DE102008017506A1

DE102008017506A1 - Leuchte

Info

Publication number: DE102008017506A1
Application number: DE102008017506A
Authority: DE
Inventors: Andreas Franz Karl Weyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Leuchte mit Netzspannungsanschluss (16), wobei eine Signalabtrennungseinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, ein über einen Netzspannungsanschluss (16) eingespeistes, auf eine Netzspannung aufmoduliertes Signal abzutrennen und einer Signaldecodiereinrichtung (26) zuzuführen, und wobei die Signaldecodiereinrichtung (26) dazu eingerichtet ist, aus dem Signal Datenpakete zu extrahieren, welche Datenpakete jeweils eine Adresse und Nutzdaten enthalten, und bei Übereinstimmung der Adresse mit einer der Leuchte fest zugeordneten Adresse (30) aus den entsprechenden Nutzdaten wenigstens einen Helligkeitswert für das wenigstens eine Leuchtmittel (14) zu decodieren und diesen an eine Steuereinrichtung (32) zu übertragen, und wobei die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, das wenigstens ein Leuchtmittel (14) zur Abgabe von Licht mit einer von dem übertragenen Helligkeitswert abhängigen Helligkeit anzusteuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit Netzspannungsanschluß. Bei dem Netzspannungsanschluß kann es sich beispielsweise um ein aus einem Gehäuse der Leuchte herausgeführtes Netzanschlußkabel handeln. Unter Netzspannung wird insbesondere eine Wechselspannung mit einem Effektivwert im Bereich von 90 bis 260 V verstanden, beispielsweise eine Netzspannung mit einem Effektivwert von 230 V. Die Frequenz der Netzspannung liegt insbesondere im Bereich von 40 bis 70 Hz, beispielsweise 50 Hz.
Um eine Leuchte mit einer wählbaren Helligkeit zu betreiben, ist es bekannt, einen Dimmer vorzusehen. Nachteilig ist dabei, daß sämtliche an einem Dimmer angeschlossene Leuchten gemeinsam gedimmt werden. Ein Betrieb einer Vielzahl von gleichartigen Leuchten mit jeweils unterschiedlicher Dimmung würde daher einen hohen Verkabelungsaufwand mit sich bringen, da zu jeder Leuchte eine eigene Netzspannungsanschlußleitung verlegt werden müßte.
Aus der Bühnentechnik ist das DMX-Verfahren bekannt, bei dem es sich um ein digitales Steuerprotokoll handelt, mit dem beispielsweise Scheinwerfer angesteuert werden können. Es können bis zu 512 Kanäle mit einer Auflösung von 8 Bit übertragen werden. Nachteilig ist jedoch, daß bei jeder Übertragung die Datenwerte für sämtliche Kanäle der Reihe nach übertragen werden müssen. Außerdem ergibt sich bei einer höheren Anzahl von anzusteuernden Leuchten ein erheblicher Verkabelungsaufwand, da das DMX-Signal eines Senders für eine Kette von bis zu 32 Empfängern ausgelegt ist und weitere Leuchten über einen Repeater anzuschließen sind.
Zur Ansteuerung von architektonischen Leuchteninstallationen, bei denen beispielsweise mehrere tausend Leuchten mit beispielsweise jeweils drei Leuchtmitteln zur Farbmischung individuell angesteuert werden sollen, eignet sich das DMX-Protokoll aufgrund der begrenzten Anzahl der Kanäle nicht. Aufgrund der niedrigen Übertragungsrate des DMX-Protokolls ergibt sich zudem die Schwierigkeit, einen Wechsel eines Lichteffekts zeitnah zu sämtlichen Leuchten zu übertragen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leuchte zu schaffen, deren Helligkeit und/oder Farbmischung zentral steuerbar ist, wobei eine hohe Anzahl derartiger Leuchten möglichst effizient anzusteuern sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Leuchte gelöst, welche aufweist: einen Netzspannungsanschluß, wenigstens ein Leuchtmittel, eine Steuereinrichtung, eine Signaldekodiereinrichtung und eine Signalabtrennungseinrichtung, wobei die Signalabtrennungseinrichtung dazu eingerichtet ist, ein über den Netzspannungsanschluß eingespeistes, auf eine Netzspannung aufmoduliertes Signal abzutrennen und der Signaldekodiereinrichtung zuzuführen, und wobei die Signaldekodiereinrichtung dazu eingerichtet ist, aus dem Signal Datenpakete zu extrahieren, welche Datenpakete jeweils eine Adresse und Nutzdaten enthalten, und bei Übereinstimmung der Adresse mit einer der Leuchte fest zugeordneten Adresse aus den entsprechenden Nutzdaten wenigstens einen Helligkeitswert für das wenigstens eine Leuchtmittel zu dekodieren und diesen an die Steuereinrichtung zu übertragen, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Leuchtmittel zur Abgabe von Licht mit einer von dem übertragenen Helligkeitswert abhängigen Helligkeit anzusteuern.
Vorzugsweise ist die Signaldekodiereinrichtung dazu eingerichtet, daß Helligkeitswerte aus einem Wertebereich von wenigstens zwei von Null verschiedenen Helligkeitswerten dekodiert und an die Steuereinrichtung übertragen werden. Vorzugsweise werden die Helligkeitswerte aus einem Wertebereich von wenigstens 8 Helligkeitswerten, besonders bevorzugt wenigstens 100 Helligkeitswerten, dekodiert. Je größer die Anzahl der vorgesehenen Helligkeitswerte ist, desto mehr unterschiedliche Farben können bei einer Farbmischung mit beispielsweise drei Leuchtmitteln und je einem Helligkeitswert erzeugt werden.
Vorzugsweise ist die Leuchte zwar dazu eingerichtet, Datenpakete zu empfangen, ist aber nicht dazu eingerichtet, selbst Daten zu senden. Dies vereinfacht das Übertragungsprotokoll. Beispielsweise kann das Internet-Protokoll (IP) verwendet werden.
Vorzugsweise enthält die Leuchte auch ein Netzteil zum Betrieb der einzelnen Komponenten der Leuchte.
Die erfindungsgemäße Leuchte benötigt als einzigen Anschluß den Netzspannungsanschluß, da über diesen auch die Daten zur Ansteuerung der Leuchte übertragen werden. Es ergibt sich dadurch ein kompakter Aufbau der Leuchte.
