WO2011124682A2 - Betriebsgerät für leuchtmittel zum ermitteln eines energie- oder leistungsverbrauchs und verfahren zum erfassen desselbigen - Google Patents

Betriebsgerät für leuchtmittel zum ermitteln eines energie- oder leistungsverbrauchs und verfahren zum erfassen desselbigen Download PDF

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Christian Nesensohn
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Tridonic GmbH and Co KG
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    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission

Definitions

  • the present invention relates to an operating device for a luminous means for determining an energy or power consumption and a method for acquiring information about an energy or power consumption of a luminous means.
  • the lighting apparatus according to the invention can be, for example, an electronic ballast for lighting means, such as e.g. Gas discharge lamps or fluorescent tubes act.
  • DALI Digital Addressable Lighting Interface
  • ECG electronic ballasts
  • DALI interface offers increased convenience for intelligent lighting control in a lighting system.
  • the DALI standard is an interface definition that is particularly suitable for electronic ballasts for operation and is used. DALI can also be integrated into a higher-level building management system as a cost-effective subsystem via suitable converters.
  • a DALI lighting control system can be used as a stand alone system to control lighting equipment. Furthermore, a DALI lighting control system can also be used as a stand-alone subsystem in an existing building management system.
  • a DALI system has a connection to a higher-level building management system, but it is also functional without the building management system.
  • the DALI system can be designed as a pure subsystem in a building management system. In this type of application, the lighting system is not designed as a stand-alone solution.
  • the commissioning of the lighting control system is part of the commissioning of the overall building management system.
  • the connected equipment 2 by the controller 20, to the control panels or control units 40, such. As sensors, buttons, dimmers or motion switches are connected, controlled.
  • the operating devices 2 pass on information only on request by the control unit 20. All handling is controlled by the controller 20.
  • control units 40 may be connected to the interface line 16 and therefore communicate directly with the operating devices 2.
  • the control units 40 must follow DALI standard "traffic rules" to avoid data collisions and to run the system correctly, in this mode installation is easier and less wiring is required.
  • the controllers 20 provide the logical association between the control units 40, such as. B. sensors, controls and DALI operating devices 2 ago.
  • the control device may be an independent control device or else an interface module, which transmits its commands from a higher-level system, such as a control unit. B. a building management system relates act.
  • control devices 20 and intelligent sensors or controls with integrated control unit are possible.
  • sensors and controls 40 may be connected via separate connections directly to the controller 20. Commercially available components can then be used be used.
  • sensors and controls are connected via the DALI lines 16 to the controller 20. In this variant, no additional lines between sensors / controls and the control unit must be laid.
  • the energy and performance monitoring is an increasingly important consideration.
  • the energy consumption can be estimated so far only or determined by the measured total consumption.
  • An estimate can be made by estimating the average dimming value or brightness value and taking into account the corresponding power consumption of the installed operating devices.
  • the estimation of the energy consumption is on the one hand very cumbersome and on the other hand inaccurate, since, for example, a real energy consumption of a light source can change when a dimming value is set, depending on the operating time and thus dependent on heating.
  • the object of the present invention is to provide an operating device for lighting means that makes it possible to provide, in a simple and accurate manner, the energy or power consumption of the lighting device for a control device in a lighting system.
  • the present invention is characterized in that an operating device for a lighting means has an energy or power measuring device for determining an energy or power consumption of the lighting means. With the help of this operating device can be determined within a lighting system in a very simple and very accurate way, the energy or power consumption of such a control gear.
  • an operating device may comprise a data memory which, for example, records the energy or power consumption over a certain period of time. This value can then, for example, be read out intermittently or cyclically from or sent to a control system or control unit.
  • the control device can always display the current energy or power in a second register or memory bank. store it so that it can always be called up or sent to the control unit.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an operating device for a lighting device with an interface and an energy or power measuring device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an operating device for a lighting device with a data memory according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows the schematic representation of an operating device for a lighting device with a further interface, and two memory banks for storing a current consumption value and for storing an energy or power consumption value over a certain period of time according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an operating device for a lighting device, wherein the operating device has a wireless interface for transmitting information about the energy or power consumption or of control commands according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • 5 is a flowchart for a method for acquiring information of a
  • FIG. 6 is a schematic representation of a DALI light control system, wherein sensors and controls are connected via separate connections to a control unit; 7 is a schematic representation of a DALI light control system, with sensors and control elements being connected to a control unit via the DALI bus; 8 shows an illustration of a power factor correction circuit of an operating device for a lighting device according to a further exemplary embodiment of the present invention; and FIG. 12 is an illustration of the waveforms of a power factor correction circuit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows, in a schematic illustration, an operating device 10 for a lighting device 12 with an interface 15 for bidirectional data exchange with a control device 20.
  • the operating device 10 has an energy or power measuring device 25 for determining an energy or power consumption of the luminous means 12.
  • the operating device 10 is further configured to send information about the energy or power consumption to the control unit 20, or to make the information about the energy or power consumption available to the control unit 20.
  • the lamp operating device 10 may be part of a larger illumination system, which, as also shown in connection with FIGS. 6 and 7, may comprise a plurality of further lamp operating devices which are arranged distributed within a building or a device to be illuminated, for example.
  • the individual distribution devices 10 can be connected via a bus system 16 to a central control unit 20.
  • control commands can be sent to an operating device 10 by the central control unit, status information can be queried or sent from the operating device 10 to the control device 20.
  • the bus system 16 and the interface 15, or even via a further interface as still late ter information is shown with respect to the energy or power consumption of the bulb 12 is sent to the controller 20 or made accessible.
  • the operating device 10 can be, for example, an electronic ballast for lighting devices, such as e.g. Discharge lamps or gas discharge lamps act.
  • An electric ballast can interact as a separate component with the light source 12 or be integrated in the light source.
  • An electronic ballast may serve to ignite a gas discharge at a correspondingly high voltage and to limit a discharge current during operation of the gas discharge lamp. Since an operating device can have a certain energy consumption, the energy or power measuring device 25 can be designed to determine the total energy consumption from the lighting device and the operating device. Accordingly, the information about an energy or power consumption of the operating device can then include both the energy and power consumption of the operating device and of the light-emitting device per se.
  • the operating device 10 may be a ballast for lamps, an emergency power module, a dimmer, a transformer, etc.
  • the operating device 10 may be an operating device for different types of lighting devices.
  • the lighting means may comprise, for example, gas discharge lamps, incandescent lamps, halogen incandescent lamps or semiconductor light sources.
  • the operating device 10 shown in FIG. 1 may, for example, be a DALI operating device which then has a corresponding DALI interface 15 with which the operating device is connected via a DALI bus 16 to a DALI control device 20 or a DALI control device. Gateway 20, if the lighting system is a subsystem of a building management system, is connected.
  • the energy or power measuring device 25 may be configured to detect a corresponding active current, if there is a phase shift between current and voltage, and to detect the currently applied alternating voltage, and to calculate a power consumption therefrom by multiplication, whereby energy consumption can be determined during a subsequent time integration is.
  • the current and the voltage can be detected by the luminous means, wherein preferably the active current or the active power of the luminous means is detected.
  • the energy or power measuring device 25 can also detect, for example, the power consumed by the operating device 10 at the input terminals or via an existing power factor correction circuit.
  • the energy or noise monitoring device 25 can thus be designed such that, when the power device 1 2 is operated by means of a resonant half-bridge, a current and a voltage through the center of the circuit! 1 2 or by the resonant half-bridge is detected.
  • the energy or garmesseinrich- device 25 may be configured to be in a detection mode, the energy or power losses occurring in the operating device 10 in dependence on a certain operating condition, so for example. a certain dimming or helical value, to capture and to spy on it. These values can be used in determining the current energy or power consumption values.
  • the energy or power measuring device 25 may make it possible to record exact instantaneous energy or power consumption values for an operating device 10 for a lighting device.
  • the operating device 10 can then send this information about the energy or power consumption, which has been detected or detected with the aid of the energy or power measuring device 25, to a control unit 20 or this information about the energy or power consumption for the control unit 20 accessible do.
