WO1991008606A1 - Automatisches hausleittechniksystem - Google Patents

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WO1991008606A1
WO1991008606A1 PCT/CH1990/000268 CH9000268W WO9108606A1 WO 1991008606 A1 WO1991008606 A1 WO 1991008606A1 CH 9000268 W CH9000268 W CH 9000268W WO 9108606 A1 WO9108606 A1 WO 9108606A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
network
switch
actuators
home automation
Prior art date
Application number
PCT/CH1990/000268
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English (en)
French (fr)
Inventor
James Bodmer
Anton Levy
Original Assignee
Hts High Technology Systems Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hts High Technology Systems Ag filed Critical Hts High Technology Systems Ag
Publication of WO1991008606A1 publication Critical patent/WO1991008606A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/19—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B19/00—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow
    • G08B19/005—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow combined burglary and fire alarm systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an automatic home automation system with a battery-buffered control center and the luminous flux network as a bidirectional, digital data path for standardized, keyed, frequency-constant signals, which control center receives commands from sensors and its own microprocessors and controls - sigale to the actuators.
  • the invention further relates to a home automation system, in particular with a combination switch, for carrying out the method.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a home automation system, which allow simple, inexpensive and aesthetically pleasing control, regulation and display ben, and offer increased reliability.
  • the object is achieved according to the invention in that the current modems of the control center, sensors and actuators adapt the transmission power inversely proportionally to the impedance at the transmission frequency of the connected network.
  • the head of the home automation system also known as mini home automation system in apartments, is a control center connected to the lighting network, which contains data traffic, microprocessors with the stored programs, status display and alarm circuit.
  • the home automation system also includes sensors that send signals to the control center via the network. Examples of sensors are PIR motion detectors, residual light sensors, temperature sensors (inside and outside), moisture sensors, level sensors (oil level in the tank, water ingress in the cellar), smoke gas detectors, setpoint sensors for temperature, brightness and humidity and contacts ( Manual operation, doors, windows, open or closed).
  • the home automation system system includes actuators with the main groups of switches and displays.
  • the switches usually electrically operated actuators or control elements, for example on / off Off switch for switching sockets, plug adapter for plugging in a large number of different electrical consumers, dimmers, infrared transmitters, remote alarm relays, heating valves, humidifiers and air conditioners.
  • the temperature, the humidity, a level or a condition in general are displayed.
  • the possible uses of the home automation system are therefore extremely varied.
  • the inventive, inversely proportional adaptation of the transmission power to the impedance at the transmission frequency of the connected network is to be understood such that when the consumer power is connected low, the impedance is high and thus the transmission power is low. With many connected high-performance consumers, on the other hand, the impedance is low and thus the transmission power of the network modem (s) is high.
  • a corresponding automatic system is arranged in each network modem itself, a separate network modem being provided for the control center and for each combination switch, sensor, actuator and intelligent socket.
  • the data transmission via the network takes place from and to all units, be it sensors, actuators or combination switches, via the control center which controls the data traffic.
  • the sensors and / or actuators are preferably cyclically polled by the control center under program control. If the response is missing or incorrect, the request is repeated several times, for example ten times. If the feedback is still missing or incorrect, the alarm is triggered.
  • Intervals are usually in the range of 0.1 - 0.5 see, depending on the size of the system.
  • the alarm intensity is expediently increased step by step.
  • the first stage for example, there is a blinking with red light. If after another multiple attempts If there is still no correct feedback, the alarm intensity can be increased by sounding a separate acoustic signal or combined with the optical flashing signal. If nothing has been done and there is still no correct feedback, a remote alarm can be triggered automatically, especially by calling the police.
  • a switchgear assembly comprising a multi-functional combination switch with a PIR sensor for the operation of, which is connected to the luminous flux network via an integrated network modem and digital connecting element There is light, temperature and security, and the PIR sensor in the control center can be focused.
  • the three main functions of light, temperature and safety can be covered with a PIR sensor integrated in one and the same multifunctional combination switch with a very high degree of functional reliability, which also only requires one logic or one logic for sensors and actuators makes.
  • the multi-functional combi switch has an extraordinarily advantageous price / performance ratio. Furthermore, it also satisfies high aesthetic requirements.
  • the automatic of the multifunctional combi switch can also be switched off, whereupon one, preferably the same, key allows the light to be switched on and off manually.
  • a signal is transmitted to the control center and from there to the relevant actuator of the light source via the light network, also called network for short.
  • a preferred embodiment of the combination switch has a manual setting of the residual light threshold for activating the automatic system, a residual light sensor, a manual one Thermostat setting for the target temperature of the room and a temperature sensor for the air temperature.
  • a person enters a room the usual area of operation of a multifunctional combination switch, their heat radiation and movement are detected by the PIR sensor, the light and the temperature can be regulated according to the set values until the person detects the Leaves room again. If the person does not move for a long time, e.g. 5 minutes, the PIR sensor triggers the shutdown. If the actual values for residual light and / or temperature are above the relevant target value, the automatic does not switch when a person enters.
  • the residual light threshold With the manual adjustment of the residual light threshold, the possibility is created to adapt the lighting to the needs of the user and the function of the room. If the residual light threshold is set to the minimum, the light practically always switches on, which is particularly advantageous in dark rooms. When the residual light threshold is set to the maximum for activating the automatic, the signals of the PIR sensor are not sufficient for switching on the light. With this setting, the automatic light function is practically switched off. The possible intermediate positions for the residual light threshold can cover all the needs of the user.
  • the room temperature is raised in that - triggered by a signal from the combination switch - a known heat source is automatically switched on by an actuator. Depending on the heat source, the temperature is raised quickly (e.g. heat radiator) or delayed (e.g. radiator). With a thermostat set to the minimum, the automatic temperature control can be switched off, even in the long term, depending on the season.
