DE102006006140B4

DE102006006140B4 - Leuchtdioden-Leuchte

Info

Publication number: DE102006006140B4
Application number: DE102006006140A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Schallenberger; Günter Dipl.-Ing. Schulte-Lippern; Benjamin Dipl.-Ing. Wilms; Robert Dipl.-Ing. Zapp; Frank Voss; Bernd Dr.-Ing. Fröchte
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2026-02-11
Also published as: DE102006006140A1

Abstract

Leuchtdioden-Leuchte mit mindestens einer ansteuerbaren Leuchtdiode (2, 3, 4, 22), dadurch gekennzeichnet,
– dass die Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) in ihrem Gehäuse einen Trenn-Baustein (8) zur Trennung von Daten und Energie aufweist, welcher einen Hauptanschluss (12) zum Anschluss einer Power-over-Ethernet-Datenleitung (11) hat,
– dass eine Verarbeitungseinheit (13) in Abhängigkeit der aus dem Trenn-Baustein (8) gewonnenen Steuerbefehle aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem (19) einen Aktor (5, 6, 7, 23) ansteuert, welcher elektrisch mit der mindestens einen Leuchtdiode (2, 3, 4, 22) verbunden ist und
– dass die elektrische Energieversorgung der mindestens einen Leuchtdiode (2, 3, 4, 22) über den Aktor (5, 6, 7, 23) und den Trenn-Baustein (8) aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem (19) erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdioden-Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise als Tischleuchte, Stehleuchte oder Deckenleuchte verwendet werden.
Aus der DE 20 2004 000 004 U1 ist eine Leuchtdioden-Beleuchtung bekannt, welche aus mindestens einer weißen und/oder einer farbigen LED (Light-emitting Diode) besteht. Die LED-Leuchte setzt sich im Wesentlichen aus Leuchtmittel, Fassung mit Halter, optischen Linsen je nach Fokus (Punkt- bis Flächenstrahler), Reflektor und Gehäuse mit Halterahmen und Sockel zusammen. Das Gehäuse steht zur Aufnahme der Vorschaltgeräte-Elektronik und der Bedienelemente bereit.
Aus der DE 101 62 941 C1 ist ein Beleuchtungssystem mit separat dimmbaren Niedervolt-Halogenlampen bekannt. Am halogenlampenseitigen Ende einer Zweidrahtleitung befindet sich eine Halogenlampendimmvorrichtung zum Dimmen der Leuchtstärke einer der Halogenlampen. Die Halogenlampendimmvorrichtung weist eine Signalempfangseinrichtung zum Empfangen eines Steuersignals, eine Dimmsteuereinrichtung zum Steuern des Dimmvorgangs der Halogenlampe in Übereinstimmung mit dem empfangenen Steuersignal und eine Versorgungsspannungsausgabeeinrichtung für die Halogenlampe auf.
Aus der DE 202 05 695 U1 ist eine LED Mini Lichterkette mit USB-Stecker für den direkten Anschluss an die USB Schnittstelle eines Computers bekannt. Die Spannungsversorgung erfolgt durch die USB-Schnittstelle. Parallel zum Computerbetrieb sind die LED's in Betrieb und leuchten.
Aus der FR 2 754 588 A3 ist eine flexible Schwanenhals-Lampe zum Anschluss an eine Tastatur-Schnittstelle eines Personal Computers bekannt, wobei die zum Betrieb der Lampe erforderliche Leistung aus dem Computer bezogen wird und der Lampen-Stecker mit einem Schalter versehen ist.
Aus der EP 1 578 056 A1 ist ein Fernstromversorgungs-System für mehrere Geräte bekannt, bei welchem ein erstes Gerät über einen Power over Ethernet (PoE) Anschluss Energie empfängt und mehrere nachgeschaltete Geräte im Sinne eines Hub-and-Spoke-Systems (Nabe-und-Speichen-Architektur) Energie vom ersten Gerät erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsmäßig begrenzte Leuchtdioden-Leuchte anzugeben.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den Verzicht auf den üblichen 230 V-Netzanschluss die elektrischen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich des Berührungsschutzes reduziert sind, wodurch die Leuchtdioden- Leuchte kleiner dimensioniert und kostengünstiger produzierbar ist. Mit anderen Worten wird eine Leuchtdioden-Leuchte geschaffen, die direkt an einer PoE-Leitung (Power-over-Ethernet-Datenleitung) betreibbar ist und keinerlei zusätzlichen Netzanschluss mehr benötigt. Aufgrund der geringen Spannung des Power-over-Ethernet-Bussystems (im Mittel wird 48 V verwendet) sind insbesondere die Anforderungen an die elektrische Isolation herabgesetzt, d. h. es sind lediglich die Anforderungen an eine Schutzkleinspannung einzuhalten. Die über das Power-over-Ethernet-Bussystem zur Verfügung gestellte elektrische Leistung (üblich sind heute beispielsweise 12,95 Watt) ist für den ins Auge gefassten Anwendungsfall ausreichend.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer Leuchtdioden-Leuchte,
