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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät, welches zum Ansteuern einer
Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung vorgesehen ist, welche zumindest
zwei Betriebsgeräte
zum Betreiben von an den Betriebsgeräten angeschlossenen Lichtquellen aufweist.
Es handelt sich hierbei insbesondere um Betriebsgeräte, welche
zum Ansteuern unterschiedlicher Lampen bzw. Lichtquellen vorgesehen
sind.
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Neben
der Möglichkeit,
die Helligkeit einer Leuchte einzustellen, wird vermehrt gewünscht, auch Einfluss
auf die Farbe bzw. Farbtemperatur des von der Leuchte abgegebenen
Lichts nehmen zu können. Die
Möglichkeiten
hierzu haben sich in letzer Zeit deutlich erweitert, da mit dem
Einsatz von LEDs nunmehr auch die Möglichkeit besteht, farbiges
Licht in einfacher und effektiver Weise abzugeben. Durch eine entsprechende
Steuerung der Intensität
der unterschiedlichen Farben bzw. Lichtquellen besteht dann die
Möglichkeit,
Mischlicht eines gewünschten Farbtons
zu erzeugen. Ferner kann allerdings auch die so genannte Farbtemperatur
des Lichts beeinflusst werden. In diesem Fall wird nach wie vor
von der Leuchte weißes
Licht abgegeben, welches allerdings durch die Beimischung eines
geringfügigen Farbanteils
einem gewünschten
Temperaturwert entspricht.
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Die
oben genannten Möglichkeiten
der Beeinflussung der Lichtabgabe erfordern, dass eine Leuchte bzw.
Beleuchtungsanordnung verschiedene Lichtquellen aufweist. Soll beispielsweise
eine Farbtemperatursteuerung ermöglicht
werden, so weist die zugehörige
Leuchte in der Regel als primäre
Lichtquelle Fluoreszenzlampen bzw. Hochdruckentladungslampen auf.
Zusätzlich
werden allerdings verschiedenfarbige LEDs eingesetzt, um dem weißen Licht
der Fluoreszenzlampe oder Hochdruckentladungslampe einen gewissen
Farbanteil beizumischen. Soll die Leuchte nunmehr extern ansteuerbar sein,
so ergibt sich das Problem, dass zum Betreiben der verschiedenen
Lichtquellen jeweils getrennte Betriebsgeräte zum Einsatz kommen, welche
in geeigneter Weise angesteuert werden müssen. Beispielsweise bestünde die
Möglichkeit,
die einzelnen Betriebsgeräte
entsprechend dem bekannten DALI-Standard
anzusteuern. Hierzu ist allerdings erforderlich, dass jedes Gerät eine eigene
Betriebsadresse aufweist und mit der Busleitung des DALI-Systems
verbunden ist, was offensichtlich mit einem großen Aufwand verbunden ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine
neuartige Lösung
zum Betreiben entsprechender Leuchten mit verschiedenen Betriebsgeräten anzugeben,
bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden sind.
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Die
Aufgabe wird durch ein Steuergerät
zum Ansteuern einer Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Lösung beruht
auf der Idee, der Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung ein Steuergerät zuzuordnen.
Dieses kann beispielsweise unmittelbar der Leuchte vorgeordnet oder
in die Leuchte integriert sein. Das erfindungsgemäße Steuergerät allein
kommuniziert über
den Bus mit einer für
die Übermittlung
externer Steuerbefehle zuständigen
Zentrale und ist dafür
zuständig,
auf Basis dieser externen Steuerbefehle die Betriebsgeräte der Leuchte
bzw. Beleuchtungsanordnung anzusteuern.
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Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein
Steuergerät
zum Ansteuern einer Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung vorgeschlagen,
wobei die Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung zumindest zwei Betriebsgeräte zum Betreiben
von an den Betriebsgeräten
angeschlossenen Lichtquellen aufweist und wobei ferner das Steuergerät Eingangsanschlüsse zum
Empfangen externer Steuerbefehle, Ausgangsanschlüsse zum Übermitteln von Betriebsgerätebefehlen
an die Betriebsgeräte
der Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung sowie eine Steuereinheit aufweist,
welche dazu ausgebildet ist, auf Basis der empfangenen externen
Steuerbefehle die Betriebsgerätebefehle
zu generieren.
