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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Außenleuchte
mit einem Leuchtengehäuse,
mindestens einem elektrischen Leuchtmittel und einem Bewegungsmelder,
der ein Sensorelement und eine elektronische Betriebseinrichtung
umfasst, welche mit dem Sensorelement verbundene Versorgungs- und Steuerschaltungen
aufweist.
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Im Stand der Technik ist es bekannt,
Außenleuchten
mit Bewegungsmeldern zu versehen, welche die Leuchtmittel automatisch
einschalten, wenn von dem Bewegungssensor eine sich nähernde Person
oder ein Tier registriert wird.
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Im Stand der Technik sind derartige
Außenleuchten
relativ weit verbreitet, bei denen der Bewegungsmelder in einem
eigenen Gehäuse
untergebracht ist, welche die zum Betrieb des Sensorelements erforderlichen
elektronischen Schaltungen, wozu ein Netzteil zum Betrieb am 230
V-Netz, Signalaufbereitungsschaltungen und davon ansteuerbare Schaltmittel
zum Ein- und Ausschalten der Leuchtmittel zählen, und ebenfalls das Sensorelement selbst
untergebracht werden. Als Sensorelement wird meist ein pyroelektrischer
bzw. Passiv-Infrarot-(PIR)-Sensor verwendet, der auf die Abstrahlung der
Körperwärme im fernen
Infrarot anspricht. Dieses Sensorelement ist in dem Gehäuse hinter
einem für die
Messstrahlung durchlässigem
Fenster angebracht und unmittelbar an die vorgenannte Sensorelektronik
angeschlossen. Damit ist der Bewegungsmelder zwar mit sämtlichen
erforderlichen Betriebseinrichtungen in einem relativ kompakten
Gehäuse untergebracht,
welches gut dazu geeignet ist, beispielsweise im Eingangsbereich
eines Gebäudes montiert
zu werden. Bedingt durch die Baugröße der einzelnen Komponenten
muss dieses Gehäuse
jedoch immer noch etwa faustgroß sein,
wie bei den bekannten Bewegungsmeldern. Nachteilig ist diese Bauform
daher auch, wenn der Bewegungsmelder mit einer Leuchte zu einer
integrierten Einheit zusammengefasst werden soll. Im Stand der Technik
ist es hierzu bekannt, das vorgenannte Bewegungsmelder-Gehäuse als
ganzes außen
am Leuchtengehäuse
anzubringen. Eine derartige Anordnung ist jedoch aufwendig und kostenintensiv.
Außerdem
kann die Funktionalität
und insbesondere das äußere Erscheinungsbild
der Leuchte beeinträchtigt
werden. Alternativ ist im Stand der Technik ebenfalls bereits vorgeschlagen
worden, die gesamte Bewegungsmelder-Einheit nebst Gehäuse aus
Kostengründen
in den Aufbau einer Außenleuchte
zu integrieren, beispielsweise in dafür vorgesehene Ausnehmungen oder
Halterungen. Allerdings erfordern die bislang verbreiteten Bewegungsmelder-Einheiten
immer noch relativ viel Einbauraum, wobei zusätzlich zu beachten ist, dass
das Sensorelement funktionsgerecht installierbar sein muss. Dadurch
ist die Verwendung auf Leuchten mit relativ großvolumigen Leuchtengehäusen beschränkt, beispielsweise
Mastleuchten zur Straßen-
und Gehwegbeleuchtung. Eine derartige Leuchte mit einem konventionellen,
relativ großvolumigen
Bewegungsmelder ist beispielsweise in der
DE 196 22 877 A1 beschrieben.
Der Einbau in kleinere Innen- oder Außenleuchten ist bislang nicht
möglich,
da insbesondere die Sensorelektronik zur Stromversorgung des Sensorelements
sowie die Schaltmittel zur Schaltung des Leuchtenstroms relativ
voluminös
geblieben sind.
