EP2342948A1 - Sensor element having a light sensor, communication transmitter having a sensor element, and lighting system having a sensor element - Google Patents

Sensor element having a light sensor, communication transmitter having a sensor element, and lighting system having a sensor element

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Publication number
EP2342948A1
EP2342948A1 EP08875244A EP08875244A EP2342948A1 EP 2342948 A1 EP2342948 A1 EP 2342948A1 EP 08875244 A EP08875244 A EP 08875244A EP 08875244 A EP08875244 A EP 08875244A EP 2342948 A1 EP2342948 A1 EP 2342948A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensor element
sensor
control signal
light
element according
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08875244A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Axel Pilz
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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Publication of EP2342948A1 publication Critical patent/EP2342948A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • H05B47/195—Controlling the light source by remote control via wireless transmission the transmission using visible or infrared light

Definitions

  • Sensor element with a light sensor, transmitter for communication with sensor element and illumination system with sensor element
  • the invention relates to a sensor element with a light sensor, a transmitter for communication with the sensor element and a lighting system with the sensor element.
  • Ceiling mounted sensors detect the brightness, e.g. indirectly by reflection of the light on furniture surfaces or on the floor. In this case, it is desirable to keep the total brightness from the combination of daylight and artificial light as constant as possible at a predefinable desired value.
  • a setpoint specification can only be made on site in the individual installation situation.
  • the artificial light is dimmed to a desired brightness (eg, so that sets a desired working brightness on a desk).
  • the sensor measured value associated with this situation is stored as setpoint value in the control unit or in the ECG.
  • such an adjustment is necessary only once with the commissioning of the lighting device.
  • a change is only necessary in exceptional cases, eg in the event of a major change in the room or its device or if the position of the sensor is changed. Often, the customer should have no opportunity to change this setpoint, as otherwise may fall unknowingly below the required minimum brightness at workstations.
  • the adjustment means are integrated in the sensor element.
  • a sensor mounted on the ceiling is difficult to reach or requires considerable effort (time, cost, security) for each sensor, e.g. to reach in an office space with high ceilings by means of a ladder.
  • the object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and in particular to provide an effective approach to provide setpoint specifications for sensor elements of a lighting system.
  • a sensor element is specified with a light sensor
  • Control signal is set up and - in which the light sensor is a brightness sensor for a lighting system.
  • the lighting system can be a single lamp and / or lamp or a plurality of lamps / lamps, which are combined in a composite, for example by means of a bus system and / or a control system.
  • the approach described here makes it possible to use the light sensor in such a way that it is additionally designed to receive the control signal and thus no further sensor (for example a separate IR sensor) is necessary for setting the sensor element.
  • the light sensor comprises at least one of the following components: a phototransistor,
  • the sensor element is integrated in a lamp or luminaire or in a control device, in particular an electronic ballast.
  • the sensor element may also be (only) logically, functionally and / or physically connected to the control unit and / or the electronic ballast.
  • control signal is an analog or a digital control signal.
  • control signal comprises a modulated light signal.
  • control signal comprises a signal for setting a desired value and / or the desired value.
  • control signal comprises a command for dimming upwards, for dimming down and for saving the setpoint value.
  • the sensor element receives the control signal and forwards it to a control unit.
  • the sensor element can forward the control signal to the control unit without modification and / or evaluation in the sensor element.
  • the controller may be a central controller or another device on a bus system. Accordingly, the control signal can be forwarded by means of a suitable protocol via the bus system.
  • the sensor element receives the control signal, processes and forwards the processed control signal and / or a signal resulting therefrom to a control unit.
  • An alternative embodiment is that the sensor element is coupled to a bus system.
  • bus system is based on a DALI standard bus system.
  • the bus system can use or provide (implement) functions in accordance with the functions of the DALI standard.
  • the above object is also achieved by means of a transmitter for communication with the sensor element as described herein,
  • control signal is emitted by the light source.
  • the programming interface can be designed as a simple operating element, upon actuation of which a corresponding signal is emitted by means of the light source.
  • a development consists in that the programming interface comprises at least one operating element and an evaluation unit for evaluating the operating element and / or for controlling the light source.
  • the control element may e.g. comprise at least one button and / or at least one switch.
  • a modulated light signal is generated and emitted via the light source.
  • the transmitter has a possibility of focusing the light emitted by the light source so that an alignment with the sensor element and an adjustment thereof are correspondingly simplified.
  • the light source comprises at least one LED and in particular serves for emission of the control signal and for general lighting.
  • a lighting system comprising at least one sensor element as described herein.
  • Fig.l an arrangement for programming a
  • Sensor element via a light sensor, wherein the sensor element can be connected as an independent device with a bus system or with a lamp / lamp or with an electronic ballast or integrated therein;
  • Fig. 2A is a block diagram of the transmitter including a power source (e.g., a battery), a stylus, an evaluation unit, and a light emitting diode;
  • a power source e.g., a battery
  • stylus e.g., a stylus
  • evaluation unit e.g., a touch panel
  • light emitting diode e.g., a light emitting diode
  • Fig.2B is a simplified block diagram of
  • Fig.3 different digital waveforms in the form of a luminous flux as a function of time for the commands or signals "dimming up”, “dimming down” and “save setpoint";
  • the approach presented here also uses an existing light sensor as a receiver for digital and / or analog signals.
  • the transmitter is preferably a light source comprising at least one light-emitting diode (LED).
  • a sensor element may be passed over the light sensor, e.g. a phototransistor, a photodiode or a photoresistor are configured by means of the light source.
