DE102004006006B4 - Baumbeleuchtung - Google Patents
Baumbeleuchtung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004006006B4 DE102004006006B4 DE102004006006A DE102004006006A DE102004006006B4 DE 102004006006 B4 DE102004006006 B4 DE 102004006006B4 DE 102004006006 A DE102004006006 A DE 102004006006A DE 102004006006 A DE102004006006 A DE 102004006006A DE 102004006006 B4 DE102004006006 B4 DE 102004006006B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tree
- electronic module
- light
- voltage source
- signal input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
- F21S4/10—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources attached to loose electric cables, e.g. Christmas tree lights
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Baumbeleuchtung
a. mit einer Mehrzahl von Leuchtmitteln (22),
– die jeweils mittels einer Fußklemme (24) an einem Baumabschnitt zu befestigen sind,
– die jeweils eine lokale, zu- und abschaltbare, elektrische Energieversorgung (28) für die Lichtabstrahlung (84) aufweisen,
– und die jeweils ein Elektronikmodul (30) mit einem Signaleingang (32) zum fernbetätigbaren Zu- und Abschalten der Energieversorgungen (28) umfassen,
b. und mit einer entfernten Signalquelle (10) zur gleichzeitigen Fernbetätigung der Elektronikmodule (30) der Leuchtmittel (22),
dadurch gekennzeichnet, dass
a.1 der Signaleingang (32) des jeweiligen Elektronikmoduls (30) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe (24, 26, 88) mit der am Baumabschnitt befestigten Fussklemme (24) des Leuchtmittels (22) verbunden ist, und
a.2 die Schaltkreismasse (38) des jeweiligen Elektronikmoduls (30) von der Umgebung isoliert ist,
b.1 und dass die entfernte Signalquelle als Wechselspannungsquelle (10) ausgebildet ist,
b.2 deren Signalausgang (12) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe...
a. mit einer Mehrzahl von Leuchtmitteln (22),
– die jeweils mittels einer Fußklemme (24) an einem Baumabschnitt zu befestigen sind,
– die jeweils eine lokale, zu- und abschaltbare, elektrische Energieversorgung (28) für die Lichtabstrahlung (84) aufweisen,
– und die jeweils ein Elektronikmodul (30) mit einem Signaleingang (32) zum fernbetätigbaren Zu- und Abschalten der Energieversorgungen (28) umfassen,
b. und mit einer entfernten Signalquelle (10) zur gleichzeitigen Fernbetätigung der Elektronikmodule (30) der Leuchtmittel (22),
dadurch gekennzeichnet, dass
a.1 der Signaleingang (32) des jeweiligen Elektronikmoduls (30) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe (24, 26, 88) mit der am Baumabschnitt befestigten Fussklemme (24) des Leuchtmittels (22) verbunden ist, und
a.2 die Schaltkreismasse (38) des jeweiligen Elektronikmoduls (30) von der Umgebung isoliert ist,
b.1 und dass die entfernte Signalquelle als Wechselspannungsquelle (10) ausgebildet ist,
b.2 deren Signalausgang (12) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe...
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Baumbeleuchtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie in beispielsweise aus der Druckschrift
DE 196 04 298 A1 bekannt. - Als elektrische Christbaumbeleuchtung sind Lichterketten weit verbreitet, bei denen die elektrischen Kerzen an einem langen zweipoligen Kabel aufgereiht sind. Das Kabel, das von einem Netzgerät mit der Betriebsspannung für die elektrischen Kerzen versorgt wird, muss entlang des Stamms und der Zweige des Christbaums von Kerzenort zu Kerzenort verlegt werden.
- Da die Verlegung der langen Lichterkette umständlich ist, wurden Versuche unternommen, die zentrale Energieversorgung der elektrischen Kerzen zu vereinfachen. So ist aus der Druckschrift
DE 198 23 741 A1 eine Christbaumbeleuchtung bekannt, bei welcher von der Energiequelle getrennte Stromleitungen zu jeder Lampe führen. Die Energiequelle ist in einem Christbaumständer angeordnet, der einen Transformator, eine Steuerschaltung, eine Batterie und ein Solarpanel enthalten kann. Der Christbaumständer ist mit Steckeraufnahmen ausgerüstet, in welche Stecker eingesetzt werden, deren Stromleitungen entlang des Stammes gebündelt werden. Von dem Leitungsbündel am Stamm führt zu jeder Lampe direkt eine Leitung, welche entlang der Aste geführt wird. In dem Hauptleitungsbündel nach oben können zusätzliche Steckerverbindungen am Stamm vorgesehen sein. Insgesamt ist eine baumartige Leitungsstruktur für die galvanische Stromversorgung vorgesehen. Im Vergleich zu der eingangs genannten Lichterkette ist die Verlegung der gebündelten Leitungen nach wie vor umständlich. - Ein anderer Weg der Stromversorgung wird in der Druckschrift