  • a known heat source e.g. heat radiator
  • delayed e.g. radiator
  • This individual comfort temperature also called the desired temperature of the room, is reduced when the person leaves the room or during long periods of immobility by a value that can also be set on the combination switch or controlled by the control center, for example by 6-8 ° C.
  • the multifunctional combination switch preferably comprises a manual setting for the light intensity of the room lighting, for example with a dimmer controlled by the building management system. This corresponds essentially to a conventional combination in a switch in which the light intensity can be set using a dimmer.
  • the multifunctional combi switch expediently also includes a setting for the delayed light shutdown of the room lighting when the last person has left the room or remains motionless, and / or a setting for the delayed raising of the room temperature when the first person enters the room. This makes sense with regard to the light if the room is only left for a short time or if e.g. is read practically motionless with respect to the temperature when the room is briefly entered.
  • the adjustable shut-off of the light or raising the temperature is preferably carried out after 10 seconds to 30 minutes, in particular after 30 seconds to 5 minutes.
  • Any lighting or heating element can be used for lighting or heating a room, which can be controlled or regulated directly by means of the combination switch via network and control center and / or.
  • the radiators must be individually controllable for the room.
  • the control impulses are Switch on via the network to the control center and from there again via the network to actuators of control valves.
  • the combination switch comprises a transmitter for actuating actuators of actuating or regulating elements, preferably an infrared or ultrasonic transmitter.
  • PIR sensors also called PIR detectors or motion detectors
  • PIR detectors also called PIR detectors or motion detectors
  • PIR sensors register whether there is a person in the room who does not remain motionless.
  • the PIR sensors are protected against the effects of heat sources other than a person.
  • PIR sensors have a dual function:
  • the focus 1 When the focus 1 is switched off, they cause the lighting and the heating to be switched on and off automatically, and thus make a significant contribution to a favorable energy balance.
  • the focus 1 When the focus 1 is activated in the control center, they serve as burglar protection by determining and reporting the presence of a person, whereupon the control center triggers the preprogrammed actions corresponding to the circumstances.
  • the alarm levels can be flashing, horns and remote alarms over the phone.
  • the bi-directional mode of operation allows the user
  • a real-time clock is integrated to set limit values for all sensors, which are also referred to as target values, when certain actuators or control elements of home automation are exceeded or undershot under program control.
  • type profiles of the home automation technology program can also be defined for working days, Sundays and public holidays as well as for vacation absences.
  • control center The numerous possible applications of a control center can be divided into the following application classes:
  • Comfortable living including assistance for the disabled, security surveillance, alarm and deterrence of an intruder.
  • Control centers usually have a telephone interface and an integrated battery for operation in the event of a power failure.
  • Multi-functional combi switches are conveniently installed at the location of conventional light switches.
  • the operating height is ideal, the distance from radiators or floor heating is relatively large and the temperature is measured in the area between the floor and ceiling.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a multifunctional combination switch
  • FIG. 2 shows a variant of FIG. 1
  • 3 is a perspective view of an intelligent socket
  • FIG. 4 shows a perspective view of a remote control handset for a combination switch according to FIG. 2,
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a room temperature control
  • Fig. 6 is a block diagram of a mini home automation system.
  • a multi-functional combi switch 10 according to FIG. 1 corresponds essentially to a light switch in its visible dimensions, with external dimensions of, for example, 8.5 x 8.5 x 2.5 cm.
  • a housing part for a network modem 12 and a digital connecting element, the interface to the network, is arranged on the back.
  • a manual thermostat setting 18 is designed as a rotatable button with a riffled handle and a peripheral labeled scale.
  • a position mark 20 is formed on the housing.
  • a temperature sensor 22 eats the air temperature of the room.
  • a manual setting 24 of the residual light threshold for activating the automatic system is designed as a rotatable button with a position mark 26 on the housing and interacts with a residual light sensor 28.
  • a setting 30 for the light intensity of the room lighting is designed as a slide switch, as is one Setting 32 for the delayed light shutdown.
  • the light can be switched on and off and the automatic mode can be switched on.
  • the light is switched on manually, when an LED display 38 lights up, the light is switched off manually and when an LED display 40 lights up, the automatic system is in operation.
  • a slide switch for the applied voltage (220V / 110V) is located on the back, not visible.
  • FIG. 2 comprises the essential elements of FIG. 1, which are only partially arranged somewhat differently.
  • separate contacts are arranged, which are denoted by 34a (ON) and 34b (OFF), with an associated LED display 36.
  • the multifunctional combination switch 10 comprises a transmitter 42 for actuating actuators or control elements, in the present case a UI traschal 1 transmitter.
  • the heating can be switched off with a frequency of 24 KHz, and switched on with a frequency of 22 KHz.
  • the actuators of actuators or control elements of the heater are actuated by signals which are conducted via the luminous flux network.
  • the multi-functional combination switch 10 further comprises a receiver 44 for signals from a remote control handset (FIG. 4).
  • the receiver 44 is designed as an ultrasound 1 receiver, which reacts to the following frequencies:
  • infrared transmitters and receivers are designed for actuating actuators.
  • the remote control handset (FIG. 4) can be plugged into a recess 46 in the combination switch 10.
  • the integrated accumulator of the attached remote control handset is charged via two sockets to which the working voltage of, for example, 12VDC is applied.
  • An LED indicator 80 lights up when the remote control handset (Fig. 4) manually triggers an alarm.
  • the multi-functional combination switch 10 for triggering an automatic alarm with the PIR sensor 14 can only be activated at the control center by means of a security key.