  • the light source transmits to the light sensor signal having a predetermined coding, so that both dimming commands for setting a reference brightness and other commands, e.g. a subsequent memory command, can be transmitted.
  • the signals comprising the dimming commands and / or the other commands can be transmitted or forwarded from the sensor element to a control device or to an electronic ballast (EVG) of the lighting system.
  • EDG electronic ballast
  • the sensor element itself it is possible for the sensor element itself to have a preprocessing or evaluation unit, by means of which the signals from the light source are processed and if necessary converted into standardized or predefined data units or data telegrams and transmitted to the control unit or the electronic ballast of the lighting system.
  • the signals transmitted from the light source to the sensor element may be digitally coded or analog signals. It is thus possible for the sensor element to be exposed to defined brightnesses or a sequence of defined brightnesses on the basis of the light source, which are detected and / or converted by the sensor element as corresponding commands. For example, a sequence of light pulses of different brightnesses can be transmitted to the sensor element.
  • the light source can transmit to the sensor element both visible and invisible light.
  • the light can be modulated in different ways, wherein the modulation transmits at least one predetermined signal and / or command to the sensor element.
  • the light source is preferably programmable, so that specific setpoint values can be input variably and a corresponding coded signal is generated from the input, which can be transmitted to the sensor element.
  • the sensor element can confirm receipt of a signal or a permissible command. This can e.g. by briefly changing a state, e.g. one of the brightness of a display (e.g., a light emitting diode) of the sensor element.
  • a state e.g. one of the brightness of a display (e.g., a light emitting diode) of the sensor element.
  • the existing for the light control light sensor can also be used as a receiver or as part of a receiver of said signals emitted by the light source.
  • V ( ⁇ ) -corrected receiver element can also be used as a transmitter light sources without IR component, ie in particular LEDs.
  • the transmitter can e.g. designed as a high-intensity LED flashlight with a corresponding additional modulator.
  • the transmitter preferably comprises a programming option for inputting the command or setpoint to be transmitted to the sensor element.
  • FIG. 1 shows, by way of example, an arrangement for programming a sensor element 101 via a light sensor 102.
  • the sensor element 101 can be connected to a bus system 103 as an independent device. It may also be connected to or integrated into a lamp / lamp or an electronic ballast.
  • each component may be or include at least one of a sensor element, an electronic ballast, a light or lamp, a controller.
  • the bus system is, for example, a DALI bus system or a bus system based on the DALI standard.
  • the bus system can be based on an extension of a DALI standard or
  • FIG. 1 shows a transmitter 107 (eg a light source) for communication with the sensor element 101 via the light sensor 102.
  • the transmitter 107 comprises a programming interface 108 with, for example, an input unit for selection, specification and / or adjustment a setpoint. Accordingly, a modulation or coding unit can be provided which generates a signal which can be emitted via at least one light-emitting diode 109.
  • the programming interface 108 is configured such that three functions “dimming up”, “dimming down” and “storing setpoint value” can be selected and the transmitter generates corresponding signals or commands and emits them via the at least one light-emitting diode.
  • FIG. 2A shows a block diagram of the transmitter 107 comprising a current source 1 (for example a battery), a push-button 2, an evaluation unit 3 and a light-emitting diode 4.
  • a current source 1 for example a battery
  • a push-button 2 for example a push-button
  • an evaluation unit 3 for example a push-button
  • a light-emitting diode 4 for example a light-emitting diode 4.
  • the evaluation unit 3 may e.g. be designed as a microprocessor or include such.
  • the button 2 can be used for programming or setting a signal to be emitted.
  • a long press on the button 2 a command "dimming”
  • a short press on the button 2 a command “switch” (dimme between up and down)
  • a double pressure similar to a double click
  • the evaluation unit 3 generates a signal to be emitted via the light-emitting diode 4.
  • FIG. 2B shows a simplified block diagram of the sensor element 101 from FIG. 1 with a photodiode 5 as a light sensor, which is connected to an optional evaluation unit 6.
  • the sensor element 101 is connected to the bus system 103 as shown in FIG.
  • an operating or control device (eg electronic ballast) 7 is also connected to the bus system 103.
  • 3 shows various digital signal courses 301 to 303 in the form of a luminous flux as a function of time for the commands "dimming up", “dimming down” and "storing setpoint value".
  • each command is a periodic signal that is emitted for a certain amount of time (e.g., during a key press or for a given fixed amount of time due to a key press).
  • the period may be the same for the various commands, and preferably a ratio of the on / off times (ratio of the time for the luminous flux to the time for luminous flux off) per period may be different for each command.
  • FIG. 4 shows various analog signal waveforms 401 to 403 in the form of a luminous flux as a function of time for the commands "dimming up", “dimming down” and "storing setpoint value".
  • a threshold of the analog signals for example, a threshold of the analog signals
  • Sensor saturation 404 used to determine a period tl to t3 for a period.
  • the length of the period ie the respective time period t1 to t3, identifies the assigned command.
  • bus system 104 component (on bus system 103)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a sensor element having a light sensor, wherein the light sensor is arranged for receiving a control signal, and wherein the light sensor is a brightness sensor for a lighting system. The invention further relates to a communication transmitter having the sensor element, and to a lighting system having the sensor element.

Description

Be s ehre ibung Confession
Sensorelement mit einem Lichtsensor, Sender zur Kommunikation mit Sensorelement sowie Beleuchtungssystem mit SensorelementSensor element with a light sensor, transmitter for communication with sensor element and illumination system with sensor element
Die Erfindung betrifft ein Sensorelement mit einem Lichtsensor, einen Sender zur Kommunikation mit dem Sensorelement sowie ein Beleuchtungssystem mit dem Sensorelement.The invention relates to a sensor element with a light sensor, a transmitter for communication with the sensor element and a lighting system with the sensor element.