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Angesichts dessen stellt sich der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Aufbau anzugeben, der
die vorgenannten Probleme vermeidet und insbesondere eine größere Flexibilität bei der
Integration eines Bewegungsmelders in nahezu jede Leuchte, jeder
Form und jeder Größe, bietet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung
vor, dass das Sensorelement in einem extrem miniaturisierten Sensorkopf angebracht
ist. Dieser ist vorzugsweise räumlich
entfernt von der Betriebseinrichtung an dem Leuchtengehäuse angebracht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau
ist der Bewegungsmelder nicht wie bisher als Ganzes zu einer starren,
schwierig unterzubringenden Baueinheit zusammengefasst, sondern
in modulare, räumlich verteilt
angeordnete Funktionselemente bzw. Baugruppen aufgegliedert. Von
besonderem Vorteil ist dabei, dass das eigentliche Sensorelement,
welches als miniaturisiertes, nur wenige Millimeter großes Halbleiterbauelement
ausgebildet ist, in einem ebenfalls miniaturisierten Mess- bzw.
Sensorkopf angeordnet ist, der elektrisch mit der dazugehörigen elektronischen
Betriebseinrichtung verbunden ist. Diese kann ebenfalls extrem miniaturisiert
in dem Sensorkopf untergebracht sein, beispielsweise als Halbleiterchip,
oder auch räumlich
getrennt an einer anderen Stelle in das Leuchtengehäuse integriert
sein. Aufgrund seiner geringen Abmessungen ist es leicht möglich, den
Sensorkopf, selbst in einem kleinen Leuchtengehäuse, unauffällig und dennoch funktionsgerecht
zu installieren. Dank der erfindungsgemäßen räumlichen Trennung kann die
Betriebseinrichtung auch bequem an einer Stelle im Leuchtengehäuse untergebracht
werden, wo sich ohnehin ungenutzter Raum befindet, beispielsweise
hinter einem Reflektor, im Bereich eines Sockels oder Vorschaltgeräts oder
im Lampenfuß bzw.
an einem Befestigungsteil.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass
der Sensorkopf als integrierter Miniatur-Bewegungsmelder ausgebildet
ist. Dieser Sensorkopf kann zusätzlich einen
integrierten Miniatur-Signalaufbereitungsschaltkreis aufweisen.
Darüber
hinaus kann in diesen Sensorkopf ein Miniatur-Dämmerungssensor
ebenfalls integriert sein. Der Sensorkopf mit dem integrierten Miniatur-Bewegungsmelder
kann mit derart geringen Abmessungen gestaltet werden, dass er praktisch
an jeder beliebigen Stelle der Leuchte in einer kleinen Einbauöffnung installiert
werden kann, beispielsweise im Leuchtengehäuse, im Leuchtenglas, im Leuchtenarm
usw.. Ein Miniatur-Signalaufbereitungsschaltkreis mit Verstärker, Schaltlogik
und dergleichen kann ebenfalls in dem Sensorkopf untergebracht sein,
wobei dessen Abmessungen nicht wesentlich vergrößert werden. Der gesamte Sensorkopf kann
dennoch einen Durchmesser von unter 10 mm haben und eine vergleichbare
Länge.
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Vorteilhaft ist es, dass in dem Sensorkopf
ein Miniatur-Dämmerungssensor
integriert ist, welcher ebenfalls an die in dem Sensorkopf enthaltene
Miniatur-Signalaufbereitungsschaltung angeschlossen werden kann.
Dadurch ist eine automatische Aktivierung des Bewegungsmelders beim
Einbruch der Dämmerung
möglich.
Die Integration dieser Funktionen in ein einziges Miniatur-Bauteil führt zu einer deutlichen
Reduzierung des im Stand der Technik üblichen Herstellungs- und Montageaufwands.
Darüber hinaus
kann der Sensorkopf mit seinen miniaturisierten Abmessungen an beliebiger
Stelle an der Leuchte angebracht werden, ohne das Design zu beeinträchtigen.