  • Fig. 3 shows an intelligent socket 48 with a Netz ⁇ modem 12 and digital connector, the interface to the luminous flux network.
  • the base plate 50 can be replaced in accordance with the national standards.
  • the base plate 50 shown comprises three mains connections 52 which can be switched individually via actuators in accordance with Swiss standards, each with a pair of associated LEDs 54 for the status display.
  • the socket 48 not shown in FIG. 3, can have an infrared or ultrasound transmitter and receiver corresponding to the principle of FIG. 2.
  • the intelligent socket 48 comprises three manual contacts 55 for switching the mains connections 52 on and off, the switching status being reported back to the control center 76 by means of the cyclical query.
  • a remote control handset 56 shown in FIG. 4 serves for greater ease of use or as an aid for the handicapped.
  • a multi-functional combination switch 10 equipped with a receiver 44 can be controlled from the armchair via a transmitter 58, in the present case an ultrasonic transmitter.
  • the control buttons 60 the light intensity of the room lighting can be changed, with the control buttons 62 the heating can be switched on or off and with the control buttons 64 an alarm can be triggered and switched off again.
  • the remote control handset 56 contains a rechargeable battery which can be inserted or removed after removing the battery cover 66.
  • the battery is recharged via pins 68, which are inserted into corresponding sockets when the remote control handset 56 is plugged onto a multifunctional combination switch 10 (FIG. 2).
  • the control of a valve 70 of a radiator 72 is indicated in FIG. 5.
  • the multifunctional combination switch 10 emits a signal to the luminous flux network 74, which functions as a bi-directional data path.
  • a control center 76 is also connected to the network. The control signals emitted by the combination switch 10 and controlled by the control center 76 are transmitted to an electromotive unit 78 with an actuator 84 which actuates the valve 70.
  • FIG. 6 of a mini home automation system shows its elements connected to the 220 V network 74.
  • the network is equipped with a frequency blocker 82 so that modulated frequencies cannot disturb neighbors.
  • control center 76 can do this via an actuator 84 Ignite or extinguish a lamp 86. This can be done for example by a sensor of the combi switch 10, which usually also includes actuators. At least one combi switch 10 is arranged per room.
  • Additional sensors 88 can be placed as desired, for example for measuring the outside temperature, the oil level in the tank or any water level in the basement.
  • Intelligent sockets 48 contain a number of actuators which, for example, can actuate a heating element, an air humidifier and a fan. These consumers are connected via a mains connection 52 and plug shown in detail in FIG. 3.
  • an apparatus which feeds ge 'is from the network 74, but has nothing to do with the building control systems. Since the apparatus 90 can have a disruptive effect, its power supply is passed through a filter 92.
  • each sensor, actuator and combination switch has its own network modem 12 with an automatic system for the reverse proportional adjustment of the transmission power to the impedance at the transmission frequency of the connected network.

Abstract

Das automatische Hausleittechniksystem umfasst eine batteriegepufferte Leitstelle (76) und das Lichtstromnetz (74) als bi-direktionalen, digitalen Datenpfad für genormte, getastete, frequenzkonstante Signale. Die Leitstelle (76) empfängt von Sensoren und eigenen Mikroprozessoren Befehle und gibt Steuersignale an die Aktuatoren (84) ab. Die Netzmodems (12) der Leitstelle (76), Sensoren (88) und Aktuatoren (84) passen die Sendeleistung umgekehrt proportional an die Impedanz bei der Übertragungsfrequenz des angeschlossenen Netzes an. Eine Schaltanlage des automatischen Hausleittechniksystems besteht aus einem über ein integriertes Netzmodem (12) und digitales Verbindungsglied an das Lichtstromnetz (74) angeschlossenen, multifunktionalen Kombischalter (16) mit einem PIR-Sensor (14) für die Bedienung von Licht, Temperatur und Sicherheit. Der PIR-Sensor (14) ist in der Leitstelle (76) scharfstellbar.

Description

Automat!" sches Hausl eittechn ks stem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Betätigung eines automatischen Hausl eittechniksystems mit einer batte¬ riegepufferten Leitstelle und dem Lichtstromnetz als bi-di- rektionalem, digitalem Datenpfad für genormte, getastete, frequenzkonstante Signale, welche Leitstelle von Sensoren und eigenen Mikroprozessoren Befehle empfängt und Steuer- sigale an die Aktuatoren abgibt. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Hausleittechniksystem, insbesondere mit einem Kombi schalter, zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist beispielsweise aus der DE,U, 8815287 und der W0,A, 87/06409 bekannt, einen üblichen durch einen automatischen Lichtschalter zu ersetzen. Dieser u fasst neben einer ma¬ nuellen Einschalt- und Ausschalttaste einen PIR-Sensor (passiven Infrarot-Sensor), auch Bewegungsmelder genannt, welcher bei Anwesenheit eines grösseren, sich in minimalen Zeitabständen bewegenden Lebewesens, insbesondere wenig¬ stens einer Person, im betreffenden Raum das Licht automa¬ tisch einschaltet, wenn Dämmerung oder Dunkelheit herrscht. Im übrigen wird vereinfachend von einer Person gesprochen, obwohl immer auch mehrere Personen und grδssere Tiere, wie z.B. Hunde, gemeint sind. Wenn die letzte Person den Raum verlässt oder sich längere Zeit nicht bewegt, schaltet das Licht automatisch aus.
Weiter ist es bekannt, zeitweise oder dauernd unbewohnte Räume mit PIR-Sensoren zu überwachen, welche - falls sie scharf gestellt sind - beim Eintreten einer Person Alarm aus! Ösen.