  • the energy or power measuring device 25 may be designed so that it can determine the losses occurring in the operating device 10. For example, the energy or power measuring device 25 can record the corresponding losses in a type of acquisition mode for all possible dimming values or brightness values. These recorded losses corresponding to the dimming values or brightness values can be taken into account later in the operation during the determination of the current energy or power consumption.
  • the energy or noise monitoring device 25 may be designed to detect the power or power consumed by the operating device 10 at associated current / voltage input terminals of the operating device 10 or via a power factor correction circuit.
  • a detection via a power factor correction circuit may be implemented in such a way that the current received by the power factor correction circuit is detected and, in addition, the voltage present at the input of the power factor correction circuit is detected. From these detected values for the current absorbed by the power factor correction circuit and the applied voltage, the recorded power and also energy can be determined.
  • FIG. 8 shows a typical noise factor correction circuit, which is embodied here as a boost converter.
  • the switch Sl is clocked high-frequency and thereby the coil LI alternately up and demagnetized.
  • the energy of the magnetization of the coil LI is transferred into the buffer capacitor C1 via the diode D1, which in turn serves to supply the light-emitting circuit driver circuit (for example, the resonant half-bridge).
  • a current measuring resistor Rshunt can be arranged, which can serve, for example, to monitor the current within the power factor correction circuit (by means of a detection at the point CS).
  • the current Imains which magnetizes the coil LI, also flows through the switch Sl and the current measuring resistor Rshunt.
  • the time of demagnetization of the coil LI can be determined from a measurement, for example by means of a secondary winding on the spool LI at the point ZX. Since, however, both the value of the coil current Imains when opening the switch Sl and the duration of the demagnetization of the coil LI is known, it can also be used to determine the current flow during the switch-off phase.
  • a typical course for the current flow through the coil LI as a function of the timing of the switch Sl is shown symbolically in FIG.
  • the rising edge of the current Imains through the coil LI also corresponds to the current through the current measuring resistor Rshunt.
  • the falling edge flows through the diode D1.
  • the course of the falling edge can, as already explained, be determined by the value of the current Imains through the coil LI when the switch Sl is opened and the duration of the demagnetization of the coil LI.
  • the current taken by the power factor correction circuit can be detected.
  • other current detections be used, for example by means of a current measuring transformer or a differently arranged current measuring resistor.
  • the envelope of the current Imains by the coil LI follows a sinusoidal course. This results from the sinusoidal mains voltage, since the power factor correction circuit strives to adapt the power consumption to the profile of the mains voltage and thus to ensure a high power factor.
  • the voltage applied to the input of the power factor correction circuit can also be determined in various ways.
  • One possibility would be to measure over the already existing input voltage detection that is often present in power factor correction circuits (eg, the input voltage sense for the multiplier input of the power factor correction control circuit). Such a measurement could for example take place at the input of the power factor correction circuit at the point Vmains.
  • the recorded power can be determined by multiplying these values, and furthermore the absorbed energy can also be determined.
  • the energy or power measuring device 25 can also be designed such that the power consumed by the operating device 10 is detected at the input terminals or via an existing power factor correction circuit, and furthermore the power delivered to the lighting device is additionally detected. In this way, the power consumption and the power loss within the operating device 10 can be determined. In addition, thus the efficiency of the operating device 10 can be detected. Thus, it is possible to determine the power consumption and the power loss of the operating device 10 and to monitor regularly. When the power dissipation deteriorates, for example, this state can also be signaled by the operating device 10. Furthermore, it is also possible for the energy or power measuring device 25 to ascertain both the energy consumption or the power loss within the operating device 10 and, in addition, to record the energy consumption or the absorbed power of the lighting device.
  • the energy or power measuring device 25 can also be designed such that the energy or power consumption is calculated via the dimming value or brightness value set for the lighting device. This can be done by providing a list for each operating device of a lighting system in which the power consumption of the operating device is documented for each dimming value or set brightness value. In addition to the dimming value, it is then also possible to store the corresponding operating time of the luminous means, as well as the respective type of luminous means, in order to obtain energy consumption, ie power multiplied by the corresponding time. Such a list may for example be stored in a memory of the operating device.
  • the energy or power measuring device 25 can thus be designed so as to reduce the energy or power consumption of a luminous means in an operating state, that is, e.g. at a certain dimming or brightness value, with hats to determine a value associated with the respective operating state in a list of power and power consumption values of the operating device.
  • the operating device 10 may be designed so that it is based on a request by the controller or intermittently by itself determined by the energy or power meter 25 information about the energy or power consumption, for example via the interface 15 to the Control unit 20 sends.
  • the control unit 20 can request or read out information about the energy or power consumption of this operating device via control commands, which are sent to the operating device 10, for example, via the bus 16.
  • the operating device 10 may also be configured to sporadically transmit this information regarding the energy or power consumption, depending on the load of the bus system 16, to the control unit 20.
  • the operating device 10 can also be designed such that it sends or makes available the information about energy or power consumption to the control unit 20 at predetermined times or times or in the case of specific events. Such an event could, for. B. be that a dimming or brightness value of the light source is changed and then information on the energy or power consumption in this new setting of the bulb is transmitted to the controller 20.
  • an operating device 10 can, in addition to the components already mentioned in connection with FIG. Memory 30 which is coupled to the power or power device, so that the information about the energy or power consumption is stored in the data memory.
  • the data memory 30 can be read out, for example, via the interface 15 by the control unit 20.
  • a control unit 40 can be connected to the bus system 16, with which, for example, a lamp can be dimmed, that is, the brightness can be changed. Such control units 40 may also be connected to the bus system 16 in other exemplary embodiments of the invention.
  • the control unit 40 can be, for example, a motion sensor, a brightness sensor, a pushbutton, an on / off switch, a dimmer, a control panel, a touch panel, etc. for controlling or actuating the control gear.
  • the control unit 40 may thus be an operating element for a control gear.
  • such a control unit 40 can also be connected directly to the control unit 20 in accordance with further exemplary embodiments.
  • the control unit 20 can then forward, for example, a control command from a control unit 40 to the operating device 10.
  • the control unit 20 may be a DALI control unit which is coupled via a DALI bus 16 to a DALI operating device 10. Accordingly, the controller may be configured to establish the logical association between the control units 40 and the DALI operating devices 10 in a DALI lighting system.
  • An operating device 10 for a lighting device 12 may, over a period of time, provide information about the energy or power consumption to a data memory 30, such as a computer. a memory bank, record. For example, an average energy or power consumption value can be determined or recorded by integrating the energy or power consumption values over a certain period of time.
  • the energy or power consumption information may include time averaged energy or power consumption, or, for example, instantaneous energy or power consumption.
  • the operating device 10 may have a further interface 35. Via this interface 35, which may be coupled to a data memory 30 or the energy or power measuring device 25, a stored information about the energy or power consumption can then be read out.
  • This second interface 35 may, for example, also be a wireless interface in which the data and information are transmitted by radio, eg according to the Bluetooth standard. information about The energy or power consumption can then be transmitted wirelessly to a control unit 20, for example.
  • the further interface 35 is a wired interface, which has a different transmission protocol compared to the interface 15, so that the information about the energy or power consumption, regardless of a DALI protocol to other others Devices can be sent for evaluation or read by them.
  • the information can also be transmitted to the control unit 20 via the interface 35.
  • a data memory 30 may have different memory banks 30a, 30b or registers, for example in a first register 30a Information about the power or power consumption over a certain period are stored while, for example, in a second register or a second memory bank 30 b always updated information about energy or power consumption of the operating device 10 are stored with lighting means 12. These can then be retrieved or sent as needed.
  • the operating device 10 may be configured to provide information about the power consumption to the controller 20 intermittently, continuously, at periodic time intervals, at predetermined times, at a predetermined energy or power consumption value, or at one Command is sent to change a brightness of the bulb, or made available to the controller 20.
  • the reading can be e.g. via a further wireless interface 35 or via the interface 15, which can operate, for example, according to the DALI protocol.
