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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft auch eine
Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
6.
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Stand der Technik
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Aus
der Gebäudetechnik
ist es bekannt, ein Ein- und Ausschalten von Leuchten in Abhängigkeit von
einer von einem lichtempfindlichen Sensor gemessenen Beleuchtungsstärke zu steuern.
Derartige Systeme sind hochkomplex. Neben der Beleuchtungsstärke kann
z. B. noch die Uhrzeit, gegebenenfalls abhängig vom aktuellen Tag, einbezogen
werden. Die Komplexheit bedingt es, dass derartige Beleuchtungssysteme
lediglich in Bürogebäuden eingesetzt
werden. Ihre Programmierung erweist sich als äußerst aufwendig. Für private
Haushalte sind sie zu kostspielig.
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Eine
Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
6 ist auch aus dem Einsatz bei Privathaushalten bekannt, insbesondere bei
der Außenbeleuchtung.
Eine Lampe, die den Eingangsbereich eines Privathauses beleuchtet,
wird in Abhängigkeit
von einer Beleuchtungsstärke
eingestellt, die ein lichtempfindlicher Sensor misst. Da sich im
Außenbereich
seltener Personen aufhalten, kommt es nicht darauf an, ob die Leuchte
im Zweifelsfall zu früh
selbsttätig
eingeschaltet wird. Üblicherweise
wird die Leuchte eingeschaltet, wenn die Be leuchtungsstärke einen
vorbestimmten ersten Schwellwert unterschreitet. Sie wird wieder
ausgeschaltet, wenn die Beleuchtungsstärke einen vorbestimmten zweiten
Schwellwert überschreitet.
Damit es nicht zu einem schnellen Ein- und Ausschalten der Lichtquelle
kommt, wenn die Beleuchtung kurzfristig schwankt, liegt der zweite
Schwellwert üblicherweise deutlich
oberhalb des ersten Schwellwerts.
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Es
wäre wünschenswert,
könnten
die im Stand der Technik entwickelten Techniken zum automatischen
Einschalten von Lichtquellen auch im Inneren von Privathäusern und
privaten Wohnungen eingesetzt werden, ohne dass die Beleuchtungsanlage
zu kostspielig wird.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben
einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bereit zu stellen, das unaufwendig ist, so dass die damit betriebene
Beleuchtungsvorrichtung kostengünstig
bereitstellbar ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es
gleichzeitig, eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
6 bereit zu stellen, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist
und die insbesondere kostengünstig
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine
Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
6 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
6 weitergebildet.
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Somit
wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zumindest ein Schwellwert durch Betätigen eines Schalters zum Ein- und/oder Ausschalten
der Lichtquelle festgelegt. Es kann sich hierbei um den vorbestimmten
ersten Schwellwert handeln, ab dessen Unterschreiten durch die vom
lichtempfindlichen Sensor gemessene Beleuchtungsstärke eine
Lichtquelle automatisch eingeschaltet wird, es kann sich um den
vorbestimmten zweiten Schwellwert handeln, ab dessen Überschreiten
durch eine vom lichtempfindlichen Sensor gemessene Beleuchtungsstärke die
Lichtquelle automatisch ausgeschaltet wird, und es kann sich um
beide Schwellwerte handeln, die durch Betätigung eines Ein-/Ausschalters über die automatisch
einzuschaltende Lichtquelle festgelegt wird. Stehen in dem Gebäude zwei
Schalter zur Verfügung,
die z. B. gleichberechtigt ein Einschalten und ein Ausschalten der
Lichtquelle ermöglichen,
kann das Festlegen des jeweiligen Schwellwerts auch durch Betätigung beider
Schalter abwechselnd nacheinander festgelegt werden.