Zur tageslichtabhängigen Regelung einer Beleuchtung werden Lichtsensoren eingesetzt. Diese Lichtsensoren messen die Helligkeit und leiten diese in Form eines digitalen oder analogen Signals an ein Steuergerät und/oder an eine elektronisches Vorschaltgerät (EVG) weiter.For daylight-dependent control of lighting light sensors are used. These light sensors measure the brightness and forward it in the form of a digital or analog signal to a control unit and / or to an electronic ballast (ECG) on.
Die in einer Leuchte und/oder separat z.B. an der Decke montierten Sensoren erfassen die Helligkeit z.B. indirekt durch Reflektion des Lichtes auf Möbeloberflächen bzw. auf dem Boden. Hierbei ist es erwünscht, die Gesamthelligkeit aus der Kombination von Tageslicht und künstlichem Licht möglichst konstant auf einem vorgebbaren Sollwert zu halten .Those in a luminaire and / or separately e.g. Ceiling mounted sensors detect the brightness, e.g. indirectly by reflection of the light on furniture surfaces or on the floor. In this case, it is desirable to keep the total brightness from the combination of daylight and artificial light as constant as possible at a predefinable desired value.
Da die von einem solchen Sensor gemessene Helligkeit selbst bei vergleichbaren Tageslichtverhältnissen stark von den Refelektionseigenschaften der Oberflächen bzw. von seiner Montagehöhe abhängt, kann eine Sollwertvorgabe erst vor Ort in der individuellen Installationssituation erfolgen. Dazu wird das künstliche Licht auf eine gewünschte Helligkeit gedimmt (z.B. so dass sich auf einem Schreibtisch eine gewünschte Arbeitshelligkeit einstellt) . Der zu dieser Situation gehörige Sensormesswert wird als Sollwert in dem Steuergerät bzw. in dem EVG abgespeichert. Vorzugsweise ist eine derartige Einstellung nur einmal mit Inbetriebnahme der Beleuchtungsvorrichtung nötig. Im anschließenden Betrieb ist eine Änderung nur in Ausnahmefällen notwendig, z.B. bei starker Veränderung des Raums bzw. seiner Einrichtung oder bei einer Änderung der Position des Sensors. Oftmals soll der Kunde keine Möglichkeit zur Änderung dieses Sollwertes haben, da sonst ggf. unwissentlich die geforderten Mindesthelligkeiten an Arbeitsplätzen unterschritten werden.Since the brightness measured by such a sensor depends strongly on the reflec- tive properties of the surfaces or on its mounting height, even under comparable daylight conditions, a setpoint specification can only be made on site in the individual installation situation. For this purpose, the artificial light is dimmed to a desired brightness (eg, so that sets a desired working brightness on a desk). The sensor measured value associated with this situation is stored as setpoint value in the control unit or in the ECG. Preferably, such an adjustment is necessary only once with the commissioning of the lighting device. In the subsequent operation, a change is only necessary in exceptional cases, eg in the event of a major change in the room or its device or if the position of the sensor is changed. Often, the customer should have no opportunity to change this setpoint, as otherwise may fall unknowingly below the required minimum brightness at workstations.
Typischerweise sind die Einstellmittel in dem Sensorelement integriert. Ein an der Decke montierter Sensor ist jedoch schwierig zu erreichen bzw. erfordert es erheblichen Aufwand (Zeit, Kosten, Absicherung) jeden Sensor z.B. in einem Büroraum mit hohen Decken mittels einer Leiter zu erreichen .Typically, the adjustment means are integrated in the sensor element. However, a sensor mounted on the ceiling is difficult to reach or requires considerable effort (time, cost, security) for each sensor, e.g. to reach in an office space with high ceilings by means of a ladder.
Auch ist es von Nachteil, dass derartige Einstellmittel entsprechend elektrisch isoliert sein müssen, damit eine gefahrlose Bedienung ermöglicht wird.It is also disadvantageous that such adjustment means must be electrically isolated in order to allow safe operation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen effektiven Ansatz anzugeben, Sollwertvorgaben für Sensorelemente eines Beleuchtungssystems bereitzustellen.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and in particular to provide an effective approach to provide setpoint specifications for sensor elements of a lighting system.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Sensorelement angegeben mit einem Lichtsensor,To solve the problem, a sensor element is specified with a light sensor,
- bei dem der Lichtsensor zum Empfangen eines- in which the light sensor for receiving a
Steuersignals eingerichtet ist und - bei dem der Lichtsensor ein Helligkeitssensor für ein Beleuchtungssystem ist. Bei dem Beleuchtungssystem kann es sich um eine einzelne Leuchte und/oder Lampe oder um eine Vielzahl von Leuchten/Lampen handeln, die in einem Verbund z.B. mittels eines Bussystems und/oder eines Steuerungssystems zusammengeschlossen sind.Control signal is set up and - in which the light sensor is a brightness sensor for a lighting system. The lighting system can be a single lamp and / or lamp or a plurality of lamps / lamps, which are combined in a composite, for example by means of a bus system and / or a control system.
Der hier beschriebene Ansatz ermöglicht einen Einsatz des Lichtsensors derart, dass dieser zusätzlich zum Empfang des Steuersignals ausgeführt ist und somit kein weiterer Sensor (z.B. ein separater IR-Sensor) zur Einstellung des Sensorelements nötig ist.The approach described here makes it possible to use the light sensor in such a way that it is additionally designed to receive the control signal and thus no further sensor (for example a separate IR sensor) is necessary for setting the sensor element.