DE 38 24 972 A1 beschritten. Dort ist eine Weihnachtsbaumbeleuchtung gezeigt, bei der in jeder elektrischen Kerze eine Luftspule angeordnet ist. Die Luftspule ist Teil eines elektrischen Schwingkreises für einen Empfang von elektromagnetischer Energie. Ein benachbarter Hochfrequenzsender strahlt eine Leistung von 20 Watt aus einer vier Meter langen Stabantenne in die Richtung des Weihnachtsbaums ab. Es handelt sich also um eine drahtlose Energieversorgung durch einen Funksender, der als Stab, Dipol oder Schleife ausgebildet sein kann. Alternativ zur Funkabstrahlung ist ein Infrarotstrahler vorgesehen, der ebenfalls ohne galvanische Stromversorgung auskommt. Die Strahlungsenergie der Infrarotlampe wird durch Solarzellen in die Betriebsspannung der elektrischen Beleuchtung umgesetzt. Diese An der drahtlosen zentralen Stromversorgung hat sich nicht durchsetzen können, weil sie eine zu hohe Energieabstrahlung erfordert. - Aus der Druckschrift
DE 34 02 595 A1 ist ein elektrischer Leuchtkörper in Form einer Weihnachtsbaumkerze bekannt, dessen Kerzenschaft zur Aufnahme einer Batterie ausgebildet ist. Als Alternative zur Stabbatterie in jeder Kerze ist es auch bekannt, als Stromquelle eine oder mehrere stromerzeugende Zellen im Kerzenschaft anzuordnen, die von außen her mit Strahlung beaufschlagt werden (Anordnung einer Infrarotstrahlungsquelle in der Nähe der Kerzen). Das Ein- und Ausschalten der Kerzen erfolgt elektronisch durch Signalimpulse in Form von Infrarotstrahlen, Ultraschall. oder sonstigen Hochfrequenzsendeimpulsen. Fernbedienungen dieser An, wie sie beispielsweise für Fernsehgeräte üblich sind, stellen für eine Christbaumbeleuchtung allerdings einen zu hohen Aufwand dar. - In der Druckschrift
DE 41 13 442 A1 geht es wiederum um die Fernsteuerung und die Stromversorgung eines Beleuchtungssystems. Gezeigt ist eine Schaltung mit magnetischer Induktion, d.h. es ist ein Sende- und Empfangssystem vorgesehen, bei dem zwischen einem Induktionssender und einem Empfänger magnetische Feldenergie übertragen wird. Im Falle von Baumbeleuchtungen kann hierbei der Induktionssender aus einem um den Baumstamm wendelförmig herumgewickelten Induktionsdraht bestehen, durch den gleichzeitig sämtliche Beleuchtungskörper zum Ein- und Ausschalten der Stromversorgung ansteuerbar sind. Gemäß dieser Druckschrift ist es denkbar, die Stromversorgung der einzelnen Beleuchtungskörper ausschließlich mittels diesen zugeordneten Induktionsempfängern zu realisieren, die von dem Induktionssender aus mit magnetischer Feldenergie beaufschlagt werden. Eine derartige magnetische Fernsteuerung und Stromversorgung hat sich nicht durchsetzen können, weil hierfür zu hohe Sendeenergien erforderlich wären. - Eine große Gruppe von Druckschriften befasst sich mit Leuchten für Christbäume, die eine interne Stromversorgung und deshalb keine Verkabelung aufweisen. Als Beispiel wird die Batterieleuchte gemäß der Druckschrift
DE 40 40 136 A1 genannt. Die lokale Energieversorgung erfolgt mit Hilfe eines handelsüblichen Akkumulators oder einer handelsüblichen Batterie. Als Leuchtmittel sind Glühlampen, Glühlampen, Leuchtdioden usw. vorgeschlagen worden. Die Batterieleuchte gemäßDE 40 40 136 A1 weist in üblicher Weise ein Gehäuse, einen Sockel und eine Fußklemme auf. Von diesem Stand der Technik geht die vorliegende Erfindung aus. - Zum Ein- und Ausschalten weist die bekannte Batterieleuchte einen mechanischen Schalter oder ein Elektronikmodul für eine Fernbetätigung auf. Im ersten Fall ist ein Drehschalter vorgesehen, bei dem das Gehäuse relativ zum Sockel verdreht wird. Im zweiten Fall weist das Elektronikmodul einen Sensor in Form eines Funkempfängers oder eines Mikrofons auf. Die zweitgenannte Alternative ist der ersten insoweit überlegen, als sie es gestattet, eine Vielzahl gleichartiger Batterieleuchten gleichzeitig ein- und auszuschalten. Die Fernbedienung benötigt – wie alle anderen bekannten Fernbedienungen – einen Sensor, der an das abgestrahlte und empfangene Feld physikalisch angepasst ist. Ein solcher Sensor erfordert Platz und erhöht das Gewicht.
- Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass eine zentrale, aus einer gemeinsamen Energiequelle gespeiste, galvanische oder drahtlose Stromversorgung in jedem Falle zu aufwendig und deshalb zu vermeiden ist, dass aber ein zentrales, gleichzeitiges Ein- und Ausschalten der Leuchtmittel aus Gründen des Bedienungskomforts unerlässlich ist. Unter diesen Randbedingungen hat die Erfindung erkannt, dass für das Einschalten der Christbaumbeleuchtung keine Sensoren in den Leuchtmitteln erforderlich sind.
- Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Baumbeleuchtung mit lokaler Stromversorgung der Leuchtmittel anzugeben, deren zentrale Fernbedienung ohne Sensoren in den Leuchtmitteln auskommt.