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Während bei
komplexen Gebäudesystemen durch
aufwendige Programmierung festgelegt werden muss, wann einzelne
Lichtquellen in einem Gebäude
einzuschalten und wann sie auszuschalten sind, erfolgt durch die
Erfindung eine Programmierung durch die Betätigung eines Schalters, der
ohnehin vorgesehen ist. Die Beleuchtungsvorrichtung muss daher nur
um wenige Mittel erweitert werden. So ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Erfassen einer Betätigung des
Schalters in Abhängigkeit
von der Zeit aufweist. Die se Mittel zum Erfassen sind mit den Mitteln
zum automatischen Einschalten bzw. Ausschalten der Lichtquelle gekoppelt, also
einer geeigneten Steuereinheit in der Beleuchtungsvorrichtung, die
ohnehin vorgesehen sein muss. Derartige Mittel zum Erfassen lassen
sich auch in einem Privathaushalt leicht in eine Beleuchtungsvorrichtung
oder Beleuchtungsanlage integrieren. Das System ist bedienerfreundlich,
weil ein Bewohner im Privathaushalt individuell festlegen kann, ab
welcher Beleuchtungsstärke
er ein automatisches Einschalten der Lichtquelle wünscht bzw.
ab welcher Beleuchtungsstärke
er ein automatisches Ausschalten der Lichtquelle wünscht.
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Naturgemäß ist es
vorteilhaft, wenn es dem Bewohner freisteht, zusätzlich zur automatischen Einschaltung
auch selbsttätig
die Lichtquelle einzuschalten. Daher sollte zum Festlegen eines
Schwellwerts eine Betätigung
des Schalters gemäß zumindest
einer vorbestimmten Art einer solchen Betätigung des Schalters erfolgen.
Es lässt
sich dann eine andere vorbestimmte Art definieren, bei der der Schwellwert
nicht festgelegt wird und der Schalter seine herkömmliche
Funktion des Ein- und Ausschaltens ausübt.
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Besonders
einfach gestaltet sich das Programmieren, wenn bei Betätigung des
Schalters gemäß einer
vorbestimmten Art ein zum gleichen Zeitpunkt (also zum Zeitpunkt
dieser Betätigung)
von dem lichtempfindlichen Sensor gemessener Wert der Beleuchtungsstärke nachfolgend
verwendet wird. Eine Person, die den Schwellwert festlegen möchte, muss
daher lediglich abwarten, dass sich die Beleuchtungsstärke einstellt,
ab der ein automatisches Einschalten gewünscht ist. Wenn die Person
meint, dass diese Beleuchtungsstärke
vorherrscht, z. B. bei sinkender Beleuch tungsstärke am Abend gerade erreicht
ist, betätigt
sie den Schalter gemäß einer
bzw. der vorbestimmten Art.
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Es
kann auch eine andere vorbestimmte Art der Betätigung des Schalters vorgesehen
sein, durch die eine Bedienperson eine gerade erfolgte Programmierung
rückgängig machen
kann: Dann wird mit anderen Worten ein solcher Wert der Beleuchtungsstärke verwendet,
der bei einer zuvorigen Betätigung
des Schalters gemäß einer
vorbestimmten Art nachfolgend verwendet wurde, aufgrund einer zuletzt
erfolgten Betätigung
des Schalters gemäß einer
vorbestimmten Art dann jedoch durch einen anderen Wert der Beleuchtungsstärke ersetzt
wurde.