  • the interfaces 15 and 35 can be interfaces for bidirectional data exchange, that is to say both interfaces can be transmitted and received via these interfaces.
  • control commands can be received and status information or data such.
  • B. information about the energy or power consumption, are sent from the operating device 10.
  • the interface 15 for bidirectional data exchange can be designed to receive external control commands for the operation of the luminous means 12 in accordance with the DALI protocol and to send status information or data information in accordance with the DALI protocol.
  • the operating device 10 can also have a further interface 35, via which by radio or wire los the information on energy or power consumption to the controller 20 or other device, for the evaluation of this information, can be transmitted or can be read.
  • the operating device 10 may, according to some embodiments, also receive control commands for controlling the operating behavior of the lighting device 12 via a remote control 45.
  • the control units 40 can communicate with the control unit 20 by radio, in order then to transmit control commands via the bus line 16 to an operating unit 10.
  • the operating device 10 can thus also be designed to receive control commands for the operation of the lighting means from a control unit 40 via an interface 15 or 35.
  • a dimming or brightness value can thus be set via a control unit 40, whereupon information about the energy or power consumption of the operating device 10 for light source 12 is sent to a control unit 20 in this set dimming value or made accessible.
  • the further interface may be connected to the data memory 30, wherein in alternative embodiments of the present invention, the interface 35 need not be directly coupled to the data memory.
  • a power and voltage supply for the operating device with the lighting means 12 can be contained via the bus line 16.
  • a separate power and voltage supply for the operating device can be made via other supply lines.
  • the controller 20 may be a DALI controller or, for example, a DALI gateway, that is, a connecting element between different bus systems or bus networks, such.
  • DALI bus and other bus systems such.
  • EIB European Installation Bus
  • LON Local Operating Network
  • a controller 20 may be connected to a computer, for example, so that via software instructions to the controller of certain operating devices u.a. Information about the energy or power consumption can be requested or received.
  • the integrated energy or power measuring device 25 With the aid of the integrated energy or power measuring device 25, therefore, a precise actual energy or power consumption value can be determined. It needs are not resorted to lists or stored consumption values at certain dimming settings.
  • different operating devices with different light sources can be installed, so that each operating device can have a different energy or power consumption.
  • the energy or power consumption can then be determined in a simple, yet extremely accurate manner for each of these different operating devices for the associated bulbs and sent to the central control unit 20 or read from this become.
  • the energy or power consumption of a group of lamps connected together, which are associated with an operating device according to the invention, using the energy or power measuring device 25 are determined and sent a corresponding information on energy or power consumption to a control unit 20 or be made available to this.
  • the invention also includes a method for detecting information of an energy or power consumption of a lighting device with an operating device.
  • the operating device has an interface for bidirectional data exchange with a control unit and also an energy or power measuring device for determining an energy or power consumption.
  • the method includes, according to an embodiment of the present invention, a step of determining information about energy and power consumption by means of the energy or power meter. Further, the method includes sending 110 the information about the power or power consumption to a controller or making 120 available the information about the power or power consumption for the controller.
  • the method may also include a step of storing the energy or power consumption information to a data memory of the lighting device. That is to say, the data which was determined or measured by the energy or power measuring device can be stored on a digital data storage device present in the operating device. From there they can be sent to the control unit or read out by it.
  • the step of sending 110 the information about the energy or power consumption or making 120 of this information available may be made in response to a request by a controller or intermittently on its own. The sending of information about the energy or power consumption can be so be carried out that due to an external control command, the corresponding information is sent to the control unit.
  • the information can be read at predetermined times or predetermined time intervals or due to certain events, can be sent from a controller or to this.
  • Such an event may be, for example, the switching on or off of the operating device for lighting or, for example, a change in the brightness or dimming value for such a control gear.
  • the step of sending 110 the energy or power consumption information or step 120 making the same information available may, for example, be intermittently suspended, at periodic time intervals, at predetermined times or times, at a predetermined energy or power consumption value, or at command towards changing a brightness of the bulb can be performed.
  • the method or scheme according to the invention can also be implemented in software.
  • the implementation can also be carried out on a digital storage medium, in particular a floppy disk, a CD or DVD with electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system such that the corresponding method is carried out.
  • the invention thus also consists in a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to the invention, when the computer program product runs on a computer or microprocessor.
  • the invention can thus be realized as a computer program with a program code for carrying out the method when the computer program runs on a computer.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

Gemäß Ausfuhrungsbeispielen wird ein Betriebsgerät (100) für ein Leuchtmittel (12), mit einer Schnittstelle (15) zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät (20), wobei das Betriebsgerät (10) eine Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs des Leuchtmittels aufweist, dargestellt. Das Betriebsgerät (10) ist dabei so ausgebildet, um eine Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät (20) zu senden, oder es ist so ausgebildet, dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät (20) zugänglich ist.

Description

Betriebsgerät für Leuchtmittel zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs und Verfahren zum Erfassen desselbigen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel zur Bestimmung eines Energie- oder Leistungsverbrauchs und ein Verfahren zum Erfassen einer Information über einen Energie- oder Leistungsverbrauch eines Leuchtmittels. Bei dem erfindungsgemäßen Betriebsgerät für Leuchtmittel kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtmittel, wie z.B. Gasentladungslampen bzw. Leuchtstoffröhren handeln.
Für die Realisierung von Beleuchtungssystemen mit mehren Leuchten werden Systeme mit einer zentralen Steuereinheit zur Steuerung des Betriebsverhaltens der Leuchten verwen- det. Dabei spielen bei solchen Beleuchtungssystemen Eigenschaften wie Bedienkomfort, Ambiente, Funktionalität sowie Energieeinsparung und Energiemonitoring eine immer größer werdende Rolle. Die traditionelle Elektroinstallation auf Basis einer einfachen Verdrahtung von Lichtschaltern, Dimmern und lichttechnischen Verbrauchern kann diese Anforderungen nur unzureichend erfüllen. Moderne Betriebsgeräte, die in Beleuchtungssys- temen eingebunden sind, können über Schnittstellen Steuerbefehle für den Betrieb des entsprechenden Leuchtmittels bzw. Lampe empfangen und das Leuchtmittel dann in entsprechend geeigneter Weise ansteuern. Die Übermittlung der Steuerbefehle kann dabei sowohl über gesonderte Daten- oder Busleitung oder aber auch im Rahmen des PLC -Verfahren (PLC = Power Line Carrier) Verfahrens über die Stromversorgungsleitung erfolgen. Ferner sind auch Betriebsgeräte für Leuchtmittel bekannt, welche eine Schnittstelle zum drahtlosen Empfangen von Steuerbefehlen aufweisen.
Vor diesem Hintergrund hat die lichttechnische Industrie einen Standard zur digitalen Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten einer lichttechnischen Anlage de- finiert. Dieser DALI -Standard (DALI = Digital Addressable Lighting Interface) ist ein Protokoll zur Steuerung lichttechnischer Betriebsgeräte, wie z. B. Schaltnetzteilen, elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) oder auch elektronischen Leistungsdimmern. Dabei kann jedes Betriebsgerät, das über eine DALI-Schnittstelle verfügt, über DALI-Adressen einzeln angesteuert werden. Im Vergleich zu der früher oftmals verwendeten 1 - 10 Volt- Schnittstelle weist die DALI-Schnittstelle einen erhöhten Komfort für eine intelligente Lichtsteuerung in einem Beleuchtungssystem auf. Der DALI-Standard ist eine Schnittstellendefinition, die insbesondere für elektronische Vorschaltgeräte zum Betreiben und La- dungslampen eingesetzt wird. DALI kann auch über geeignete Umsetzer in ein übergeordnetes Gebäudemanagementsystem als kostengünstiges Subsystem eingebunden werden.
