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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät für eine Notbeleuchtung
- - mit einem Eingang zur Verbindung mit einem Endstromkreis der Notlichtbeleuchtung, wobei über den Endstromkreis Nachrichten zwischen einer Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung und dem Gerät austauschbar sind und das Gerät mit elektrischer Energie versorgbar ist,
- - mit einem Ausgang zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit Notleuchten, wobei über den Ausgang anschließbare Leuchten mit elektrischer Energie versorgbar sind,
- - mit einem in einer Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordneten steuerbaren Schalter und
- - mit einem Steuermittel, das mit einem Steueranschluss des steuerbaren Schalters und dem Eingang verbunden ist,
- - wobei mit dem Steuermittel eine über den Eingang und den an den Eingang angeschlossenen Endstromkreis von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung eine Nachricht zum Schließen des steuerbaren Schalters empfangbar ist.
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Geräte der eingangs genannten Art werden eingesetzt, um Leuchten, die nicht ausdrücklich als Notleuchte gestaltet und konstruiert wurden und auch in der Regel als solche nicht angeboten und eingesetzt werden, in eine Notbeleuchtung einzubinden und als Notleuchte einzusetzen.
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Das Dokument
DE 198 07 844 C2 offenbart u.a. in den Figuren ein Gerät für eine Notbeleuchtung mit den eingangs genannten Merkmalen. Das Gerät ist in den Figuren des Dokumentes
DE 198 07 844 C2 mit den Bezugszeichen 10 und 12 bezeichnet. In dem Dokument
DE 198 07 844 C2 haben die Endstromkreise das Bezugszeichen 18 und die Leuchten, die an das Gerät 10, 12 angeschlossen sind, die Bezugszeichen 11, 13, 15.
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Notleuchten können sich von Nicht-Notleuchten in vielerlei Hinsicht unterscheiden. Zum einen gibt es Vorschriften für Notleuchten, die bestimmte lichttechnische Eigenschaften vorgeben, zum anderen gibt es Vorschriften, die vorgeben, wie Notleuchten gesteuert werden. Weitere Vorgaben können ebenfalls vorgesehen sein.
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Um Nicht-Notleuchten als Notleuchten verwenden zu können, müssen diese zumindest den steuerungstechnischen Vorgaben genügen. Dazu müssen die Nicht-Notleuchten in einer Art ertüchtigt werden, die sich aus der Notbeleuchtung ergibt, in welche die Nicht-Notleuchte als Notleuchte eingebunden werden soll.
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Eine steuerungstechnische Ertüchtigung der Leuchte ist oft dadurch möglich, wenn man ein eingangs genanntes Gerät verwendet, an welches die Nicht-Notleuchte angeschlossen wird. Das Gerät kann auch in geeigneter Weise in die Nicht-Notleuchte integriert werden.
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Durch die Eigenschaft der Steuerung, Nachrichten über den Eingang und den Endstromkreis von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung empfangen zu können, ist es möglich, die dem Gerät zugeordnete Leuchte wie eine Notleuchte zu steuern und insbesondere dann einzuschalten, wenn es die Situation erfordert, im Fall einer Notleuchte in Bereitschaftsschaltung zum Beispiel bei einem Ausfall der allgemeinen Stromversorgung oder in einem Testbetrieb.
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Die Anzahl der eingangs genannten Geräte, die in einem Endstromkreis oder in einer Notbeleuchtung verwendet werden können, hat derzeit oft aus praktischen Gründen eine obere Grenze.
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Wird die Notbeleuchtung in einen Zustand versetzt, in der alle Notleuchten eingeschaltet sein müssen, also auch Notleuchten für Bereitschaftslicht oder für geschaltetes Dauerlicht, werden viele Notleuchten gleichzeitig eingeschaltet. Das kann zu Einschaltströmen führen, die Überstromschutzeinrichtungen auslösen können, was zu einem Ausfall der Notbeleuchtung führen kann. Die Nicht-Notleuchten, die in einem Endstromkreis wie eine Notleuchte betrieben werden, haben dabei zum Teil einen nicht unerheblichen Anteil.