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Damit
der Schalter besonders einfach ausgeführt sein kann und lediglich
wie üblich
lediglich Ein- und Ausschaltvorgänge
durchführt,
kann vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Art der Betätigung umfasst,
dass in einem vorbestimmten Zeitintervall eine Mindestanzahl an
Einschaltvorgängen
mit Ausschaltvorgängen
dazwischen oder umgekehrt an Ausschaltvorgängen mit Einschaltvorgängen dazwischen
erfolgt. Die Mindestanzahl sollte mindestens zwei betragen. Unter
Einschaltvorgang wird z. B. ein Verkippen eines jeweiligen Kippschalters
verstanden, durch das die Lichtquelle eingeschaltet wird, wenn sie
vorher ausgeschaltet ist. Unter Ausschaltvorgang wird z. B. ein
Verkippen desselben Kippschalters oder eines anderen Kippschalters
in einer Schalteranordnung verstanden, durch den die Lichtquelle
ausgeschaltet wird, wenn sie zuvor eingeschaltet ist. Bei der vorbestimmten
Art der Betätigung kann
vorgesehen sein, dass die Gesamtanzahl der Schaltvorgänge ungerade
sein muss: Wer wünscht, dass
bei einer vorbestimmten Beleuchtungsstärke die Lichtquelle später stets
automatisch eingeschaltet wird, kann dann einen Einschaltvorgang,
einen Ausschaltvorgang und mindestens nochmals einem Einschaltvorgang
vorsehen und mit einem Einschaltvorgang abschließen. Die Lichtquelle wird dann
eingeschaltet gelassen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil,
dass der Benutzerwunsch sich in dem Endzustand der Lichtquelle wiederspiegelt.
Genauso gut lässt
sich jedoch auch vorsehen, dass die Gesamtanzahl an Einschalt- und
Ausschaltvorgängen
bei der vorbestimmten Art der Betätigung geradzahlig ist: Wer
wünscht,
dass bei einer vorbestimmten Beleuchtungsstärke eine Lichtquelle eingeschaltet
wird, schaltet diese zunächst
ein, dann aus, dann wieder ein, dann wieder aus, eventuell mehrfach
noch ein und aus. Dann kann vorgesehen sein, dass nach Verstreichen
eines weiteren vorbestimmten Zeitintervalls bereits die Automatik
aktiv wird und diese das Einschalten vornimmt. Durch ein Einschalten
einer Automatik bei dem eingestellten Wert der Beleuchtungsstärke oder
unterhalb von diesem erhält
die Bedienperson eine Kontrolle, dass diese Beleuchtungsstärke korrekt
einprogrammiert wurde.
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Damit
die Bedienperson frei ist, einen einmal gemachten Einschaltvorgang
zu widerrufen, ohne dass gleich etwas einprogrammiert worden ist
und sie sich gegebenenfalls nochmals anders entscheiden kann und
auch dies widerrufen kann, kann vorgesehen sein, dass die Mindestanzahl
mindestens drei Einschaltvorgänge
und mindestens zwei Ausschaltvorgänge, gegebenenfalls noch einen
dritten Ausschaltvorgang, umfasst. Gleiches gilt umgekehrt für das Festlegen
des Schwellwerts zum Ausschalten.
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Auf
der Vorrichtungsseite ist es entsprechend den bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen, dass die Mittel zum Erfassen dazu ausgelegt sind, ein
vorbestimmtes Zeitmuster einer Betätigung des Schalters zu erkennen
(nämlich
eben, dass eine Mindestanzahl an Einschaltvorgängen mit Ausschaltvorgängen dazwischen
oder an Ausschaltvorgängen
mit Einschaltvorgängen
dazwischen erfolgt), und zumindest bei Erkennung des Zeitmusters
eine entsprechende Mitteilung an die Mittel zum automatischen Einschalten zu
geben. Diese sollten dann dazu ausgelegt sein, einen von dem lichtempfindlichen
Sensor zeitgleich mit der Mitteilung gemessenen Wert einer Beleuchtungsstärke zu erfassen
und diesen als Schwellwert zur Verwendung bei einer nachfolgenden
Entscheidung, ob ein Schaltvorgang durchgeführt wird, vorzusehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigt
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1 ein
Schaltbild einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
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2A einen
Graphen, der die Abhängigkeit einer
Beleuchtungsstärke über die
Zeit vorgibt, bei der ein Schwellwert für einen automatischen Einschaltvorgang
festgelegt werden kann,
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2B veranschaulicht,
wie ein solcher Schwellwert eingegeben werden kann,
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3A einen
Graphen, der die Abhängigkeit einer
Beleuchtungsstärke über die
Zeit vorgibt, bei der ein Schwellwert für einen automatischen Ausschaltvorgang
festgelegt werden kann,
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3B veranschaulicht,
wie ein solcher Schwellwert eingegeben werden kann,
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4 veranschaulicht,
wie ein herkömmlicher
Einschaltvorgang bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
aussieht, und
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5 veranschaulicht,
wie ein herkömmlicher
Ausschaltvorgang bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
aussieht.