Eine Weiterbildung ist es, dass der Lichtsensor mindestens eines der folgenden Bauteile umfasst: - einen Phototransistor,A further development is that the light sensor comprises at least one of the following components: a phototransistor,
- eine Photodiode,a photodiode,
- einen Photowiderstand.- a photoresistor.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das Sensorelement in einer Lampe oder Leuchte oder in einem Steuergerät, insbesondere einem elektronischen Vorschaltgerät , integriert ist.Another development is that the sensor element is integrated in a lamp or luminaire or in a control device, in particular an electronic ballast.
Das Sensorelement kann auch (nur) logisch, funktional und/oder physikalisch mit dem Steuergerät und/oder dem elektronischen Vorschaltgerät verbunden sein.The sensor element may also be (only) logically, functionally and / or physically connected to the control unit and / or the electronic ballast.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass das Steuersignal ein analoges oder ein digitales Steuersignal ist.In particular, it is a development that the control signal is an analog or a digital control signal.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass das Steuersignal ein moduliertes Lichtsignal umfasst.It is also a development that the control signal comprises a modulated light signal.
Hierbei können unterschiedliche Modulationsverfahren, z.B. Amplituden- und/oder Phasenmodulation eingesetzt werden. Ferner ist es eine Weiterbildung, dass das Steuersignal ein Signal zum Einstellen eines Sollwerts und/oder den Sollwert umfasst .In this case, different modulation methods, eg amplitude and / or phase modulation can be used. Furthermore, it is a further development that the control signal comprises a signal for setting a desired value and / or the desired value.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst das Steuersignal je ein Kommando zum aufwärts dimmen, zum abwärts dimmen und zum Sollwert speichern.In the context of an additional development, the control signal comprises a command for dimming upwards, for dimming down and for saving the setpoint value.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass das Sensorelement das Steuersignal empfängt und an ein Steuergerät weiterleitet.A next development is that the sensor element receives the control signal and forwards it to a control unit.
Insbesondere kann das Sensorelement das Steuersignal ohne Modifikation und/oder Auswertung in dem Sensorelement an das Steuergerät weiterleiten.In particular, the sensor element can forward the control signal to the control unit without modification and / or evaluation in the sensor element.
Das Steuergerät kann ein zentrales Steuergerät oder ein weiteres Gerät an einem Bussystem sein. Entsprechend kann das Steuersignal mittels eines geeigneten Protokolls über das Bussystem weitergeleitet werden.The controller may be a central controller or another device on a bus system. Accordingly, the control signal can be forwarded by means of a suitable protocol via the bus system.
Eine Ausgestaltung ist es, dass das Sensorelement das Steuersignal empfängt, verarbeitet und das verarbeitete Steuersignal und/oder ein daraus resultierendes Signal an ein Steuergerät weiterleitet.One embodiment is that the sensor element receives the control signal, processes and forwards the processed control signal and / or a signal resulting therefrom to a control unit.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass das Sensorelement mit einem Bussystem gekoppelt ist.An alternative embodiment is that the sensor element is coupled to a bus system.
Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass das Bussystem ein auf einem DALI-Standard basierendes Bussystem ist.A next embodiment is that the bus system is based on a DALI standard bus system.
Insbesondere kann das Bussystem Funktionen nutzen bzw. vorsehen (implementieren) entsprechend den Funktionen des DALI-Standards. Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst mittels eines Senders zur Kommunikation mit dem Sensorelement wie hierin beschrieben,In particular, the bus system can use or provide (implement) functions in accordance with the functions of the DALI standard. The above object is also achieved by means of a transmitter for communication with the sensor element as described herein,
- umfassend eine Lichtquelle; - umfassend eine Programmierschnittstelle zur Einstellung und/oder zur Generierung des Steuersignals,- comprising a light source; comprising a programming interface for setting and / or generating the control signal,
- wobei das Steuersignal mittels der Lichtquelle emittierbar ist.- Wherein the control signal is emitted by the light source.
Die Programmierschnittstelle kann als ein einfaches Bedienelement ausgeführt sein, bei dessen Betätigung ein entsprechendes Signal mittels der Lichtquelle emittiert wird.The programming interface can be designed as a simple operating element, upon actuation of which a corresponding signal is emitted by means of the light source.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass die Programmierschnittelle mindestens ein Bedienelement und eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Bedienelements und/oder zur Ansteuerung der Lichtquelle umfasst.A development consists in that the programming interface comprises at least one operating element and an evaluation unit for evaluating the operating element and / or for controlling the light source.
Das Bedienelement kann z.B. mindestens einen Taster und/oder mindestens einen Schalter umfassen.The control element may e.g. comprise at least one button and / or at least one switch.
Insofern kann mittels der Programmierschnittstelle umfassend die Auswerteeinheit abhängig von einer Eingabe über das Bedienelement ein moduliertes Lichtsignal generiert und über die Lichtquelle abgestrahlt werden.In this respect, by means of the programming interface comprising the evaluation unit, depending on an input via the operating element, a modulated light signal is generated and emitted via the light source.