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Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
also vor, dass die verschiedenen Betriebsgeräte der Leuchte oder Beleuchtungsanordnung
nicht jeweils individuell von der Zentrale aus angesteuert werden müssen. Stattdessen
ist es ausreichend, einen einzigen entsprechenden Befehl an das
Steuergerät
zu übermitteln,
welches dann eine geeignete Ansteuerung der einzelnen Betriebsgeräte vornimmt.
Hierdurch wird der Aufwand zum Ansteuern der Leuchte deutlich reduziert.
Ferner muss der Leuchte innerhalb eines größeren Systems lediglich eine
einzige Betriebsadresse zugewiesen werden.
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Vorzugsweise
beinhalten die von dem Steuergerät
empfangenen externen Steuerbefehle eine Helligkeit, einen Farbort
und/oder eine Farbtemperatur für
das von der Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung in ihrer Gesamtheit
abzugebende Licht. Das Steuergerät
nimmt dann eine Umsetzung des externen Befehls derart vor, dass
die Betriebsgeräte
die zugehörigen
Lampen bzw. Lichtmittel mit einer geeigneten Intensität betreiben,
sodass letztendlich von der Leuchte ein Licht mit den gewünschten
Eigenschaften abgegeben wird.
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Dabei
können
die von dem Steuergerät
empfangenen externen Steuerbefehle vorzugsweise auch eine Information über einen
direkt abzustrahlenden Anteil des Lichts und/oder einen indirekt
abzustrahlenden Anteil des Lichts beinhalten, also beispielsweise
eine Information über
das Verhältnis
von Direkt- zu Indirektlicht. Insbesondere können die von dem Steuergerät empfangenen
externen Steuerbefehle die oben gennannten Parameter Helligkeit und/oder
Farbort und/oder Farbtemperatur in Abhängigkeit einer Information über einen
direkt abzustrahlenden Anteil des Lichts und/oder einen indirekt
abzustrahlenden Anteil des Lichts beinhalten.
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Die
Steuerbefehle können
also auch Informationen über
den direkt zu der zu beleuchtenden Fläche bzw. über den indirekt – meist über eine
Decke – abgestrahlten
Anteil des Lichts der Leuchte bzw. Beleuchtungsanordnung enthalten.
Typischerweise sind dies Informationen über den Anteil von Direkt-
zu Indirektlicht, die Helligkeit, die xy-Koordinaten im Farbraum
(also die Lichtfarbe) und die Farbtemperatur. Gegebenenfalls können hierzu
entsprechende Sensoren jeweils für
den Direkt- und den Indirektanteil vorgesehen sein.
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Dabei
kann ferner vorgesehen sein, dass das Steuergerät zusätzlich einen Eingang zum Empfangen
von Temperaturinformationen aufweist, wobei diese Temperaturinformationen
beim Generieren der Betriebsgerätebefehle
berücksichtigt
werden. Ferner kann die Ansteuerung der Betriebsgeräte im Sinne einer
Regelung erweitert werden. Hierzu ist an dem Steuergerät zusätzlich ein
Eingang zum Empfangen von Informationen bezüglich des von der Leuchte bzw.
des von der Beleuchtungsanordnung abgegebenen Lichts vorgesehen,
wobei diese Informationen beim Generieren der Betriebsgerätebefehle
durch die Steuereinheit berücksichtigt
werden.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung weist das Steuergerät ferner eine Einheit zum Protokollieren
der Betriebszeiten der Betriebsgeräte bzw. der an den Betriebsgeräten angeschlossenen
Lichtquellen auf. Auch diese Informationen können beim Generieren der Betriebsgerätebefehle
berücksichtigt
werden. Auf diesem Wege ist sichergestellt, dass dauerhaft in zuverlässiger Weise
das gewünschte
Licht von der Leuchte abgegeben wird, obwohl bekanntlicherweise die
Lichtabgabe einzelner Lichtquellen im Laufe der Betriebszeit variiert,
insbesondere abnimmt.
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Die
Ansteuerung der einzelnen Betriebsgeräte durch das Steuergerät kann in
unterschiedlicher Weise erfolgen. So bestünde beispielsweise die Möglichkeit,
zumindest teilweise Befehle entsprechend dem DALI-Standard und/oder
entsprechend dem DMX-Standard zu nutzen. Auch wäre es denkbar, Betriebsgerätebefehle
in Form von PWM-Signalen zu übermitteln.
