトライアック41は非導通状態となるため、負電圧の半サイクル分が欠けた交流波形S4が照明器具2へ送電される。
図7に示す例では、操作部30のスイッチAのみが押下され、スイッチBは押下されていないことで、制御コマンド「L」、「H」が、送信フラグ、終了フラグと共に、調光情報として、制御回路20から出力された状態を示している。
When the signal (dimming information) from the
In the example illustrated in FIG. 7, only the switch A of the
照明器具2では、半サイクルが除去された交流を受信回路70が受信することで、受信回路70が調光情報の送信開始を示す送信フラグであることを認識する。そして受信回路70は送信フラグに続き送信される2ビットを制御コマンド、最後の1ビットを終了フラグとして認識して、制御コマンドに応じた輝度情報を調光回路80へ出力する。
調光回路80では、輝度情報に応じてLED照明90へ供給する電源のパルス幅を増減させることで、LED照明90の輝度が変更される。
In the
In the
このように、ゼロクロス検出回路10が、デジタル信号を送信する契機となるゼロクロスポイントのタイミングを見つけ、制御回路が出力する半サイクルの除去の指示に従って、信号付加回路40が次のゼロクロスポイントのタイミングで、半サイクル分を除去するので、除去の遅延をわずかとすることができる。
In this way, the zero
従って、本実施の形態に係る調光情報送信回路1は、電力線Lを介して通信先の照明器具へ信号を送信する際に、デジタル信号を確実に送信しつつ、他の装置への影響を与えない。また、調光情報送信回路1は、照明器具2のちらつきの少なくすることができる。
Therefore, when the dimming information transmission circuit 1 according to the present embodiment transmits a signal to the lighting fixture of the communication destination via the power line L, the digital light signal is reliably transmitted and the influence on other devices is affected. Don't give. Moreover, the dimming information transmission circuit 1 can reduce the flicker of the
本実施の形態では、制御回路20が除去信号を遅延させて出力するので、制御回路20が認識したゼロクロスポイントP1を、信号付加回路40がデジタル信号の付加を開始するゼロクロスポイントP2と誤認してしまうことを防止することができる。また、除去信号の信号幅を、制御回路20が除去信号S2の送信のトリガとしたゼロクロスポイントP1の次のゼロクロスポイントP2を含む時間幅とすることで、信号付加回路40は確実に次のゼロクロスポイントP2から半サイクル分を取り除き、交流にデジタル信号を付加させることができる。
In this embodiment, since the
また、ゼロクロス検出回路10のプルアップ抵抗12や、制御回路20への電源を、交流から生成する電源回路50から供給しているので、電力線Lとは別に電源線を別に設ける必要がない。
また、ゼロクロス検出回路10は、電力線Lに流れる交流が正電圧または負電圧のときに発光するLED11aと、フォトトランジスタ11bとにより構成されたフォトカプラ11により形成されているので、高電圧が制御回路20へ印加されることがない。従って、制御回路20を保護することができる。
Further, since the power to the pull-up
Further, the zero-
なお、本実施の形態では、調光情報として、1ビットの送信フラグ、2ビットの制御コマンド、1ビットの終了フラグとしているが、送信フラグは先頭の1ビットがデジタル信号「L」とすれば多ビットの所定パターンとしてもよいし、終了フラグも多ビットの所定パターンとしてもよい。また、制御コマンドも制御の種類に応じて1ビットとしてもよいし、3ビット以上としてもよい。更に、通信先の電気器具を識別するための1ビット以上のアドレスを追加することや、誤り検出符号、誤り訂正符号を追加することも可能である。また、照明器具2へは交流の負電圧の半サイクル分を取り除いたものを送電しているが、正電圧の半サイクル分を取り除いたものとしてもよい。
In this embodiment, as the dimming information, a 1-bit transmission flag, a 2-bit control command, and a 1-bit end flag are used. However, if the first 1 bit of the transmission flag is a digital signal “L”, A multi-bit predetermined pattern may be used, and the end flag may be a multi-bit predetermined pattern. Also, the control command may be 1 bit or 3 bits or more depending on the type of control. Furthermore, it is possible to add an address of 1 bit or more for identifying the electric appliance of the communication destination, and to add an error detection code and an error correction code. Moreover, although what removed the half cycle of alternating negative voltage is transmitted to the
本実施の形態では、操作部30を2個のスイッチA,Bとしたが、制御コマンドの種類に応じてスイッチの数を増やしたり、ロータリスイッチとしたりすることが可能である。更に赤外線や無線信号によるリモコン送信機と、受信機とを組み合わせ、受信機が受信した信号を制御回路へ入力するようにすれば、1以上の電気機器の遠隔操作が可能である。
In the present embodiment, the
本発明の送信回路は、照明器具に限らず、交流電源を使用する電気機器を遠隔操作するときに好適であり、特に照明器具に対しては調光情報送信回路を点灯スイッチと共に壁内に設けることで、手軽に輝度調整が可能となるので最適である。 The transmission circuit of the present invention is suitable not only for lighting fixtures but also for remote control of electrical equipment using an AC power supply, and particularly for lighting fixtures, a dimming information transmission circuit is provided in the wall together with a lighting switch. Therefore, the brightness can be easily adjusted, which is optimal.