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Bevorzugt weist der Miniatur-Signalaufbereitungsschaltkreis
einen Mikrocontroller auf. Dieser erlaubt bei kleinsten Außenabmessungen
die Realisierung einer Vielzahl von Zusatzfunktionen, die von bekannten
Bewegungsmeldern nicht erfüllt
werden. Beispielsweise kann durch entsprechende Programmierung des
Schaltkreises eine sanfte, besonders schonende Abschaltung der Lampen
programmiert werden, oder eine Steuerungseinrichtung aufgebaut werden,
um beispielsweise andere Leuchten über die Netzleitung von einem
einzigen Sensorkopf aus fernzusteuern.
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Dank der erfindungsgemäßen Flexibilität hinsichtlich
der Platzierung des Sensorelements werden außerdem Funktionsprobleme des Bewegungsmelders
vermieden, die daraus resultieren können, wenn das Sensorelement
im Abstrahlbereich des Leuchtmittels liegt. Durch die Möglichkeit,
das Sensorelement unabhängig
vom Einbauraum für
die Betriebsschaltungen anzubringen, können diesbezüglich inakzeptable
Kompromisslösungen
weitgehend vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass
zwischen Sensorkopf und Betriebsschaltung ein langgestrecktes Verbindungskabel
angeordnet werden kann. Dieses kann flexibel ausgebildet sein. Durch
das Verbindungskabel lassen sich auch längere Abstände problemlos überbrücken, beispielsweise,
wenn die Betriebseinrichtungen im Lampenfuß und der Sensorkopf in einem
weiter davon entfernt liegenden Gehäuseteil der Leuchte angebracht
ist. Durch eine längenmäßig abgestimmte,
biegsame Zuleitung lässt sich
der Sensorkopf praktisch an beliebigen Stellen installieren, selbst
wenn nur ein schmaler Verbindungsholm oder dergleichen vorhanden
ist, an dem das Verbindungskabel entlanggeführt werden kann.
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Der Sensorkopf wird bevorzugt im
wesentlichen aus einem Sensorgehäuse
und dem darin befindlichen Sensorelement gebildet. Das Sensorgehäuse ist
von den Abmessungen an das eigentliche Sensorelement, beispielsweise
einen PIR-Sensor mit TO5-Sockel angepasst und erhält damit
ebenfalls so geringe Außenabmessungen,
dass es sich gut in ein Leuchtengehäuse integrieren lässt. Im
wesentlichen sorgt es für
mechanischen Schutz der empfindlichen Sensoroberfläche und
für verbesserte
Montagemöglichkeiten.
Hierzu ist es bevorzugt als infrarot-durchlässiges Kunststoffgehäuse ausgebildet.
Dieses kann im sichtbaren Bereich glasklar oder eingefärbt sein,
um es an das ästhetische
Erscheinungsbild einer Leuchte besser anpassen zu können. Maßgeblich
für die
Funktion des Sensorkopfes ist eine gute IR-Durchlässigkeit.
Um die Fokussierung einfallender Wärmestrahlung auf der empfindlichen
Oberfläche
des Sensorelements zu verbessern, kann das Sensorgehäuse eine
Linsenanordnung aufweisen. Diese kann beispielsweise als Multilinsen-Array
ausgebildet sein, welches zur Abdeckung eines größeren Messbereichs auf einer
Zylinder- oder Kugelfläche
vor dem Sensorelement angeordnet sein kann. Alternativ ist es ebenfalls
möglich,
eine einzelne, stärker
fokussierende Linse vorzusehen.
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Zum Schutz des Sensorelements und
zur Erhöhung
der elektrischen Sicherheit kann das Sensorelement feuchtigkeitsgeschützt in dem
Sensorgehäuse
eingebettet sein, beispielsweise vergossen.
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Zur Anbringung des Sensorkopfes ist
es vorteilhaft, wenn er in einer Ausnehmung in einem Leuchtengehäuse eingesetzt
ist, und zwar bevorzugt formschlüssig.