Vorzugsweise weist der Sender eine Möglichkeit zur Fokussierung des von der Lichtquelle emittierten Lichts auf, so dass eine Ausrichtung auf das Sensorelement und eine Einstellung desselben entsprechend vereinfacht wird.Preferably, the transmitter has a possibility of focusing the light emitted by the light source so that an alignment with the sensor element and an adjustment thereof are correspondingly simplified.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass die Lichtquelle mindestens eine LED umfasst und insbesondere zur Emission des Steuersignals als auch zur Allgemeinbeleuchtung dient. Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Beleuchtungssystem umfassend mindestens ein Sensorelement wie hierin beschrieben.It is also an embodiment that the light source comprises at least one LED and in particular serves for emission of the control signal and for general lighting. The above object is also achieved by a lighting system comprising at least one sensor element as described herein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.Embodiments of the invention are illustrated and explained below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig.l eine Anordnung zur Programmierung einesFig.l an arrangement for programming a
Sensorelements über einen Lichtsensor, wobei das Sensorelement als ein eigenständiges Gerät mit einem Bussystem oder mit einer Leuchte/Lampe oder mit einem elektronischen Vorschaltgerät verbunden bzw. darin integriert sein kann;Sensor element via a light sensor, wherein the sensor element can be connected as an independent device with a bus system or with a lamp / lamp or with an electronic ballast or integrated therein;
Fig.2A ein Blockschaltbild des Senders umfassend eine Stromquelle (z.B. eine Batterie), einen Taster, eine Auswerteeinheit und eine Leuchtdiode;Fig. 2A is a block diagram of the transmitter including a power source (e.g., a battery), a stylus, an evaluation unit, and a light emitting diode;
Fig.2B ein vereinfachtes Blockschaltbild desFig.2B is a simplified block diagram of
Sensorelements aus Fig.l mit einer Photodiode als Lichtsensor, die mit einer optionalen Auswerteeinheit verbunden ist;Sensor element of Fig.l with a photodiode as a light sensor, which is connected to an optional evaluation unit;
Fig.3 verschiedene digitale Signalverläufe in Form eines Lichtstroms in Abhängigkeit von der Zeit für die Kommandos bzw. Signale "aufwärts dimmen", "abwärts dimmen" und "Sollwert speichern";Fig.3 different digital waveforms in the form of a luminous flux as a function of time for the commands or signals "dimming up", "dimming down" and "save setpoint";
Fig.4 verschiedene analoge Signalverläufe in Form eines Lichtstroms in Abhängigkeit von der Zeit für die Kommandos "aufwärts dimmen", "abwärts dimmen" und "Sollwert speichern", wobei für die analogen Signale bei dem Empfänger ein Schwellwert der4 different analog signal waveforms in the form of a luminous flux as a function of time for the commands "dimming up", "dimming down" and "store setpoint", wherein for the analog signals at the receiver, a threshold value
Sensorsättigung genutzt wird, um eine Zeitdauer für eine Periode zu bestimmen. Der hier vorgestellte Ansatz nutzt einen vorhandenen Lichtsensor zusätzlich als Empfänger für digitale und/oder analoge Signale. Als Sender dient vorzugsweise eine Lichtquelle umfassend mindestens eine Leuchtdiode (LED) .Sensor saturation is used to determine a period of time for a period. The approach presented here also uses an existing light sensor as a receiver for digital and / or analog signals. The transmitter is preferably a light source comprising at least one light-emitting diode (LED).
So kann ein Sensorelement über den Lichtsensor, z.B. einen Phototransistor, eine Photodiode oder einen Photowiderstand mittels der Lichtquelle konfiguriert werden.Thus, a sensor element may be passed over the light sensor, e.g. a phototransistor, a photodiode or a photoresistor are configured by means of the light source.
Vorzugsweise übermittelt die Lichtquelle an den Lichtsensor Signal mit einer vorgegebenen Codierung, so dass sowohl Dimmbefehle zur Einstellung einer Referenzhelligkeit als auch sonstige Befehle, z.B. ein anschließendes Speicherkommando, übertragen werden können.Preferably, the light source transmits to the light sensor signal having a predetermined coding, so that both dimming commands for setting a reference brightness and other commands, e.g. a subsequent memory command, can be transmitted.
Die Signale umfassend die Dimmbefehle und/oder die sonstigen Befehle können von dem Sensorelement an ein Steuergerät oder an ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) des Beleuchtungssystems übertragen bzw. weitergeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Sensorelement selbst eine Vorverarbeitung oder Auswerteeinheit aufweist, anhand derer die Signale von der Lichtquelle verarbeitet und ggf. in standardisierte oder vorgegebene Dateneinheiten oder Datentelegramme umgesetzt und an das Steuergerät oder das EVG des Beleuchtungssystems übertragen werden.The signals comprising the dimming commands and / or the other commands can be transmitted or forwarded from the sensor element to a control device or to an electronic ballast (EVG) of the lighting system. Alternatively or additionally, it is possible for the sensor element itself to have a preprocessing or evaluation unit, by means of which the signals from the light source are processed and if necessary converted into standardized or predefined data units or data telegrams and transmitted to the control unit or the electronic ballast of the lighting system.
Die von der Lichtquelle an das Sensorelement übertragenen Signale können digital codiert oder analoge Signale sein. So ist es möglich, dass das Sensorelement anhand der Lichtquelle mit definierten Helligkeiten bzw. einer Abfolge definierter Helligkeiten beaufschlagt wird, die vom Sensorelement als entsprechende Kommandos erkannt und/oder umgesetzt werden. Beispielsweise kann an das Sensorelement eine Folge von Lichtpulsen unterschiedlicher Helligkeiten übertragen werden. Die Lichtquelle kann an das Sensorelement sowohl sichtbares als auch unsichtbares Licht übertragen. Das Licht kann auf unterschiedliche Arten moduliert sein, wobei durch die Modulation mindestens ein vorgegebenes Signal und/oder Kommando an das Sensorselement übermittelt wird.The signals transmitted from the light source to the sensor element may be digitally coded or analog signals. It is thus possible for the sensor element to be exposed to defined brightnesses or a sequence of defined brightnesses on the basis of the light source, which are detected and / or converted by the sensor element as corresponding commands. For example, a sequence of light pulses of different brightnesses can be transmitted to the sensor element. The light source can transmit to the sensor element both visible and invisible light. The light can be modulated in different ways, wherein the modulation transmits at least one predetermined signal and / or command to the sensor element.