- Diese Aufgabe wird durch eine Baumbeleuchtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Die Erfindung nützt die elektrischen Leitungseigenschaften eines Naturbaums, um ein zentral erzeugtes Einschaltsignal an die Baumkerzen zu verteilen. Es ist also kein technischer Kabelbaum erforderlich, der entlang des natürlichen Aufbaus des Baumstamms, seiner Äste und seiner Zweige verlegt werden müsste. Vielmehr wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass der natürliche Baum eine elektrische Impedanz, insbesondere eine von der Feuchtigkeit des Holzes abhängige Leitfähigkeit aufweist.
- Gleichzeitig kommt die erfindungsgemäße Baumbeleuchtung ohne Sensoren aus. Als derartige Sensoren sind bei den im Stand der Technik verwendeten Fernbedienungen beispielsweise Funkantennen, Induktionsschleifen, Infrarotempfänger oder Ultraschall-Mikrofone vorgeschlagen worden. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine einpolige galvanische Kontaktgabe genügt, um den Baum als Übertragungsmedium für das Einschaltsignal einzubeziehen.
- Der einpolige Kontakt wird am Anbringungsort des jeweiligen Leuchtmittels dadurch realisiert, dass eine Fußklemme des Leuchtmittels ganz oder teilweise aus leitfähigem Material besteht. Es genügt das übliche Anklemmen des Leuchtmittels an einen Zweig, um die Zähne der Fußklemme in einen ausreichenden Kontakt mit der Baumrinde oder den Nadeln zu bringen. In der Regel werden die Zähne der Fußklemme den betreffenden Abschnitt der Baumrinde durchstoßen und sogar einen Kontakt zur Bastschicht des Baumes herstellen. Versuche haben aber ergeben, dass ein derart enger Kontakt nicht zwangsläufig erforderlich ist. Für einen reproduzierbaren Schalteffekt genügt es, die Zähne der Fußklemme leitfähig zu machen und durch den Sockel des Leuchtmittels hindurch leitfähig mit dem Signaleingang eines Elektronikmoduls zu verbinden. Das Elektronikmodul des Leuchtmittels ist als eine kleine Platine mit einem Schaltkreis ausgebildet, der auf ein Wechselspannungssignal reagiert, das zwischen dem Signaleingang und der Schaltkreismasse anliegt. Überraschenderweise genügt es, die Schaltkreismasse von der Umgebung isoliert zu belassen. Auf diese Art kann das Übertragungsvermögen des Baumes, das von der natürlichen Baumimpedanz bereitgestellt wird, als einpolige Leitung genutzt werden.
- Zur Vervollständigung des erfindungsgemäßen Schaltprinzips ist eine Wechselspannungsquelle vorgesehen, die als einfaches Netzteil mit einem Sinusoszillator auf einem kleinen Schaltungsträger aufgebaut werden kann. Wiederum genügt eine einpolige Verbindung von dem Signalausgang der Wechselspannungsquelle zum Baum, vorzugsweise ein einadriges Kabel zum Fußpunkt des Baumstammes. Diese einpolige galvanische Kontaktgabe kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Vorzugsweise ist die Wechselspannungsquelle – ähnlich wie bei bekannten Ladegeräten oder Netzteilen für kleine Gleichspannungen – in einen Netzstecker integriert. Von diesem (beispielsweise einige Meter entfernten) Netzstecker führt ein einpoliges Kabel zum Baumstamm, wo das Kabelende mit einer Kralle oder Spitze an den Baumstamm anzuheften ist. Das Kabelende kann auch an einen Baumständer geführt und an eine von dessen metallenen Haltekrallen, die ohnehin in einen Abschnitt des Baumstammes eindringen, angeklemmt sein.
- Alternativ zur Integration in einem Netzstecker kann die Wechselspannungsquelle in einem separaten Gehäuse mit Netzkabel untergebracht sein. Für den Fall, dass in dem genannten Baumständer elektrische Einrichtungen anderer An vorhanden sind, die ohnehin eine Netzversorgung erfordern, kann es auch von Vorteil sein, die Wechselspannungsquelle, deren Aktivierung das Einschalten der Baumbeleuchtung auslöst, in den Baumständer zu integrieren. In diesem Fall erfolgt die einpolige galvanische Kontaktgabe zu den Haltekrallen des Baumständers oder zum Baumstamm durch entsprechend ein kürzeres Kabel.
- Sobald die Signalquelle eine Wechselspannung mit einer Frequenz von beispielsweise 40 kHz und einer Amplitude von beispielsweise +/- 30 Volt erzeugt, wird die Baumbeleuchtung in Gang gesetzt. Das Wechselspannungssignal wird zwischen dem genannten Signalausgang und einer Schaltkreismasse der Wechselspannungsquelle generiert. Versuche haben ergeben, dass ein Koppelkondensator zwischen dieser Schaltkreismasse der Wechselspannungsquelle und dem Erdpotenzial zum Schaltprinzip der Erfindung beiträgt. Diese einfache schaltungstechnische Maßnahme des Koppelkondensators führt zusammen mit der einpoligen Verbindung über den Baum zu einer reproduzierbaren Fernbedienung der Baumbeleuchtung. Es wird davon ausgegangen, dass der Stromkreis durch eine parasitäre Kapazität geschlossen wird, die von der isolierten Schaltkreismasse des jeweiligen Elektronikmoduls in den Leuchtmitteln gegen das Erdpotenzial gebildet wird, wobei auch eine Antennenwirkung des natürlichen Baums einen Beitrag zur Fernbedienung der Leuchtmittel leisten kann.
