DE102004057515B4

DE102004057515B4 - Lampenbetriebsgerät mit Schnittstelleneinheit zum drahtlosen Empfangen externer Steuersignale

Info

Publication number: DE102004057515B4
Application number: DE102004057515.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Zudrell-Koch
Original assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: DE102004057515A1

Abstract

Lampenbetriebsgerät (1) zum Betreiben einer Lichtquelle (LA), aufweisend • eine Schnittstelleneinheit (5) zum drahtlosen Empfangen externer Steuersignale sowie • eine mit der Schnittstelleneinheit (5) verbundene Steuereinheit (2) zum Betreiben der Lichtquelle (LA) in Abhängigkeit von den empfangenen Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlußverbindungen des Gehäuses (10) des Lampenbetriebsgeräts (1) über eine Kopplungseinheit (6) mit der Schnittstelleneinheit (5) verbunden sind und eine Antenne für den drahtlosen Empfang der externen Steuersignale bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lampenbetriebsgerät zum Betreiben einer Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, welches eine Schnittstelleneinheit zum drahtlosen Empfangen externer Steuersignale sowie eine mit der Schnittstelleneinheit verbundene Steuereinheit zum Betreiben der Lichtquelle in Abhängigkeit von den empfangenen Steuersignalen aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Beleuchtungssystem und ein Verfahren zum Betreiben eine Lichtquelle.
Das Ansteuern von Lampenbetriebsgeräten über externe Steuersignale findet in letzter Zeit zunehmend Verwendung, da sich hierdurch größere Beleuchtungseinrichtungen und Anlagen realisieren lassen, bei denen von einer zentralen Stelle aus die Leuchten in komfortabler Weise in ihrer Helligkeit eingestellt werden können. Ein bekannter Standard zur Übertragung von Steuerbefehlen für Lampenbetriebsgeräte ist beispielsweise der sog. DALI-Standard, der eine Übermittlung digitaler Steuersignale zum Einstellen der Helligkeit der von den Lampenbetriebsgeräten betriebenen Lichtquellen ermöglicht.
Auch wenn die Übertragung der Steuersignale oder Steuerbefehle in überwiegender Weise über spezielle Datenleitungen oder im Rahmen des sogenannten Powerline Carrier-Verfahrens über die Leitungen der Stromversorgung erfolgt, spielt auch die drahtlose Übermittlung von Steuersignalen eine gewisse Rolle, da hierdurch beispielsweise mittels einer Fernbedienung die Ansteuerung von Leuchten ermöglicht wird. So ist beispielsweise aus der WO 03/043384 A1 ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Fluoreszenzlampe bekannt, welches eine Transceiver-Einheit aufweist, die mit einer Antenne für die drahtlose Kommunikation verbunden ist. Dabei wird insbesondere auch die Möglichkeit erwähnt, die Antenne in das Vorschaltgerät zu integrieren, was dadurch erfolgt, dass das Gehäuse aus Kunststoff gebildet wird, so dass keine Abschirmung der RF-Signale erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur drahtlosen Kommunikation für ein Lampenbetriebsgerät anzugeben. Insbesondere soll der Aufwand zur Realisierung der drahtlosen Kommunikation möglichst gering gehalten werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es wiederum, die Antenne weitestgehend in das Lampenbetriebsgerät zu integrieren. Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung allerdings, bei der nach wie vor ein separates Bauteil als Antenne verwendet wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, Anschlußverbindungen des Gehäuses als Antenne zu nutzen.
Erfindungsgemäß wird also ein Lampenbetriebsgerät zum Betreiben einer Lichtquelle vorgeschlagen, welches eine Schnittstelleneinheit zum drahtlosen Empfangen externer Steuersignale sowie eine mit der Schnittstelleneinheit verbundene Einheit zum Betreiben der Lichtquelle in Abhängigkeit von den empfangenen Steuersignalen aufweist, wobei erfindungsgemäß Anschlußverbindungen des Gehäuses über eine Kopplungseinheit mit der Schnittstelleneinheit verbunden sind und eine Antenne für den Empfang der externen Steuersignale bilden. Bei diesen Komponenten, welche die Antenne des Lampenbetriebsgeräts bilden, kann es sich insbesondere um das – in diesem Fall zumindest teilweise aus Metall bestehende – Gehäuse selbst handeln, es können allerdings auch die Anschlußverbindungen des Lampenbetriebsgeräts für die Schutzleitung bzw. einen Neutralleiter, Anschlußverbindungen für eine Phase der Stromversorgung oder die Anschlußverbindungen zum Anschließen der Lichtquelle an das Lampenbetriebsgerät verwendet werden. Diese Komponenten können dabei nicht nur zum Empfangen externer Steuersignale eingesetzt werden, sondern es kann durchaus auch vorgesehen sein, dass sie als Antenne zum Aussenden von Informationen – beispielsweise zur Rückmeldung an eine zentrale Steuereinheit – genutzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Nutzung. der Anschlüsse des Gehäuses als Antenne wird erreicht, dass ein besonders einfacher Aufbau des Geräts zur Realisierung einer drahtlosen Kommunikation erzielt wird. Die Kosten bei der Herstellung des Geräts können hierbei insbesondere dadurch reduziert werden, dass keine separaten Bauteile zur Realisierung der