Schi iessl ich sind automatische Temperaturregler mit einem PIR-Sensor bekannt, welche bewirken, dass die abgesenkte Temperatur beim Eintreten einer Person auf den Normalwert erhöht wi rd. Je nach dem Verwendungszweck des betreffenden Raumes wird wenigstens ein entsprechender Schalter montiert. Für die gleichzeitige automatische Steuerung und Regelung des Lichts, der Temperatur und der Sicherheit wäre mit bekann- ten Mitteln ein aufwendiges und kompliziertes Hausleittech¬ niksystem mit individuellen Schaltern notwendig, welche we¬ gen der Vielzahl von Apparaten nicht nur teuer wäre, son¬ dern zusätzlich das ästhetische Empfinden stören würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein Hausleittechniksystem zu schaffen, welche eine einfache, kostengünstige und ästhe¬ tisch ansprechende Steuerung, Regelung und Anzeige erlau¬ ben, und eine erhöhte Funktionssicherheit bieten.
In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfi ndungsge- mäss dadurch gelöst, dass die Strommodems der Leitstelle, Sensoren und Aktuatoren die Sendeleistung umgekehrt propor¬ tional an die Impedanz bei der Uebertragungsfrequenz des angeschlossenen Netzes anpassen.
Der Kopf des Hausleittechniksystems, in Wohnungen spricht man auch von Mi ni-Hausl eittechniksystem, ist eine an das Lichtstromnetz angeschlossene Leitstelle, welche den Daten- verkehr, Mikroprozessoren mit den gespeicherten Programmen, die Zustandsanzeige und Alarmschaltung beinhaltet. Weiter umfasst die Hausl e ttechnik Sensoren, welche über das Netz Signale an die Leitstelle abgeben. Beispiele von Sensoren sind PIR-Bewegungsmel der, Restlichtsensoren, Te peraturfüh- 1er (innen und aussen), Feuchtigkeitssensoren, Niveausenso¬ ren (Oelstand im Tank, Wassereinbrüche im Keller), Rauch¬ gasdetektoren, Sollwertgeber für Temperatur, Helligkeit und Feuchtigkeit und Kontakte (Handbetätigung, Türen, Fenster, offen oder geschlossen). Schliesslich umfasst das Hausleit- techniksyste Aktuatoren mit den Hauptgruppen Schalter und Anzeigen. Die Schalter, meist el ektromechani seh angetriebe¬ ne Stellglieder oder Regel el emente, beisp elsweise Ein/ Aus-Schalter zum Schalten von Steckdosen, Steckadapter zum Einstecken von einer Vielzahl von verschiedenen elektri¬ schen Verbrauchern, Dimmer, Infrarotsender Fernal armausl δ- ser, Heizventile, Luftbefeuchter und Airconditioner. Ange- zeigt werden beispielsweise die Temperatur, die Feuchte, ein Niveau oder ein Zustand ganz allgemein. Die Anwendungs¬ möglichkeiten des Hausleittechniksystems sind also äusserst v el fältig.
Die erfindungsge ässe, umgekehrt proportionale Anpassung der Sendeleistung an die Impedanz bei der Uebertragungsfre- quenz des angeschlossenen Netzes ist so zu verstehen, dass bei niedriger angeschlossener Verbraucherleistung die Impe¬ danz hoch und damit die Sendeleistung niedrig ist. Bei vie- len angeschlossenen leistungsstarken Verbrauchern dagegen ist die Impedanz niedrig, und damit die Sendeleistung des/ der Netzmodems hoch. Eine entsprechende Automatik ist in jedem Netzmodem selbst angeordnet, wobei für die Leitstelle und für jede/n Kombi schalter, Sensor, Aktuator und intelli- gente Steckdose ein eigenes Netzmodem vorgesehen ist.
Die Datenübertragung via Netz erfolgt von allen und zu al¬ len Einheiten, seien es Sensoren, Aktuatoren oder Kombi¬ schalter, über die Leitstelle, welche den Datenverkehr steuert. Vorzugsweise werden die Sensoren und/oder Aktuato¬ ren programmgesteuert zyklisch von der Leitstelle abge¬ fragt. Bei einer fehlenden oder falschen Rückmeldung wird die Anfrage mehrfach, beispielsweise zehnmal wiederholt. Bei immer noch fehlender oder falscher Rückmeldung wird Alarm ausgelöst.
Die Abfrage! ntervalle liegen üblicherweise im Bereich von 0,1 - 0,5 see, je nach Grosse des Systems.
Die Alarmintensität wird zweckmassig stufenweise gestei¬ gert. Auf der ersten Stufe erfolgt beispielsweise ein Blin¬ ken mit Rotlicht. Falls nach einer weiteren mehrfachen An- frage immer noch keine korrekte Rückmeldung erfolgt, kann die Alarmintensität gesteigert werden, indem ein separates oder mit dem optischen Blinksignal kombiniertes akkusti- sches Signal ertönt. Falls nichts unternommen worden ist und immer noch keine korrekte Rückmeldung erfolgt, kann automatisch ein Fernalarm ausgelöst werden, insbesondere telefonisch bei der Polizei.
In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe ge äss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Schaltanlage aus einem über ein integriertes Netzmodem und digitales Verbindungs¬ glied an das Lichtstromnetz angeschlossenen, multi funktio¬ nalen Kombi schal ter mit einem PIR-Sensor für die Bedienung von Licht, Temperatur und Sicherheit besteht, wobei der PIR-Sensor in der Leitstelle scharfstell bar ist.