2 eine zweite Ausführungsform einer Leuchtdioden-Leuchte,
3 eine Vielzahl an ein Power-over-Ethernet-Bussystem angeschlossener Leuchtdioden-Leuchten.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer Leuchtdioden-Leuchte dargestellt. Die Leuchtdioden-Leuchte 1 weist in ihrem Gehäuse z. B. mindestens eine Leuchtdiode 2 von roter Farbe, mindestens eine Leuchtdiode 3 von grüner Farbe und mindestens eine Leuchtdiode 4 von blauer Farbe auf, wobei selbstverständlich die üblichen Leuchtdioden-Fassungen vorgesehen sind, um einen Austausch defekter Leuchtdioden in einfacher Weise zu ermöglichen. Es kann sich dabei je Farbe um eine einzige Leuchtdiode oder um mehrere Leuchtdioden handeln. Ebenso können Leuchtdioden verschiedener Farben in einem Gehäuse zusammengefasst sein. Zur Bündelung der von den Leucht dioden 2, 3, 4 erzeugten Lichtstrahlung ist am Gehäuse der Leuchtdioden-Leuchte 1 eine Leuchten-Optik 16 vorgesehen, bestehend z. B. aus einem rückseitigen Reflektor und einer frontseitigen lichtdurchlässigen Abdeckung respektive Streuscheibe (Linse). Die Energieversorgung der Leuchtdioden 2 bzw. 3 bzw. 4 erfolgt dabei je Farbe über einen eigenen Aktor 5 bzw. 6 bzw. 7 und eine eigene Energieversorgungs-Leitung 17. Bei den Aktoren 5, 6, 7 kann es sich wahlweise um eine Helligkeitssteuerung (Dimmer), um ein (mechanisches) Schaltrelais oder um ein elektronisches Lastschaltglied handeln.
Die Aktoren 5, 6, 7 sind mit einem Trenn-Baustein 8 verbunden, welcher eingangsseitig über seinen Hauptanschluss 12 (vorzugsweise RJ 45-Buchse) an eine Power-over-Ethernet-Datenleitung 11 eines Power-over-Ethernet-Bussystems 20 – welches eine kombinierte Daten- und Energieversorgung darstellt – angeschlossen ist und welcher eine Trennung von Daten einerseits und elektrischer Energie andererseits durchführt. Die elektrische Energie wird den Aktoren 5, 6, 7 über den Trenn-Baustein 8 jeweils über eine eigene Energieversorgungs-Leitung 9 zugeführt. Eine mit dem Trenn-Baustein verbundene Verarbeitungseinheit 13 enthält einen Controller, der die Daten nach der Separation im Trenn-Baustein 8 aufnimmt und auswertet. Die Verarbeitungseinheit 13 steuert die Aktoren 5, 6, 7 in Abhängigkeit der aus dem Trenn-Baustein 8 gewonnenen Daten respektive Steuerbefehle aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem 19 jeweils über eine eigene Ansteuerleitung 10 an.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Leuchtdioden-Leuchte dargestellt. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß 1 liegt darin, dass bei der Leuchtdioden-Leuchte 18 der zweiten Ausführungsform über den Trenn-Baustein 8 lediglich ein Aktor 23 über die Ansteuerleitung 10 angesteuert wird, welcher ausgangsseitig lediglich eine Leuchtdiode 22 – vorzugsweise eine weiße Leuchtdiode – beaufschlagt, wobei auch eine Gruppe von Leuchtdioden eingesetzt werden kann, welche jedoch nicht getrennt voneinander hinsichtlich ihrer Helligkeit und/oder Farbe, sondern nur gemeinsam ansteuerbar sind. Der zusätzliche Datenanschluss 14 kann – muss aber nicht – entfallen.
In 3 ist eine Vielzahl an ein Power-over-Ethernet-Bussystem angeschlossener Leuchtdioden-Leuchten dargestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Leuchtdioden-Leuchten 1 oder 18 zu erkennen, welche jeweils über eine Datenleitung 11 an ein Power-over-Ethernet-Bussystem 19 angeschlossen sind. Zur Ansteuerung der Leuchtdioden-Leuchten 1 oder 18 sind separate Eingabeelemente 20 mit dem Power-over-Ethernet-Bussystem 19 verbunden. Vorteilhaft benötigen die Leuchtdioden-Leuchten 1 oder 18 jeweils nur eine Leitung 11 zur Energieversorgung und zum Empfang von Datensignalen respektive mittels der Eingabeelemente 20 vorgebbaren Steuerbefehlen. Als Eingabeelemente 20 kommen Systemteilnehmer im Sinne des Power-over-Ethernet-Systems in Frage. Dies sind beispielsweise Ethernet-fähige Sensoren im Sinne einer Elektroinstallation, aber auch herkömmliche Datenendgeräte wie PCs oder mobile Netzwerkteilnehmer. Über jedes Eingabeelement ist der Zugriff auf jede einzelne Leuchte möglich.