Ein DALI-Lichtsteuersystem kann als eigenständiges System zur Steuerung von Beleuch- tungseinrichtungen verwendet werden. Ferner kann ein DALI-Lichtsteuersystem auch als ein eigenständiges Subsystem in einem bereits existierenden Gebäudemanagementsystem eingesetzt werden. Dabei hat ein DALI-System eine Anbindung an ein übergeordnetes Gebäudemanagementsystem, ist aber auch ohne das Gebäudemanagementsystem funktionsfähig. In einer weiteren Variante kann das DALI-System als ein reines Subsystem in einem Gebäudemanagementsystem ausgebildet sein. In dieser Art der Anwendung ist das Lichtsystem nicht als Stand- Alone-Lösung ausgelegt. Die Inbetriebnahme des Lichtsteuersystems ist hier ein Bestandteil der Inbetriebnahme des Gesamtgebäudemanagementsystems. Für die Vernetzung und den Betrieb eines DALI-Lichtsteuersystems gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, kann ein Steuergerät 20 mehrere Betriebsgeräte 2, die über einen Bus 16 miteinander verbunden sind, steuern. In dieser Betriebsart werden die angeschlossenen Betriebsgeräte 2 von dem Steuergerät 20, an das Kontrolltafeln bzw. Kontrolleinheiten 40, wie z. B. Sensoren, Taster, Dimmer oder Bewe- gungsschalter angeschlossen sind, gesteuert. In dieser Betriebsart geben die Betriebsgeräte 2 Informationen nur auf Anforderung durch das Steuergerät 20 weiter. Die gesamte Handhabung wird von dem Steuergerät 20 gesteuert.
Wie in Fig. 7 dargestellt ist, können aber auch mehrere Kontrolleinheiten 40 an die Schnittstellenlinie 16 angeschlossen sein und deshalb direkt mit den Betriebsgeräten 2 kommunizieren. Dabei müssen die Kontrolleinheiten 40 entsprechenden„Verkehrsregeln" im DALI-Standard folgen, um Datenkollisionen zu vermeiden und um das System korrekt laufen zu lassen. In dieser Betriebsart ist die Installation einfacher und es gibt weniger Verdrahtungsaufwand.
Die Steuergeräte 20 stellen die logische Zuordnung zwischen den Kontrolleinheiten 40, wie z. B. Sensoren, Bedienelementen und DALI-Betriebsgeräten 2 her. Prinzipiell kann es sich bei dem Steuergerät um ein eigenständiges Steuergerät oder auch um ein Schnittstellenmodul, welches seine Befehle aus einem übergeordneten System, wie z. B. einem Ge- bäudemanagementsystem bezieht, handeln. Als Steuergeräte 20 sind auch intelligente Sensoren oder Bedienelemente mit integriertem Steuergerät möglich. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, können Sensoren und Bedienelemente 40 über separate Verbindungen direkt an das Steuergerät 20 angebunden sein. Über diesen Weg können dann handelsübliche Kompo- nenten eingesetzt werden. Bei der Variante, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, werden Sensoren und Bedienelemente über die DALI-Leitungen 16 an das Steuergerät 20 angebunden. Bei dieser Variante müssen keine zusätzlichen Leitungen zwischen Sensoren / Bedienelementen und dem Steuergerät verlegt werden.
Bei Beleuchtungssystemen, z.B. in Gebäuden stellt das Energie- und Leistungsmonitoring einen immer wichtigeren Gesichtspunkt dar. Bei bisherigen Beleuchtungssystemen mit Betriebsgeräten für Leuchtmittel kann der Energieverbrauch bisher nur abgeschätzt werden oder über den gemessenen Gesamtverbrauch ermittelt werden. Eine Abschätzung kann erfolgen, indem der durchschnittlich eingestellte Dimmwert bzw. Helligkeitswert abgeschätzt wird und die entsprechende Leistungsaufnahme der installierten Betriebsgeräte berücksichtigt wird. Die Abschätzung des Energieverbrauches ist jedoch zum einen recht umständlich und zum anderen auch ungenau, da sich beispielsweise ein realer Energieverbrauch eines Leuchtmittels bei Einstellung eines Dimmwertes, abhängig von der Betriebs- dauer und damit abhängig von einer Erwärmung, ändern kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Betriebsgerät für Leuchtmittel bereitzustellen, dass es erlaubt, in einfacher und genauer Weise den Energieoder Leistungsverbrauch des Leuchtmittels für ein Steuergerät in einem Beleuchtungssys- tem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das Betriebsgerät gemäß Anspruch 1, sowie dem Verfahren gemäß Anspruch 1 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Betriebsgerät für ein Leuchtmittel eine Energie- oder Leistungsmesseinrichtung zum Ermitteln eines Energieoder Leistungsverbrauchs des Leuchtmittels aufweist. Mit Hilfe dieses Betriebsgerätes lässt sich innerhalb eines Beleuchtungssystems auf sehr einfache und sehr genaue Weise der Energie- oder Leistungsverbrauch eines solches Betriebsgerätes ermitteln.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Betriebsgerät einen Datenspeicher aufweisen, der beispielsweise über einen gewissen Zeitraum den Energie- oder Leistungsverbrauch aufzeichnet. Dieser Wert kann dann beispielsweise intermittierend oder zyklisch von ei- nem Kontrollsystem oder Steuergerät ausgelesen oder zu diesem geschickt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuergerät in einem zweiten Register bzw. Speicherbank immer den aktuellen Energie- oder Leistungs- verbrauch ablegen, so dass dieser immer aktuell abrufbar bzw. zu dem Steuergerät gesendet werden kann.
Bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel mit einer Schnittstelle und einer Energie- oder Leistungsmesseinrichtung gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel mit einem Datenspeicher gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 die schematische Darstellung eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel mit einer weiteren Schnittstelle, sowie zwei Speicherbänken zur Speicherung eines aktuellen Verbrauchswertes und zur Speicherung eines Energie- oder Leistungsverbrauchswertes über einen gewissen Zeitraum gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel, wobei das Betriebsgerät eine drahtlose Schnittstelle zur Übertragung von Informationen zu dem Energie- oder Leistungsverbrauch bzw. von Steuerungsbefehlen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 5 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Erfassen einer Information eines
Energie- oder Leistungsverbrauchs eines Leuchtmittels gemäß einem Aus- führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines DALI-Lichtsteuersystems, wobei Sensoren und Bedienelemente über separate Verbindungen an ein Steuergerät angebunden sind; Fig. 7 die schematische Darstellung eines DALI-Lichtsteuersystems, wobei Sensoren und Bedienelemente über den DALI-Bus an ein Steuergerät angebunden sind; Fig. 8 eine Darstellung einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung eines Betriebsgerätes für ein Leuchtmittel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und eine Darstellung der Signalverläufe einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass in den unterschiedlichen Figuren für gleichwirken- de oder fünktionsgleiche Elemente oder Schritte zur Vereinfachung in der gesamten Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Diese Elemente mit gleichen Bezugszeichen sind in den verschiedenen Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar. In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Betriebsgerät 10 für ein Leuchtmittel 12 mit einer Schnittstelle 15 zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät 20 dargestellt. Das Betriebsgerät 10 weist eine Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs des Leuchtmittels 12 auf. Das Betriebsgerät 10 ist ferner ausgebildet, um eine Information über den Energie- oder Leis- tungsverbrauch an das Steuergerät 20 zu senden, oder um die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät 20 zugänglich zu machen.
Das Lampenbetriebsgerät 10 kann Teil eines größeren Beleuchtungssystems sein, welches, wie auch im Zusammenhang mit Fig. 6 und 7 dargestellt, mehrere weitere Lampenbe- triebsgeräte aufweisen kann, die beispielsweise verteilt innerhalb eines Gebäudes oder einer zu beleuchtenden Einrichtung angeordnet sind. Die einzelnen Vertriebsgeräte 10 können dabei über ein Bussystem 16 mit einem zentralen Steuergerät 20 verbunden sein. Mit Hilfe des Bussystems 16 können beispielsweise von der zentralen Steuereinheit Steuerbefehle an ein Betriebsgerät 10 gesendet werden, Statusinformationen abgefragt oder von dem Betriebsgerät 10 zu dem Steuergerät 20 gesendet werden. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise auch über das Bussystem 16 und die Schnittstelle 15, oder aber auch über eine weitere Schnittstelle, wie dies noch spä- ter gezeigt wird, Informationen bezüglich des Energie- oder Leistungsverbrauchs des Leuchtmittels 12 an das Steuergerät 20 gesendet werden oder zugänglich gemacht werden.
