EP2587894A2 - Steuergerät für busgesteuerte Betriebsgeräte - Google Patents

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Publication number
EP2587894A2
EP2587894A2 EP12187804.5A EP12187804A EP2587894A2 EP 2587894 A2 EP2587894 A2 EP 2587894A2 EP 12187804 A EP12187804 A EP 12187804A EP 2587894 A2 EP2587894 A2 EP 2587894A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bus
control unit
dali
input
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12187804.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jonathan Hackel
Martin Hintzen
Peter Braunschmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Vossloh Schwabe GmbH
Original Assignee
Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Vossloh Schwabe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vossloh Schwabe Deutschland GmbH, Vossloh Schwabe GmbH filed Critical Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Publication of EP2587894A2 publication Critical patent/EP2587894A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the invention relates to a control device which is set up for the central control of several connected operating devices, for example ballasts of discharge lamps or LED light sources.
  • the central control of several operating devices or other energy consumers is basically known.
  • the DE 10 2004 053 709 A1 discloses ripple control systems with a central ripple control transmitter and decentralized ripple control receivers. Communication can take place via the power connections of the consumers or via a radio link.
  • the associated DALI bus is a two-wire bus in which the information from the central control unit to the connected energy consumers via voltage pulses that comply with the regulations for safety extra-low voltages.
  • the bit sequences to be transmitted are encoded as alternating signals.
  • the data exchange is bidirectional possible.
  • the associated standards are classified in the IEC62386 series of standards. The data transmission takes place in the Manchester code.
  • the central DALI control unit usually has a mains voltage input and a bus input / output interface for communication with the connected operating devices on.
  • the DALI control unit usually has at least one control input via which manually given keying signals can be received. This input is normally set to receive 230 volt signals. He is charged via a button with mains voltage pulses.
  • the DALI bus is basic insulated.
  • An input device push-button, also in basic insulation, results in double insulation for the end user.
  • In the DALI control unit for the power supply of the device is a galvanically isolated from the network, running in basic insulation, but provided by this powered operating voltage supply.
  • At least one optocoupler is provided at the control input to keep the mains voltage pulses arriving for control from the protected portion of the circuit and the DALI bus.
  • the control input can be used for switching on and off commands, dimming commands or similar.
  • the information encoded on the DALI bus in the form of voltage pulses is disregarded by the keypad input. Rather, the fact is used that regardless of the direction of the flow of information on the DALI bus and regardless of the transmitted information content in any case on average on the DALI bus, a voltage is present, which corresponds to half the maximum voltage.
  • Running on the DALI bus for example, 20 volt pulses are available on average over 10 volts regardless of the information content.
  • the signals running on the DALI bus are usually coded to a carrier frequency which is at least 1 kHz, but preferably more.
  • the data rate on the DALI bus is 1200 baud according to IEC 62386. Manchester coding gives a bit time of 416.67 ⁇ s. Accordingly, individual pulses on the DALI bus take less than 500 ⁇ s.
  • the carrier frequency is eliminated in the keypad input by at least one suitable filter. This filter can be mapped both in hardware and by a software filter.
  • Manual input signals are detected by time evaluation of the signals.
  • a manual input signal can be detected, for example, when a minimum time for the presence of a key signal is exceeded. Such a minimum time For example, it may be set to a value of tens of milliseconds, for example 80 milliseconds.
  • a short one-time push-button operation for example, the reception of a pulse train of DALI carrier signals can be interpreted, which exceeds a minimum time limit of tens of milliseconds, for example 80 milliseconds and falls below a time limit of a few hundred milliseconds, for example 400 or 500 milliseconds, preferably 460 milliseconds.
  • the received pulse sequence is longer, this can be understood as a continuous operation, ie as a long press of the button and be used for example as a dimming function.
  • long presses can be grabbed in a time window of several hundred milliseconds to several seconds, eg 460 milliseconds to 10 seconds. It is possible to do without a time limit here. However, it is also possible to set a time limit to exclude errors or to provide special functions such as the synchronization of operating devices.