Gemäß Ethernet-Spezifikation hat jede Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 eine eindeutige Adresse (MAC-Adresse, Media Access Control), über welche die Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 im Bussystem 19 identifiziert wird. Über diese Adresse kann jede Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 dann in einem IP-basierenden System (Internet Protokoll) über das Ethernet-Netzwerk z. B. von einem PC oder einem Eingabeelement mit Ethernet-Anschluss bedient werden. Auf diese Weise wird eine definierte Zuordnung einer jeden Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 innerhalb des Power-over-Ethernet-Bussystems 19 geschaffen. Gemeinsam mit dieser Zuordnung können wichtige Voreinstellungen vorgenommen werden, beispielsweise ein gewünschter spezieller Farbton für das zu erzeugende Licht.
An das Power-over-Ethernet-Bussystem 19 ist mindestens ein Eingabeelement 20 zur Ansteuerung der Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 angeschlossen. Beispielsweise können Ethernet-fähige Schaltelemente bzw. Dimmelemente als Eingabeelement 20 verwendet werden. Ebenso sind komplexere systemfähige Eingabeelemente 20 einsetzbar, beispielsweise ein zentrales Control-Panel mit Netzwerkanbindung. Selbstverständlich ist auch ein PC mit entsprechender Software als Eingabeelement 20 zu betrachten. Dabei erfolgt die Zuordnung zwischen Eingabeelement 20 und Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 über die jeweils zugeordnete Adresse. Soll die Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 eingeschal tet oder ausgeschaltet oder in gewünschter Weise gedimmt werden oder soll der Farbton des erzeugten Lichtes in gewünschter Weise eingestellt werden, erfolgt eine entsprechende Betätigung des Eingabeelement 20. Der vom Eingabeelement 20 abgegebene Steuerbefehl gelangt über das Power-over-Ethernet-Bussystem 19 zum Trenn-Baustein 8/Verarbeitungseinheit 13, wodurch die Aktoren 5, 6, 7 in Abhängigkeit der vorliegenden Steuerbefehle aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem 19 über die Ansteuerleitungen 10 angesteuert und über die Energieversorgungsleitungen 9 mit elektrischer Energie versorgt werden.
Um eine Handlung „Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 einschalten" oder „Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 ausschalten" oder „Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 dimmen" auch direkt an der Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 durchführen zu können, ist die Leuchtdioden-Leuchte 1, 18 mit einem eigenen Bedienelement 21 – wahlweise ein Schaltelement, Tastelement oder „Dimmelement" – ausgerüstet.
Der Trenn-Baustein 8 kann außer dem Hauptanschluss 12 weitere zusätzliche Datenanschlüsse 14 (vorzugsweise RJ 45-Buchse) aufweisen, an welche z. B. externe Datenendgeräte 15 (beispielsweise externe Computer oder ein externes Notebook oder ein externes DVD-Abspielgerät) über ein Ethernet-Datenkabel angeschlossen werden können. Über diesen zusätzlichen Datenanschluss 14 kann die Helligkeit und/oder die Farbe des von der Leuchtdioden-Leuchte 1 erzeugten Lichts gesteuert werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, bei Computerspielen die Umgebungsbeleuchtung automatisch durch und an das Spiel anzupassen. Desgleichen ist es hierdurch möglich, die Umgebungsbeleuchtung während des Abspielens eines Films durch und an den Film anzupassen. Bei dieser Ausführungsform übernimmt die Leuchtdioden-Leuchte 1 die Funktion eines Ethernet-Hubs oder -Switches, d. h. das am Datenanschluss 14 angeschlossene Datenendgerät (beispielsweise Computer, Notebook) kann durch die Leuchtdioden-Leuchte auf das Netzwerk (= Power-over-Ethernet-Bussystem 19) zugreifen.