Antenne eingesetzt werden müssen. Von besonderem Vorteil ist hierbei die Lösung, gemäß der das Gehäuse des Lampenbetriebsgeräts selbst aus Metall besteht und als Antenne genutzt wird, da in diesem Fall gleichzeitig auch eine Abschirmung bzw. Isolierung für die in dem Gerät befindlichen Komponenten gegenüber elektromagnetischen Störungen erzielt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgerät kann es sich insbesondere um ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe handeln. In diesem Fall kann das Vorschaltgerät eingangsseitig einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Versorgungsnetzspannung, eine mit der gleichgerichteten Versorgungsnetzspannung gespeiste Zwischenkreisschaltung zum Erzeugen einer geregelten Zwischenkreisspannung sowie eine mit der Zwischenkreisspannung gespeiste Treiberschaltung zum Betreiben der Lichtquelle aufweisen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das erfindungsgemäße Lampenbetriebsgerät eine zweite Schnittstelleneinheit zum Empfangen externer Informationen auf, wobei die Steuereinheit, die sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Schnittstelleneinheit verbunden ist, in der Lage ist, automatisch zu erkennen, über welche der beiden Schnittstelleneinheiten gerade Daten empfangen werden. Diese zweite Schnittstelleneinheit kann beispielsweise zum Empfangen von Daten entsprechend dem DALI-Standard ausgestaltet sein. Es bestünde allerdings auch die Möglichkeit, an die zweite Schnittstelleneinheit einen Helligkeitssensor anzuschließen, der Informationen über die Umgebungshelligkeit liefert und hierdurch ein automatisches Anpassen der Lampenhelligkeit ermöglicht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lichtquelle mittels eines Lampenbetriebsgeräts, wobei dem Lampenbetriebsgerät drahtlos externe Steuersignale übermittelt werden und die Lichtquelle in Abhängigkeit von diesen Steuersignalen betrieben wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die externen Steuersignale an einer Komponente des Gehäuses des Lampenbetriebsgeräts und/oder Anschlußverbindungen davon abgegriffen werden.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 die grundsätzliche schematische Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgeräts;
2 eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgeräts und
3 eine zweite Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgeräts.
1 zeigt zunächst ein erfindungsgemäßes Lampenbetriebsgerät 1, das Bestandteil eines größeren Beleuchtungssystems ist, zu dem insbesondere auch ein zentrale Steuereinheit 50 gehört, welche die einzelnen Lampenbetriebsgeräte des Systems durch die Übermittlung von Steuersignalen ansteuert. Sowohl das erfindungsgemäße Lampenbetriebsgerät 1 als auch das Steuergerät 50 sind an eine gemeinsame Stromversorgung 55 angeschlossen, welche zumindest die Phasenleitung L, den Neutralleiter N sowie den Schutzleiter PE umfaßt. Diese drei Leitungen sind über Eingangsanschlüsse 4 an das Lampenbetriebsgerät 1 angeschlossen und versorgen dieses mit Strom.
Ausgangsseitig weist das Lampenbetriebsgerät 1 weitere Anschlüsse 3 auf, an welche eine zu betreibende Lichtquelle, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Leuchtstofflampe LA angeschlossen werden kann. Anzumerken ist, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf Lampenbetriebsgeräte zum Betreiben von Gasentladungslampen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung bei sämtlichen Lampenbetriebsgeräten zur Ansteuerung von Lichtquellen irgendwelcher Art verwendet werden.
Das zentrale Steuergerät 50 des Beleuchtungssystems übermittelt nunmehr Steuerdaten an die verschiedenen Lampenbetriebsgeräte, um diese beispielsweise ein- und auszuschalten sowie Helligkeitswerte vorzugeben. Die Datenübermittlung kann dabei sowohl über eine angedeutete Busleitung 52 also auch drahtlos erfolgen, wozu das Steuergerät 50 eine Antenne 51 zum Aussenden und ggf. Empfangen von Informationen aufweist.
Auch das erfindungsgemäße Lampenbetriebsgerät 1 ist zur drahtlosen Kommunikation ausgestaltet und weist hierzu einen Schnittstelleneinheit 5 auf, welche in später noch zu beschreibender Weise RF-Signale empfängt und an eine interne Steuereinheit 2 des Lampenbetriebsgeräts 1 weiterleitet, welches dann die Lichtquelle LA in Abhängigkeit von diesen Steuersignalen betreibt.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgeschlagen, die Komponenten für die drahtlose Kommunikation des erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgeräts 1 derart auszugestalten, dass insbesondere die zum Empfangen und Aussenden von Informationen benötigte Antenne in das Gerät weitestgehend integriert wird. Hierzu ist eine mit der Schnittstelleneinheit 5 verbundene Kopplungseinheit 6 vorgesehen, welche die Schnittstelleneinheit 5 an eine bestimmte Komponente des Lampenbetriebsgeräts anschließt und diese hiermit als Antenne nutzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel von 1 sind insgesamt sechs mit dem Buchstaben A bis F bezeichnete Stellen des Lampenbetriebsgeräts 1 dargestellt, welche als integrierte Antenne genutzt werden können. Diese Möglichkeiten sind:

A: das Gehäuse 10 des Lampenbetriebsgeräts 1, welches in diesem Fall zumindest teilweise aus Metall besteht;
B: der Anschluß für den Schutzleiter PE;
C: der Anschluß für den Neutralleiter N;
D: der Anschluß für die Phasenleitung L;
E, F: die Anschlußverbindungen zum Anschließen der Lampe LA an das Lampenbetriebsgerät 1.

Weitere Möglichkeiten würden darin bestehen, eine in das Lampenbetriebsgerät 1 integrierte Leiterplatte oder Massenfläche als Antenne zu nutzen. In sämtlichen Fällen kann aufgrund der sehr spezifischen Hochfrequenzeigenschaften eines geerdeten Metallgehäuses bzw. der entsprechenden Netzanschlüsse oder Lampenanschlüsse der Vorteil genutzt werden, dass diese Komponenten auf in der Umgebung befindliche RF-Signale reagieren und diese in Funktion einer Antenne aufnehmen. Diese Signale können dann über die Kopplungseinheit 6 zur Schnittstelleneinheit 5 weitergeleitet werden, welche die Signale auswertet und in aufbereiteter Weise an die Steuereinheit 2 übermittelt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass bereits vorhandene Komponenten des Lampenbetriebsgeräts 1 zusätzlich als Antenne genutzt werden. Insbesondere ist es nicht mehr erforderlich, separate Bauteile einzusetzen, weshalb der Aufwand zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung besonders niedrig ist. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung auf sehr elegante Art und Weise eine drahtlose Kommunikation des Lampenbetriebsgeräts 1 mit dem zentralen Steuergerät 50 bzw. einer anderen Fernbedienung, da beispielsweise im Falle der Nutzung des Metallgehäuses 10 als Antenne gleichzeitig der Effekt erzielt wird, dass das Metallgehäuse als Isolierung gegenüber RF-Störungen interner oder externer Art wirkt.
2 zeigt eine nähere Ausgestaltung einer möglichen Variante eines erfindungsgemäßen Lampenbetriebsgeräts 1. Es handelt sich hierbei um ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe LA. Wesentliche Komponenten des Geräts 1 sind in diesem Fall eine eingangsseitige und mit den Netzanschlüssen verbundene Gleichrichterschaltung 12 zum Gleichrichten der Netzversorgungsspannung sowie eine der Gleichrichterschaltung 12 nachgeschaltete Zwischenkreisschaltung 13 zum Erzeugen einer in ihrer Höhe veränderbaren Zwischenkreisspannung. Diese wird einem Lampentreiber 14 zugeführt, der abhängig von übermittelten Steuersignalen die Lampe LA mit einer Versorgungsspannung versorgt. Sowohl die Zwischenkreisschaltung 13 als auch die Treiberschaltung 14 werden von der Steuereinheit 2 des Lampenbetriebsgeräts 1 angesteuert, welche intern vier Komponenten aufweist, zum einen eine Treiberschaltung 11a zum Ansteuern der Schaltungskomponenten 13 und 14, eine erste Kontrolleinheit 11b zur Erzeugung von Kontrollsignalen für den Betrieb des Lampentreibers 14 sowie eine zweite Kontrolleinheit 11c zum Erzeugen von Kontrollsignalen für die Ansteuerung der