Die drei Hauptfunktionen Licht, Temperatur und Sicherheit können erfi ndungsgemäss mit einem in ein- und denselben multifunktionalen Kombi schal ter integrierten PIR-Sensor mit sehr hoher Funktionssicherheit abgedeckt werden, was auch nur eine Logik bzw. je eine Logik für Sensoren und Aktuato¬ ren erforderlich macht. Dadurch weist der multi funktional e Kombi schal ter ein ausserordentl ich vorteilhaftes Preis-/ Leistungsverhältnis auf. Weiter befriedigt er auch hohe ästhetische Anforderungen.
Die Automatik des multifunktional en Kombi schal ters kann auch ausgeschaltet werden, worauf eine, vorzugsweise die¬ selbe, Taste das manuelle Ein- und Ausschalten des Lichts erlaubt. Bei ausgeschalteter Automatik wird ein Signal über das Lichtnetz, im übrigen auch kurz Netz genannt, zur Leit¬ stelle und von dort zum betreffenden Aktuator der Licht- quel le übertragen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Kombischalters weist eine manuelle Einstellung der Restlichtschwelle zur Akti¬ vierung der Automatik, einen Restlichtsensor, eine manuelle Thermostateinstellung für die Solltemperatur des Raumes und einen Temperatursensor für die Lufttemperatur auf. Beim Eintreten einer Person in einen Raum, das übliche Wirkungs¬ gebiet eines multi funktional en Kombi schalters, wird deren Wärmestrahlung und Bewegung vom PIR-Sensor erfasst, das Licht und die Temperatur können entsprechend der einge¬ stellten Werte reguliert werden, bis die Person den Raum wieder verlässt. Falls sich die Person während längerer Zeit, z.B. 5 Minuten, nicht bewegt, löst der PIR-Sensor die Abschaltung aus. Falls die Ist-Werte für Restlicht und/oder Temperatur über dem betreffenden Soll-Wert liegen, schaltet die Automatik beim Eintreten einer Person nicht.
Mit der manuellen Einstellung der Restl ichtschwell e wird die Möglichkeit geschaffen, die Lichteinschaltung den Be¬ dürfnissen des Benutzers und der Funktion des Raumes anzu¬ passen. Wird die Restlichtschwelle auf das Minimum einge¬ stellt, schaltet das Licht praktisch immer ein, was vor al¬ lem in dunklen Räumen von Vorteil ist. Bei auf das Maximum eingestellter Restl ichtschwell e zur Aktivierung der Automa¬ tik genügen die Signale des PIR-Sensors nicht zur Lichtein¬ schaltung. Mit dieser Einstellung ist die Lichtautomatik praktisch ausgeschaltet. Die möglichen Zwischenstellungen für die Restlichtschwelle können alle Bedürfnisse des Be- nützers abdecken.
Die Raumtemperatur wird angehoben, indem - ausgelöst durch ein Signal des Kombi schalters - eine an sich bekannte Wär¬ mequelle durch einen Aktuator automatisch eingeschaltet wird. Je nach der Wärmequelle erfolgt die Anhebung der Tem¬ peratur rasch (z.B. Wärmestrahler) oder verzögert (z.B. Ra¬ diator). Mit einem auf das Minimum eingestellten Thermosta¬ ten kann die automatische Temperaturregelung ausgeschaltet werden, auch langfristig, je nach der Jahreszeit.
In einer Zwischenstellung des Thermostaten können persönli¬ che Bedürfnisse oder die Funktion des Raumes berücksichtigt werden, so dass sich der Benutzer mit minimalem Energieauf¬ wand stets behaglich fühlt. Diese individuelle Behaglich¬ keitstemperatur, auch Solltemperatur des Raumes genannt, wird beim Verlassen des Raumes durch die Person oder bei deren längerer Bewegungslosigkeit um einen ebenfalls am Kombi schalter einstellbaren oder von der Leitstelle steuer¬ baren Wert abgesenkt, beispielsweise um 6 - 8°C.
Vorzugsweise umfasst der multifunktionale Kombischalter eine manuelle Einstellung für die Lichtintensität der Raum¬ beleuchtung, beispielsweise mit einem über das Hausleit¬ techniksystem gesteuerten Dimmer. Dies entspricht im we¬ sentlichen einer üblichen Kombination in einem Schalter, in welchem die Lichtintensität mit einem Dimmer einstellbar ist.
Zweckmässig umfasst der multifunktionale Kombi schal ter auch eine Einstellung für die verzögerte Lichtabstellung der Raumbeleuchtung, wenn die letzte Person den Raum verlassen hat bzw. unbeweglich verharrt, und/oder eine Einstellung für die verzögerte Anhebung der Raumtemperatur, wenn die erste Person den Raum betritt. Dies ist in bezug auf das Licht sinnvoll, wenn der Raum nur kurzfristig verlassen wird oder wenn z.B. praktisch bewegungslos gelesen wird, in bezug auf die Temperatur, wenn der Raum kurzfristig betre¬ ten wird. Die einstellbare Abstellung des Lichts bzw. Anhe¬ bung der Temperatur erfolgt vorzugsweise nach 10 see bis 30 min, insbesondere nach 30 see - 5 min.
Zur Beleuchtung bzw. Beheizung eines Raumes können beliebi¬ ge Bei euchtungs- bzw. Heizkörper eingesetzt werden, die mittels des Kombi Schalters über Netz und Leitstelle und/ oder direkt Steuer- oder regelbar sind.
Für die automatische Temperaturregelung müssen die Heizkör¬ per für den Raum individuell Steuer- bzw. regelbar sein. Die Regelimpulse werden nach einer ersten Variante vom Korn- bischalter über das Netz zur Leitstelle und von dort wieder über das Netz zu Aktuatoren von Regel ventil en weitergelei¬ tet. Nach einer zweiten Variante umfasst der Kombi schal ter einen Sender zur Betätigung von Aktuatoren von Stell- oder Regel gl i edern, vorzugsweise einen Infrarot- oder Ultra¬ schal 1 sender.