1: Leuchtdioden-Leuchte
2: Leuchtdiode
3: Leuchtdiode
4: Leuchtdiode
5: Aktor (Helligkeitssteuerung oder Schaltrelais oder elektronisches Lastschaltglied)
6: Aktor (Helligkeitssteuerung oder Schaltrelais oder elektronisches Lastschaltglied)
7: Aktor (Helligkeitssteuerung oder Schaltrelais oder elektronisches Lastschaltglied)
8: Trenn-Baustein für Daten und Energie
9: Energieversorgungs-Leitung
10: Ansteuerleitung
11: Power-over-Ethernet-Datenleitung
12: Hauptanschluss
13: Verarbeitungseinheit
14: Datenanschluss
15: Datenendgerät
16: Leuchten-Optik
17: Energieversorgungs-Leitung
18: Leuchtdioden-Leuchte
19: Power-over-Ethernet-Bussystem inklusive Energieversorgung
20: Eingabeelement
21: Bedienelement
22: Leuchtdiode
23: Aktor

Claims

Leuchtdioden-Leuchte mit mindestens einer ansteuerbaren Leuchtdiode (2, 3, 4, 22), dadurch gekennzeichnet, – dass die Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) in ihrem Gehäuse einen Trenn-Baustein (8) zur Trennung von Daten und Energie aufweist, welcher einen Hauptanschluss (12) zum Anschluss einer Power-over-Ethernet-Datenleitung (11) hat, – dass eine Verarbeitungseinheit (13) in Abhängigkeit der aus dem Trenn-Baustein (8) gewonnenen Steuerbefehle aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem (19) einen Aktor (5, 6, 7, 23) ansteuert, welcher elektrisch mit der mindestens einen Leuchtdiode (2, 3, 4, 22) verbunden ist und – dass die elektrische Energieversorgung der mindestens einen Leuchtdiode (2, 3, 4, 22) über den Aktor (5, 6, 7, 23) und den Trenn-Baustein (8) aus dem Power-over-Ethernet-Bussystem (19) erfolgt.
Leuchtdioden-Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens ein externes Eingabeelement (20) oder ein Bedienelement (21) der Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) selbst eine manuelle Schaltung voreingestellter Helligkeits- und/oder Farbwerte der Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) vornehmbar ist.
Leuchtdioden-Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Leuchtdioden (2, 3, 4, 22) unterschiedlicher Farbe über separate, mit dem Trenn-Baustein (8) verbundene Aktoren (5, 6, 7, 23) individuell beaufschlagbar sind.
Leuchtdioden-Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Helligkeitssteuerung als Aktor (5, 6, 7, 23) zur Einstellung der gewünschten Helligkeit der jeweiligen Leuchtdiode (2, 3, 4, 22) eingesetzt ist.
Leuchtdioden-Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltrelais als Aktor (5, 6, 7, 23) eingesetzt ist.
Leuchtdioden-Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Lastschaltglied als Aktor (5, 6, 7, 23) eingesetzt ist.
Leuchtdioden-Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) mindestens ein zusätzlicher Datenanschluss (14) vorgesehen ist, an welchen ein Datenendgerät (15) anschließbar ist, über welches eine Verbindung zum Power-over-Ethernet-Bussystem (19) herstellbar ist und über welches auch die Helligkeit und/oder die Farbe des zu erzeugenden Lichts der Leuchtdioden-Leuchte (1, 18) gesteuert werden kann.