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Eine
Leuchte gemäß der vorliegenden
Erfindung weist vorzugsweise zumindest zwei Betriebsgeräte zum Betreiben
von Lichtquellen sowie ein Steuergerät entsprechend den obigen Ausführungen auf.
Bei den Betriebsgeräten
kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben
einer Gasentladungslampe, insbesondere einer Leuchtstofflampe handeln.
Auch Betriebsgeräte zum
Betreiben von LEDs oder LED-Anordnungen können zum Einsatz kommen.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es
zeigen:
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1 und 2 Ansichten
einer Leuchte, bei der vorzugweise ein Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung
zum Einsatz kommt und
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3 schematisch
die Ausgestaltung und Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
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Anhand
der 1 und 2 soll zunächst das der Erfindung zugrunde
liegende Problem erläutert
werden. Dargestellt ist eine allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehene
Leuchte, welche ein Leuchtengehäuse 2 aufweist, über dessen
Unterseite, die mit einer transparenten Scheibe 3 verschlossen
ist, Licht abgegeben werden soll. Dargestellt ist im vorliegenden
Fall eine kastenförmige
Deckeneinbauleuchte, wobei das erfindungsgemäße Konzept allerdings auf Leuchten
jeglicher Art übertragbar
ist.
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Bei
der Leuchte der 1 und 2 soll insbesondere
eine Farbtemperatursteuerung ermöglichst
sein. Das heißt,
dass das von der Leuchte 1 abgegebene Licht grundsätzlich gesehen
weiß ist,
allerdings aufgrund der Beimischung eines geringen Farbanteils eine
gewünschte
Farbtemperatur aufweist.
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Wie
in 2 schematisch dargestellt ist, weist dementsprechend
die Leuchte 1 zwei Primär- oder
Hauptlichtquellen in Form von länglichen Leuchtstofflampen 5 auf, über die
weißes
Licht abgegeben wird. Die Ansteuerung der Leuchtstofflampen 5 erfolgt
mit Hilfe eines geeigneten Betriebsgeräts 6, bei dem es sich
im vorliegenden Fall um ein so genanntes elektronisches Vorschaltgerät (EVG)
handelt. Dieses eröffnet
die Möglichkeit,
die Leuchtstofflampen 5 zu dimmen und dementsprechend die
Intensität
des abgegebenen Lichts einzustellen.
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Weiterhin
sind in der Leuchte 1 Farblichtquellen vorgesehen, die
im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch LED-Module 7 gebildet sind. Genaugenommen sind drei
LED-Module vorgesehen, welche jeweils Licht in den Farben Rot, Grün und Blau
abgeben. Durch Steuerung der Intensitäten der einzelnen Farben kann
einerseits die Gesamtintensität
sowie andererseits die Farbe des dem Weißlicht der Leuchtstofflampen 5 beigemischten
Lichts eingestellt werden, sodass das über die Austrittsscheibe 3 abgegebene
Licht letztendlich den gewünschten Farbton
bzw. die gewünschte
Farbtemperatur aufweist. Anzumerken ist, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt ist, in welcher Weise das farbige LED-Licht gleichmäßig mit
dem Licht der Leuchtstofflampen 5 vermischt wird. Hierfür können in
bekannter weise optische Elemente wie Reflektoren, Diffusoren und
dgl. verwendet werden.
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Damit
letztendlich das Licht in der gewünschten Weise von der Leuchte 1 abgestrahlt
wird, müssen
die zugehörigen
Betriebsgeräte,
also das Vorschaltgerät 6 und
die LED-Betriebsgeräte 8,
die zugehörigen
Lichtquellen in geeigneter Weise und aufeinander abgestimmt ansteuern.
Dies wiederum erfordert, dass den Betriebsgeräten 6 bzw. 8 entsprechende
Befehle übermittelt
werden. Zwar ist es durchaus bekannt, Betriebsgeräte durch
die Übermittlung
externer Steuerbefehle anzusteuern, gemäß der klassischen Vorgehensweise
würde dies
allerdings erfordern, dass sowohl das EVG 6 als auch die LED-Betriebsgeräte 8 an
eine Busleitung angeschlossen sind und über eine eigene Betriebsadresse
jeweils individuell ansteuerbar sind. Der hiermit verbundene Aufwand
kann durch die erfindungsgemäße Lösung, die
nunmehr anhand von 3 erläutert werden soll, deutlich
reduziert werden.
