DE19819859C1

DE19819859C1 - Verfahren zur Steuerung eines Schalters und elektronisches Zeitschaltgerät

Info

Publication number: DE19819859C1
Application number: DE19819859A
Authority: DE
Inventors: Odeski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-04
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2018-05-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schalters aufgrund gespeicherter Zeitpunkte und ein nach die sem Verfahren arbeitendes elektronisches Zeitschaltgerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 5 angegebenen Merkmalen.

Zur Simulierung der Anwesenheit von Personen ist es bekannt, die Beleuchtung von Räumen mit Hilfe in gewünschter Weise pro grammierbarer Schaltuhren ein- und auszuschalten. Aus der DE 196 16 067 A1 ist ein Dimmer mit der überlagerten Funktion eines Dämmerungsschalters bekannt, der durch einen Zufallsge nerator so gesteuert wird, daß nicht nur der durch den Dämme rungsschalter bestimmte Einschaltvorgang zufällig verzögert wird, wobei auch die darauffolgende Einschaltdauer durch den Zufallsgenerator bestimmt wird, sondern dieser auch den Hel ligkeitsgrad der Beleuchtung bei jedem erneuten Einschalten unterschiedlich bestimmt.

Aus der DE 196 10 420 A1 ist ein Lichtschalter bekannt, der in einer Betriebsart "Schalten" wie ein herkömmlicher Lichtschal ter zu bedienen ist und in den Betriebsarten "Zufall/Wieder gabe" automatisch Schaltungen ausführt, um die Anwesenheit eines Anwenders zu simulieren. Die Betriebsart "Wiedergabe" ist dazu vorgesehen, einen Schaltrhythmus entsprechend dem gewohnten Schaltrhythmus des Anwenders zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Schalters aufgrund gespeicherter Schaltzeitpunkte und ein entsprechendes elektronisches Zeitschaltgerät zu schaf fen, bei welchem sich ein Beobachter nicht an exakten Schaltzeiten orientieren kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird im Automatikbetrieb nicht wie meist üblich über eine Zeitschaltuhr geschaltet, sondern eine inte grierte Elektronik speichert die Zeiten der Schaltvorgänge ei niger zurückliegender, beispielsweise der letzten drei, Tage, und schaltet dann bei aktivierter Automatik aufgrund der ge speicherten Werte, in welchen sich die Gewohnheiten des Raumbe nutzers wiederspiegeln, so daß ein Beobachter dessen Anwesen heit annehmen muß. Dabei werden zusätzlich mit Hilfe eines Zufallsgenerators die Schaltzeiten variiert, damit ein potentieller Ein brecher sich nicht an exakten Schaltzeiten orientieren kann.

Die vom Zufallsgenerator ausgewählten Zeitintervalle, um welche die gespeicherten Schaltzeiten vorverlegt oder verzögert wer den, liegen vor zugsweise unterhalb eines vorbestimmten Maximal intervalles, das zweckmäßigerweise in der Größenordnung einiger Minuten, beispielsweise 10 Minuten, liegen kann. Um zwischen relativ kurzen Einschaltzeiten und Dauerlicht zu unterscheiden, kann zweckmäßigerweise ein maximaler Zeitbereich festgelegt werden, welcher von der Schaltautomatik noch erfaßt wird, wäh rend längerdauernde Einschaltzeiten als Dauerlicht gewertet und von der Schaltautomatik ignoriert werden. Eine Grenze von zwei Stunden erscheint hier zweckmäßig.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeitschaltgerätes ist ferner ein Taster zum manuellen Ein- und Ausschalten der Beleuchtung vorgesehen, der bei jedem Drücken den Schaltzustand des Lichtschalters ändert. Die Beleuchtung also ein- oder ausschaltet. Um keinen Extraschalter zum Ein- oder Ausschalten der Automatik zu benötigen, ist die Elektro nik zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß sie bei längerem Drüc ken des Tasters, beispielsweise 2 Sekunden lang, das elektro nische Schaltprogramm aktiviert, was beispielsweise durch eine kleine Kontrollampe, etwa in Form einer Leuchtdiode, angezeigt werden kann. Auf die gleiche Weise kann die Automatik auch wieder ausgeschaltet werden.