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Der Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde ein Gerät vorzuschlagen, mit dem es möglich ist Nicht-Notleuchten an einen Endstromkreis einer Notbeleuchtung anzuschließen, die dann wie eine Notleuchte betrieben werden ohne dass es aufgrund von hohen Einschaltströmen zu einer Beeinträchtigung der Notbeleuchtung kommt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuermittel einen Speicher aufweist, in dem ein Verzögerungswert speicherbar ist, dass der in dem Speicher speicherbare Verzögerungswert über den Eingang und den an den Eingang angeschlossenen Endstromkreis von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung eine Nachricht mit dem zu speichernden Verzögerungswert zu dem Gerät übertragbar ist, und dass nach dem Empfangen der Nachricht zum Schließen des steuerbaren Schalters eine Steueranweisung zum Schließen des Schalters nur mit einer Verzögerung vom gespeicherten Verzögerungswert weitergebbar ist.
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Die Verwendung von Verzögerungen beim Schalten von Kontakten ist in der Notbeleuchtungstechnik durchaus aus dem Dokument
JP H10 - 144 476 A bekannt. Dort werden Verzögerungen aber zum Verhindern von Schweißungen der Kontakte verwendet und nicht zur Lösung des der Erfindung zu Grunde liegenden Problems.
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Durch das verzögerte Einschalten der über das erfindungsgemäße Gerät an den oder die Endstromkreise angeschlossenen Leuchten ist es möglich, dass nicht alle Leuchten gleichzeitig eingeschaltet werden.
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Gemäß der Erfindung kann das erfindungsgemäße Gerät zugleich ein Gerät eines Systems zur Gebäudeautomatisierung, insbesondere eines DALI-Systems sein. Ein solches Gerät kann dann
- - eine erste Schnittstelle zur Verbindung mit einem Steuergerät der Gebäudeautomatisierung, insbesondere mit einem DALI-Steuergerät, über einen Bus der Gebäudeautomatisierung, insbesondere über einen DALI-Bus, und
- - eine zweite Schnittstelle zur Verbindung mit einem Betriebsgerät der Gebäudeautomatisierung, insbesondere mit einem DALI-Betriebsgerät über einen Bus der Gebäudeautomatisierung, insbesondere über einen DALI-Bus,
aufweisen.
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Ein solches Gerät kann einen Umsetzer zum Umsetzen von am Eingang über den Endstromkreis empfangenen Nachrichten in Nachrichten des Bussystems zur Gebäudeautomatisierung, insbesondere DALI-Nachrichten, aufweisen, die über die zweite Schnittstelle an das Betriebsgerät der Gebäudeautomatisierung, insbesondere das DALI-Betriebsgerät übertragen werden können. So kann aus einer DALI-Leuchte, also einer Leuchte, die an einem DALI-Betriebsgerät betrieben wird, eine Leuchte einer Notbeleuchtung werden.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten mittels des steuerbaren Schalters eine Begrenzung des gesamten Einschaltstroms, mit dem ein Endstromkreis oder alle Endstromkreise belastet werden, zu erreichen.
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Eine Möglichkeit ist es, die Verzögerungswerte der Geräte einer Notbeleuchtung so zu wählen, dass es verschiedene Werte sind. Die steuerbaren Schalter der erfindungsgemäßen Geräte werden dann nicht alle gleichzeitig sondern nacheinander, so wie es von den gewählten Verzögerungswerten vorgegeben ist, eingeschaltet. Zeichnung 1
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Eine weitere Möglichkeit ist es, dass parallel zum steuerbaren Schalter ein Heißleiterwiderstandselement angeordnet sein kann. Sollen die Notleuchten eingeschaltet werden, wird der steuerbare Schalter zunächst geöffnet und das Heißleiterwiderstandselement übernimmt den Strom, der aufgrund dessen Widerstand zunächst beschränkt ist und mit zunehmender Erwärmung langsam steigt. Wenn der steuerbare Schalter dann nach der vorgegebenen Verzögerung geschlossen wird, entsteht kein (hoher) Einschaltstrom mehr, der zu einer Auslösung einer Überstromschutzeinrichtung führen könnte.
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Wird ein Heißleiterwiderstandselement parallel zum steuerbaren Schalter verwendet, kann der steuerbare Schalter nicht mehr zum Einschalten oder Ausschalten der an das erfindungsgemäße Gerät angeschlossenen Leuchte verwendet werden. Dann muss sichergestellt werden, dass die Leuchte mit einem anderen Schalter ein- und ausgeschaltet werden kann. Zeichnung 2
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Ist das Gerät zugleich ein Gerät eines DALI-Systems oder eines anderen Systems zur Gebäudeautomatisierung, ist ein steuerbarer Schalter zum Ein- und Ausschalten der Leuchte in dem DALI-Betriebsgerät vorgesehen, dass an den Ausgang des erfindungsgemäßen Gerätes angeschlossen ist. Andernfalls kann in Reihe zu dieser Parallelschaltung ein zweiter steuerbarer Schalter angeordnet sein. Ein Steueranschluss dieses zweiten Schalters kann ebenfalls mit der Steuerung verbunden sein. Dieser zweite Schalter wird unmittelbar nach dem Empfang einer Nachricht mit einer Anweisung zum Einschalten der Leuchte durch die Steuerung zum Schließen angesteuert. Der Strom fließt dann durch den zweiten Schalter und das Heißleiterwiderstandsbauelement und kann dann später vom dazu parallel geschalteten Schalter übernommen werden.