Bei dem Betriebsgerät 10 kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtmittel, wie z.B. Entladungslampen bzw. Gasentladungslampen handeln. Ein elektrisches Vorschaltgerät kann als separates Bauelement mit dem Leuchtmittel 12 zusammenwirken oder auch im Leuchtmittel integriert sein. Ein elektronisches Vorschaltgerät kann dazu dienen, eine Gasentladung mit einer entsprechend hohen Spannung zu zünden und einen Entladungsstrom während des Betriebes der Gasentladungslampe zu be- grenzen. Da ein Betriebsgerät einen gewissen Energieeigenverbrauch aufweisen kann, kann die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 ausgebildet sein, den gesamten Energieverbrauch aus Leuchtmittel und Betriebsgerät zu ermitteln. Dementsprechend kann dann die Information über einen Energie- oder Leistungsverbrauch des Betriebsgerätes sowohl den Energie- und Leistungsverbrauch des Betriebsgerätes als auch des Leuchtmit- tels an sich umfassen.
In anderen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Betriebsgerät 10 um ein Vorschaltgerät für Leuchtmittel, für ein Notstrommodule, für einen Dimmer, für einen Transformator etc. handeln.
Bei dem Betriebsgerät 10 kann es sich um ein Betriebsgerät für verschiedene Typen von Leuchtmitteln handeln. Die Leuchtmittel können beispielsweise Gasentladungslampen, Glühlampen, Halogenglühlampen, oder Halbleiterlichtquellen umfassen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebsgerät 10 kann es sich beispielsweise um ein DALI- Betriebsgerät handeln, das dann entsprechend eine DALI- Schnittstelle 15 aufweist, mit der das Betriebsgerät über einen DALI-Bus 16 an ein DALI-Steuergerät 20 oder ein DALI- Gateway 20, falls das Beleuchtungssystem ein Subsystem eines Gebäudemanagementsystems ist, angeschlossen ist.
Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann ausgebildet sein, um einen entsprechenden Wirkstrom, falls zwischen Strom und Spannung eine Phasenverschiebung existiert, sowie die momentan anliegende Wechselspannung zu erfassen, und daraus durch Multiplikation einen Leistungsverbrauch zu berechnen, wodurch bei einer anschließenden zeitlichen Integration ein Energieverbrauch bestimmbar ist. Beispielsweise kann bei Anwendung einer resonanten Halbbrücke zum Betrieb des Leuchtmittels der Strom und die Spannung durch das Leuchtmittel erfasst werden, wobei vorzugsweise der Wirkstrom beziehungsweise die Wirkleistung des Leuchtmittels erfasst wird. Bei Anwendung einer re- sonanten Halbbrücke zum Betrieb des Leuchtmittels (also beispielsweise bei einem Elektronischen Vorschaltgerät als Betriebsgerät 10) kann beispielsweise aber auch der durch die Halbbrücke fließende Strom als Kenngröße für die Leistung des Leuchtmittels erfasst werden. Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann aber beispielsweise auch die von dem Betriebsgerät 10 aufgenommene Leistung an den Eingangsanschlüssen oder über eine vorhandene Leistungsfaktorkorrekturschaltung erfassen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Energie- oder LeisUingsmesseinrichtung 25 also so ausgebi ldet sein, dass bei einem Betrieb des Leuehtmittels 1 2 mittels einer resonan- ten Halbbrücke, ein Strom und eine Spannung durch das Leuehtmitte! 1 2 oder durch die resonante Halbbrücke erfasst wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Energie- oder Leistungsmesseinrich- tung 25 ausgebildet sein, um sie in einem Erfassungsmodus die in dem Betriebsgerät 10 auftretenden Energie- oder Leistungsverluste in Abhängigkeit eines bestimmten ßetriebs- zustandes, also z.B. eines bestimmten Dimm- oder Heliigkeitswertes, zu erfassen und diese zu speiehern. Diese Werte können bei der Bestimmung der aktuellen Energie- oder Leistungsverbrauchswerte verwendet werden.
Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann es ermöglichen für ein Betriebsgerät 10 für ein Leuchtmittel genaue momentane Energie- oder Leistungsverbrauchswerte zu erfassen. Das Betriebsgerät 10 kann dann diese Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch, die mit Hilfe der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 ermittelt bzw. erfasst worden sind, an ein Steuergerät 20 senden oder diese Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät 20 zugänglich zu machen.
Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann so ausgebildet sein, dass sie die in dem Betriebsgerät 10 auftretenden Verluste ermitteln kann. Beispielsweise kann die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 in einer Art Erfassungsmodus für alle möglichen Dimmwerte bzw. Helligkeitswerte die entsprechenden Verluste aufnimmt. Diese erfassten Verluste entsprechend der Dimmwerte bzw. Helligkeitswerte können später im Betrieb bei der Bestimmung des aktuellen Energie- oder Leistungsverbrauchs berücksichtigt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Energie- oder LeisUingsmesseinrichtung 25 so ausgebildet sein, um die von dem Betriebsgerät 10 aufgenommene Energie- oder Leistung an zugehörigen Strom- /Spannungseingangsanschlüssen des Betriebsgerätes 1 0 oder über eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung zu erfassen. Eine Erfassung über eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass der von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufgenommene Strom erfasst wird und zusätzlich die am Eingang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung anliegende Spannung erfasst wird. Aus diesen erfassten Werten für den von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufgenommenen Strom sowie der anliegenden Spannung kann die aufgenommene Leistung und auch Energie bestimmt werden.
Anhand der Fig. 8 soll ein mögliches Ausführungsbeispiel für eine Erfassung der aufgenommenen Energie- oder Leistung an der Leistungsfaktorkorrekturschaltung erläutert wer- den.
In Fig. 8 ist eine typische Leismngsfaktorkorrekturschaltung dargestellt, die hier als Hochsetzsteller ausgeführt ist. Dabei wird der Schalter Sl hochfrequent getaktet und dadurch die Spule LI abwechselnd auf- und entmagnetisiert. Über die Diode Dl wird die Energie der Magnetisierung der Spule LI in den Pufferkondensator Cl übertragen, der wiederum zur Speisung der Leuchtmitteltreiberschaltung (beispielsweise der resonanten Halbbrücke) dient. In Serie zum Schalter Sl kann ein Strommeßwiderstand Rshunt angeordnet sein, der beispielsweise zur Überwachung des Stromes innerhalb der Leistungsfaktorkorrekturschaltung dienen kann (anhand einer Erfassung am Punkt CS). Immer wenn der Schalter Sl eingeschaltet ist, fließt der Strom Imains, welcher die Spule LI aufmagnetisiert, auch durch den Schalter Sl und den Strommeßwiderstand Rshunt. In der Ausschaltphase des Schalters Sl, wenn die Spule LI entmagnetisiert, fließt der Strom von der Spule LI durch die Diode Dl und nicht durch den Schalter Sl. Der Zeitpunkt der Entmagnetisierung der Spule LI kann anhand einer Messung beispielsweise mittels einer Sekundärwicklung an der Spuile LI an dem Punkt ZX festgestellt werden. Da aber sowohl der Wert des Spulenstromes Imains beim Öffnen des Schalters Sl als auch die Dauer der Entmagnetisierung der Spule LI bekannt ist, kann daraus auch der Stromfluß während der Ausschaltphase ermittelt werden. Ein typischer Verlauf für den Stromfluß durch die Spule LI in Abhängigkeit von der Taktung des Schalters Sl ist in der Fig. 9 symbolisch dargestellt. Die steigende Flanke des Stromes Imains durch die Spule LI entspricht auch dem Strom durch den Strommeßwiderstand Rshunt. Die fallende Flanke fließt wie bereits erläutert durch die Diode Dl. Der Verlauf der fallenden Flanke kann wie bereits erläutert anhand des Wertes des Stromes Imains durch die Spule LI beim Öffnen des Schalters Sl und der Dauer der Entmagnetisierung der Spule LI bestimmt werden. Somit kann der von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung aufgenommene Strom ermittelt werden. Alternativ können auch andere Stromerfassungen genutzt werden, beispielsweise mittels eines Strommeßtransformators oder einem anders angeordneten Strommeßwiderstand.