Dabei hat beispielsweise das Sensorgehäuse, welches das eigentliche
Sensorelement enthält,
beispielsweise einen zylindrischen Ansatz, welcher in eine kreisrunde Öffnung in
den Leuchtengehäuse
einsetzbar ist, wobei der Gehäuseteil
mit dem Messfenster zum Empfang der IR-Strahlung durch das Sensorelement
aus der Öffnung
im Leuchtengehäuse
nach außen
gerichtet ist. Das Verbindungs- bzw. Anschlusskabel für das Sensorelement ist
geschützt
aus dem Teil des Sensorkopfes bzw. des Sensorgehäuses herausgeführt, welcher
in die Öffnung
in dem Leuchtengehäuse
eingesteckt ist. Durch diese Anordnung lässt sich der Sensorkopf besonders
sicher, unauffällig
und funktionsgeschützt am
Leuchtengehäuse
positionieren.
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Die elektrische Sicherheit für Anwendungen im
Freien, das heißt
bei Außenleuchten
wird dadurch gewährleistet,
dass der Sensorkopf abgedichtet in die Wandung des Leuchtengehäuses integriert
ist. Dazu kann der Sensorkopf bzw. das Sensorgehäuse beispielsweise mit Silikonkautschuk
oder dergleichen Dichtungsmassen in eine Öffnung in dem Leuchtengehäuse eingeklebt
sein. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, diesen dicht in eine Gummitülle einzustecken, welche ihrerseits
abdichtend in einer entsprechend bemessenen Gehäuseöffnung eingesetzt wird. Auf
diese Weise kann mit geringem Aufwand ein Spritzwasserschutz gemäß der Schutzart
IP65 realisiert werden.
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Die Betriebseinrichtung umfasst zumindest ein
Netzteil, um den Bewegungsmelder am 230V-Netz zu betreiben. Für höchste Sicherheitsanforderungen
kann dieses zur galvanischen Trennung einen Netztransformator haben.
Für diesbezüglich geringe
Anforderungen können
Schaltnetzteile oder Vorwiderstände
vorgesehen werden. Als Schaltmittel für das zu schaltende Leuchtmittel
der Leuchte können
Halbleiterschalter wie Transistoren, Thyristoren oder dergleichen
vorgesehen sein, oder, für
besonders hohe Sicherheitsanforderungen Relais, um für eine galvanische
Trennung vom Netz zu sorgen.
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Bevorzugt umfaßt die Betriebseinrichtung
einen Dämmerungsschalter
mit einem optischen Dämmerungssensor.
Als optischer Dämmerungssensor wir
ein im sichtbaren Bereich empfindliches optoelektronisches Element
verwendet. Über
den Dämmerungsschalter
wird der erfindungsgemäße Bewegungsmelder
erst dann aktiviert, wenn eine voreinstellbare Helligkeitsschwelle
unterschritten wird und eine Einschaltung der Leuchte überhaupt
erst sinnvoll ist. Das Sensorelement des Dämmerungssensors kann gegebenenfalls ähnlich ausgestaltet
sein wie das vorangehend erläuterte
Sensorelement des Bewegungsmelders. Dadurch wird es ebenfalls besonders
flexibel hinsichtlich einer optimalen Anbringung am Leuchtengehäuse.
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Zur Ansteuerung der Betriebseinrichtung bzw.
der Schaltmittel für
die Leuchtmittel ist eine Signalaufbereitungsschaltung für das Sensorelement, beispielsweise
den PIR-Sensor erforderlich. Diese enthält beispielsweise einen Signalverstärker, Schwellwertschalter
oder dergleichen. Durch Integration auf einem miniaturisierten Signalaufbereitungschip
kann dieser in den erfindungsgemäß miniaturisierten
Sensorkopf integriert werden, ohne dessen äußere Abmessungen wesentlich
zu vergrößern. Dieser
kann weiterhin auf einem TO5-Sockel untergebracht sein. Alternativ
kann die Signalaufbereitungsschaltung in die Betriebseinrichtung
eingegliedert sein.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
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1 eine
schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte.