- Ein schaltungstechnisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
1 bis4 erläutert. Es zeigt -
1 das Schaltungsprinzip der erfindungsgemäßen Baumbeleuchtung, -
2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Wechselspannungsquelle in Form eines frei schwingenden Sinusoszillators, der ein Schaltsignal zum Einschalten der erfindungsgemäßen Baumbeleuchtung liefert, -
3 einen bevorzugten mechanischen Aufbau eines Leuchtmittels der erfindungsgemäßen Baumbeleuchtung, umfassend eine Leuchtdiode, ein Gehäuse, eine Stabbatterie, einen Sockel, ein Elektronikmodul und eine Fußklemme, -
4 den Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Elektronikmoduls, das in dem Leuchtmittel gemäß3 untergebracht ist. - Die
1 zeigt das Schaltprinzip der erfindungsgemäßen Baumbeleuchtung, in welchem die technischen Komponenten und die natürlichen Komponenten als Stromkreis zusammengefasst dargestellt sind. Eine Wechselspannungsquelle10 , deren bevorzugter Schaltplan in2 dargestellt ist, erzeugt an ihrem Signalausgang12 eine Wechselspannung, die auf die Schaltkreismasse14 der Wechselspannungsquelle10 bezogen ist. Für die Frequenz der Wechselspannung hat sich ein Bereich von 10 bis 100 kHz als günstig erwiesen. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz 40 kHz. Die Amplitude der Wechselspannung überdeckt einen Bereich von etwa 60 V bezogen auf das Potenzial der Schaltkreismasse14 . - Vom Signalausgang
12 der Wechselspannungsquelle14 führt eine einpolige galvanische Verbindung16 zu dem Baum, der die erfindungsgemäße Baumbeleuchtung trägt. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen mehr oder weniger frisch geschlagenen Christbaum, dessen Stamm mit dem Ende eines einpoligen Kabels16 elektrisch leitfähig verbunden wird. Das Kabelende18 kann beispielsweise nach Art einer Reisszwecke angedrückt oder nach Art einer Krokodilklemme angeklemmt werden. Der Übertragungsblock20 in -
1 symbolisiert die Impedanz, die das Holz zwischen der Kontaktstelle18 der Wechselspannungsquelle10 und dem Anbringungsort eines Leuchtmittels22 aufweist. Der elektrische Widerstand des Holzes hängt beispielsweise von der Höhe und Art des Baums und dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ab. Der Feuchtigkeitsgehalt eines Christbaums kann durch Wässerung aufrechterhalten werden. Alternativ wird, falls die Austrocknung des Baums zu weit fortgeschritten ist, eine Metalllitze, insbesondere eine Kupferlitze, oder ein Metallband mitgeliefert. Diese Litze kann der Benutzer beispielsweise mit Reißzwecken an den Baumstamm heften. Sobald die Litze mit dem Kabelende18 der Wechselspannungsquelle10 verbunden ist, überbrückt sie einen Teil der Baumimpedanz20 und erweitert die einpolige galvanische Kontaktgabe18 zum Baumstamm, um die Einschaltempfindlichkeit der Baumbeleuchtung gegebenenfalls zu erhöhen. - Durch Versuche wurde bestätigt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes
20 an der Signalübertragung zu dem Leuchtmittel22 beteiligt ist. Bei einem Christbaum, dessen Stamm nicht gewässert wurde, traten nach neun Tagen mit sicherer Funktion erste Verzögerungen derart auf, dass die Kerzen22 sich erst ca. 15 Minuten nach Aktivierung der Wechselspannungsquelle10 einschalteten. Nach elf Tagen waren sämtliche Kerzen22 nicht mehr schaltbar. Bei einem anderen Christbaum, der am ersten und am zehnten Tag der Aufstellung gewässert wurde, waren fast alle Kerzen22 noch schaltbar. Alternativ oder ergänzend zur Wässerung schafft die genannte Kupferlitze einen Ausgleich für die Veränderung der Baumimpedanz20 , die mit der allmählichen Austrocknung des Baumes einhergeht. - Das Einschalten der Baumbeleuchtung erfolgt durch einen Schaltungsvorgang, der im Stromkreisbereich
10 ,12 der Wechselspannungsquelle oder im Stromkreisbereich16 ,18 der einpoligen galvanischen Kontaktgabe realisiert sein kann. Der Schaltvorgang wird technisch ausgelöst z.B. durch Einstecken eines Netzsteckers50 der Wechselspannungsquelle10 in eine Netzsteckdose oder durch Einschalten eines Energieversorgungsschalters (nicht dargestellt) der Wechselspannungsquelle10 oder durch Betätigung eines Schalters (insbesondere eines Fußschalters, nicht dargestellt) in dem einpoligen Kabel16 oder durch Anheften/Anklemmen des Kabelendes18 an den Baum. - An bestimmten Baumabschnitten, insbesondere an Ästen und Zweigen, wird vom Benutzer eine Mehrzahl der genannten Leuchtmittel