1 調光情報送信回路
10 ゼロクロス検出回路
11 フォトカプラ
11a LED
11b フォトトランジスタ
12 プルアップ抵抗
20 制御回路
30 操作部
40 信号付加回路
41 トライアック
42 トライアックドライバ回路
50 電源回路
2 照明器具
60 AC−DC変換回路
70 受信回路
80 調光回路
90 LED照明
S1 ゼロクロスポイント信号
S2 除去信号
S3 ゲート制御信号
S4 交流波形
P1〜P3 ゼロクロスポイント
L 電力線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dimming
Claims (5)
前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力するゼロクロス検出回路と、
前記ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、前記通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力する制御回路と、
前記除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する信号付加回路とを備え、
前記制御回路は、前記除去信号の出力開始を受信したゼロクロスポイント信号より遅延させると共に、前記除去信号の信号幅を該ゼロクロスポイントの次のゼロクロスポイントを含む時間幅とすることを特徴とする送信回路。 A transmission circuit that transmits digital signals H and L to an electrical device that is a communication destination through the power line in correspondence with the presence or absence of a half cycle of an AC positive voltage or negative voltage flowing in the power line,
A zero-crossing detection circuit that detects a zero-crossing point at which alternating current flowing through the power line passes 0 V and outputs a zero-crossing point signal;
Based on the reception timing of the zero cross point signal, a control circuit that outputs a removal signal instructing removal of half a cycle corresponding to a digital signal transmitted to the communication destination electrical device;
On the condition that the removal signal is received and a zero crossing point at which the alternating current flowing through the power line passes 0V is detected, the alternating current waveform for half a cycle is removed and the power is transmitted to one or more electrical devices that are communication destinations. and a signal adding circuit,
The control circuit delays the output start of the removal signal from the received zero cross point signal, and sets the signal width of the removal signal to a time width including a zero cross point next to the zero cross point. .
前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、
前記ゼロクロスポイントのタイミングに基づいて、前記通信先の電気機器へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する際に、前記ゼロクロスポイントのタイミングより遅延させると共に、前記半サイクル分を除去する幅を該ゼロクロスポイントの次のゼロクロスポイントを含む時間幅とする除去指示通知ステップと、
前記半サイクル分の除去の指示と、前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したこととを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して通信先となる1以上の電気機器へ送電する信号付加ステップとを含むことを特徴とする送信方法。 A transmission method for transmitting digital signals H and L to an electrical device as a communication destination through the power line in correspondence with the presence or absence of a half cycle of an AC positive voltage or negative voltage flowing in the power line,
A zero cross detection step of detecting a zero cross point where the alternating current flowing through the power line passes 0V;
Based on the timing of the zero cross point, when instructing the removal of a half cycle corresponding to the digital signal transmitted to the electrical device of the communication destination, the half cycle is delayed from the timing of the zero cross point. A removal instruction notifying step in which a width to be removed is a time width including a zero cross point next to the zero cross point ;
On the condition that the half cycle removal instruction and the detection of a zero cross point where the alternating current flowing through the power line passes 0V, one or more electrical devices that remove the half cycle alternating waveform and become a communication destination And a signal adding step for transmitting power to the transmission method.
前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出してゼロクロスポイント信号を出力するゼロクロス検出回路と、
前記ゼロクロスポイント信号の受信タイミングに基づいて、前記通信先の照明器具へ送信するデジタル信号に対応させて半サイクル分の除去を指示する除去信号を出力する制御回路と、
前記除去信号を受信したこと、および前記電力線に流れる交流が0Vを通過するゼロクロスポイントを検出したことを条件に、半サイクル分の交流波形を除去して、通信先となる1以上の照明器具へ送電する信号付加回路とを備え、
前記制御回路は、前記除去信号の出力開始を受信したゼロクロスポイント信号より遅延させると共に、前記除去信号の信号幅を該ゼロクロスポイントの次のゼロクロスポイントを含む時間幅とし、調光の度合いを指示するための操作スイッチからの通知により、前記除去信号として、先頭1ビット目がデジタル信号のLとなる送信開始を示す送信フラグと、調光の度合いを示す所定ビット数の調光コマンドと、送信終了を示す終了フラグとを少なくとも含む調光情報を出力することを特徴とする調光情報送信回路。 The dimming information for adjusting the luminance transmitted as H and L of the digital signal corresponds to the presence or absence of half cycle of AC positive voltage or negative voltage flowing through the power line, and becomes a communication destination through the power line A dimming information transmission circuit for a luminaire to transmit to the luminaire,
A zero-crossing detection circuit that detects a zero-crossing point at which alternating current flowing through the power line passes 0 V and outputs a zero-crossing point signal;
Based on the reception timing of the zero cross point signal, a control circuit that outputs a removal signal instructing removal of a half cycle corresponding to a digital signal transmitted to the communication destination lighting fixture;
On the condition that the removal signal is received and a zero cross point at which the alternating current flowing through the power line passes 0 V is detected, the alternating current waveform for half a cycle is removed, and one or more lighting fixtures serving as communication destinations A signal addition circuit for transmitting power,
The control circuit delays the output start of the removal signal from the received zero cross point signal , sets the signal width of the removal signal to a time width including the next zero cross point of the zero cross point, and indicates the degree of dimming As a result of the notification from the operation switch, a transmission flag indicating the start of transmission in which the first bit becomes L of the digital signal, a dimming command having a predetermined number of bits indicating the degree of dimming, and the transmission end as the removal signal A dimming information transmitting circuit that outputs dimming information including at least an end flag indicating
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