  • the supply module contains a galvanic isolation, it is possible to operate the control unit on the public terrestrial network. However, this is not mandatory. If necessary, the supply module can be supplied via an external source which is not hazardous to persons Potential difference to the earth has. In this case, a potential separation is dispensable.
  • probe signal input to probe signals that match the I / O bus interface opens up the possibility of feeding in probe signals, which also come from other low-voltage sources.
  • galvanic isolation at the key signal input is not required.
  • the absence of a galvanic isolation makes it possible in particular to get along with very small signal currents at the Tastsignaleingang.
  • a low-pass filter is connected to the Tastsignaleingang device internally.
  • its time constant is greater than the duration of a bus pulse.
  • Signals are preferably transmitted on the bus by digitally phase-modulated clock signals.
  • a change signal namely the phase-modulated clock signal present.
  • This is preferably coded in the Manchester code.
  • the bus signals can thus be used independently of their information content as a voltage source for the hand-operated push button to be connected and the Tastsignaleingang.
  • the low-pass filter the always constant DC component of the bus signals can always be determined.
  • the alternating component ie the carrier clock signal, is filtered out, on the other hand.
  • the Tastsignaleingang is polled by a microcontroller with a polling frequency cyclically. Alternatively, monitoring of switching edges in the received signals may take place.
  • FIG. 1 Figure 10 illustrates a system 10 that includes a plurality of power consumers 11, 12, 13 and a central controller 14.
  • the energy consumers 11, 12, 13 can be energy consumers of all kinds. Preferably, it is ballasts of or for lamps, such as gas discharge lamps, such as fluorescent lamps, or high pressure discharge lamps, such as HID lamps, or solid state light sources, such as LEDs or halogen lamps.
  • the energy consumers 11, 12, 13 are connected to a supply network 15, which comprises a live line L and a neutral conductor N.
  • the live line L carries mains voltage, eg 120 V, 60 Hz or 230 V, 50 Hz or, for non-public networks, other voltages and frequencies or DC voltage.
  • another voltage-carrying conductor may be provided which, for example, like the voltage-carrying line L, carries mains voltage which may be out of phase with the voltage of the line L.
  • the bus 16 which connects the controller 14 with the power suppliers 11, 12, 13.
  • the bus 16 comprises at least one line 17, the signals defined with respect to a reference potential, e.g. Voltage signals leads.
  • the voltage signals may be defined relative to common ground potential or, as preferred, to a second line 18. It is then a two-wire bus.
  • the line 18 is connected to a circuit-internal ground potential of the power consumers 11, 12, 13 and / or the control unit 14. It can be galvanically isolated from the neutral conductor N. Alternatively, it can also be connected to this.
  • the bus signals are transmitted on the bus 16 as voltage pulses. It is noted, however, that the information transmission can also take place in the form of current pulses.
  • the signals transmitted on the bus 16 serve to switch on or off individual or all energy consumers 11, 12, 13 or to control them in any other suitable way.
  • the control unit 14 can transmit dimming signals to the energy consumers 11, 12, 13 in order, for example, to set different light brightnesses.
  • the bus 18 can operate bidirectionally, so that optionally the energy consumers 11, 12, 13 can also send information to the control unit 14.
  • the control unit 14 has a keypad input 19, via which it can receive commands. Such commands may be given by an operator by means of a button 20. This is connected at one end to the key signal input 19. Another end thereof is connected to the line 17. In this way, an operator can selectively connect the keypad input 19 to the line 17 by means of the button 20 by pressing the button 20. As long as the button 20 is actuated, the bus signals of the line 17 reach the Tastsignaleingang 19th
  • the controller 14 also includes an I / O bus interface 21 to which the lines 17, 18 of the bus 16 are connected. Accordingly, the energy consumers 11, 12, 13 at least for the reception, but possibly also for the transmission of signals suitable inputs 22, 23, 24.
  • the structure of the controller 14 goes out Fig. 2 closer. As can be seen, it has for connection to the live line L and the neutral conductor N and for power supply to a supply module 25, the is set up to remove power from the power supply network 15 and to provide this with galvanic isolation and implementation preferably as DC voltage of a control device 26 available.
