DE102004058048B4

DE102004058048B4 - Bewegungsmelder-Aktor-System

Info

Publication number: DE102004058048B4
Application number: DE102004058048A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Zapp; Beat Dipl.-Ing. Kramer; Daniel Dr.sc.nat. Matter; Philippe Dr.sc.nat. Pretre
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: DE102004058048A1

Abstract

Bewegungsmelder-Aktor-System mit einem Sender (9) und einem Empfänger (10) zur drahtlosen Signalübertragung, bei welchem die Stromversorgungseinrichtung des mit dem Sender (9) verbundenen Bewegungsmelders (1) aus Solarzellen (7) und einem mit diesen verbundenen Energiespeicher (6) besteht, wobei der mit dem Empfänger (10) verbundene Aktor (3) einen Beleuchtungskörper (5) ansteuert, welcher zumindest abschnittsweise Licht auf die Solarzellen (7) abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Energiespeicher (6) verbundene Energiespeicher-Überwachung (8) den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers (6) feststellt und dass durch ein entsprechendes Signal der Energiespeicher-Überwachung (8) an den Sender (9) der Beleuchtungskörper (5) eingeschaltet wird, wenn der Ladezustand des Energiespeichers (6) einen Mindestwert unterschreitet, ohne dass zuvor eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches des Bewegungsmelders detektiert worden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewegungsmelder-Aktor-System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Bewegungsmelder-Aktor-System ist aus der DE 695 23 209 T2 bekannt.

Aus der DE 695 23 209 T2 ist eine Anordnung mit einem Anwesenheitsdetektor bekannt, um die ermittelte Anwesenheit eines Anwesenden innerhalb eines Raumes zu signalisieren, mit Detektormitteln, Sendemitteln und Sperrmitteln zur Verhinderung einer mehrfachen Signal-Übertragung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums, wobei Batterien zur Speisung der Detektormittel, Übertragungsmittel und Sperrmittel vorgesehen sind. Der Anwesenheitsdetektor dient zur drahtlosen Ansteuerung einer Beleuchtungsanordnung mit Beleuchtungsregler und Lampen. Der Anwesenheitsdetektor kann mit Solarbatterien versehen sein, welche während der Zeitspanne, in welcher die Lampen eingeschaltet sind, wieder aufgeladen werden.

Aus der DE 44 19 019 A1 ist eine programmierbare Schalt- und Dimmerbaugruppe bekannt, die über verschiedene Eingabeeinheiten, wie Infrarot-Empfänger, Bewegungsmelder, Dämmerungsschalter, Taster und Sensorflächen gesteuert wird und elektrische Verbraucher in der Installationstechnik/Haustechnik schaltet bzw. dimmt. Bei kombiniertem Solar/Akkubetrieb der Schalt- und Dimmerbaugruppe wird der Ladezustand eines Akkus überwacht und bei Unterschreiten eines Grenzwertes wird ein Alarmsignal gegeben.

Aus der DE 32 30 728 A1 ist ein Infrarotsensorgerät zur Erfassung von Bewegungsvorgängen mit einem Infrarotsensor bekannt, der die von einem Objekt ausgesandte Infrarotstrahlung aufnimmt und bei einer Relativbewegung des Objekts zum Infrarotssensorgerät ein Signal für einen Alarmgeber abgibt. Als Stromversorgungseinrichtung für den Infrarotsensor und den Alarmgeber dienen ein Solarzellenpanel und ein mit diesem verbundener Akkumulator.

Aus der DE 38 03 277 A1 ist ein insbesondere für Bewegungsmelder geeigneter Infrarotstrahlungsempfänger bekannt, der eine Stromquelle und einen Sender enthält, der von den Signalen des Strahlungsempfängers gesteuert wird und seinerseits drahtlose Steuersignale zu einem entfernt angeordneten Signalempfänger aussendet. Das Gerät ist von einem Versorgungsnetz unabhängig und kann an beliebigen Stellen eines Raumes zur Beeinflussung unterschiedlicher Schaltkreise eingesetzt werden.

Aus der DE 101 50 128 C2 ist ein drahtloses Sensorsystem bekannt, welches eine Solarzelle mit nachgeschaltetem Energiespeicher aufweist und welches mittels eines Sendetelegramms Informationen drahtlos – z. B. über Funk – an ein stromnetzgebundenes Empfangs- und Auswertesystem – z. B. eine Beleuchtungssteuerung – weitergibt. Der Ladezustand des Energiespeichers wird überwacht. Als Energiespeicher dienen vorzugsweise ein verlustarmer Kondensator hoher Kapazität oder eine elektrochemische Speicherzelle. Die Dimensionierung des Energiespeichers wird dabei zusammen mit der Solarzelle so gewählt, dass auch extreme Dunkelphasen, wie sie z. B. im Winter auftreten können, sicher überbrückt werden.