Die Lichtquelle ist vorzugsweise programmierbar, so dass bestimmte Sollwerte variabel eingebbar sind und aus der Eingabe ein entsprechend codiertes Signal erzeugt wird, das an das Sensorelement übermittelt werden kann.The light source is preferably programmable, so that specific setpoint values can be input variably and a corresponding coded signal is generated from the input, which can be transmitted to the sensor element.
Vorzugsweise kann das Sensorelement einen Empfang eines Signals bzw. eines zulässigen Kommandos bestätigen. Dies kann z.B. durch kurze Veränderung eines Zustands, z.B. einer der Helligkeit einer Anzeige (z.B. eine Leuchtdiode), des Sensorelements erfolgen.Preferably, the sensor element can confirm receipt of a signal or a permissible command. This can e.g. by briefly changing a state, e.g. one of the brightness of a display (e.g., a light emitting diode) of the sensor element.
Insbesondere durch die Verwendung sichtbaren Lichts kann der für die Lichtregelung bereits vorhandene Lichtsensor auch als Empfänger bzw. als Teil eines Empfängers der besagten von der Lichtquelle emittierten Signale eingesetzt werden .In particular, by the use of visible light, the existing for the light control light sensor can also be used as a receiver or as part of a receiver of said signals emitted by the light source.
Somit kann ein zusätzlicher Einbau z.B. eines IR Empfängers oder eines Funkempfängers in das Sensorelement entfallen. Auch ist es nicht notwendig, weitere Einstellmittel an dem Sensorelement anzuordnen. Die Einstellung des Sollwerts für das Sensorelement kann ausschließlich anhand der Lichtquelle erfolgen.Thus, additional installation, e.g. an IR receiver or a radio receiver omitted in the sensor element. It is also not necessary to arrange further adjustment means on the sensor element. The setting of the setpoint for the sensor element can be done solely on the basis of the light source.
Durch die Verwendung sichtbaren Lichtes kann der Anwender einen fokussierten kreis- oder punktförmigen Lichtstrahl in Richtung des Sensorelements bzw. auf den Lichtsensor des Sensorelements ausrichten. Damit ist ein Übersprechen auf benachbarte Empfänger weitgehend ausgeschlossen. Durch die Nutzung des im sichtbaren Licht empfindlichen zumeist V (λ) -korrigierten Empfängerelements können als Sender auch Lichtquellen ohne IR Anteil, also insbesondere LEDs eingesetzt werden.By using visible light, the user can align a focused circular or point-shaped light beam in the direction of the sensor element or on the light sensor of the sensor element. This largely precludes crosstalk to adjacent receivers. By using the sensitive in visible light usually V (λ) -corrected receiver element can also be used as a transmitter light sources without IR component, ie in particular LEDs.
Durch die Verwendung sichtbaren Lichtes kann der Sender z.B. als lichtstarke LED Taschenlampe mit entsprechendem zusätzlichem Modulator ausgeführt sein.By using visible light, the transmitter can e.g. designed as a high-intensity LED flashlight with a corresponding additional modulator.
Der Sender umfasst vorzugsweise eine Programmiermöglichkeit zur Eingabe des Kommandos bzw. Sollwerts, das bzw. der an das Sensorelement zu übertragen ist.The transmitter preferably comprises a programming option for inputting the command or setpoint to be transmitted to the sensor element.
Fig.l zeigt beispielhaft eine Anordnung zur Programmierung eines Sensorelements 101 über einen Lichtsensor 102. Das Sensorelement 101 kann dabei als ein eigenständiges Gerät mit einem Bussystem 103 verbunden sein. Es kann auch mit einer Leuchte/Lampe oder mit einem elektronischen Vorschaltgerät verbunden bzw. darin integriert sein.FIG. 1 shows, by way of example, an arrangement for programming a sensor element 101 via a light sensor 102. In this case, the sensor element 101 can be connected to a bus system 103 as an independent device. It may also be connected to or integrated into a lamp / lamp or an electronic ballast.
Beispielhaft sind in Fig.l weitere Komponenten 104 bis 106 gezeigt, die mit dem Bussystem 103 verbunden sind. Jede Komponente kann ein Sensorelement, ein elektronisches Vorschaltgeräte, eine Leuchte oder Lampe, ein Steuergerät sein oder mindestens ein solches umfassen.By way of example, further components 104 to 106, which are connected to the bus system 103, are shown in FIG. Each component may be or include at least one of a sensor element, an electronic ballast, a light or lamp, a controller.
Bei dem Bussystem handelt es sich beispielsweise um ein DALI-Bussystem oder um ein Bussystem basierend auf dem DALI Standard. Insbesondere kann das Bussystem auf einer Erweiterung eines DALI Standards beruhen bzw.The bus system is, for example, a DALI bus system or a bus system based on the DALI standard. In particular, the bus system can be based on an extension of a DALI standard or
Funktionalitäten gemäß der DALI Beschreibung nutzen.Use functionalities according to the DALI description.