Zwischenkreisschaltung 13. Die vierte Komponente der Steuereinheit 2 ist eine Kontrolleinheit 11d zur Steuerung bzw. Kommunikation mit der Schnittstelleneinheit 5, welche in erfindungsgemäßer Weise über eine Kopplungseinheit 6 mit einer als Antenne genutzten Komponente des Lampenbetriebsgeräts 1 verbunden ist. Die Kontrolleinheit 11d ist für die Auswertung der empfangenen externen Steuersignale verantwortlich und veranlasst eine entsprechende Ansteuerung der Zwischenkreisschaltung 13 bzw. der Treiberschaltung 14 für den Lampenbetrieb.
Eine Erweiterung gegenüber dem allgemeinen und in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besteht nunmehr darin, dass das Lampenbetriebsgerät 1 eine zusätzliche Schnittstelleneinheit 15 aufweist, welche für den Empfang von externen Steuersignalen über zwei Busleitungsanschlüsse ausgestaltet ist. Bei dieser zweiten Schnittstelleneinheit 15 handelt es sich insbesondere um eine Einheit, die zum Empfang von Steuerinformationen gemäß dem DALI-Standard ausgestaltet ist. Dieser Standard hat sich in letzter Zeit zur Übertragung digitaler Steuerinformationen für die Helligkeitssteuerung durchgesetzt und kommt vielfach zum Einsatz.
Die Steuereinheit 2, genau genommen die Kontrolleinheit 11d ist in diesem Fall in der Lage, zu erkennen, über welche der beiden Schnittstelleneinheiten 5 oder 15 Informationen eingehen und übernimmt automatisch eine entsprechende Ansteuerung der Lampe LA in Abhängigkeit von den gerade empfangenen Daten. Wie ferner der Darstellung in 2 entnommen werden kann, wird nunmehr der Eingangsanschluß für die DALI-Signale gleichzeitig auch als Antenne genutzt, so dass wiederum die erfindungsgemäße Integration der Antenne für die drahtlose Datenkommunikation erzielt wird.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel in 3 weist das erfindungsgemäße Datenbetriebsgerät 1 zwei verschiedene Schnittstelleneinheiten 5 und 16 auf. In diesem Fall ist die zweite Schnittstelleneinheit 16 mit einem externen Helligkeitssensor 17 verbunden, der fortwährend Informationen über die aktuelle Umgebungshelligkeit liefert. Hierdurch kann das Verhalten des Lampenbetriebsgeräts 1 derart angepasst werden, dass die Helligkeit der Lampe LA automatisch in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit eingestellt wird. Wiederum wird einer der beiden Eingangsanschlüsse für die Daten des Helligkeitssensors 17 als Antenne genutzt, da die Kopplungseinheit 6 mit diesem Anschluß verbunden ist.
Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung somit eine sehr elegante Lösung zur Realisierung einer Antenne für ein Lampenbetriebsgerät geschaffen, mit der der Empfang externer Steuerinformationen ermöglicht wird. Durch die erfindungsgemäße Integration bzw. die Nutzung des Gehäuses selbst als Antenne wird ein sehr einfacher Aufbau und dementsprechend auch eine Reduzierung der Herstellungskosten erreicht.