22 befestigt. Es kann sich beispielsweise um zwanzig bis dreissig Baumkerzen22 handeln. In der bevorzugten Ausführungsform weist jedes Leuchtmittel22 hierzu eine Fußklemme24 mit Zähnen26 auf (vgl.3 ). Die Einzelheiten des Leuchtmittels22 werden anhand der3 und4 erläutert; für das Schaltungsprinzip gemäss1 ist von Bedeutung, dass das Leuchtmittel22 neben einer lokalen, zu- und abschaltbaren, elektrischen Energieversorgung28 ein Elektronikmodul30 mit einem Signaleingang32 umfasst. Dieser Signaleingang32 wird durch eine wiederum einpolige galvanische Kontaktgabe26 mit dem Baumabschnitt24 verbunden, an dem das Leuchtmittel22 befestigt ist. Auf diese Art wird, wie in1 gezeigt, das Potenzial der Wechselspannungsquelle10 über die Baumimpedanz20 an den Signaleingang32 des Leuchtmittels22 herangeführt. - Zum Verständnis des Schaltungsprinzips sind die jeweiligen Bezugspotenziale von Bedeutung. Die Schaltkreismasse
14 der Wechselspannungsquelle10 ist durch einen Koppelkondensator34 mit dem Erdpotenzial36 verbunden. In der bevorzugten Ausfuhrungsform hat der Koppelkondensator34 eine Kapazität von 470 nF. Auf der Empfängerseite (links in1 ) ist hingegen die Schaltkreismasse38 des Elektronikmoduls30 des Leuchtmittels22 von der Umgebung isoliert. Eine gestrichelt eingezeichnete Verbindung40 schließt den Stromkreis zwischen dieser Schaltkreismasse38 und dem Erdpotenzial36 . An dieser Stelle wird eine parasitäre Kapazität42 unbekannter Größe angenommen, die es erlaubt, einen kleinen Wechselstrom durch den Stromkreis gemäß1 fließen zu lassen. - Der Schaltplan gemäß
2 zeigt ein ausgeführtes Beispiel einer Wechselspannungsquelle10 , die zur Steuerung der Baumbeleuchtung geeignet ist. Die Schaltung umfasst im Prinzip ein Netzteil44 , einen Sinusoszillator46 und einen Verstärker48 . Das konventionelle Netzteil44 ist aus einem Netzstecker50 , einer Sicherung52 , einem Netztransformator54 , zwei Gleichrichterdioden56 , zwei Speicherkondensatoren58 , zwei Widerständen60 , zwei Transistoren62 und zwei Zenerdioden64 zur Spannungsstabilisierung zusammengesetzt. Die Zenerdioden64 erzeugen eine Betriebsspannung von etwa 60 V bezogen auf die Schaltkreismasse14 . - Der freischwingende Sinusoszillator
46 ist ebenfalls konventionell aufgebaut. Als frequenzbestimmendes Element liegen drei RC-Glieder66 im Rückkopplungszweig68 eines Transistors70 . Der Sinusoszillator46 schwingt mit einer Frequenz von etwa 40 kHz. - Die Wechselspannung des Sinusoszillators
46 wird über den Kondensator72 auf einen symmetrischen Verstärker48 mit zwei Dioden74 , zwei Widerständen76 und zwei Transistoren78 ausgekoppelt. Zwischen den Transistoren78 wird das Wechselspannungssignal abgegriffen und über einen Kondensator80 auf den Signalausgang12 geführt. Am Signalausgang12 erscheint ein Spannungsausschlag von 60 V Spitze – Spitze, bezogen auf die Schaltkreismasse14 . Dies entspricht einer Wechselspannungsamplitude von +/- 30 V bezogen auf den Mittelwert der Wechselspannung. - Von prinzipieller Bedeutung für die Erfindung ist der Koppelkondensator
34 , der die Schaltkreismasse14 mit dem Schutzleiterkontakt82 des Netzsteckers50 , also mit dem Erdpotenzial36 verbindet. Die Funktion dieses Koppelkondensators34 wurde anhand der1 beschrieben. - Das Leuchtmittel
22 gemäß3 ist im Wesentlichen konventionell aufgebaut. Als lichtabgebendes Element wurde eine Leuchtdiode84 ausgewählt, die mit einer Betriebsspannung von etwa 2,3 V und einem Betriebsstrom von etwa 5 mA arbeitet. Die Betriebsfrequenz von etwa 40 kHz führt zu einer kontinuierlichen Lichtabstrahlung der Leuchtdiode84 . Die Leuchtdiode84 kann mit anderen Spannungen, Strömen oder Frequenzen betrieben werden. Statt einer Leuchtdiode können auch Glühlampen, Glimmlampen oder andere Leuchtmittel verwendet werden. - Die Leuchtdiode
84 ist in ein Gehäuse86 eingesetzt, das auch eine Stabbatterie28 aufnimmt. Die Stabbatterie28 versorgt ein noch zu beschreibendes Elektronikmodul30 , das mit einer zwischen 1,1 V und 1,5 V liegenden Versorgungsspannung arbeitet. Die Stabbatterie28 , beispielsweise eine Alkaline-Zelle oder ein Nickelcadmium-Akku, kann ausgewechselt oder nachgeladen werden, wenn das Gehäuse86 durch Drehen oder Ausrasten von einem Sockel88 getrennt wird. - Der Sockel