Ein mit Solarzellen ausgerüsteter Bewegungsmelder speist seinen Energiespeicher gewöhnlich tagsüber durch die Sonneneinstrahlung. Die Fläche der Solarzellen ist so groß gewählt, dass auch diffuses und/oder indirektes Sonnenlicht genügend Energie liefert, um einen autarken Betrieb des Bewegungsmelders sicherzustellen. Bei Standorten, bei denen der Bewegungsmelder wenig direktes Licht erhält – wie in einem Innenhof, unter einem Dachvorsprung, unter einem Baum und/oder bei länger anhaltender schwacher Sonneneinstrahlung – wie im Winter oder während längerer Schlechtwetterperioden – kann ein Energieversorgungsproblem für den Bewegungsmelder auftreten, weil mehr Energie vom System gebraucht wird als von den Solarzellen in den Energiespeicher fließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch unter ungünstigen Auflade-Bedingungen für die Solarzellen funktionsfähiges Bewegungsmelder-Aktor-System der eingangs genannten Art 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 ein Ausfall des Bewegungsmelder-Aktor-Systems aufgrund eines nicht ausreichend aufgeladenen Energiespeichers zuverlässig verhindert wird. Das Licht des vom Bewegungsmelder angesteuerten und vom Aktor eingeschalteten Beleuchtungskörpers dient vorteilhaft als Notenergielieferant für einen sehr stark entladenen Energiespeicher. Hierdurch kann vorteilhaft ein "Minimalbetrieb" des Systems auch in solchen Ausnahmesituationen aufrechterhalten werden.

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 eines Bewegungsmelder-Aktor-Systems,
2 eine zweite Ausführungsform eines Bewegungsmelder-Aktor-Systems.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Bewegungsmelder-Aktor-Systems dargestellt. Es ist ein Bewegungsmelder 1 mit einer Einstellvorrichtung 2 zu erkennen. Die Einstellvorrichtung 2 weist zumindest zwei von außen zugängliche Bedienelemente zur Einstellung des Dämmerungsschalters und der Ausschaltverzögerung auf:

• Mit der Dämmerungsschalter-Einstellung wird der Lichtwert festgelegt, bei dem das Gerät mit der Erfassung von Infrarotstrahlung im Erfassungsbereich beginnen soll.
• Mit der Ausschaltverzögerung wird die Zeitspanne festgelegt, während der das Licht nach Verlassen des Erfassungsbereiches eingeschaltet bleiben soll.

Der Bewegungsmelder 1 dient zur Ansteuerung eines mit einem Netzanschluss 4 versehenen Aktors 3, an welchen ausgangsseitig ein Beleuchtungskörper (Lampe) 5 ange schlossen ist. Der Bewegungsmelder 1 selbst weist keinen Netzanschluss auf, sondern wird durch einen Energiespeicher (Akkumulator) 6 versorgt, welcher mit Hilfe von Solarzellen 7 geladen wird. Dabei sind die Solarzellen 7 derart angeordnet, dass das vom Beleuchtungskörper 5 abgestrahlte Licht zumindest abschnittsweise auf die Solarzellen 7 strahlt. Eine Energiespeicher-Überwachung 8 ermittelt den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers 6.
Wird eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches detektiert, sendet der Bewegungsmelder 1 ein entsprechendes Signal über einen Sender (vorzugsweise Funk-Sender) 9 an einen Empfänger (vorzugsweise Funk-Empfänger) 10 des Aktors 3. Das drahtlos übertragene Signal bewirkt die Ansteuerung (Einschalten) des Beleuchtungskörpers 5 während der durch die Ausschaltverzögerung vorgegebenen Zeitspanne.
Falls durch die Energiespeicher-Überwachung 8 festgestellt wird, dass der Energiespeicher 6 fast entleert ist und einen festgelegten Mindestwert hinsichtlich des Ladezustandes unterschreitet, wird der Beleuchtungskörper 5 eingeschaltet, ohne dass zuvor eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches detektiert worden ist. Dies erfolgt durch ein entsprechendes Signal der Energiespeicher-Überwachung 8 an den Sender 9, welches die Ansteuerung von Aktor 3/Beleuchtungskörper 5 bewirkt. Durch Einschalten des Beleuchtungsköpers 5 während der durch die Ausschaltverzögerung festgelegten Zeitspanne wird der Energiespeicher 6 via Solarzellen 7 zumindest teilweise gefüllt, beziehungsweise es kann hierdurch eine minimale Ladung des Energiespeichers 6 aufrecht erhalten werden.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform eines Bewegungsmelder/Aktor-Systems dargestellt. Bei dieser Ausführungsform beachtet die Energiespeicher-Überwachung 8 zwei Grenzwerte hinsichtlich des aktuellen Ladezustandes des Energiespeichers, nämlich den vorstehend erwähnten festgelegten Mindestwert und einen Vorstufenwert hierzu:

• Fällt der Ladezustand des Energiespeichers 6 unter den Vorstufenwert, so gibt die Energiespeicher-Überwachung 8 ein Signal an die Einstellvorrichtung 2, welches die durch die Ausschaltverzögerung festgelegte Zeitspanne erhöht, d. h. der Beleuchtungskörper 5 brennt länger nach, wenn eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches detektiert worden ist, was der Aufladung des Energiespeichers 6 zugute kommt.
• Reicht diese Vorstufe jedoch nicht aus, um den Energiespeicher 6 ausreichend aufzuladen und fällt der Ladezustand unter den (tieferen) Mindestwert, so wird der Beleuchtungskörper 5 eingeschaltet, ohne dass zuvor eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches detektiert worden ist, wie dies auch bei der Ausführungsform gemäß 1 vorgesehen ist.