PIR-Sensoren, auch PIR-Detektoren oder Bewegungsmelder ge¬ nannt, spielen in automatisierten Haustechniksystemen eine ganz wesentliche Rolle. Diese an sich bekannten Sensoren registrieren, ob sich eine Person im Raum aufhält, die nicht bewegungslos bleibt. Die PIR-Sensoren sind gegen Ein¬ wirkungen von anderen Wärmequellen als einer Person ge¬ schützt. PIR-Sensoren haben eine Doppel funktion :
Bei ausgeschaltetem Scharfstel 1 er bewirken sie das auto¬ matische Ein- und Ausschalten der Beleuchtung und der Heizung, tragen also wesentlich zu einem günstigen Ener¬ g ehaushalt bei. - Bei in der Leitstelle eingeschaltetem Scharfstel 1 er die¬ nen sie als Einbruchsicherung, indem die Gegenwart einer Person festgestellt und gemeldet wird, worauf die Leit¬ stelle die vorprogrammierten, den Umständen entsprechen¬ den Aktionen auslöst. Die Alarmstufen können aufsteigend Blinken, Hupen und Fernalarm per Telefon sein.
Mehrere mul i funktional e Kombi schal ter sind über das Netz, welches als bi-direktionl ar Datenpfad dient, mit einer an sich bekannten vollprogrammierbaren Leitstelle verbunden. Die Modulation erfolgt mittels Ampl itudentastung, z.B. mit einer Trägerfrequenz nach der CENELEC-Norm, welche bei 145 kHz 1 iegt.
Die bi-direktional e Arbeitsweise gestattet dem Benutzer
alle Ein- und Ausschaltzeiten der an die Hausleittech¬ nik angeschlossenen Geräte jederzeit frei festzulegen, eine Echtzeit-Uhr ist integriert, für alle Sensoren Grenzwerte festzulegen, welche auch als Soll-Werte bezeichnet werden, bei deren Ueber- oder Unterschreiten bestimmte Stellglieder oder Regel el emente der Hausle ttechnik unter Programmkontrolle ein- oder ausgeschaltet werden.
Mit grösseren Leitstellen können auch Typenprofile des Hausleittechnik-Programms für Werktage, Sonn- und Feiertage sowie für Ferienabsenzen festgelegt werden.
Die zahlreichen möglichen Anwendungen einer Leitstelle kön¬ nen in folgende Anwendungsklassen unterteilt werden:
Energieverbrauchsoptimierung (Strom, Heizöl, Holzschnit¬ zel)
Wohnkomfort, eingeschlossen Hilfe für Behinderte Sicherheitsüberwachung, Alarm sowie Abschreckung einer eindringenden Person.
Leitstellen haben üblicherweise eine Tel efonschnittstell e und eine integrierte Batterie zum Betrieb bei Stromausfall.
Mul ti funktional e Kombi schalter werden zweckmässig am Ort von üblichen Lichtschaltern eingebaut. So ist die Bedie¬ nungshöhe ideal, die Entfernung von Radiatoren oder einer Bodenheizung ist verhäl tnismässig gross und die Temperatur wird im Bereich zwischen Boden und Decke gemessen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele, welche auch Gegenstand von abhän¬ gigen Ansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schema¬ tisch:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines multi¬ funktionalen Kombi schalters, Fig. 2 eine Variante von Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer intelligen¬ ten Steckdose,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Fern¬ steuer-Handapparats für einen Kombi schalter gemäss Fig. 2,
Fig. 5 eine Prinzipskizze einer Raumtemperatursteue¬ rung, und
Fig. 6 ein Blockschema eines Mini-Hausleittechniksy¬ stems.
Ein mul ti funki onal er Kombi schal ter 10 gemäss Fig. 1 ent¬ spricht n seinen sichtbaren Abmessungen im wesentlichen einem Lichtschalter, mit Aussenabmessungen von beispiels¬ weise 8,5 x 8,5 x 2,5 cm. Auf der Rückseite ist ein Gehäu¬ seteil für ein Netzmodem 12 und digitales Verbindungsglied, das Interface zum Netz, angeordnet.
Auf der Vorderseite des Kombi schal ters 10 kragt ein PIR- Sensor 14 ab, welcher der Erfassung von Wärmestrahlen und Bewegungen einer Person dient.
Die Anzeige für die Ist-Temperatur des Raumes erfolgt auf einem LED-Feld 16 (lichtemittierende Dioden). Eine manuelle Thermostateinstellung 18 ist als drehbarer Knopf mit gerif- feltem Handgriff und peripherer beschrifteter Skala ausge¬ bildet. Auf dem Gehäuse ist eine Positionsmarke 20 ausge¬ bildet. Ein Temperatursensor 22 isst die Lufttemperatur des Raumes.
Eine manuelle Einstellung 24 der Restl ichtschwell e zur Ak¬ tivierung der Automatik ist, analog zur manuellen Thermo¬ stat-Einstellung 18, als drehbarer Knopf mit einer Posi¬ tionsmarke 26 auf dem Gehäuse ausgebildet und wirkt mit einem Restlichtsensor 28 zusammen.
Eine Einstellung 30 für die Lichtintensität der Raumbe¬ leuchtung ist als Schiebeschalter ausgebildet, ebenso eine Einstellung 32 für die verzögerte Lichtabstellung.
Mit dem manuellen Kontakt 34 kann das Licht ein- und ausge¬ schaltet sowie der Automatikbetrieb eingeschaltet werden. Beim Aufleuchten einer LED-Anzeige 36 ist das Licht manuell eingeschaltet, beim Aufleuchten einer LED-Anzeige 38 ist das Licht manuell ausgeschaltet und beim Aufleuchten einer LED-Anzeige 40 ist die Automatik in Betrieb.