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Bevorzugte Ausführung der
Erfindung
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Eine
in 1 im Schaltbild gezeigte und im Ganzen mit 10 bezeichnete
Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle, nämlich eine
Lampe 12. Die Lampe 12 wird dadurch betrieben,
dass Strom von einer Phasenleitung L1 zum Neutralleiter N fließt bzw. umgekehrt.
Ein Schalter 14 dient zum Öffnen und Schließen des
Stromkreises. Gleichzeitig kann die Lampe 12 automatisch
ein- und ausgeschaltet werden. Dies erfolgt über eine elektronische Steuereinheit 16,
die auf eine Schaltung 18 einwirkt. Die Schaltung 18 ist
vorliegend im Strompfad zwischen dem Schalter 14 und der
Lampe 12 gezeigt und kann diesen beispielsweise unterbrechen.
In anhand von 1 nicht zu erkennender Weise
kann die elektronische Steuereinheit 16 auch bei geöffnetem
Schalter 14 für
das Fließen
von Strom sorgen, insbesondere einen parallel zum Schalter 14 geschalteten
weiteren Schalter schließen.
Das zur Bezugs zahl 18 gezeigte Schaltsymbol ist lediglich
exemplarisch zu verstehen und bezeichnet keine bevorzugte Ausführungsform.
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Die
elektronische Steuereinheit 16 arbeitet insbesondere in
Abhängigkeit
von Signalen eines lichtempfindlichen Sensors 20, der über eine
Leitung 22 mit der elektronischen Steuereinheit 16 gekoppelt ist.
Symbolisch durch die Pfeile 24 angedeutetes Licht bewirkt
die Abgabe von Signalen durch den lichtempfindlichen Sensor 20 über die
Leitung 22 an die elektronische Steuereinheit 16,
die wiedergeben, wie groß die
vom Sensor 20 empfangene Beleuchtungsstärke ist. Die elektronische
Steuereinheit 16 bewirkt ein automatisches Einschalten
der Lampe 12, wenn die gemessene Beleuchtungsstärke einen vorbestimmten
ersten Schwellwert unterschreitet und bewirkt ein automatisches
Ausschalten der Lampe 12, wenn die vorbestimmte Beleuchtungsstärke einen
zweiten Schwellwert überschreitet.
Der zweite Schwellwert muss höher
liegen als der erste Schwellwert, der um die durch die Lampe 12 bewirkte
Beleuchtungsstärke
beim Sensor 20 erhöht
ist.
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Nun
sollen die ersten und zweiten Schwellwerte, die von der elektronischen
Steuereinheit 16 verwendet werden, variabel sein: Sie werden über eine
Betätigung
des Schalters 14 festgelegt. Hierzu ist eine Einheit 26 vorgesehen,
die in Abhängigkeit von
der Zeit erfasst, wann der Schalter 14 betätigt wird.
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Durch
mehrfaches Ein- und Ausschalten des Schalters 14 soll derjenige
Schwellwert der Beleuchtungsstärke,
der aktuell herrscht, als zu verwendender Schwellwert für die spätere automatische
Steuerung festgelegt werden.
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2A zeigt
eine Kurve 28 für
die Beleuchtungsstärke
in Abhängigkeit
von der Zeit über
eine größere Zeitskala
bei sinkender Beleuchtungsstärke wie
es z. B. abends bei Sonnenuntergang der Fall ist. Nun sei BEin ein Wert für die Beleuchtungsstärke, ab dem
eine Bedienperson ein Einschalten der Lampe 12 wünscht, insbesondere
ein nachfolgendes automatisches Einschalten der Lampe 12.