Weiterhin zeigt Fig.l einen Sender 107 (z.B. eine Lichtquelle) zur Kommunikation mit dem Sensorelement 101 über den Lichtsensor 102. Der Sender 107 umfasst eine Programmierschnittstelle 108 mit beispielsweise einer Eingabeeinheit zur Auswahl, Vorgabe und/oder Einstellung eines Sollwertes. Entsprechend kann eine Modulations- oder Codiereinheit vorgesehen sein, die ein Signal generiert, das über mindestens eine Leuchtdiode 109 emittiert werden kann .Furthermore, FIG. 1 shows a transmitter 107 (eg a light source) for communication with the sensor element 101 via the light sensor 102. The transmitter 107 comprises a programming interface 108 with, for example, an input unit for selection, specification and / or adjustment a setpoint. Accordingly, a modulation or coding unit can be provided which generates a signal which can be emitted via at least one light-emitting diode 109.
Beispielsweise ist die Programmierschnittstelle 108 derart eingerichtet, dass drei Funktionen "aufwärts dimmen", "abwärts dimmen" und "Sollwert speichern" auswählbar sind und der Sender entsprechende Signale oder Kommandos generiert und diese über die mindestens eine Leuchtdiode emittiert .For example, the programming interface 108 is configured such that three functions "dimming up", "dimming down" and "storing setpoint value" can be selected and the transmitter generates corresponding signals or commands and emits them via the at least one light-emitting diode.
Fig.2A zeigt ein Blockschaltbild des Senders 107 umfassend eine Stromquelle 1 (z.B. eine Batterie), einen Taster 2, eine Auswerteeinheit 3 und eine Leuchtdiode 4.2A shows a block diagram of the transmitter 107 comprising a current source 1 (for example a battery), a push-button 2, an evaluation unit 3 and a light-emitting diode 4.
Die Auswerteeinheit 3 kann z.B. als ein Mikroprozessor ausgestaltet sein bzw. einen solchen umfassen. Der Taster 2 kann zur Programmierung bzw. Einstellung eines zu emittierenden Signals genutzt werden. So kann z.B. ein langer Druck auf den Taster 2 ein Kommando "dimmen", ein kurzer Druck auf den Taster 2 ein Kommando "schalten" (zwischen auf- und abwärts dimme) und ein doppelter Druck (ähnlich einem Doppelklick) auf den Taster 2 ein Kommando "Sollwert speichern" auslösen. Entsprechend generiert die Auswerteeinheit 3 ein über die Leuchtdiode 4 zu emittierendes Signal.The evaluation unit 3 may e.g. be designed as a microprocessor or include such. The button 2 can be used for programming or setting a signal to be emitted. Thus, e.g. a long press on the button 2 a command "dimming", a short press on the button 2 a command "switch" (dimme between up and down) and a double pressure (similar to a double click) on the button 2 a command "setpoint save ". Accordingly, the evaluation unit 3 generates a signal to be emitted via the light-emitting diode 4.
Fig.2B zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild des Sensorelements 101 aus Fig.l mit einer Photodiode 5 als Lichtsensor, die mit einer optionalen Auswerteeinheit 6 verbunden ist. Das Sensorelement 101 ist entsprechend der Darstellung gemäß Fig.l mit dem Bussystem 103 verbunden. An das Bussystem 103 ist ferner z.B. ein Betriebs- oder Steuergerät (z.B. EVG) 7 angeschlossen. Fig.3 zeigt verschiedene digitale Signalverläufe 301 bis 303 in Form eines Lichtstroms in Abhängigkeit von der Zeit für die Kommandos "aufwärts dimmen", "abwärts dimmen" und "Sollwert speichern".FIG. 2B shows a simplified block diagram of the sensor element 101 from FIG. 1 with a photodiode 5 as a light sensor, which is connected to an optional evaluation unit 6. The sensor element 101 is connected to the bus system 103 as shown in FIG. Furthermore, an operating or control device (eg electronic ballast) 7 is also connected to the bus system 103. 3 shows various digital signal courses 301 to 303 in the form of a luminous flux as a function of time for the commands "dimming up", "dimming down" and "storing setpoint value".
Vorzugsweise ist jedes Kommando ein periodisches Signal, das für eine bestimmte Zeitdauer (z.B. während eines Tastendrucks oder für eine vorgegebene feste Zeitdauer infolge eines Tastendrucks) emittiert wird. Die Periodendauer kann für die verschiedenen Kommandos gleich sein, wobei vorzugsweise ein Verhältnis der An/Aus-Zeiten (Verhältnis der Zeit für den Lichtstrom an zu der Zeit für Lichtstrom aus) pro Periode für jedes Kommando unterschiedlich sein kann.Preferably, each command is a periodic signal that is emitted for a certain amount of time (e.g., during a key press or for a given fixed amount of time due to a key press). The period may be the same for the various commands, and preferably a ratio of the on / off times (ratio of the time for the luminous flux to the time for luminous flux off) per period may be different for each command.
Fig.4 zeigt verschiedene analoge Signalverläufe 401 bis 403 in Form eines Lichtstroms in Abhängigkeit von der Zeit für die Kommandos "aufwärts dimmen", "abwärts dimmen" und "Sollwert speichern". Für die analogen Signale wird beispielsweise bei dem Empfänger ein Schwellwert der4 shows various analog signal waveforms 401 to 403 in the form of a luminous flux as a function of time for the commands "dimming up", "dimming down" and "storing setpoint value". For the analog signals, for example, a threshold of the
Sensorsättigung 404 genutzt, um eine Zeitdauer tl bis t3 für eine Periode zu bestimmen. Die Länge der Periode, d.h. die jeweilige Zeitdauer tl bis t3, identifiziert das zugeordnete Kommando. Sensor saturation 404 used to determine a period tl to t3 for a period. The length of the period, ie the respective time period t1 to t3, identifies the assigned command.