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Erfindungsgemäß kann eine Notbeleuchtung mit
- - einer Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung,
- - einem oder mehreren an die Einrichtung angeschlossenen Endstromkre isen,
- - mit an die Endstromkreise angeschlossenen erfindungsgemäßen Geräten und
- - mit je einem an die Geräte angeschlossenen Notleuchten aufgebaut sein.
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Gemäß der Erfindung werden die Verzögerungswerte, die in den Geräten gespeichert werden von der Einrichtung bestimmt und über den oder die Endstromkreise zu den Geräten übertragen und in diesen gespeichert sein.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Notbeleuchtung können bei einem Einschalten aller an die Endstromkreise angeschlossenen Notleuchten, die Schalter der Geräte in einer durch die gespeicherten Verzögerungswerte vorgegebenen Reihenfolge geschlossen werden.
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Alternativ können für Geräte, die parallel zum steuerbaren Schalter ein Heißleiterwiderstandselement aufweisen, gleiche Verzögerungswerte vorgegeben sein. Die an diese erfindungsgemäßen Geräte angeschlossenen Leuchten können dann zwar gleichzeitig eingeschaltet werden. Das schadet jedoch nicht, da die Heißleiterwiderstandselemente den Einschaltstrom begrenzen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Abbildung. Darin zeigt:
- 1 ein erstes erfindungsgemäßes Gerät, das DALI-Schnittstellen aufweist,
- 2 ein zweites erfindungsgemäßes Gerät mit einem Heißleiterwiderstandselement und
- 3 ein drittes erfindungsgemäßes Gerät ohne DALI-Schnittstellen und ohne Heißleiterwiderstandselement.
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Das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät G weist
- - eine erste Schnittstelle 1 zur Verbindung mit einem DALI-Steuergerät über einen ersten DALI-Bus,
- - eine zweite Schnittstelle 2 zur Verbindung mit einer oder mehrerer DALI-Leuchten über einen zweiten DALI-Bus,
- - eine dritte Schnittstelle 3, auch als Eingang bezeichnet, zur Verbindung mit einer Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln einer Notbeleuchtung über einen Endstromkreis und
- - eine vierte Schnittstelle 4, auch als Ausgang bezeichnet, zur Verbindung mit DALI-Leuchten auf.
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Das Gerät G weist ferner einen Mikroprozessor 5 als Steuerung und als Speicher auf, der mit der ersten Schnittstelle 1, der zweiten Schnittstelle 2 und der dritten Schnittstelle 3 verbunden ist.
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Die dritte Schnittstelle 3, die zugleich den Eingang für eine Versorgungsspannung bildet, weißt einen Anschluss -/N für einen Neutralleiter auf, der zugleich auch einen Anschluss für ein negatives Potential der Versorgungsspannung bildet, falls das Gerät mit Gleichspannung versorgt wird. Ebenso weist die vierte Schnittstelle 4, die zugleich den Ausgang für die Versorgungsspannung bildet, einen Anschluss -/N auf, der einerseits einen Anschluss für einen Neutralleiter und andererseits einen Anschluss für das negative Potenzial der Versorgungsspannung bildet. Diese Anschlüsse der dritten Schnittstelle 3 und der vierten Schnittstelle 4 sind miteinander und mit dem Mikroprozessor 5 verbunden.
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Die dritte Schnittstelle 3 weist auch einen Anschluss +/L für einen Außenleiter bzw. für das positive Potenzial der Versorgungsspannung auf. Dieser Anschluss der dritten Schnittstelle 3 ist mit einem ersten Anschluss einer Parallelschaltung aus einem steuerbaren Schalter 6 und einem Heißleiterwiderstand 7 verbunden. Der Anschluss ist ebenso mit dem Mikroprozessor 5 verbunden.
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Die vierte Schnittstelle 4 weißt auch einen Anschluss +/L für einen Außenleiter bzw. das positive Potenzial der Versorgungsspannung auf. Dieser Anschluss der vierten Schnittstelle 4 ist mit einem zweiten Anschluss der Parallelschaltung aus dem steuerbaren Schalter 6 und dem Heißleiterwiderstand verbunden.