Zu dem Zeitpunkt t1, zu dem dieser Wert
BEin herrscht, führt die Bedienperson daher
den in 2B veranschaulichten Schaltvorgang
durch: Gezeigt ist ein Sprung zwischen zwei Zuständen, nämlich dem Zustand „Ein”, in dem
Schalter 14 eingeschaltet ist, und dem Zustand „Aus”, in dem
Schalter 14 ausgeschaltet ist. Dies ist vorliegend wie
ein logisch hoher und ein logisch niedriger Zustand gezeigt. Im
tatsächlichen
Fall muss jedoch nicht eine konstante Spannung anliegen, wie dies 2B suggeriert.
Die Zeitskala von 2B ist wesentlich kleiner als
die Zeitskala von 2A. Der gesamte Vorgang in 2B spielt
sich über
eine Zeitskala ab, die kürzer
als eine vorbestimmte Zeitspanne mit der Dauer T ist, wobei T z.
B. 2 Sekunden sein kann: Zum Zeitpunkt t1a wird
durch die Bedienperson der Schalter 14 geschlossen und daher
die Lampe 12 eingeschaltet. Nun schaltet er innerhalb der
vorbestimmten Zeitspanne von 2 Sekunden zum Zeitpunkt t1b die
Lampe wieder aus, zum Zeitpunkt t1c die
Lampe wieder ein, zum Zeitpunkt t1d die
Lampe wieder aus und zum Zeitpunkt t1e die
Lampe wieder ein. Mit anderen Folgen schaltet er die Lampe zweimal
nacheinander ein und aus und dann abschließend ein. Durch die zwei Ein-
und Ausschaltvorgänge
erfasst die Einheit 26, dass ein Programmieren erfolgt.
Der abschließende
Vorgang des Einschaltens wird somit als Vorgang erfasst, der angibt, wozu
ein Schwellwert festzulegen ist. Da die Lampe nachfolgend eingeschaltet
bleibt, wird der zum Zeitpunkt t1 herrschende
Wert der Beleuchtungsstärke BEin als Schwellwert für ein nachfolgendes automatisches
Einschalten der Lampe 12 durch die elektronische Steuereinheit 16 verwendet.
Die elektronische Steuereinheit 16 kennt den herrschenden
Schwellwert BEin, weil dieser von dem Sensor 20 über die
Verbindungsleitung 22 ständig mitgeteilt wird, oder
weil der Sensor 20 in vorbestimmten Zeitabständen den jeweils
aktuellen Wert der Beleuchtungsstärke mitteilt und der Schwellwert
BEin der zuletzt mitgeteilte Schwellwert
ist. Der somit der elektronischen Steuereinheit 16 als
aktueller Wert der Beleuchtungsstärke bekannte Wert wird nachfolgend
als Schwellwert verwendet, ab dem die Lampe selbsttätig ausgeschaltet wird.
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Eine
umgekehrte Situation ist anhand von 3A erläutert. Die
Kurve 30 zeigt an, wie eine Beleuchtungsstärke ansteigt,
wie dies z. B. bei Sonnenaufgang der Fall ist. Nun soll bei der
Beleuchtungsstärke
BAus später
immer die Lampe 12 automatisch ausgeschaltet werden. Diese
Beleuchtungsstärke BAus ist zum Zeitpunkt t2 erreicht.