  • the supply module 25 may be any type of suitable power supply. For example, it may be a PFC (Power Factor Correction) circuit. Such a PFC circuit is for example a suitable switching power supply. It represents an active PFC circuit, which is connected directly downstream of a rectifier. It contains a galvanically isolating transformer 27 and provides at its output a DC voltage of eg 20 V for supplying the control device 26 ready.
  • PFC Power Factor Correction
  • the control device 26 is preferably designed on the basis of a microcomputer and thus contains a microcontroller 28 (FIG. Fig. 3 ). At least one input of the same is over Fig. 3 apparent low-pass filter 29 connected to the Tastsignaleingang 19.
  • the low-pass filter 29 includes at least one resistor R and at least one capacitor C, which define a time constant, which is preferably in the range of a few milliseconds. Preferably, however, the time constant determined by the product of the value of the resistor R with the value of the capacitor C is greater than at least the duration of a bus signal. Instead of the hardware implemented filter this can also be replaced by a software routine.
  • the low-pass filter 29 may be associated with other components, such as a Zener diode 30 to protect the Tastsignaleingang 19 against overvoltages.
  • the DC voltage provided by the supply module 25 is applied to one (or two) terminals arranged on the housing and can be used to supply the probe 20.
  • the DC voltage supplied to the outside will replace the voltage otherwise available on the Dali bus and the button 20.
  • the bus signal B is Manchester encoded. It is an example of a digital phase modulated clock signal.
  • the phase modulation is 0 for the signal 1 and 180 ° for the signal 0.
  • the mean value of the bus signal B is independent of the information content of 0 different.
  • the mean value corresponds to half the signal voltage in the case of data transmission. Otherwise, if no data is transmitted on the Dali bus, the dormant DC voltage is applied to the Dali bus.
  • the bus can thus be used in each bus state as a voltage source for the button 20.
  • Fig. 5 is a key signal S shown. As can be seen it consists of a pulse train.
  • the bus signal B is applied to the key signal input 19.
  • the low-pass filter 29 derives therefrom an input signal E for the microcontroller 28 because the time constant of the low-pass filter 29 preferably significantly exceeds the duration of a bus signal B, the bus signal B is almost completely smoothed and a clearly evaluable input signal results.
  • This is preferably polled by the microcontroller 28 cyclically.
  • the polling cycle is preferably significantly shorter than the shortest expected button actuation.
  • the polling cycle is significantly less than 80 milliseconds. Preferably, it is in the range of 1 millisecond or less.
  • the signals given by the button 20 are detected by the control unit 14 and evaluated. Shorter pushbuttons, for example between 80 and 460 milliseconds, may e.g. be interpreted as on and off signals for the energy consumers 11, 12, 13.
  • the control unit 14 then sends corresponding on and off commands in the form of bus signals B to the energy consumers 11, 12, 13. Longer pushbutton operations, for example longer than 460 milliseconds, can be used as long operations to set dimming levels. Again, corresponding commands are sent as bus signals B to the power consumers 11, 12, 13.
  • the present system 10 utilizes the fact that there is voltage on the bus 16 even when there is no information transfer. If no information is transmitted, the full voltage is on the bus. When information is transmitted, the clock signal T is phase modulated. Regardless, it can be used as a voltage source for a push button 20 are used, are given to the manual control commands to a control unit 14.

Landscapes

  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Das vorliegende System (10) nutzt den Umstand, dass auf dem Bus (16) selbst dann, wenn keine Informationsübertragung stattfindet, Spannung vorhanden ist. Wird keine Information übertragen, liegt dei Busspannung unmoduliert als Bussignal an. Wird Information übertragen ist das Taktsignal (T) phasenmoduliert. Unabhängig davon kann es als Spannungsquelle für einen Taster (20) genutzt werden, mit dem manuelle Bedienbefehle an ein Steuergerät (14) gegeben werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, das zur zentralen Steuerung mehrerer angeschlossener Betriebsgeräte, beispielsweise Vorschaltgeräte von Entladungslampen oder LED-Lichtquellen eingerichtet ist.