In den 1 und 2 ist skizziert, dass dieser besondere Betriebsmodus, d. h. die besondere Einschaltung des Beleuchtungskörpers 5 – sei es aufgrund eines Unterschreiten des Mindestwertes oder aufgrund eines Unterschreitens des Vorstufenwertes – am Bewegungsmelder 1 selbst und/oder am Aktor 3 als Statussymbol angezeigt werden kann. Hierzu kann der Bewegungsmelder 1 mit einer Anzeigeeinrichtung 11 ausgerüstet sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Aktor mit einer Anzeigeeinrichtung 12 ausgerüstet sein. Als Anzeigeeinrichtungen 11, 12 können beispielsweise Leuchtdioden dienen.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass die Nachlaufzeit/Ausschaltverzögerung über die Einstellvorrichtung 2 des Bewegungsmelders 1 vorgegeben wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Nachlaufzeit/Ausschaltverzögerung beim Aktor 3 einzustellen. In diesem Fall wird im normalen Betrieb im drahtlos übertragenen Signal (Funkprotokoll) vom Bewegungsmelder (Sensor) 1 zum Aktor 3 lediglich ein reiner "EIN-Befehl" (Befehl "Beleuchtungskörper einschalten") übermittelt. Im Aktor 3 wird das Einschalten des Beleuchtungskörpers 5 während der durch die Ausschaltverzögerung vorgegebenen Zeitspanne zusätzlich initiiert. Fällt der Ladezustand des Energiespeichers 6 unter den Vorstufenwert, so wird im drahtlos übertragenen Signal vom Bewegungsmelder 1 zum Aktor 3 anstelle eines reinen "EIN-Befehls" ein "EIN-Befehl mit verlängerter Nachleuchtdauer" übermittelt. Im Aktor 3 wird wiederum das Einschalten des Beleuchtungskörpers 5 veranlasst, jedoch ist die Ausschaltverzögerung im Vergleich zum Normalbetrieb verlängert.

1: Bewegungsmelder
2: Einstellvorrichtung
3: Aktor
4: Netzanschluss
5: Beleuchtungskörper (Lampe)
6: Energiespeicher
7: Solarzellen
8: Energiespeicher-Überwachung
9: Sender (Funk-Sender)
10: Empfänger (Funk-Empfänger)
11: Anzeigeeinrichtung
12: Anzeigeeinrichtung

Claims

Bewegungsmelder-Aktor-System mit einem Sender (9) und einem Empfänger (10) zur drahtlosen Signalübertragung, bei welchem die Stromversorgungseinrichtung des mit dem Sender (9) verbundenen Bewegungsmelders (1) aus Solarzellen (7) und einem mit diesen verbundenen Energiespeicher (6) besteht, wobei der mit dem Empfänger (10) verbundene Aktor (3) einen Beleuchtungskörper (5) ansteuert, welcher zumindest abschnittsweise Licht auf die Solarzellen (7) abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Energiespeicher (6) verbundene Energiespeicher-Überwachung (8) den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers (6) feststellt und dass durch ein entsprechendes Signal der Energiespeicher-Überwachung (8) an den Sender (9) der Beleuchtungskörper (5) eingeschaltet wird, wenn der Ladezustand des Energiespeichers (6) einen Mindestwert unterschreitet, ohne dass zuvor eine Bewegung innerhalb des Erfassungsbereiches des Bewegungsmelders detektiert worden ist.
Bewegungsmelder-Aktor-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicher-Überwachung (8) zwei Grenzwerte hinsichtlich des aktuellen Ladezustandes des Energiespeichers beachtet, nämlich den Mindestwert und einen Vorstufenwert hierzu und dass die Energiespeicher-Überwachung (8) ein Signal an eine Einstellvorrichtung (2) des Bewegungsmelder (1) abgibt, welches die durch eine Ausschaltverzögerung festgelegte Zeitspanne erhöht, sobald der Ladezustand des Energiespeichers (6) unter den Vorstufenwert fällt.
Bewegungsmelder-Aktor-System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Funkübertragung zwischen Bewegungsmelder (1) und Aktor (3).
Bewegungsmelder-Aktor-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsmelder (1) mit einer Anzeigevorrichtung (11) ausgerüstet ist, welche den Betriebsmodus des Aufladens des Energiespeichers (6) durch den Beleuchtungskörper (5) anzeigt.
Bewegungsmelder-Aktor-System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (3) mit einer Anzeigevorrichtung (12) ausgerüstet ist, welche den Betriebsmodus des Aufladens des Energiespeichers (6) durch den Beleuchtungskörper (5) anzeigt.