Da jeder Leuchte eine Adresse fest zugeordnet ist, und da die Signaldekodiereinrichtung vorzugsweise solche Datenpakete ignoriert, deren Adresse nicht mit der der Leuchte fest zugeordneten Adresse übereinstimmen, kann eine Vielzahl von Leuchten parallel an einer Netzspannungsversorgung betrieben werden, wobei noch jede Leuchte individuell ansteuerbar ist. Es ergibt sich somit eine sehr einfache Verkabelung, die auch eine hohe Anzahl von Leuchten gestattet. Durch die Verwendung adressierter Datenpakete wird zudem das zu übertragende Datenvolumen gering gehalten. Vorzugsweise enthalten die Datenpakete jeweils eine Adresse, die mit wenigstens 8 Bit, vorzugsweise wenigstens 16 Bit kodiert ist. Die Adresse kann beispielsweise auch mit 6 Byte entsprechend 48 Bit kodiert sein. Durch eine entsprechend vorgegebene Adresskodierung kann eine sehr hohe Anzahl von Leuchten angesteuert werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorzugsweise ist das Leuchtmittel eine Kaltkathodenlampe. Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Kaltkathodenlampe über ein Vorschaltgerät an. Solche Vorschaltgeräte werden auch als Inverter bezeichnet und sind dem Fachmann bekannt. Die Steuereinrichtung kann ein pulsweitenmoduliertes Signal zur Ansteuerung des Leuchtmittels erzeugen, wobei die Helligkeit in direktem Zusammenhang mit der Pulsweite steht. Die Steuereinrichtung bestimmt somit die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals in Abhängigkeit von dem übertragenen Helligkeitswert. Alternativ zu Kaltkathodenlampen können auch LEDs verwendet werden.
Vorzugsweise weist die Leuchte drei Leuchtmittel auf, die jeweils Licht einer bestimmten, sich von den Farben der übrigen Leuchtmittel unterscheidenden Farbe abgeben, und denen jeweils eine Steuereinrichtung zugeordnet ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Leuchte, die an eine Netzspannungsversorgung angeschlossen ist,
2 eine Prinzipdarstellung eines zur Ansteuerung der Leuchte verwendeten Datenpakets.
Die in 1 gezeigte Leuchte 10 hat ein Gehäuse 12, in dem drei Leuchtmittel 14 in Form von Kaltkathodenlampen angeordnet sind. Die Kaltkathodenlampen haben beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 4,1 mm, beispielsweise 2,6 mm, und sie haben beispielsweise eine Länge von 50 cm. Die drei Leuchtmittel 14 geben jeweils Licht bei einer bestimmten, sich von den Farben der jeweils anderen beiden Leuchtmittel unterscheidenden Farbe ab. So kann beispielsweise ein erstes Leuchtmittel 14 rotes Licht abgeben, ein zweites Leuchtmittel 14 grünes Licht abgeben und ein drittes Leuchtmittel 14 blaues Licht abgeben, so daß sich ähnlich der bei Farbbildschirmen üblichen RGB-Farbmischung durch unterschiedliche Helligkeiten der Leuchtmittel 14 verschiedene Farbtöne erzeugen lassen.
Die Leuchte 10 ist über ihren Netzspannungsanschluß 16 an ein Netz 18 zur Stromversorgung mehrerer derartiger Leuchten angeschlossen.
Eine Programmierung der angeschlossenen Leuchten 10 erfolgt über eine Steuereinheit 20, bei der es sich beispielsweise um ein Datenverarbeitungsgerät wie einen Personalcomputer handeln kann. Die Steuereinheit 20 ist mit einem Modulator 22 verbunden, der Datenpakete auf die Netzspannung des Netzes 18 aufmoduliert. Die Datenpakete, von denen in 2 eines schematisch dargestellt ist, enthalten jeweils eine Adresse, die beispielsweise mit 48 Bit entsprechend 6 Byte kodiert wird, und, nachfolgend, Nutzdaten. Die Länge der Nutzdaten kann dabei im Datenpaket kodiert sein. Alternativ kann eine feste Länge von Nutzdaten vorgegeben sein.
In der Leuchte 10 trennt eine Signalabtrennungseinrichtung 24 das auf die Netzspannung aufmodulierte Signal ab und führt es einer Signaldekodiereinrichtung 26 zu.
Ein Netzteil 28 ist ebenfalls in die Leuchte 10 integriert, wobei die Spannungsversorgung der einzelnen Leuchtenkomponenten durch das Netzteil zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt ist.
Die Signaldekodiereinrichtung extrahiert aus dem erhaltenen Signal die Datenpakete und vergleich jeweils die Adresse des Datenpakets mit einer vorgegebenen Adresse 30, die in 1 symbolisch dargestellt ist. Im dargestellten Beispiel enthalten die Nutzdaten drei Helligkeitswerte für die drei Leuchtmittel 14 einer Leuchte. Bei Übereinstimmung der Adresse des Datenpakets mit der Adresse 30 dekodiert die Signaldekodiereinrichtung diese Helligkeitswerte aus den Nutzdaten und überträgt sie, beispielsweise als Gleichspannung mit einem Pegel von 0 bis 10 V entsprechend dem Helligkeitswert, an jeweilige Steuereinrichtungen 32, die sie wiederum in ein pulsweitenmoduliertes Signal umsetzen, welches an dem jeweiligen Vorschaltgerät 34 des jeweiligen Leuchtmittels 14 zugeführt wird. Je nach Helligkeitswert kann dabei eine Pulsweitmodulation im Bereich von 0 bis 100% erfolgen.
Wurde von der Signaldekodiereinrichtung 26 ein Helligkeitswert dekodiert, so bleibt dieser gespeichert, bis neue Helligkeitswerte empfangen werden.
Optional kann je nach Leitungslänge und der Anzahl der angeschlossenen Leuchten 10 im Netz 18 zur Versorgung weiterer Leuchten 10 ein Repeater 36 vorgesehen sein, der das aufmodulierte Signale regeneriert und/oder verstärkt.
In 2 sind die zur Kodierung der Adresse dienenden Bytes des Datenpakets mit A gekennzeichnet, während die zur Kodierung der Nutzdaten dienenden Bytes mit D gekennzeichnet sind. Weitere Bytes des Datenpakets, bei dem es sich beispielsweise um ein Datenpaket gemäß dem Internet-Protokoll (IP) handeln kann, sind nicht dargestellt. Auch etwaige Start- oder Stopbits oder eine zusätzliche Kodierung des Datenpakets auf Bitebene sind nicht dargestellt, solche Maßnahmen können jedoch vom Fachmann in an sich bekannter Weise zur Übertragung der Datenpakete vorgesehen werden.
Die einzelnen Komponenten der Leuchte können Bestandteile von integrierten Bausteinen oder Schaltungen sein. So kann beispielsweise die Signaldecodiereinrichtung 26 in eine gemeinsame Steuereinrichtung 32 integriert sein, usw.