88 nimmt ein Elektronikmodul in Form einer kleinen Leiterplatte30 auf. Ein Betriebsspannungseingang des Elektronikmoduls30 ist mit dem positiven Pol der Stabbatterie28 verbunden, während die Schaltkreismasse38 des Elektronikmoduls30 mit dem negativen Pol der Stabbatterie28 verbunden ist. Zum Anschluss der Leuchtdiode84 sind ebenfalls zwei Kontakte des Elektronikmoduls30 herausgeführt. Ein bevorzugtes Schaltbild des Elektronikmoduls30 ist in4 dargestellt. - Das Leuchtmittel
22 gemäß den3 und4 unterscheidet sich von bekannten elektrischen Kerzen dadurch, dass der einpolige Signaleingang32 des Elektronikmoduls30 galvanisch mit der metallenen Fußklemme24 (vgl.3 ) verbunden ist, während die Schaltkreismasse38 des Elektronikmoduls30 (vgl.4 ) vom Potenzial des leitfähigen Baums und auch von der sonstigen Umgebung isoliert ist. - In
4 ist ein bevorzugter Schaltplan für das Elektronikmodul30 dargestellt. Das Potenzial der Fußklemme24 ist einpolig mit dem Signaleingang32 verbunden, wodurch über eine nicht dargestellte parasitäre Kapazität42 ein sehr kleiner Eingangsstrom mit der Frequenz von 40 kHz fließen kann. Die Dioden90 dienen zum Schutz eines Operationsverstärkers92 und der Leuchtdioden84 vor eventuell auftretenden Spannungsspitzen. - Das sinusförmige Eingangssignal am Eingang
32 gelangt hochohmig auf den Operationsverstärker92 und wird dort verstärkt, ohne dass der Eingangskreis auf die Frequenz von 40 kHz speziell abgestimmt wäre. Der Operationsverstärker92 arbeitet als Komparator und wandelt das sinusförmige Signal in ein rechteckförmiges Signal um. Die rechteckförmige Signalamplitude am Ausgang des Operationsverstärkers92 beträgt 1,5 V entsprechend der Betriebsspannung des Elektronikmoduls30 . - Ein nachfolgender Spannungsumrichter
94 setzt die Betriebsspannung auf eine Grösse hoch, die zum Betrieb der Leuchtdiode84 notwendig ist. Die Höhe der Umrichterspannung wird von der Durchlassspannung der verwendeten Leuchtdiode84 bestimmt. Im Ausführungsbeispiel wird die Betriebsspannung durch den ungeregelten Spannungsumrichter94 von 1,5 V auf 2,3 V erhöht. Hierzu wird eine Induktivität96 durch einen Schalttransistor98 im Takt der Steuerspannung (rechteckförmiges Signal, 40 kHz, 1,5 Volt) mit Strom versorgt und – während der Sperrzeit des Schalttransistors98 – über die Leuchtdiode84 entladen. Der nutzbare Strom durch die Induktivität96 liegt im Bereich von 5 bis 9 mA. Er führt zu einem Wechselstrom durch die Leuchtdiode84 , der die Batterie28 mit einem Nennwert von etwa 5 mA im Ausführungsbeispiel belastet, bei einer erhöhten Spannung von 2,3 V an der ausgewählten Leuchtdiode84 . - Das gesamte Elektronikmodul
30 hat eine Stromaufnahme in der Grössenordnung von 10 bis 20 mA, wenn die Leuchtdiode84 eingeschaltet ist. Dieser Wert garantiert eine ausreichend lange Betriebszeit der Baumbeleuchtung. - Der Ruhestrom ist bei dem Schaltungskonzept gemäss
4 sehr niedrig. Wenn das Einschaltsignal, das die Taktfrequenz des, Elektronikmoduls30 bestimmt, nicht anliegt, beträgt der Ruhestrom für die Bereitschaftsschaltung weniger als1 Mikroampere. Da die Bereitschaftszeiten einen erheblichen Anteil im Nutzungsprofil einer Christbaumbeleuchtung ausmachen, trägt der niedrige Ruhestrom wesentlich zur Schonung der Stabbatterie28 bei und kann bei der Auslegung auf die gewünschten Betriebsstunden praktisch ganz vernachlässigt werden. Der sehr geringe Ruhestromverbrauch ist letztlich das Ergebnis des erfindungsgemässen Konzepts, auf die bei Fernbedienungen üblichen Sensoren zu verzichten und das Einschaltsignal mittels der natürlichen Baumeigenschaften20 an das Elektronikmodul30 des Leuchtmittels22 heranzuführen. - Im Ausführungsbeispiel der Wechselspannungsquelle
10 gemäss2 kann für die Schaltkreiselemente mit den nachfolgenden Bezugszeichen beispielhaft die rechts angegebene Dimensionierung gewählt werden: -
- 34 (C8)
- Foko470n/250V
- 56 (VS bzw. V6)
- SM4007
- 58 (C6 bzw. C7)
- 470U/63V
- 60 (R8 bzw. R9)
- 9K31-R12209314000
- 62 (Q3)
- MMBT5551
- 62 (Q5)
- MMBT5401LT1
- 64 (V3 bzw. V4)
- BZVSSC30V
- 66 (C1)
- 220P/SOV-C13600221000
- 66 (C2 bzw. C3)
- 470P/5OV-C13600471000
- 66 (R1 bzw. R2 bzw. R3)
- 2K49-R12602494000
- R4
- 10KR12201005000
- R5
- 210K-R12602106000
- R11
- 20R-R12602002000
- 70 (Q1)
- MMBT5551
- 72 (C4)
- 470N/63V-E386.PI6100000300
- 74 (V1 bzw. V2)
- LL4148-EKW79021E7500K151
- 76 (R6 bzw. R7)
- 100K-R12601006000
- 78 (Q2)
- MMBT5551
- 78 (Q4)
- MMBT5401LT1
- 80 (C5)
- 470N/63V-E386.PI6100000300
- R10
- 10K-R12601005000
- Im Ausführungsbeispiel des Elektronikmoduls