Kernstücke des erfindungsgemäßen Schaltgerätes sind ein Mikro prozessor, eine elektronische Uhr und ein Speicher. Bei einer Handbetätigung des Tasters fragt der Mikroprozessor die jewei ligen Zeitpunkte von der Uhr ab und legt sie in geeigneter Form im Speicher ab. Dieser hat beispielsweise eine Kapazität zur Aufnahme von Schaltzeitpunkten über drei Tage hinweg, da nach werden die Werte überschrieben. Die aufgezeichneten Schaltzeitpunkte dienen bei der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Bezugswert für die Erzeugung zufälliger Schaltzeiten, indem sie durch von einem hier außer dem vorgesehenen Zufallsgenerator erzeugte Zeitintervalle ab gewandelt werden. Betragen diese zufälligen Schaltintervalle beispielsweise in einem praktischen Fall bis zu ±8 Minuten, so lassen sich die Schaltzeitpunkte im Bereich einer guten Vier telstunde variieren. Dies gilt für die Einschaltzeitpunkte wie für die Ausschaltzeitpunkte, so daß die Schaltgewohnheiten eines Raumbenutzers mit einer gewissen Schwankungsbreite re produziert werden, die den Gedanken an eine automatisch arbei tende Schaltuhr wegen deren üblicherweise festen Schaltpro gramms nicht aufkommen läßt. Die Abänderung der Schaltzeit punkte kann z. B. durch Ändern von Zählerständen erfolgen, die um die Zufallswerte erhöht bzw. erniedrigt werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung bildet der Zufallsgenerator seine die zufälligen Zeitintervalle be stimmenden Signale aus dem Systemtakt des Mikroprozessors und der 50 Hz-Netzfrequenz. Da diese beiden Eingangsgrößen vonein ander unabhängig sind, werden bei jeder Schaltzeitberechnung andere Zeitintervalle erzeugt, also auch gleiche Speicherin halte unterschiedlich verändert. Damit ist es unmöglich, eine exakte Vorhersage über Ein- und Ausschaltzeitpunkte zu tref fen. Auch wird ein identisches Schaltverhalten zweier Zeit schaltgeräte auf diese Weise ausgeschlossen.

Vorzugsweise kann bei der Erfindung außerdem ein Helligkeits sensor vorgesehen sein, welcher ein Einschalten der Beleuch tung bei Tageslicht verhindert und erst von einem bestimmten Dämmerungsgrad an ermöglicht. Bei einer praktischen Ausfüh rungsform ist das erfindungsgemäße Zeitschaltgerät in einem Gehäuse untergebracht, welches in eine übliche Unter putzdose paßt und dessen Frontseite vom Taster wie bei einem Lichtschalter eingenommen wird. Sowohl der Helligkeitssensor wie auch eine im Automatikbetrieb leuchtende Kontrollampe kön nen unmittelbar hinter den Taster angeordnet sein, der an die sen Stellen mit Öffnungen versehen ist.

Es sei nun anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung näher läutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Prinzip-Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Zeitschaltgerätes; und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Prozessors, wie er in der Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden kann.

Ein Stromversorgungsteil 2 liefert aus der Netzspannung Be triebsspannungen für den Mikroprozessor 4 und die in diesem enthaltene Uhr 6 sowie für ein Relais 8, dessen Erregerspule mit 10 bezeichnet ist und das einen Arbeitskontakt als Schal ter 12 für die einzuschaltende Beleuchtung hat. Der Schaltzu stand des Relais 8 wird über eine Steuerleitung 14 vom Mikro prozessor 4 bestimmt. Dieser enthält ferner einen Speicher 16 für die Speicherung der Ein- und Ausschaltzeiten der letzten drei Tage. Ferner ist an den Mikroprozessor 4 ein von Hand betätigbarer Taster 18 angeschlossen, der bei kurzem Drücken eine Änderung des Schaltzustandes des Relais bewirkt und ein Ein- und Ausschalten der Beleuchtung durch einen Raumbenutzer gestattet, wie dies bei einem üblichen Lichtschalter der Fall ist. Bei längerem Drücken, beispielsweise 2 Sekunden lang, wird dagegen der Automatikzustand aktiviert, was durch eine am Schalter sichtbare Leuchtdiode 20 angezeigt wird. Ein eben falls am Schalter vorgesehener Lichtsensor 22 liefert über eine Hystereseschaltung 24 ein Helligkeitssignal an den Mikro prozessor 4, welches ein Einschalten des Automatikbetriebes bei Tageslicht verhindert, so daß die Beleuchtung nur bei Däm merung oder Dunkelheit automatisch ein- und ausgeschaltet wer den kann.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 läßt weitere Einzelheiten des Mikroprozessors 4 erkennen, wobei die Pfeile die Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten veranschaulichen. So werden die Zeiten, zu denen der Taster 18 kurzzeitig betätigt wird, in den Speicher 16 übernommen. Außerdem gelangt ein Tasterbe tätigungssignal zum Relais 8, um dieses zwischen seinem Ein- und Ausschaltzustand umzuschalten. Bei einem längeren Drücken des Tasters 18 stellt eine Fühlschaltung 26 fest, daß Automa tikbetrieb gewünscht wird und liefert ein Signal an ein UND- Glied 28, welches ein zweites Eingangssignal vom Lichtsensor 22 erhält, so daß Automatikbetrieb nur von der Dämmerung an möglich ist. Das UND-Glied liefert ein Ausgangssignal an einen Zufallsgenerator 30, der ein zufälliges Zeitintervall erzeugt, das mit dem dem Speicher 16 entnommenen Schaltzeitpunkt zu dessen Verschiebung kombiniert wird und dann zur Gewinnung eines Steuersignals für das Relais 8 dient. Außerdem ist ein Flipflop 32 für die Ansteuerung der Kontroll-Leuchtdiode 20 vorgesehen, welches von der Fühlschaltung 26 im Automatikbe trieb ein Setz-Signal erhält und bei Abschaltung der Automatik wieder zurückgesetzt wird.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch folgende Daten aus:

Der Schalter ist ausgelegt zum Schalten von Leuchtmitteln mit 230 V~/400 VA. Er besitzt zwei Betriebsarten: normales EIN/AUS-Schalten und Automatik. Im Normalbetrieb EIN/AUS be wirkt jeder Tastendruck eine Negation des gegenwärtigen Schaltzustandes. Die Elektronik speichert dabei die jeweils größten Ein- und Ausschaltzeiten innterhalb von 2-Stunden- Abschnitten. Der Speicher hat eine Kapazität zur Aufnahme von Schaltzeiten über drei Tage hinweg. Im Automatikbetrieb, er reichbar durch eine Tasterbetätigung von länger als 2 Sekun den, dienen diese aufgezeichneten Schaltspiele als Referenz zur Erzeugung zufälliger Schaltzeiten. Dabei dürfen die so erzeugten Schaltzeiten bis zu ±8 Minuten von den gespeicherten Werten abweichen und haben eine Auflösung von 30 Sekunden bis 2 Stunden (im 2-Stunden-Abschnitt). Schaltzeiten größer als 2 Stunden sind ebenfalls möglich, da diese in der Betriebsart Normal als Dauer-EIN bzw. Dauer-AUS erkannt werden.

Bezugszeichenliste

2

Stromversorgungsteil

4

Mikroprozessor

6

Uhr

8

Relais

10

Erregerspule

12

Schalter

14

Steuerleitung

16

Speicher

18

Taster

20

Leuchtdiode

22

Lichtsensor

24

Hystereseschaltung

26

Fühlschaltung

28

UND-Glied

30

Zufallsgenerator

32

Flipflop

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Schalters aufgrund gespei cherter Schaltzeitpunkte, wobei die Zeitpunkte einer Handbe tätigung des Schalters über einen vorbestimmten Zeitraum ge speichert und dann zur automatischen Betätigung des Schalters jedesmal ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Zeitpunkte nach jedem Auslesen durch zufällig gewählte Zeitintervalle zu neuen Zeitschaltpunkten abgeändert werden, zu denen der Schalter dann automatisch be tätigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums von vorzugsweise einigen Tagen auftretenden Handschaltzeitpunkte gespeichert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die zufällig gewählten Zeitintervalle unterhalb ei nes vorbestimmten Maximalintervalls von vorzugsweise mehreren Minuten liegen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur Einschalt- und Auschaltzeitpunkte gespeichert werden, zwischen denen ein Zeitbereich von einer minimalen bis zu einer maximalen Länge liegt.

5. Elektronisches Zeitschaltgerät zur Durchführung des Ver fahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Uhr und einem Speicher für Ein- und Ausschaltzeiten, sowie mit einem Mikroprozessor, der aufgrund der gespeicherten Zeiten Steuersignale für einen Schalter erzeugt, und mit einem Ta ster zur Handbetätigung des Schalters, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikroprozessor (4) die innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums auftretenden Handschaltzeitpunkte im Speicher (16) als Basiszeitwerte ablegt und aus diesen bei späterer Ausle sung Steuersignale für eine automatische Betätigung des Schalters (12) erzeugt,
daß ein Zufallsgenerator (30) zur Erzeugung von Zeitinterval len zufälliger Länge vorgesehen ist,
und daß der Mikroprozessor die aus dem Speicher ausgelesenen Basiszeitwerte um zufällige Zeitintervalle zu aktuellen Schaltzeitpunkten verändert und zu diesen Steuersignale für den Schalter (12) erzeugt.

6. Zeitschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der vorbestimmte Zeitraum einige Tage beträgt.

7. Zeitschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zufälligen Zeitintervalle kürzer als ein im Bereich einiger Minuten liegendes Maximalzeitintervall sind.

8. Zeitschaltgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen Helligkeitssensor (22) zur Freiga be des Automatikbetriebes erst von einem vorbestimmten Dämme rungswert an.

9. Zeitschaltgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Fühlschaltung (26) für die Dauer der Tasterbetätigung und Auslösung des Automatikbetriebes nach einer vorbestimmten Betätigungsdauer.

10. Zeitschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zufallsgenerator (30) als Eingangssignale der System takt des Mikroprozessors (4) und ein netzfrequentes Signal zur Bestimmung der zufälligen Zeitintervalle zugeführt wer den.