Um den Schwellwert BAus der elektronischen
Steuereinheit 16 mitzuteilen, schaltet die Bedienperson
zum Zeitpunkt t2a die Lampe 12 aus,
zum Zeitpunkt t2b wieder ein, zum Zeitpunkt
t2c wieder aus, zum Zeitpunkt t2d wieder
ein und zum Zeitpunkt t2e wieder aus. Die
Lampe wurde somit innerhalb einer Zeitdauer, die kleiner als eine
vorgegebene Zeitspanne von T = 2 Sekunden ist zweimal aus- und wieder
eingeschaltet und nachfolgend dauerhaft ausgeschaltet. Die elektronische
Steuereinheit 16 kennt den herrschenden Schwellwert BAus, weil dieser von dem Sensor 20 über die
Verbindungsleitung 22 ständig mitgeteilt wird, oder
weil der Sensor 20 in vorbestimmten Zeitabständen den
jeweils aktuellen Wert der Beleuchtungsstärke mitteilt und der Schwellwert
BAus der zuletzt mitgeteilte Schwellwert ist.
Der somit der elektronischen Steuereinheit 16 als aktueller
Wert der Beleuchtungsstärke
bekannte Wert wird nachfolgend als Schwellwert verwendet, ab dem
die Lampe selbsttätig
ausgeschaltet wird.
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Der
Wert BAus liegt höher als der Wert BEin, damit
bei kurzfristigen Schwankungen der Beleuchtungsstärke und
durch den Einfluss der Lampe 12 selbst nicht kurzzeitige
Wechsel zwischen Ein- und Ausschalten der Lampe erfolgen und das
System stabil läuft.
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Damit
eine Bedienperson abweichend von der automatischen Steuerung durch
die elektronische Steuereinheit 16 Schaltvorgänge vorsehen kann,
kann sie wie in 4 gezeigt zu einem beliebigen
Zeitpunkt t3 eine ausgeschaltete Lampe einschalten.
Sofern sie nach dem Einschalten für eine Zeitdauer T von z. B.
gleich 2 Sekunden keinen Ausschaltvorgang durchführt, bleibt die Lampe eingeschaltet,
ohne dass an den einprogrammierten Schwellwerten etwas geändert wird.
Genauso kann die Bedienperson eine einmal eingeschaltete Lampe gemäß 5 zu
beliebigen Zeitpunkten t4 ausschalten. Sofern
sie nach dem Ausschalten für
eine vorbestimmte Zeit T von z. B. gleich 2 Sekunden nichts weiter
tut, also keinen weiteren Einschaltvorgang durchführt, bleiben
die einprogrammierten Schwellwerte weiter in Verwendung.
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Im
vorliegenden Beispiel ist vorgesehen, dass insgesamt drei Einschaltvorgänge vorzunehmen
sind mit Ausschaltvorgängen
dazwischen, wenn für
ein automatisches Einschalten ein Schwellwert vorzugeben ist. Umgekehrt
sind drei Ausschaltvorgänge
mit dazwischen liegenden Einschaltvorgängen vorgesehen, wenn eine
Programmierung eines Schwellwerts der Beleuchtungsstärke für das automatische
Ausschalten erfolgt. Damit ist ein gewisser Puffer gegeben zum Fall
eines herkömmlichen
Einschaltens und Ausschaltens. Wenn auf einen solchen Puffer verzichtet
wird, kann vorgesehen sein, dass die Lampe lediglich einmal ein-
und auszuschalten und dann dauerhaft einzuschalten ist, um einen
Wert einzuprogrammieren bzw. umgekehrt lediglich einmal aus- und
einzuschalten ist und dann dauerhaft auszuschalten ist, um einen
vorgesehenen Wert einzuprogrammieren.
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In
Abweichung von dem oben Gesagten kann auch vorgesehen sein, dass
eine geradzahlige Anzahl von Vorgängen durchgeführt wird,
also Ein- und Ausschaltvorgänge
sich gleichberechtigt abwechseln müssen, um eine Programmierung
vorzunehmen. Es wird dann beim Programmieren jeweils der zuvor herrschende
Zustand wieder hergestellt. Es kann vorgesehen sein, dass durch
die elektronische Steuereinheit 16 nachfolgend, z. B. nach
Verstreichen einer vorbestimmten Mindestzeitspanne, automatisch
der einprogrammierte Zustand hergestellt wird, damit die Bedienperson
eine Kontrolle hat, ob die Programmierung erfolgreich war.