30 gemäss4 kann für die Schaltkreiselemente mit den nachfolgenden Bezugszeichen beispielhaft die rechts angegebene Dimensionierung gewählt werden: -
- C2
- 100P/50V
- R1
- 9M53
- R2
- 1M05
- C1
- 100P/50V
- 90 (V1)
- BAV99W
- 92 (U2)
- MA X9100
- R3
- 10K2
- R4
- 10K2
- 96 (L1)
- B82432-T
- 98 (V4)
- BC807-40
Claims (8)
- Baumbeleuchtung a. mit einer Mehrzahl von Leuchtmitteln (
22 ), – die jeweils mittels einer Fußklemme (24 ) an einem Baumabschnitt zu befestigen sind, – die jeweils eine lokale, zu- und abschaltbare, elektrische Energieversorgung (28 ) für die Lichtabstrahlung (84 ) aufweisen, – und die jeweils ein Elektronikmodul (30 ) mit einem Signaleingang (32 ) zum fernbetätigbaren Zu- und Abschalten der Energieversorgungen (28 ) umfassen, b. und mit einer entfernten Signalquelle (10 ) zur gleichzeitigen Fernbetätigung der Elektronikmodule (30 ) der Leuchtmittel (22 ), dadurch gekennzeichnet, dass a.1 der Signaleingang (32 ) des jeweiligen Elektronikmoduls (30 ) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe (24 ,26 ,88 ) mit der am Baumabschnitt befestigten Fussklemme (24 ) des Leuchtmittels (22 ) verbunden ist, und a.2 die Schaltkreismasse (38 ) des jeweiligen Elektronikmoduls (30 ) von der Umgebung isoliert ist, b.1 und dass die entfernte Signalquelle als Wechselspannungsquelle (10 ) ausgebildet ist, b.2 deren Signalausgang (12 ) durch eine einpolige galvanische Kontaktgabe (16 ,18 ) mit dem Baum, insbesondere einem Abschnitt des Baumstamms, verbindbar ist, b.3 wobei die Schaltkreismasse (14 ) der Wechselspannungsquelle (10 ) über eine Koppelkapazität (34 ) an das Erdpotential (36 ) angeschlossen ist. - Baumbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktgabe (
16 ,18 ) zwischen der Wechselspannungsquelle (10 ) und dem Baum durch ein einadriges Kabel (16 ) erfolgt, dessen Kabelende (18 ) nach Art einer Reißzwecke oder einer Krokodilklemme ausgebildet ist. - Baumbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktgabe (
16 ,18 ) zwischen der Wechselspannungsquelle (10 ) und dem Baum durch ein einadriges Kabel (16 ) erfolgt, dessen Kabelende (18 ) an eine metallene Haltekralle eines Baumständers angeklemmt ist. - Baumbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metall-Litze oder ein Metallband längs des Baumstamms angeheftet und direkt (nach Anspruch 2) oder über eine metallene Haltekralle eines Baumständers (nach Anspruch 3) mit dem Signalausgang (
12 ) der Wechselspannungsquelle (10 ) verbunden ist, um die Kontaktgabe (16 ,18 ) der Wechselspannungsquelle (10 ) auf einen größeren Abschnitt des Baumstamms zu erweitern. - Baumbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußklemme (
24 ) des Leuchtmittels (22 ) ganz oder teilweise aus leitfähigem Material (26 ) besteht, um die Kontaktgabe zwischen dem Elektronikmodul (30 ) und dem Baumabschnitt zu unterstützen. - Baumbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass leitfähige Zähne (
26 ) der Fußklemme (24 ) durch einen Sockel (88 ) des Leuchtmittels (22 ) leitfähig mit dem Signaleingang (32 ) des Elektronikmoduls (30 ) verbunden sind. - Baumbeleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle (
10 ) ein Netzteil (44 ), einen freischwingenden Sinusoszillator (46 ) und einen Verstärker (48 ) umfasst. - Baumbeleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (
30 ) des Leuchtmittels (22 ) einen Komparator (92 ) und einen ungeregelten Spannungsumrichter (94 ) umfasst.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004006006A DE102004006006B4 (de) | 2003-02-26 | 2004-02-06 | Baumbeleuchtung |
EP04714320A EP1692431A1 (de) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Baumbeleuchtung |
PCT/EP2004/001872 WO2004076919A1 (de) | 2003-02-26 | 2004-02-25 | Baumbeleuchtung |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10308158.5 | 2003-02-26 | ||
DE10308158 | 2003-02-26 | ||
DE102004006006A DE102004006006B4 (de) | 2003-02-26 | 2004-02-06 | Baumbeleuchtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004006006A1 DE102004006006A1 (de) | 2004-09-16 |
DE102004006006B4 true DE102004006006B4 (de) | 2005-09-15 |
Family
ID=32863891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102004006006A Expired - Fee Related DE102004006006B4 (de) | 2003-02-26 | 2004-02-06 | Baumbeleuchtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004006006B4 (de) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3402595A1 (de) * | 1983-02-10 | 1984-08-16 | Anton Dreher | Elektrischer leuchtkoerper in form einer kerze, insbesondere zur verwendung an weihnachtsbaeumen |