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Die Parallelschaltung aus dem Heißleiterwiderstand 7 und dem Schalter 6 dient der Begrenzung des Einschaltwiderstands.
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Ein Steueranschluss des steuerbaren Schalters 6 ist mit dem Mikroprozessor 5 verbunden.
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Die an den Ausgang 4 und die zweite Schnittstelle 2 angeschlossenen DALI-Leuchten werden über den Endstromkreis, an den das Gerät G über den Eingang 3 angeschlossen ist, mit elektrischer Energie versorgt. Über die zweite Schnittstelle 2 können DALI-Nachrichten an die DALI-Leuchten gesendet werden, die über den zweiten DALI-Bus mit der zweiten Schnittstelle 2 des Gerätes G verbunden sind.
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DALI-Nachrichten, die über die zweite Schnittstelle 2 und den daran angeschlossenen zweiten DALI-Bus an die daran angeschlossene DALI-Leuchte gesendet werden, kann das Gerät G über die erste Schnittstelle 1, den daran angeschlossenen ersten DALI-Bus von dem daran angeschlossenen DALI-Steuergerät empfangen. Die von dem DALI-Steuergerät empfangenen DALI-Nachrichten werden durch den Mikrocontroller 5 des Gerätes G durchgeschleift. Außerdem werden die über die erste Schnittstelle 1 empfangenen DALI-Nachrichten in einem Speicher des Mikrocontrollers 5 abgelegt.
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DALI-Nachrichten, die über die zweite Schnittstelle 2 und den daran angeschlossenen zweiten DALI-Bus an die daran angeschlossene DALI-Leuchte gesendet werden, kann das Gerät G auch in dem Mikrocontroller 5 aus über den Eingang 3 erhaltenen Nachrichten erzeugen. Dazu bildet der Mikrocontroller 5 einen Demodulator, ein Mittel zur Erkennung der Spannungsform der am Eingang 3 anliegenden Versorgungsspannung und einen Umsetzer.
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Die an dem Eingang 3 anliegende Versorgungsspannung ist moduliert und zwar durch ein orthogonales Frequenzmultiplexverfahren. Durch die Modulation sind Nachrichten der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln einer Notbeleuchtung in der Versorgungsspannung codiert. Durch den Demodulator ist es möglich, diese Nachrichten aus dem anliegenden Spannungssignal zurückzugewinnen. Die zurück gewonnenen Nachrichten werden in dem Umsetzer in DALI-Nachrichten umgesetzt.
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Zugleich ist es so, dass man an der Spannungsform der an dem Eingang 3 anliegenden Versorgungsspannung erkennen kann, ob die allgemeine Stromversorgung am Hauptverteiler (und womöglich die allgemeine Stromversorgung am Unterverteiler) ausgefallen ist. Zumindest bei einem Ausfall der allgemeinen Stromversorgung am Hauptverteiler wird von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung der Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung Gleichstrom in den Endstromkreis eingespeist, an den der Eingang 3 angeschlossen ist. Durch das Mittel zur Erkennung der Spannungsform der am Eingang 3 anliegenden Spannung kann daher der Ausfall der allgemeinen Stromversorgung am Hauptverteiler erkannt werden. Wird dieser Ausfall erkannt, wird von dem Mikrocontroller 5 eine DALI-Nachricht erzeugt, durch welche die an das Gerät G angeschlossenen DALI-Leuchten eingeschaltet werden.
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Es gibt somit zwei Möglichkeiten wie die Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung der Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung Anweisungen zum Einschalten oder zum Ausschalten der an das Gerät G angeschlossenen DALI-Leuchten über das Gerät G an die DALI-Leuchten senden kann.
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Sobald also über den Eingang 3 eine Nachricht bzw. Anweisung zum Einschalten der DALI-Leuchte eingegangen ist, wird vom Umsetzer eine entsprechende DALI-Nachricht erzeugt und über die zweite Schnittelle 2 zu der DALI-Leuchte übertragen. Das DALI-Betriebsgerät schaltet daraufhin die DALI-Leuchte an. Im erfindungsgemäßen Gerät ist in diesem Moment der steuerbare Schalter 6 geöffnet. Der Strom fließt dann über den Heißleiterwiderstand 7 und wird durch diesen begrenzt. Zeitverzögert zum Einschalten der DALI-Leuchte wird der steuerbare Schalter 6 geschlossen und der Schalter 6 übernimmt den Strom vom Heißleiterwiderstand, der wieder abkühlen und hochohmig werden kann. Die Dauer der Verzögerung, mit welcher der Schalter 6 geschaltet wird, ist durch einen in dem Speicher des Mikrokontrollers gespeicherten Verzögerungswert vorgegeben.