  • Die zentrale Steuerung mehrerer Betriebsgeräte oder sonstiger Energieverbraucher ist grundsätzlich bekannt. Die DE 10 2004 053 709 A1 offenbart dazu Rundsteueranlagen mit einem zentralen Rundsteuersender und dezentralen Rundsteuerempfängern. Die Kommunikation kann über die Leistungsanschlüsse der Verbraucher oder über eine Funkstrecke erfolgen.
  • Weiter ist die Steuerung von angeschlossenen Energieverbrauchern durch ein zentrales Steuergerät über Bussysteme bekannt. Ein in der Beleuchtungstechnik etabliertes Bussystem ist das DALI-System. Der zugehörige DALI-Bus ist ein Zweidrahtbus, bei dem die Information von dem zentralen Steuergerät zu den angeschlossenen Energieverbrauchern über Spannungsimpulse erfolgt, die den Vorschriften für Sicherheitskleinspannungen genügen. Die zu übertragenden Bitfolgen werden als Wechselsignale codiert. Der Datenaustausch ist bidirektional möglich. Die zugehörigen Normen sind in die Normenreihe IEC62386 eingeordnet. Die Datenübertragung erfolgt im Manchestercode.
  • Das zentrale DALI-Steuergerät weist üblicherweise einen Netzspannungseingang sowie eine Buseingangs/Ausgangs-Schnittstelle zur Kommunikation mit den angeschlossenen Betriebsgeräten auf. Außerdem weist das DALI-Steuergerät üblicherweise mindestens einen Steuereingang auf, über den manuell gegebene Tastsignale empfangen werden können. Dieser Eingang ist normalerweise dazu eingerichtet 230-Volt-Signale zu empfangen. Er wird über einen Taster mit Netzspannungsimpulsen beaufschlagt.
  • Der DALI-Bus ist basisisoliert. Durch ein ebenfalls in Basisisolierung ausgeführtes Eingabegerät (Taster) ergibt sich eine doppelte Isolierung für den Endverbraucher. In dem DALI-Steuergerät ist zur Stromversorgung des Geräts eine galvanisch vom Netz getrennte, in Basisisolierung ausgeführte, von diesem jedoch gespeiste Betriebsspannungsversorgung vorgesehen. An dem Steuereingang ist mindestens ein Optokoppler vorgesehen, um die zur Steuerung ankommenden Netzspannungsimpulse von dem geschützten Teil der Schaltung und dem DALI-Bus fernzuhalten. Über den Steuereingang können Ein- und Ausschaltbefehle, Dimmbefehle oder Ähnliches gegeben werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg anzugeben, mit dem sich der Isolationsaufwand in dem Steuergerät vermindern lässt.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Steuergerät nach Anspruch 1 gelöst:
    • Das erfindungsgemäße Steuergerät enthält wie üblich einen Netzspannungseingang zur Versorgung des Steuergeräts mit einer Betriebsspannung sowie eine E/A-Busschnittstelle zum Anschluss des DALI-Bus. Außerdem enthält das Steuergerät eine Steuereinrichtung, die von einem galvanisch trennenden Versorgungsmodul von der Netzspannung her mit Leistung versorgt wird und andererseits an die E/A-Busschnittstelle angeschlossen ist. Anders als bekannt ist der Tastsignaleingang jedoch zum Empfang von Tastsignalen mit DALI-Busleitungspegel eingerichtet. Somit kann der Tastsignaleingang des Steuergeräts über einen oder mehrere Taster mit dem DALI-Bus verbunden werden. Er erhält von diesem Signale mit Basisisolierung. Auf einen Optokoppler, oder ähnliche galvanisch trennende Mittel kann an dem Tastsignaleingang somit verzichtet werden, da der DALI-Bus bereits vom Netz galvanisch getrennt ist, und sich die Auswerteeinheit auf gleichem elektrischem Potential befindet wie dieser Steuereingang.