Auf der Rückseite ist, nicht sichtbar, ein Schiebeschalter für die angelegte Spannung (220V/110V) angeordnet.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 umfasst die wesentlichen Elemente von Fig. 1, die lediglich teilweise etwas anders angeordnet sind. Für das manuelle Ein- und Ausschalten sind getrennte Kontakt angeordnet, welche mit 34a (EIN) und 34b (AUS) bezeichnet sind, mit zugeordneter LED-Anzeige 36.
Zusätzlich umfasst der multifunktionale Kombischalter 10 einen Sender 42 zur Betätigung von Stellgliedern oder Re¬ gelelementen, im vorliegenden Fall einen UI traschal 1 Sen¬ der. Mit einer Frequenz von 24 KHz kann beispielsweise die Heizung abgeschaltet werden, mit einer Frequenz von 22 KHz eingeschaltet werden. Bei Ausführungsformen ohne Sender 42 werden die Aktuatoren von Stellgliedern oder Regel el ementen der Heizung durch Signale, welche über das Lichtstromnetz geleitet werden, betätigt.
Weiter umfasst der mul ti funktional e Kombi schalter 10 gemäss Fig. 2 einen Empfänger 44 für Signale eines Fernsteuer- Handapparats (Fig. 4). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Empfänger 44 als Ultraschal 1 empfänger ausgebildet, welches auf folgende Frequenzen reagiert:
- 20,5 KHz für die Einstellung der Lichtintensität der
Raumbel euchtung 21,5 KHz für die Ausschaltung der Heizung 22,5 KHz für das Einschalten der Heizung, und - 23,5 KHz für eine Alarmauslösung.
Nach andern Ausführungsformen sind Infrarotsender und -empfänger für die Betätigung von Aktuatoren ausgebildet.
In eine Aussparung 46 des Kombischalters 10 kann der Fern¬ steuer-Handapparat (Fig. 4) aufgesteckt werden. Ueber zwei Buchsen, an welche die Arbeitsspannung von beispielsweise 12VDC angelegt ist, wird der integrierte Akkumulator des aufgesteckten Fernsteuer-Handapparats aufgeladen.
Eine LED-Anzeige 80 leuchtet auf, wenn mit dem Fernsteuer- Handapparat (Fig. 4) manuell Alarm ausgelöst wird.
Die Scharfstel 1 ung des multifunktionalen Kombi schalters 10 für die Auslösung eines automatischen Alarms mit dem PIR- Sensor 14 kann nur an der Leitstelle, mittels eines Sicher¬ heitsschlüssels, erfolgen.
Fig. 3 zeigt eine intelligente Steckdose 48 mit einem Netz¬ modem 12 und digitalen Verbindungsglied, der Schnittstelle zum Lichtstromnetz. Die Sockelplatte 50 kann entsprechend der nationalen Normvorschriften ausgewechselt werden. Die gezeigte Sockelplatte 50 umfasst drei über Aktuatoren indi¬ viduell schaltbare Netzanschlüsse 52 gemäss schweizerischer Norm mit je einem Paar zugeordneter LED 54 für die Status¬ anzeige. Die Steckdose 48 kann, in Fig. 3 nicht darge¬ stellt, einen im Prinzip Fig. 2 entsprechenden Infrarot- oder Ultraschal 1 sender und -empfänger haben.
Im weitern umfasst die intelligente Steckdose 48 drei ma¬ nuelle Kontakte 55 zum Ein- und Ausschalten der Netzan¬ schlüsse 52, wobei der Schaltzustand mittels der zyklischen Abfrage an die Leitstelle 76 zurückgemeldet wird. Ein in Fig. 4 gezeigter Fernsteuer-Handapparat 56 dient einem grösseren Bedienungskomfort oder als Hilfe für Behin¬ derte. Mit entsprechenden Bedienungstasten kann ein mit einem Empfänger 44 (Fig. 2) ausgerüsteter mul ti funktional er Kombi schal ter 10 über einen Sender 58, im vorliegenden Fall ein Ultraschallsender, aus dem Lehnstuhl angesteuert wer¬ den. Mit den Bedienungstasten 60 kann die Lichtintensität der Raumbeleuchtung verändert werden, mit den Bedienungs- knδpfen 62 die Heizung ein- oder ausgeschaltet werden und mit den Bedienungsknδpfen 64 ein Alarm ausgelöst und wieder abgestel It werden.
Der Fernsteuer-Handapparat 56 enthält eine wi ederaufl adbare Batterie, welche nach der Entfernung des Batteriedeckels 66 eingeführt oder entnommen werden kann. Das Wiederaufladen der Batterie erfolgt über Stifte 68, welche beim Aufstecken des Fernsteuer-Handapparats 56 auf einen multifunktionalen Kombi schalter 10 (Fig. 2) in entsprechende Buchsen einge¬ führt werden.
In Fig. 5 ist die Steuerung eines Ventils 70 eines Radia¬ tors 72 angedeutet. Der multifunktionale Kombi schalter 10 gibt ein Signal an das Lichtstromnetz 74 ab, welches als bi-direktional er Datenpfad fungiert. Ebenfalls an das Netz angeschlossen ist eine Leitstelle 76. Die vom Kombi schal ter 10 abgegebenen und von der Leitstelle 76 kontrollierten Steuersignale werden auf ein elektromotorisches Aggregat 78 mit Aktuator 84 übertragen, welches das Ventil 70 betätigt.