Wie in Fig. 9 zu erkennen ist, folgt die Einhüllende des Stromes Imains durch die Spule LI einem Sinusverlauf. Dies ergibt sich aus der sinusförmigen Netzspannung, da die Leistungsfaktorkorrekturschaltung bestrebt ist, die Stromaufhahme an den Verlauf der Netzspannung anzupassen und somit einen hohen Leistungsfaktor sicherzustellen.
Die am Eingang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung anliegende Spannung kann auch auf verschiedene Weisen ermittelt werden. Eine Möglichkeit wäre eine Messung über die bereits vorhandene Erfassung der Eingangsspannung, die oft bei Leistungsfaktorkorrekturschaltungen vorhanden ist (zum Beispiel die Eingangsspannungserfassung für den Multiplikator-Eingang der Leist^ngsfaktorkorrekturregelschaltung). Eine derartige Messung könnte beispielsweise am Eingang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung am Punkt Vmains erfolgen. Es könnte aber beispielsweise auch eine Messung an einer vorhandenen Schaltung zur Unterscheidung eines AC- oder DC-Speisebetriebes genutzt werden oder eine indirekte Erfassung der Eingangsspannung beispielsweise über die Auswertung des Tastverhältnisses des Schalters Sl der Leistungsfaktorkorrekturschaltung (unter Beachtung der Ausgangsspannung am Puffer- kondensator Cl) erfolgen.
Wenn die Spannung und der Strom durch die Leistungsfaktorkorrekturschaltung bekannt sind, kann über eine Multiplikation dieser Werte die aufgenommene Leistung bestimmt werden, und im weiteren auch die aufgenommene Energie bestimmt werden.
Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann auch derart ausgebildet sein, dass die von dem Betriebsgerät 10 aufgenommene Leistung an den Eingangsanschlüssen oder über eine vorhandene Leistungsfaktorkorrekturschaltung erfasst wird, und weiterhin auch die an das Leuchtmittel abgegebene Leistung zusätzlich erfasst wird. Auf diese Weise kann auch der Energieverbrauch und die Verlustleistung innerhalb des Betriebsgerät 10 ermittelt werden. Zusätzlich kann somit der Wirkungsgrad des Betriebsgerät 10 erfasst werden. Somit ist es möglich, den Energieverbrauch und die Verlustleistung des Betriebsgerätes 10 zu ermitteln und auch regelmäßig zu überwachen. Bei einer Verschlechterung der Verlustleistung kann beispielsweise dieser Zustand auch durch das Betriebsgerät 10 signalisiert wer- den. Des weiteren ist es auch möglich, dass die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 sowohl den Energieverbrauch oder die Verlustleistung innerhalb des Betriebsgerät 10 ermittelt und zusätzlich auch den Energieverbrauch oder die aufgenommene Leistung des Leuchtmittels erfasst. Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann auch so ausgebildet sein, dass der Energie- oder Leistungsverbrauch über den für das Leuchtmittel eingestellten Dimmwert bzw. Helligkeitswert berechnet wird. Dies kann erfolgen, indem für jedes Betriebsgerät eines Beleuchtungssystems eine Liste bereitgestellt wird, in der pro Dimmwert bzw. eingestellten Helligkeitswert die Leistungsaufnahme des Betriebsgerätes dokumentiert ist. Neben dem Dimmwert kann dann auch die entsprechende Betriebszeit des Leuchtmittels, sowie der jeweilige Typ des Leuchtmittels gespeichert werden, um einen Energieverbrauch - also Leistung multipliziert mit der entsprechenden Zeit - zu erhalten. Solch eine Liste kann beispielsweise in einem Speicher des Betriebsgeräts hinterlegt sein.
Die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann also so ausgebildet sein, um den H- nergie- oder Leistungsverbrauch eines Leuchtmittels in einem Betriebszustand, also z.B. bei einem bestimmtem Dimm- oder Helligkeitswert, mit Hüte einer zu dem jeweiligen Betriebzustand zugeordneten Wert in einer Liste von Energie- und Leistungsverbrauchswerten des Betriebsgerätes zu bestimmen.
Das Betriebsgerät 10 kann dabei so ausgebildet sein, dass es auf eine Anforderung durch das Steuergerät hin oder aber auch intermittierend von sich aus eine von der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 ermittelte Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch, beispielsweise über die Schnittstelle 15, an das Steuergerät 20 sendet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Steuergerät 20 über Steuerbefehle, die beispielsweise über den Bus 16 an das Betriebsgerät 10 gesendet werden, Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch dieses Betriebsgerätes anfordern bzw. auslesen. In weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann das Betriebsgerät 10 aber auch so ausgebildet sein, diese Information bezüglich des Energie- oder Leistungsverbrauches sporadisch von sich aus, je nach Auslastung des Buss- Systems 16 an das Steuergerät 20 zu senden. Das Betriebsgerät 10 kann auch so ausgebildet sein, dass es die Informationen zum Energie- oder Leistungsverbrauch zu vorbestimmten Zeiten oder Zeitpunkten oder bei bestimmten Ereignissen an das Steuergerät 20 sendet oder zugänglich macht. Ein solches Ereignis könnte z. B. sein, dass ein Dimm- bzw. Helligkeitswert des Leuchtmittels geändert wird und daraufhin eine Information bezüglich des Energie- oder Leistungsverbrauchs in dieser neuen Einstellung des Leuchtmittels an das Steuergerät 20 übermittelt wird.
Wie in einem weiteren Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt ist, kann ein Betriebsgerät 10 neben dem im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erwähnten Komponenten einen Daten- Speicher 30 aufweisen, der mit der Energie- oder Leistungseinrichtung gekoppelt ist, so dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch in dem Datenspeicher abspeicherbar ist. Der Datenspeicher 30 kann beispielsweise über die Schnittstelle 15 durch das Steuergerät 20 auslesbar sein.
Wie in Fig. 2 weiter dargestellt ist, kann an das Bussystem 16 eine Kontrolleinheit 40 angeschlossen sein, mit der beispielsweise eine Lampe gedimmt werden kann, also die Helligkeit verändert werden kann. Solche Kontrolleinheiten 40 können auch in anderen Aus- führungsbeispielen der Erfindung an das Bussystem 16 angeschlossen sein. Bei der Kont- rolleinheit 40 kann es sich beispielsweise um einen Bewegungssensor, einen Helligkeitssensor, einen Taster, einen Ein - und Ausschalter, einen Dimmer, eine Kontrolltafel, ein Touch-Panel etc. zur Steuerung bzw. Betätigung der Betriebsgeräte handeln. Die Kontrolleinheit 40 kann also ein Bedienelement für ein Betriebsgerät sein. Wie im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 bereits beschrieben wurde, kann gemäß weiteren Ausführungsbeispie- len solch eine Kontrolleinheit 40 auch direkt an das Steuergerät 20 angeschlossen sein. Das Steuergerät 20 kann dann beispielsweise einen Steuerbefehl von einer Kontrolleinheit 40 an das Betriebsgerät 10 weitergeben. Bei dem Steuergerät 20 kann es sich um ein DALI- Steuergerät handeln, das über einen DALI-Bus 16 mit einem DALI-Betriebsgerät 10 gekoppelt ist. Dementsprechend kann das Steuergerät ausgebildet sein, in einem DALI- Beleuchtungssystem die logische Zuordnung zwischen den Kontrolleinheiten 40 und den DALI-Betriebsgeräten 10 herzustellen.