  • Die auf dem DALI-Bus in Gestalt von Spannungsimpulsen codierte Information wird von dem Tastsignaleingang nicht beachtet. Vielmehr wird der Umstand genutzt, dass unabhängig von der Richtung des Informationsflusses auf dem DALI-Bus und unabhängig vom übertragenen Informationsgehalt jedenfalls im Mittel auf dem DALI-Bus eine Spannung vorhanden ist, die der Hälfte der Maximalspannung entspricht. Laufen auf dem DALI-Bus beispielsweise 20-Volt-Impulse sind im zeitlichen Mittel unabhängig vom Informationsgehalt 10 Volt verfügbar. Die auf dem DALI-Bus laufenden Signale sind darüber hinaus üblicherweise auf eine Trägerfrequenz codiert, die wenigstens 1 kHz, vorzugsweise jedoch mehr beträgt. Die Datenrate auf dem DALI Bus beträgt gemäß IEC 62386 1200 Baud. Durch die Manchestercodierung ergibt sich eine Bit-Zeit von 416.67µs. Demnach dauern Einzelimpulse auf dem DALI-Bus weniger als 500 µs. Die Trägerfrequenz wird in dem Tastsignaleingang durch mindestens ein geeignetes Filter beseitigt. Dieser Filter kann sowohl in Hardware als auch durch einen Softwarefilter abgebildet werden.
  • Manuelle Eingabesignale werden durch zeitliche Bewertung der Signale erkannt. Ein manuelles Eingabesignal kann z.B. erkannt werden, wenn eine Mindestzeit für das Anliegen eines Tastsignals überschritten ist. Eine solche Mindestzeit kann beispielsweise auf einen Wert von einigen zehn Millisekunden, beispielsweise 80 Millisekunden festgelegt werden. Als kurze einmalige Tasterbetätigung kann beispielsweise der Empfang einer Impulsfolge von DALI-Trägersignalen interpretiert werden, die eine Mindestzeitgrenze von einigen zehn Millisekunden, beispielsweise 80 Millisekunden übersteigt und eine Zeitobergrenze von einigen hundert Millisekunden, beispielsweise 400 oder 500 Millisekunden, vorzugsweise 460 Millisekunden unterschreitet. Ist die empfangene Impulsfolge jedoch länger, kann dies als Dauerbetätigung, d.h. als langes Drücken des Tasters aufgefasst werden und beispielsweise als Dimmfunktion genutzt werden. Langes Drücken kann beispielsweise in einem Zeitfenster von mehreren hundert Millisekunden bis zu mehreren Sekunden, z.B. 460 Millisekunden bis 10 Sekunden gefasst werden. Es ist möglich hier auf eine Zeitobergrenze zu verzichten. Es ist jedoch auch möglich eine Zeitobergrenze zu setzen, um Fehler auszuschließen oder Sonderfunktionen wie z.B. die Synchronisation von Betriebsgeräten zu erbringen.
  • Stehen auf dem Dali-Bus keine Datensignale an, führt er Gleichspannung. Diese Gleichspannung liegt dann an dem manuell zu betätigenden Taster an. Wiederum erfolgt die Unterscheidung langer und kurzer Tasterbetätigungen nach obigem Schema.
  • Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Unteransprüchen.
  • Wenn das Versorgungsmodul eine galvanische Trennung enthält, ist es möglich, das Steuergerät am öffentlichen erdbezogenen Netz zu betreiben. Dies ist jedoch nicht zwingend. Das Versorgungsmodul kann gegebenenfalls über eine externe Quelle gespeist werden, die keine für Personen gefährliche Potenzialdifferenz zur Erde hat. In diesem Fall ist eine Potenzialtrennung entbehrlich.
  • Die Einrichtung des Tastsignaleingangs auf Tastsignale, die zu der E/A-Busschnittstelle passen, eröffnet die Möglichkeit der Einspeisung von Tastsignalen, die auch von anderen Kleinspannungsquellen stammen. Unabhängig von der speziellen Art der Kleinspannungsquelle ist eine galvanische Trennung an dem Tastsignaleingang nicht erforderlich. Der Verzicht auf eine galvanische Trennung ermöglicht es insbesondere, mit besonders geringen Signalströmen an dem Tastsignaleingang auszukommen.