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Kehrt die allgemeine Stromversorgung am Hauptverteiler zurück oder kehrt gegebenenfalls die allgemeine Stromversorgung an den Unterverteilern zurück, tritt der störungsfreie Betrieb wieder ein. Leuchten der Notbeleuchtung in Bereitschaftsschaltung und gegebenenfalls Leuchten mit geschaltetem Dauerlicht der Notbeleuchtung können dann ausgeschaltet werden. Dazu werden dann entsprechende Nachrichten von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung der Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung erzeugt und über das Gerät G in DALI-Nachrichten umgesetzt und an die DALI-Leuchten gesendet.
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Nach einer solchen Rückkehr in den störungsfreien Betrieb können dann einige oder alle DALI-Leuchten in einem Zustand sein, der nicht dem Zustand entspricht, der vor dem Eintritt der Störung vorlag. Um dem Abhilfe zu schaffen, wird die letzte in dem Speicher abgelegte und über die erste Schnittstelle 1 empfangene DALI-Nachricht aus dem Speicher ausgelesen und erneut über die zweite Schnittstelle 2 an die DALI-Leuchten gesendet, die dann in dem Zustand sind, der vor dem Eintritt der Störung der allgemeinen Stromversorgung vorlag.
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Das in der 2 dargestellte Gerät G unterscheidet sich von dem ersten Gerät G dadurch, dass das zweite Gerät G keine DALI-Schnittstellen aufweist und in Reihe zu der Parallelschaltung aus dem Heißleiterwiderstandselement 7 und dem steuerbaren Schalter 6 ein zweiter steuerbarer Schalter 8 vorgesehen ist.
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Wegen des Wegfalls der DALI-Schnittstellen kann das zweite Gerät G nur über die dritte Schnittstelle 3, dem Eingang, über den Endstromkreis von der Einrichtung zur Steuerung und Energieversorgung von Leuchten und/oder Leuchtmitteln der Notbeleuchtung angesteuert werden. Eine Verbindung zu einem System zur Gebäudeautomatisierung ist nicht vorgesehen. Das zweite Gerät kann daher nur durch die Einrichtung gesteuert werden, um Leuchte ein- und auszuschalten.
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Das Ein- und Ausschalten der an den Ausgang 4 des Gerätes G angeschlossenen Leuchten erfolgt mittels des zweiten steuerbaren Schalters 8, der dazu von dem Mikrocontroller 5 angesteuert wird. Der Mikrocontroller 5 empfängt dazu über den Eingang 3 Anweisungen der Einrichtung.
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Zeitverzögert zu einem Schließen des zweiten Schalters 8 wird der Schalter 6 vom Mikrocontroller 5 zum Schließen angesteuert. Das bedeutet, dass der Strom über den Außenleiter bzw. den Plus-Leiter nach dem Schließen des zweiten Schalters 8 zunächst an dem Schalter 6 über das Heißleiterwiderstandselement 7 fließt. Der Strom wird dadurch zunächst begrenzt und steigt langsam an. Verzögert zum Schalter 8 wird dann der Schalter 6 geschlossen. Der Strom kommutiert dann auf den Schalter 6.
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Das in der 3 dargestellte dritte Gerät G unterscheidet sich von dem zweiten Gerät G dadurch, dass das dritte Gerät G keinen zweiten Schalter und auch kein Heißleiterwiderstand aufweist.
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Der Schalter 6 wird sowohl zum Einschalten einer an den Ausgang 4 angeschlossenen Leuchte als auch zur Begrenzung des Einschaltstroms benutzt. Der Schalter 6 wird dazu mit einer individuellen Verzögerung eingeschaltet, sobald über den Eingang 3 eine Anweisung zum Einschalten der Leuchten beim Mikrocontroller 5 eintrifft. Der Wert der Verzögerung unterscheidet sich von dem Wert der Verzögerung von anderen erfindungsgemäßen Geräten, die an die Einrichtung angeschlossen sind. Dadurch kommt es, dass die an die Geräte angeschlossenen Leuchten nicht gleichzeitig sondern zeitversetzt zueinander eingeschaltet werden. Dadurch wird der Gesamteinschaltstrom begrenzt. Ein Einschaltstromimpuls wird in der Höhe reduziert und in die Breite gezogen.