Die in Fig. 6 dargestellte Uebersicht über ein Mini-Haus¬ leittechniksystem zeigt deren mit dem 220 V-Netz 74 verbun¬ denen Elemente. Gegen aussen ist das Netz mit einer Fre¬ quenzsperre 82 ausgerüstet, damit modulierte Frequenzen Nachbarn nicht stören können.
Die zentrale Rolle der Leitstelle 76 ist bereits erwähnt worden. Ueber einen Aktuator 84 kann die Leitstelle 76 das Anzünden oder Ablöschen einer Lampe 86 auslösen. Dies kann z.B. durch einen Sensor des Kombi schal ters 10 erfolgen, welcher üblicherweise auch Aktuatoren umfasst. Pro Raum ist wenigstens ein Kombi schal ter 10 angeordnet.
Weitere Sensoren 88 können beliebig plaziert werden, bei¬ spielsweise zum Messen der Aussentemperatur, des Oelstands im Tank oder eines allfälligen Wasserstands im Keller.
Intelligente Steckdosen 48 enthalten mehrere Aktuatoren, welche beispielsweise die Betätigung eines Heizkörpers, eines Luftbefeuchters und eines Ventilators auslösen kön¬ nen. Diese Verbraucher sind über einen in Fig. 3 detail¬ liert gezeigten Netzanschluss 52 und Stecker verbunden.
Mit 90 ist ein Apparat bezeichnet, welcher vom Netz 74 ge¬ speist ' wird, aber mit der eigentlichen Hausleittechnik nichts zu tun hat. Da der Apparat 90 störend wirken kann, wird dessen Stromzuführung durch einen Filter 92 geleitet.
Jeder Sensor, Aktuator und Kombi schal ter hat wie die Leit¬ stelle ein eigenes Netzmodem 12 mit einer Automatik für die umgekehrt proportionale Anpassung der Sendeleistung an die Impedanz bei der Uebertragungsfrequenz des angeschlossenen Netzes.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Betätigung eines automatischen Hausleit¬ techniksystems mit einer batteriegepufferten Leitstelle (76) und dem Lichtstromnetz (74) als bi-direktional em, digitalem Datenpfad für genormte, getastete, frequenz¬ konstante Signale, welche Leitstelle (76) von Sensoren und eigenen Mikroprozessoren Befehle empfängt und Steu- ersigale an die Aktuatoren (84) abgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Netzmodems (12) der Leitstelle (76), Sensoren (88) und Aktuatoren (84) die Sendeleistung umgekehrt propor¬ tional an die Impedanz bei der Uebertragungsfrequenz des angeschlossenen Netzes anpassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitstelle (76) die Sensoren (88) und/oder Aktuato¬ ren (84) programmgesteuert zyklisch abfragt, bei fehlen¬ der oder falscher Rückmeldung die Abfrage mehrfach wie¬ derholt und bei immer noch fehlender oder falscher Rück¬ meldung Alarm auslöst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Alarmintensität stufenweise gesteigert wird, vorzugsweise mit zwischen Stufen optischer Alarm, akkustischer Alarm und Fernalarm liegenden mehrfachen Rückfragen.
4. Hausleittechniksystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltanlage aus einem über ein integriertes Netzmodem (12) und digitales Verbindungsglied an das Lichtstromnetz (74) angeschlossenen, multifunktionalen Kombi schalter (16) mit einem PIR-Sensor (14) für die Be- dienung von Licht, Temperatur und Sicherheit besteht, wobei der PIR-Sensor (14) in der Leitstelle (76) scharf¬ stellbar ist.
5. Hausleittechniksystem nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Kombi Schalter (10) einen manuellen Kontakt (34) für das übliche Ein- und Ausschalten des Lichts und den Automatikbetrieb mittels des PIR-Sensors, eine manuelle Einstellung (24) der Restl ichtschwel 1 e zur Aktivierung der Automatik, einen Restlichtsensor (28), eine manuelle Thermostateinstellung (18) für die Soll¬ temperatur des Raumes und einen Temperatursensor (22) für die Lufttemperatur umfasst.
6. Hausleittechniksystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombi schalter (10) eine Ein¬ stellung (30) für die Lichtintensität der Raumbeleuch¬ tung, vorzugsweise einen Dimmer, umfasst.
7. Hausleittechniksystem nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombi schalter (10) eine Einstellung (32) für die verzögerte Lichtausschaltung der Raumbeleuchtung und/oder eine Einstellung für die verzögerte Anhebung der Raumtemperatur, vorzugsweise für eine Abstellung bzw. Anhebung nach 10 see bis 30 min, insbesondere nach 0,5 - 3 min, umfasst.
8. Hausleittechniksystem nach einem der Ansprüche 4 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine intelligente Steckdo¬ se (48) ein Netzmodem (12) und über Aktuatoren (84) in¬ dividuell schaltbare Netzanschlüsse (52) aufweist, wel¬ che vorzugsweise, durch die zyklische Abfrage kontrol¬ liert, über manuelle Kontakte (55) ein- und ausschaltbar sind.
Hausleittechniksystem nach einem der Ansprüche 4 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombi schalter (10) und/oder d e Steckdose (48) wenigstens einen Sender (58) zur Weiterleitung von Schaltsignalen an Stell- und/oder Regel el emente (78), vorzugsweise einen Infrarot- oder Ultraschal 1 sender, umfasst.
10. Hausleittechniksystem nach einem der Ansprüche 4 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kombi schal ter (10) einen Empfänger (44) für Signale eines Fernsteuer-Hand¬ apparats (56), insbesondere einen Infrarot- oder Ultra¬ schal 1 empfänger, und vorzugsweise eine Aufsteckvorrich- tung (46) für den Fernsteuer-Handapparat (56) zum Wie¬ deraufladen eines integrierten Akkumulators umfasst.
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