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1 zeigt
schematisch einen Längsschnitt durch
eine Außenleuchte,
nämlich
eine Wandleuchte, die darin als ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen
ist. Diese weist ein Leuchtengehäuse 2 auf, in
dem eine Lampe 3 angebracht ist. Gehaltert wird das Leuchtengehäuse 2 über ein
Wandgehäuse 4, welches
beispielsweise an einer Gebäudeaußenwand
im Bereich einer Eingangstür
befestigt ist. Die dargestellte Außenleuchte 1 ist mit
einem Bewegungsmelder versehen, welcher eine Betriebseinrichtung 5 und
einen daran über
ein Verbindungskabel 6 angeschlossenen Sensorkopf 7 aufweist.
Weiterhin ist ein Dämmerungssensor 8 vorgesehen,
welcher ebenfalls an die Betriebseinrichtung 5 angeschlossen
ist. Die Betriebseinrichtung 5 ist an das 230V-Netz angeschlossen
und enthält
Schalteinrichtungen zum Ein- und Ausschalten der Lampe 3 sowie ein
Netzteil zur Stromversorgung des Sensorkopfes 7 und des
Dämmerungssensors 8 sowie
eine Signalaufbereitungsschaltung für die beiden vorgenannten Sensorelemente 7 und
B.
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Der Sensorkopf 7 wird im
wesentlichen gebildet durch ein Miniatur-PIR-Sensorelement 9, welches
in einem IR-durchlässigen
Kunststoffgehäuse 10 mit
einem nach außen
vorstehenden, halbkugelförmigen
Kopf gebildet, welches durch eine Gummitülle 11 abgedichtet
formschlüssig
in eine Öffnung
auf der Vorderseite des Leuchtengehäuses 2 abgedichtet
eingesetzt ist. Der Dämmerungssensor 8 kann ebenfalls ähnlich abgedichtet
in einer Öffnung
in dem Lampengehäuse 2 eingesetzt
sein. Dank der erfindungsgemäßen modularen
Aufgliederung des Bewegungsmelders in eine Betriebseinrichtung 5 sowie
einem daran über
ein langgestrecktes Verbindungskabel 6 angeschlossenen,
in seinen äußeren Abmessungen
(kleiner als 10 mm Durchmesser und 10 mm Länge) kleinen Sensorkopf 7 kann
dieser Sensorkopf ohne Schwierigkeiten zusammen mit den Betriebseinrichtungen 5 auch
in Teilen des Leuchtengehäuses 2 installiert
werden. Wo nicht genügend
Einbauraum für
die Betriebseinrichtungen 5 vorhanden wäre, können diese z. B. auch in der
Wandhalterung oder dergleichen untergebracht sein. Außerdem ist eine
Installation des Sensorkopfes 7 bzw. auch des Dämmerungssensors 8 an
solchen Stellen möglich, wo
deren Funktion bei bekannten Einrichtungen durch das von der Lampe 3 abgestrahlte
Licht beeinträchtigt
wird. Damit wird die Funktionalität durch die erfindungsgemäße Anordnung
deutlich erhöht.
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In den miniaturisierten Sensorkopf 7 kann
ein Dämmerungssensor 8 in
miniaturisierter Bauform ebenfalls integriert sein. Darüber hinaus
ist es möglich,
einen Mikrocontroller zur Signalaufbereitung ebenfalls in dem Miniaturgehäuse des
Sensorkopfes 7 unterzubringen. Dieser Mikrocontroller kann
universell für
die unterschiedlichsten Funktionen frei programmiert werden, beispielsweise
zur Fernsteuerung weiterer Leuchten durch Steuerimpulse, welche über die
Netzleitung gesendet werden, oder auch ein sanftes, allmähliches
Abschalten der Lampe 3.