Bezugszeichenliste :List of reference numbers:
1 Stromquelle1 power source
2 Taster 3 Auswerteeinheit des Senders2 Button 3 Evaluation unit of the transmitter
4 Leuchtdiode4 LED
5 Photodiode5 photodiode
6 Auswerteeinheit des Empfängers (bzw. des Sensorelements) 7 Betriebs- oder Steuergerät (z.B. EVG)6 Evaluation unit of the receiver (or the sensor element) 7 Operating or control unit (eg electronic ballast)
101 Sensorelement101 sensor element
102 Lichtsensor102 light sensor
103 Bussystem 104 Komponente (am Bussystem 103)103 bus system 104 component (on bus system 103)
105 Komponente (am Bussystem 103)105 component (on bus system 103)
106 Komponente (am Bussystem 103)106 component (on bus system 103)
107 Sender (Lichtquelle)107 transmitter (light source)
108 Programmierschnittstelle (umfassend z.B. Bedieneinheit, Taster, o.a.)108 programming interface (including, for example, control unit, buttons, etc.)
109 (mindestens eine) Leuchtdiode109 (at least one) LED
301 Signalverlauf301 waveform
302 Signalverlauf302 waveform
303 Signalverlauf303 waveform
401 Signalverlauf401 waveform
402 Signalverlauf402 waveform
403 Signalverlauf403 waveform
404 Schwellwert für Sensorsättigung 404 Threshold for sensor saturation

Claims

Patentansprüche claims
1. Sensorelement (101) mit einem Lichtsensor (102),1. sensor element (101) with a light sensor (102),
- bei dem der Lichtsensor (102) zum Empfangen eines Steuersignals eingerichtet ist und- Wherein the light sensor (102) is arranged to receive a control signal, and
- bei dem der Lichtsensor (102) ein Helligkeitssensor für ein Beleuchtungssystem ist.- Wherein the light sensor (102) is a brightness sensor for a lighting system.
2. Sensorelement nach Anspruch 1, bei dem der Lichtsensor (102) mindestens eines der folgenden Bauteile umfasst:2. Sensor element according to claim 1, wherein the light sensor (102) comprises at least one of the following components:
- einen Phototransistor,a phototransistor,
- eine Photodiode,a photodiode,
- einen Photowiderstand.- a photoresistor.
3. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sensorelement (101) in einer Lampe oder Leuchte oder in einem Steuergerät, insbesondere einem elektronischen Vorschaltgerät , integriert ist.3. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the sensor element (101) is integrated in a lamp or lamp or in a control device, in particular an electronic ballast.
4. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuersignal ein analoges Steuersignal (401, 402, 403) oder ein digitales Steuersignal (301, 302, 303) ist.4. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the control signal is an analog control signal (401, 402, 403) or a digital control signal (301, 302, 303).
5. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuersignal ein moduliertes Lichtsignal umfasst .5. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the control signal comprises a modulated light signal.
6. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuersignal ein Signal zum Einstellen eines Sollwerts und/oder den Sollwert umfasst.6. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the control signal comprises a signal for setting a desired value and / or the desired value.
7. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuersignal je ein Kommando zum aufwärts dimmen, zum abwärts dimmen und zum Sollwert speichern umfasst . 7. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the control signal per a command to dimming up, for dimming down and save to the setpoint includes.
8. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sensorelement das Steuersignal empfängt und an ein Steuergerät weiterleitet.8. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the sensor element receives the control signal and forwards to a control unit.
9. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sensorelement das Steuersignal empfängt, verarbeitet und das verarbeitete Steuersignal und/oder ein daraus resultierendes Signal an ein Steuergerät weiterleitet .9. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the sensor element receives the control signal, processes and forwards the processed control signal and / or a resulting signal to a control unit.
10. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sensorelement (101) mit einem Bussystem (103) gekoppelt ist.10. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the sensor element (101) is coupled to a bus system (103).
11. Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bussystem (103) ein auf einem DALI- Standard basierendes Bussystem ist.11. Sensor element according to one of the preceding claims, wherein the bus system (103) is based on a DALI standard bus system.
12. Sender (107) zur Kommunikation mit dem Sensorelement (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,12. Transmitter (107) for communication with the sensor element (101) according to one of the preceding claims,
- umfassend eine Lichtquelle (109);- comprising a light source (109);
- umfassend eine Programmierschnittstelle (108) zur Einstellung und/oder zur Generierung des Steuersignals; - wobei das Steuersignal mittels der Lichtquelle (109) emittierbar ist.- comprising a programming interface (108) for setting and / or for generating the control signal; - Wherein the control signal by means of the light source (109) is emissive.
13. Sender nach Anspruch 12, bei dem die Programmierschnittelle (108) mindestens ein Bedienelement und eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Bedienelements und/oder zur Ansteuerung der Lichtquelle (109) umfasst.13. Transmitter according to claim 12, wherein the programming interface (108) comprises at least one operating element and an evaluation unit for evaluating the operating element and / or for controlling the light source (109).
14. Sender nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die Lichtquelle (109) mindestens eine LED umfasst und insbesondere zur Emission des Steuersignals als auch zur Allgemeinbeleuchtung dient. 14. Transmitter according to one of claims 12 or 13, wherein the light source (109) comprises at least one LED and in particular for emission of the control signal as well as for general lighting is used.
15. Beleuchtungssystem umfassend mindestens ein15. Lighting system comprising at least one
Sensorelement (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 Sensor element (101) according to one of claims 1 to 11
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