Ein Betriebsgerät 10 für ein Leuchtmittel 12 kann über einen gewissen Zeitraum Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch auf einen Datenspeicher 30, wie z.B. einer Memorybank, aufzeichnen. Beispielsweise kann also ein gemittelter Energie- oder Leistungsverbrauchswert durch Integration der Energie- oder Leistungsverbrauchswerte über einen gewissen Zeitraum bestimmt bzw. erfasst werden. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch einen zeitlich gemittelten Energie- oder Leistungsverbrauch oder beispielsweise auch einen momentanen Energie- oder Leistungsverbrauch umfassen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, kann das Betriebsgerät 10 eine weitere Schnittstelle 35 aufweisen. Über diese Schnittstelle 35, die mit einem Datenspeicher 30 oder der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 gekoppelt sein kann, kann dann eine abgespeicherte Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch auslesbar sein. Bei dieser zweiten Schnittstelle 35 kann es sich beispielsweise auch um eine drahtlose Schnittstelle handeln, bei der die Daten und Informationen per Funk, z.B. nach dem Bluetooth-Standard, übertragen werden. Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch können dann beispielsweise drahtlos an ein Steuergerät 20 übermittelt werden. Denkbar ist jedoch auch, dass es sich bei der weiteren Schnittstelle 35 um eine drahtgebundene Schnittstelle handelt, welche im Vergleich zur Schnittstelle 15 ein anderes Übertragungsprotokoll aufweist, so dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch unabhängig von einem DALI-Protokoll auch an andere weitere Geräte zur Auswertung gesendet bzw. von diesen ausgelesen werden können. Die Informationen können auch über die Schnittstelle 35 an das Steuergerät 20 übermittelt werden, Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ein Datenspeicher 30 unterschiedliche Memorybänke 30a, 30b oder Register aufweisen, wobei beispielsweise in einem ersten Register 30a Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch über einen gewissen Zeitraum abgespeichert werden, während beispielsweise in einem zweiten Register oder einer zweiten Memorybank 30b immer aktuelle Informationen über Energie- oder Leistungsverbrauch des Betriebsgerätes 10 mit Leuchtmitteln 12 abgelegt sind. Diese können dann bei Bedarf abgerufen oder gesendet werden.
Wie bereits oben angegebne wurde, kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das Betriebsgerät 10 so ausgebildet sein, um eine Information über den Energieoder Leistungsverbrauch an das Steuergerät 20 intermittierend, kontinuierlich, in periodischen Zeitintervallen, zu vorbestimmten Zeitpunkten, bei einem vorbestimmten Energieoder Leistungsverbrauchswert oder auf einen Befehl hin zur Änderung einer Helligkeit des Leuchtmittels gesendet wird, oder für das Steuergerät 20 zugänglich gemacht wird. Das Auslesen kann dabei z.B. über eine drahtlose weitere Schnittstelle 35 erfolgen oder über die Schnittstelle 15, die beispielsweise gemäß dem DALI-Protokoll arbeiten kann.
Bei den Schnittstellen 15 und 35 kann es sich um Schnittstellen zum bidirektionalen Datenaustausch handeln, das heißt, über diese Schnittstellen kann sowohl gesendet als auch empfangen werden. Somit können beispielsweise Steuerbefehle empfangen werden und Statusangaben oder Daten, wie z. B. eine Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch, vom Betriebsgerät 10 gesendet werden. Die Schnittstelle 15 zum bidirektionalen Datenaustausch kann so ausgebildet sein, um externe Steuerbefehle für den Betrieb des Leuchtmittels 12 gemäß dem DALI-Protokoll zu empfangen und Statusinformationen bzw. Dateninformationen gemäß dem DALI-Protokoll zu senden.
Wie in Fig. 4, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt ist, kann das Betriebsgerät 10 auch eine weitere Schnittstelle 35 aufweisen, über die per Funk bzw. draht- los die Informationen zum Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät 20 oder ein anderes Gerät, zur Auswertung dieser Informationen, übermittelt werden können oder ausgelesen werden können. Das Betriebsgerät 10 kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen auch über eine Fembedienung 45 Steuerbefehle zur Steuerung des Betriebsverhaltens des Leuchtmittels 12 empfangen. Ferner ist es auch denkbar, dass die Kontrolleinheiten 40 per Funk mit dem Steuergerät 20 kommunizieren können, um dann Steuerbefehle über die Busleitung 16 an ein Betriebsgerät 10 zu übermitteln. Das Betriebsgerät 10 kann also ferner ausgebildet sein, von einer Kontrolleinheit 40 über eine Schnittstelle 15 oder 35, Steuerbefehle für den Betrieb des Leuchtmittels zu empfangen. Beispielsweise kann also über eine Kontrolleinheit 40 ein Dimm- bzw. Helligkeitswert eingestellt werden, woraufhin eine Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch des Betriebsgerätes 10 für Leuchtmittel 12 in diesem eingestellten Dimmwert einem Steuergerät 20 zugesendet wird oder zugänglich gemacht wird. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, kann die weitere Schnittstelle mit dem Datenspeicher 30 verbunden sein, wobei bei alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Schnittstelle 35 nicht direkt mit dem Datenspeicher gekoppelt sein braucht.
Allgemein kann über die Busleitung 16 auch eine Strom- und Spannungsversorgung für das Betriebsgerät mit dem Leuchtmittel 12 enthalten sein. Alternativ kann jedoch auch eine separate Strom- und Spannungsversorgung für das Betriebsgerät über andere Zuleitungen erfolgen.
Das Steuergerät 20 kann ein DALI-Steuergerät sein oder beispielsweise auch ein DALI- Gateway, das heißt, ein Verbindungselement zwischen unterschiedlichen Bussystemen oder Busnetzen, wie z. B. dem DALI-Bus und anderen Bus-Systemen, wie z. B. den Hausbussystemen EIB (EIB = Europäischer Installations-Bus), LON (LON = Local Operating Network) oder dem C-Bus sein. Durch den Einbau der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung in ein Betriebsgerät 10 kann eine genaue Energiebilanz für ein jedes entsprechend ausgestattetes Betriebsgerät erstellt werden und von einem Steuergerät 20 zur Verfügung gestellt werden. Ein Steuergerät 20 kann beispielsweise an einem Computer angeschlossen sein, so dass über Software Anweisungen an das Steuergerät von bestimmten Betriebsgeräten u.a. Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch angefordert oder empfangen werden können.
Mit Hilfe der integrierten Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 kann also ein genauer tatsächlicher Energie- oder Leistungsverbrauchswert ermittelt werden. Dabei braucht nicht auf Listen oder hinterlegten Verbrauchswerten bei bestimmten Dimmeinstellungen zurückgegriffen werden. In einem Beleuchtungssystem mit Steuergerät 20 und integriertem Betriebsgerät 10 können unterschiedliche Betriebsgeräte mit unterschiedlichen Leuchtmitteln eingebaut werden, so dass jedes Betriebsgerät eine unterschiedliche Energie- oder Leistungsaufnahme aufweisen kann. Durch die Integration der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 in Betriebsgeräten 10 kann dann auf eine einfache, aber trotzdem äußerst genaue Weise für jedes dieser unterschiedlichen Betriebsgeräte für die zugeordneten Leuchtmittel die Energie- oder Leistungsaufnahme ermittelt werden und an das zentrale Steuergerät 20 gesendet oder von diesem ausgelesen werden. Ferner kann auch die Ener- gie- oder Leistungsaufnahme von einer Gruppe von zusammen geschalteten Leuchtmitteln, die einem erfindungsgemäßen Betriebsgerät zugeordnet sind, mit Hilfe der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung 25 ermittelt werden und eine entsprechende Information zum Energie- oder Leistungsverbrauch an ein Steuergerät 20 gesendet oder diesem zugänglich gemacht werden.