DE3824972A1 (de) * | 1988-07-22 | 1989-01-12 | Roland Hiering | Weihnachtsbaum-, dekorations-, kunstwerk- und schmuckbeleuchtung |
DE3642890A1 (de) * | 1986-12-16 | 1989-07-27 | Igor Groza | Elektronische, kabelunabhaengige lichterkette fuer dekorationszwecke |
DE4040136A1 (de) * | 1989-12-19 | 1991-06-20 | Heinz Bauer | Batterieleuchte |
DE4113442A1 (de) * | 1991-04-25 | 1992-10-29 | Seidlitz Harald | Netzunabhaengiges elektrisches beleuchtungs-system |
DE4120849A1 (de) * | 1991-06-25 | 1993-01-07 | Lothar Seitz | Elektrische beleuchtungseinrichtung, insbesondere christbaumbeleuchtung |
DE19604298A1 (de) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Anna Lang | Weihnachtsbaumbeleuchtung |
DE19823741A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Josef Artmann | Christbaumständer sowie Christbaumbeleuchtung |
-
2004
- 2004-02-06 DE DE102004006006A patent/DE102004006006B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3402595A1 (de) * | 1983-02-10 | 1984-08-16 | Anton Dreher | Elektrischer leuchtkoerper in form einer kerze, insbesondere zur verwendung an weihnachtsbaeumen |
DE3642890A1 (de) * | 1986-12-16 | 1989-07-27 | Igor Groza | Elektronische, kabelunabhaengige lichterkette fuer dekorationszwecke |
DE3824972A1 (de) * | 1988-07-22 | 1989-01-12 | Roland Hiering | Weihnachtsbaum-, dekorations-, kunstwerk- und schmuckbeleuchtung |
DE4040136A1 (de) * | 1989-12-19 | 1991-06-20 | Heinz Bauer | Batterieleuchte |
DE4113442A1 (de) * | 1991-04-25 | 1992-10-29 | Seidlitz Harald | Netzunabhaengiges elektrisches beleuchtungs-system |
DE4120849A1 (de) * | 1991-06-25 | 1993-01-07 | Lothar Seitz | Elektrische beleuchtungseinrichtung, insbesondere christbaumbeleuchtung |
DE19604298A1 (de) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Anna Lang | Weihnachtsbaumbeleuchtung |
DE19823741A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Josef Artmann | Christbaumständer sowie Christbaumbeleuchtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102004006006A1 (de) | 2004-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009024114A4 (de) | Identifizierbares kabel | |
DE4120849A1 (de) | Elektrische beleuchtungseinrichtung, insbesondere christbaumbeleuchtung | |
EP2850705B1 (de) | Tragschiene zur halterung und stromversorgung mehrerer leuchtmodule, sowie lichtbandsystem mit einer solchen tragschiene | |
DE102017101347A1 (de) | Lichtschaltsystem, beleuchtungssystem und leuchte | |
DE102017115133A1 (de) | Signalempfangsvorrichtung, Signalübertragungsvorrichtung, Lichtsystem, Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungssystem | |
DE202017103605U1 (de) | Beleuchtungseinrichtung | |
DE102007049052A1 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von Licht | |
DE102016123075A1 (de) | Signalübertragungsvorrichtung, Signalempfangsvorrichtung, Lichtgenerierungssystem, Beleuchtungskörper und Beleuchtungssystem | |
DE202018104566U1 (de) | Zweifach-spannungsfähige Beleuchtungseinrichtung | |
DE202011103835U1 (de) | Vorrichtung zum Einstellen der Farbtemperatur einer LED-Lampe | |
DE102004006006B4 (de) | Baumbeleuchtung | |
EP2838171B1 (de) | Elektrisches Installationsgerät mit Beleuchtungselement | |
DE102009054510A1 (de) | Leuchtvorrichtung und Stromschienenadapter zur Verwendung mit der Leuchtvorrichtung | |
DE4113442A1 (de) | Netzunabhaengiges elektrisches beleuchtungs-system | |
DE102017100413A1 (de) | Stromversorgung, Bestromungssystem, Beleuchtungssystem und Verfahren zum Reduzieren der für das Löschen eines Lichtbogens erforderlichen Zeit | |
WO2004076919A1 (de) | Baumbeleuchtung | |
EP1886603B1 (de) | Einsteckvorrichtung, Einsteckgegenstand sowie Anordnung aus einer Einsteckvorrichtung und einem Einsteckgegenstand | |
DE202004013131U1 (de) | Baumbeleuchtung | |
DE202021103612U1 (de) | Kabelanschlusskasten | |
DE2319330C2 (de) | Anordnung zur drahtlosen Steuerung von an das fest verlegte Hausinstallationsnetz angeschlossenen Verbrauchern | |
DE102022114670B4 (de) | Lichterkette mit über ein kabel zur stromversorgung miteinander verbundenen led-leuchtkörpern | |
DE102006039745A1 (de) | Leuchtmittel | |
DE102004037408A1 (de) | Elektrischer Baumschmuck | |
DE19604298A1 (de) | Weihnachtsbaumbeleuchtung | |
DE202005002237U1 (de) | Digitale Lüsterklemme |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130903 |