Claims

Lampenbetriebsgerät (1) zum Betreiben einer Lichtquelle (LA), aufweisend • eine Schnittstelleneinheit (5) zum drahtlosen Empfangen externer Steuersignale sowie • eine mit der Schnittstelleneinheit (5) verbundene Steuereinheit (2) zum Betreiben der Lichtquelle (LA) in Abhängigkeit von den empfangenen Steuersignalen, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlußverbindungen des Gehäuses (10) des Lampenbetriebsgeräts (1) über eine Kopplungseinheit (6) mit der Schnittstelleneinheit (5) verbunden sind und eine Antenne für den drahtlosen Empfang der externen Steuersignale bilden.
Lampenbetriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlußverbindung des Lampenbetriebsgeräts (1) für die Schutzleitung und/oder einen Neutralleiter die Antenne bildet.
Lampenbetriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlußverbindung des Lampenbetriebsgeräts (1) für eine Phase der Stromversorgung die Antenne bildet.
Lampenbetriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlußverbindungen zum Anschließen der Lichtquelle (LA) an das Lampenbetriebsgerät (1) die Antenne bilden.
Lampenbetriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinheit (5) auch zum Senden von Informationen ausgestaltet ist.
Lampenbetriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine zweite Schnittstelleneinheit (15, 16) zum Empfangen externer Informationen aufweist, wobei die Steuereinheit (2) sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Schnittstelleneinheit (5, 15, 16) verbunden ist und automatisch erfaßt, über welche der beiden Schnittstelleneinheiten (5, 15, 16) Daten empfangen werden.
Lampenbetriebsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnittstelleneinheit (15) zum Empfangen von Daten entsprechend dem DALI-Standard ausgestaltet ist.
Lampenbetriebsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnittstelleneinheit (16) mit einem Helligkeitssensor (17) verbunden ist.
Lampenbetriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aufweist: a) eine eingangsseitige Gleichrichterschaltung (12) zum Gleichrichten einer Versorgungsnetzspannung, b) eine mit der gleichgerichteten Versorgungsnetzspannung gespeiste Zwischenkreisschaltung (13) zum Erzeugen einer geregelten Zwischenkreisspannung sowie c) eine mit der Zwischenkreisspannung gespeiste Treiberschaltung (14) zum Betreiben der Lichtquelle (LA).
Lampenbetriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein elektronisches Vorschaltgerät (1) zum Betreiben einer Gasentladungslampe (LA) handelt.
Beleuchtungssystem mit mindesten einem Lampenbetriebsgerät (1) zum Betreiben einer Lichtquelle (LA) sowie einer Steuereinheit zum drahtlosen Übermitteln von Steuersignalen an das mindestens eine Lampenbetriebsgerät (1), welches die Lichtquelle (LA) in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignalen betreibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Lampenbetriebsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgestaltet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Lichtquelle (LA) mittels eines Lampenbetriebsgeräts (1), wobei dem Lampenbetriebsgerät (1) drahtlos externe Steuersignale übermittelt werden und die Lichtquelle (LA) in Abhängigkeit von diesen Steuersignalen betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die externen Steuersignale an einer Komponente des Gehäuses (10) des Lampenbetriebsgeräts (1) und/oder Anschlußverbindungen davon abgegriffen werden.