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Zentraler
Bestandteil der Erfindung ist ein Steuergerät 10, welches der
Leuchte 1 zugeordnet bzw. in die Leuchte 1 integriert
ist. Das erfindungsgemäße Steuergerät 10 ermöglicht es,
die Leuchte 1 mit ihrer Vielzahl von Betriebsgeräten komfortabel anzusteuern,
ohne dass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Betriebsgeräte erforderlich
wäre. Hierzu
weist das Steuergerät 10 zunächst Eingangsanschlüsse 11 auf, über welche
dem Steuergerät 10 externe
Steuerbefehle übermittelt
werden können. Üblicherweise
wird es sich bei diesen Eingangsanschlüssen 11 um Anschlüsse handeln,
mit deren Hilfe das Steuergerät 10 an
eine Busleitung, beispielsweise an einen DALI-Bus oder DMX-Bus anschließbar ist.
Des Weiteren ist das Steuergerät 10 wie
dargestellt an das allgemeine Stromversorgungsnetz 50 angeschlossen.
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Das
Steuergerät 10 allein
kommuniziert nun mit einer Zentrale, welche die externen Steuerbefehle übermittelt.
Die über
die Eingangsanschlüsse 11 erhaltenen
Steuerbefehle werden dann von der Steuereinheit 10 umgesetzt,
um die verschiedenen Betriebsgeräte
der Leuchte anzusteuern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die
von dem erfindungsgemäßen Steuergerät 10 angesteuerte
Leuchte zunächst
ein erstes Betriebsgerät
in Form eines EVGs 20, sowie zwei weitere Betriebsgeräte 21 und 22
zum Ansteuern von LEDs. Schließlich
sind drei weitere LED-Betriebsgeräte 23 bis 25 vorgesehen, welche
jeweils LED-Module in den Farben Rot, Grün und Blau ansteuern. Diese
drei Betriebsgeräte 23 bis 25 sind
an einen gemeinsamen Ausgang 15 des Steuergeräts 10 angeschlossen,
während
hingegen die drei weiteren Betriebsgeräte 20 bis 22 jeweils
individuell mit entsprechenden Ausgangsanschlüssen 12 bis 14 des
Steuergeräts 10 verbunden
sind. Selbstverständlich
sind ferner alle Betriebsgeräte 20 bis 25 mit
dem Stromversorgungsnetz 50 verbunden.
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Die
Ansteuerung der verschiedenen Betriebsgeräte 20 bis 25 durch
das Steuergerät 10 kann je
nach Art des Betriebsgeräts
erfolgen. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Geräte über Broadcast-Befehle
entsprechend dem DALI-Standard anzusteuern. Auch die Verwendung
von DALI-Adressierungs-Befehlen oder DALI-Befehlen an spezielle Adressen, die
zuvor dem entsprechenden Betriebsgerät zugewiesen wurden, wäre denkbar. Eine
weitere Möglichkeit
zum Ansteuern von Betriebsgeräten,
welche insbesondere bei Geräten
zum Betreiben von LEDs genutzt wird, besteht in der Ausgabe von
PWM-Signalen. Wesentlich hierbei ist, dass die von dem Steuergerät 10 empfangenen
externen Steuerbefehle intern in Betriebsgerätebefehle umgesetzt werden,
welche dann über
die Anschlüsse 12 bis 14 an
die Betriebsgeräte 20 bis 25 übermittelt werden.
Intern weist hierzu das Steuergerät 10 eine Steuereinheit
auf, welche auf Basis der externen Steuerbefehle, welche beispielsweise
eine Information bezüglich
der gewünschten
Helligkeit, des Farborts und/oder der Farbtemperatur des von der Leuchte
abzugebenden Lichts beinhalten, in Stellwerte für die einzelnen Betriebsgeräte 20 bis 25 umsetzt.
Hierzu können
Algorithmen und/oder Referenztabellen verwendet werden, welche in
einem Speicher des Steuergeräts 10 hinterlegt
wurden. Mit Hilfe dieser Informationen können sehr schnell die eingangsseitigen
externen Steuerbefehle in geeignete Stellwerte für die Betriebsgeräte umgesetzt
werden.
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Dabei
besteht ferner auch die Möglichkeit, zusätzliche
Informationen bei dem Generieren der Stellwerte für die Betriebsgeräte 20 bis 25 zu
berücksichtigen.
Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Steuergerät 10 mit
einem Temperatursensor 30 gekoppelt sein bzw. entsprechende
Eingangsanschlüsse 16 aufweisen,
wobei dann die ermittelten Temperaturwerte beim Bestimmen bzw. Erstellen
der Stellwerte für
die Ausgänge
berücksichtigt
werden. Dies ist insofern von Vorteil, als für einzelne Lichtquellen die
Lichtabgabe sehr stark von der vorliegenden Temperatur abhängig ist.
Bei Berücksichtigung der
von dem Temperatursensor 30 erhaltenen Werte kann unabhängig von
Temperaturschwankungen eine dauerhaft gleichmäßige Lichtabgabe erzielt werden.
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Des
Weiteren können
Alterungseffekte ebenfalls bei der Ermittlung der Stellwerte mit
einbezogen werden. Hierzu weist das Steuergerät 10 intern eine – schematisch
dargestellte – Protokoliereinheit 17 auf,
mit deren Hilfe die Betriebszeiten der Betriebsgeräte bzw.
der an den Betriebsgeräten
angeschlossenen Lichtquellen protokolliert werden. Bekanntlicherweise
verändert
sich die Lichtabgabe einzelner Lichtquellen über ihre Lebensdauer hinweg,
sodass nunmehr mit Hilfe der Protokolliereinheit 17 auch
derartige Effekte berücksichtigt
werden können.
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Schließlich kann
die Ansteuerung der Lichtquellen im Sinne einer Regelung erweitert
werden. Hierzu ist ein Farb- bzw. Farbtemperatur-Sensor 31 vorgesehen,
der über
Anschlüsse 18 mit
dem Steuergerät 10 verbunden
ist. Aufgabe des Sensors 31 ist es, dass von der Leuchte
insgesamt abgegebene Licht zu erfassen und entsprechende Informationen dem
Steuergerät 10 zur
Verfügung
zu stellen. Dieses kann anhand der Informationen dann feststellen,
ob eine Abweichung von der gewünschten
Lichtfarbe bzw. Farbtemperatur vorliegt und ggf. eine Korrektur bei
der Ansteuerung der Betriebsgeräte
vornehmen.
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Die
verschiedenen Ausgangsanschlüsse 12 bis 15 für die Betriebsgeräte können je
nach Art des anzusteuernden Betriebsgeräts konfigurierbar sein, sodass
sehr flexibel auf die Anzahl und Art der eingesetzten Lichtquellen
reagiert werden kann. Vorzugsweise besteht hierbei die Möglichkeit,
das Steuergerät 10 in
entsprechender Weise zu programmieren. Ferner könnten Eingabeelemente in Form
von Taster oder dergleichen vorgesehen sein, mit deren Hilfe ein Lampenwechsel
signalisiert wird. Diese Information wird insbesondere von der Protokolliereinheit 17 berücksichtigt,
um beispielsweise bei der Ermittlung der Stellwerte berücksichtigte
Lebensdauerkurven für
die entsprechende Lichtquelle wieder auf eine Anfangswert zu stellen.
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Ein
entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die
einzelnen verwendeten Betriebsgeräte nicht für eine komplexe Kommunikation
mit externen Steuereinheiten ausgestaltet sein müssen. Es ist ausreichend, einfache
Geräte
zu verwenden, welche auf entsprechende Signale in geeigneter Weise
reagieren. Dies wiederum bedeutet, dass ein Austausch der Betriebsgeräte im Falle
einer Beschädigung
bzw. eines Defekts einfach vorgenommen werden kann, ohne dass eine Programmierung
des ausgetauschten Geräts
erforderlich wäre.
Eine Leuchte mit einem entsprechenden erfindungsgemäßen Steuergerät ist dementsprechend
deutlich einfacher in Betrieb zu nehmen.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit,
nunmehr die Leuchte beim Hersteller zu kalibrieren, sodass an die
Lichtquellen selbst geringere Anforderungen bezüglich der Qualität des abgegebenen
Lichts gestellt werden müssen.
Dies ist insbesondere bei dem Einsatz von LED-Lichtquellen ein wesentlicher
Vorteil.
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Schließlich ist
es nunmehr ausreichend, dem Steuergerät eine einzige Adresse zuzuweisen, über die
das Gerät
individuell ansprechbar ist. Die einzelnen Betriebsgeräte zum Betreiben
der Lichtquellen hingegen nehmen nicht unmittelbar an dem Datenverkehr
teil, was letztendlich die Ansteuerung der Leuchte insgesamt deutlich
vereinfacht.