Claims

Leuchte mit Netzspannungsanschluß (16), mit wenigstens einem Leuchtmittel (14), mit einer Steuereinrichtung (32), einer Signaldecodiereinrichtung (26) und mit einer Signalabtrennungseinrichtung (24), wobei die Signalabtrennungseinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, ein über den Netzspannungsanschluß (16) eingespeistes, auf eine Netzspannung aufmoduliertes Signal abzutrennen und der Signaldecodiereinrichtung (26) zuzuführen, und wobei die Signaldecodiereinrichtung (26) dazu eingerichtet ist, aus dem Signal Datenpakete zu extrahieren, welche Datenpakete jeweils eine Adresse und Nutzdaten enthalten, und bei Übereinstimmung der Adresse mit einer der Leuchte fest zugeordneten Adresse (30) aus den entsprechenden Nutzdaten wenigstens einen Helligkeitswert für das wenigstens eine Leuchtmittel (14) zu decodieren und diesen an die Steuereinrichtung (32) zu übertragen, und wobei die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, das wenigstens eine Leuchtmittel (14) zur Abgabe von Licht mit einer von dem übertragenen Helligkeitswert abhängigen Helligkeit anzusteuern.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (14) eine Kaltkathodenlampe ist.
Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die in den Signalpaketen enthaltene Adresse eine Adressierung innerhalb eines Adressraums von wenigstens 16 Bit gestattet.
Leuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das sie drei Leuchtmittel (14) aufweist, die jeweils Licht einer bestimmten, sich von den Farben der übrigen Leuchtmittel (14) unterscheidenden Farbe abgeben, und denen jeweils eine Steuereinrichtung (32) zugeordnet ist.