Wie in dem Flussdiagramm in Fig. 5 dargestellt ist, umfasst somit die Erfindung auch ein Verfahren zum Erfassen einer Information eines Energie- oder Leistungsverbrauchs eines Leuchtmittels mit einem Betriebsgerät. Das Betriebsgerät weist eine Schnittstelle zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät auf und ferner eine Energie- oder Leis- tungsmesseinrichtung zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs. Das Verfahren umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Schritt des Ermitteins 100 einer Information über den Energie- und Leistungsverbrauch mit Hilfe der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung. Ferner weist das Verfahren ein Senden 110 der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch an ein Steuergerät oder ein Zugänglichmachen 120 der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren nach dem Schritt des Ermitteins 100 auch einen Schritt des Speicherns der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch auf einen Datenspeicher des Betriebsgerätes für Leuchtmittel aufweisen. Das heißt also, die Daten, welche von der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung ermittelt oder gemessen wurden, können auf einen in dem Betriebsgerät vorhandenen Speicher für digitale Daten abgespeichert werden. Von dort können sie zu dem Steuergerät gesendet werden, oder von diesem ausgelesen werden. Gemäß Ausfüh- rungsbeispielen kann der Schritt des Sendens 110 der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch oder das Zugänglichmachen 120 dieser Information auf eine Anforderung durch ein Steuerungsgerät hin oder intermittierend von sich aus durchgeführt werden. Das Senden einer Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch kann also so durchgeführt werden, dass aufgrund eines externen Steuerungsbefehles die entsprechende Information an das Steuergerät gesendet wird. Denkbar ist auch, dass auch zu vorbestimmten Zeiten oder vorbestimmten Zeitintervallen oder aufgrund von bestimmten Ereignissen die Information ausgelesen werden kann, von einem Steuergerät oder zu diesem gesendet werden kann. Solch ein Ereignis kann beispielsweise das Ein- oder Ausschalten des Betriebsgerätes für Leuchtmittel sein oder beispielsweise auch eine Änderung des Helligkeitsoder Dimmwertes für solch ein Betriebsgerät.
Der Schritt des Sendens 110 der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch oder der Schritt 120 des Zugänglichmachens derselben Information kann in Ausführungsbeispielen beispielsweise intermittierend bzw. zeitweilig aussetzend, in periodischen Zeitintervallen, zu vorbestimmten Zeitpunkten oder Zeiten, bei einem vorbestimmten Energieoder Leistungsverbrauchswert oder auf einen Befehl hin zur Änderung einer Helligkeit des Leuchtmittels durchgeführt werden.
Insbesondere wird auch darauf hingewiesen, dass abhängig von den Gegebenheiten das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Schema auch in Software implementiert sein kann. Die Implementation kann auch einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette, einer CD oder DVD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner oder Mikroprozessor abläuft. In anderen Worten ausge- drückt, kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.

Claims

Patentansprüche
Betriebsgerät (10) für ein Leuchtmittel (12), mit einer Schnittstelle (15) zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät (20), wobei das Betriebsgerät (10) eine Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs des Leuchtmittels aufweist, und wobei das Betriebsgerät (10) so ausgebildet ist, um eine Information, über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät (20) zu senden, oder so ausgebildet ist, dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät (20) zugänglich ist.
Betriebsgerät gemäß Anspruch 1, wobei das Betriebsgerät (10) ausgebildet ist, auf Anforderung durch das Steuergerät (20) hin oder intermittierend von sich aus eine von der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) ermittelte Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch über die Schnittstelle (15) an das Steuergerät (20) zu senden.
Betriebsgerät (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner einen Datenspeicher (30) aufweist, der mit der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) gekoppelt ist, so dass die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch in dem Datenspeicher (30) abspeicherbar ist.
Betriebsgerät gemäß Anspruch 3, das ferner eine weitere Schnittstelle (35) aufweist, die mit dem Datenspeicher (30) gekoppelt ist, so dass eine abgespeicherte Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch über die weitere Schnittstelle (35) auslesbar oder sendbar ist.
Betriebsgerät gemäß einem Ansprüche 1 bis 4, wobei die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch ein zeitlich gemittelter Energie- oder Leistungsverbrauch oder ein momentaner Energie- oder Leistungsverbrauch ist.
Betriebsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Betriebsgerät (10) so ausgebildet ist, um die Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das Steuergerät (20) intermittierend, kontinuierlich, in periodischen Zeitintervallen, zu vorbestimmten Zeitpunkten, bei einem vorbestimmten Energie- oder Leistungsverbrauch oder auf einem Befehl hin zur Änderung einer Helligkeit des Leuchtmittels an das Steuergerät (20) zu senden oder für das Steuergerät (20) zugänglich zu machen.
7. Betriebsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Betriebsgerät (10) ferner ausgebildet ist, von einer Kontrolleinheit (40) über die Schnittstelle (15) Steuerbefehle für den Betrieb des Leuchtmittels zu empfangen.
8. Betriebsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der bidirektionale Datenaustausch Steuerungsbefehle, Statusmeldungen oder Informationen zum Energieoder Leistungsverbrauch umfasst.
9. Betriebsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Betriebsgerät (10) als ein DALI - Steuergerät (DALI = Digital Adressable Lighting Interface ) und eine DALI-Schnittstelle (15) ausgebildet ist, welches mit einem Steuergerät (20) gemäß einem DALI-Protokoll bidirektional Daten austauscht.
10. Betriebsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Betriebsgerät (10) als ein elektronisches Vorschaltgerät (10) für Entladungslampen (12) ausgebildet ist.
I ! . Betriebsgerät ( 1 0) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) ausgebildet ist, um in einem Erfassungsmodus die in dem Betriebsgerät ( 10) auftretenden Energie- oder Leistungsverluste in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Betriebsgerätes zu erfassen und zu speichern.
12. Betriebsgerät ( 1 0) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) ausgebildet ist, um die von dem Betriebsgerät ( 10) aufgenommene Energie- oder Leistung an zugehörigen Strom- /Spannungseingangsanschlüssen des Betriebsgerätes oder über eine Leistungslaktor- korrekturschaltung zu erfassen.
1 3. Betriebsgerät ( 10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 2, wobei die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25) ausgebildet ist, um den Energie- oder Leistungsverbrauch des Leuchtmittels ( 1 2) in einem Betriebszustand mit Hilfe einer zu dem jeweiligen Betrieb/.ustand zugeordneten Wert in einer Liste von Energie- und Leistungsverbrauchswerten zu ermitteln.
14. Betriebsgerät ( 10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 . wobei die Energie- oder Leistungsmesseinrichtung (25 ) ausgebildet ist, um. bei einem Betrieb des Leuchtmittels ( 1 2) mittels einer resonanten Halbbrücke, einen Strom und eine Spannung durch das Leuchtmütel oder durch die resonanie Halbbrücke zu erfassen.
15. Verfahren zum Erfassen eines Energie- oder Leistungsverbrauchs eines Leuchtmittels, mit einem Betriebsgerät, wobei das Betriebsgerät eine Schnittstelle zum bidirektionalen Datenaustausch mit einem Steuergerät aufweist, und wobei das Betriebsgerät eine Energie- oder Leistungsmesseinrichtung zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs aufweist, mit folgenden Schritten:
Ermitteln (100) einer Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch mit Hilfe der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung; und Senden (110) der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch an das
Steuergerät, oder Zugänglichmachen (120) der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch für das Steuergerät.
16. Verfahren gemäß Anspruch 11, das ferner einen Schritt des Speicherns der mit Hilfe der Energie- oder Leistungsmesseinrichtung erfassten Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch auf einen Datenspeicher des Betriebsgerätes aufweist.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei der Schritt des Sendens (110) der Information oder der Schritt des Zugänglichmachens (120) der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch auf eine Anforderung durch das Steuer- gerät hin durchgeführt wird oder das Betriebsgerät intermittierend, von sich aus, die
Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch auf eine Anforderung durch das Steuergerät hin an das Steuergerät 20 sendet..
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei der Schritt des Sendens (HO) der Informationen über den Energie- oder Leistungsverbrauch oder der Schritt des Zugänglichmachens (120) der Information über den Energie- oder Leistungsverbrauch, intermittierend, kontinuierlich, in periodischen Zeitintervallen, zu vorbestimmten Zeitpunkten, bei einem vorbestimmten Energie- oder Leistungsverbrauch oder auf einem Steuerungsbefehl hin zur Änderung einer Helligkeit des Leuchtmit- tels hin durchgeführt wird.
19. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wenn das Computerprogramm auch einem Computer ausgeführt wird.
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