  • Vorzugsweise ist an dem Tastsignaleingang geräteintern ein Tiefpassfilter angeschlossen. Vorzugsweise ist dessen Zeitkonstante größer als die Zeitdauer eines Busimpulses. Auf dem Bus werden Signale vorzugsweise durch digital phasenmodulierte Taktsignale übertragen. Auf diese Weise ist unabhängig vom Informationsgehalt auf dem Bus stets ein Wechselsignal, nämlich das phasenmodulierte Taktsignal präsent. Vorzugsweise ist dies im Manchestercode codiert. Die Bussignale können somit unabhängig von ihrem Informationsgehalt als Spannungsquelle für den anzuschließenden handbetätigten Taster und den Tastsignaleingang benutzt werden. Mit dem Tiefpassfilter lässt sich der stets im Wesentlichen konstante Gleichanteil der Bussignale ermitteln. Der Wechselanteil, also das Träger-Taktsignal, wird hingegen weggefiltert.
  • Vorzugsweise wird der Tastsignaleingang von einem Mikrocontroller mit einer Abfragefrequenz zyklisch abgefragt. Es kann alternativ eine Überwachung von Schaltflanken in den empfangenen Signalen stattfinden. Die Abfragefrequenz ist vorzugsweise größer als mehrere hundert Herz, vorzugsweise >= 1 kHz. Vorzugsweise ist sie mindestens so groß wie die Frequenz der Bussignale.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, in der:
    • Fig. 1 ein Bussystem mit erfindungsgemäßem Steuergerät zeigt,
    • Fig. 2 das erfindungsgemäße Steuergerät zeigt,
    • Fig. 3 den Tastsignaleingang des Steuergeräts sowie
    • Fig. 4 und 5 Signalverläufe zeigen.
  • In Fig. 1 ist ein System 10 veranschaulicht, zu dem mehrere Energieverbraucher 11, 12, 13 und ein zentrales Steuergerät 14 gehören. Die Energieverbraucher 11, 12, 13 können Energieverbraucher jeder Art sein. Vorzugsweise handelt es sich um Vorschaltgeräte von oder für Lampen, z.B. Gasentladungslampen, wie z.B. Leuchtstofflampen, oder auch Hochdruckentladungslampen, wie beispielsweise HID-Lampen, oder auch Festkörperlichtquellen, wie beispielsweise LEDs oder auch Halogenlampen. Die Energieverbraucher 11, 12, 13 sind an ein Versorgungsnetz 15 angeschlossen, das eine spannungsführende Leitung L und einen Null-Leiter N umfasst. Die spannungsführende Leitung L führt Netzspannung, z.B. 120 V, 60 Hz oder 230 V, 50 Hz oder z.B. bei nicht öffentlichen Netzen auch andere Spannungen und Frequenzen oder Gleichspannung. Außerdem kann anstelle des Null-Leiters N ein anderer spannungsführender Leiter vorgesehen sein, der beispielsweise, wie schon die spannungsführende Leitung L Netzspannung führt, die gegen die Spannung der Leitung L phasenversetzt sein können.
  • Zu dem System 10 gehört weiter ein Bus 16 der das Steuergerät 14 mit den Energieversorgern 11, 12, 13 verbindet. Der Bus 16 umfasst mindestens eine Leitung 17, die gegenüber einem Bezugspotenzial definierte Signale, z.B. Spannungssignale führt. Die Spannungssignale können gegenüber allgemeinem Erdpotenzial oder, wie es bevorzugt wird, gegenüber einer zweiten Leitung 18 definiert sein. Es handelt sich dann um einen Zweidrahtbus. Z.B. ist die Leitung 18 mit einem schaltungsinternen Massepotenzial der Energieverbraucher 11, 12, 13 und/oder des Steuergeräts 14 verbunden. Es kann von dem Null-Leiter N galvanisch getrennt sein. Alternativ kann es auch mit diesem verbunden sein.
  • Vorliegend werden die Bussignale auf dem Bus 16 als Spannungsimpulse übertragen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Informationsübertragung auch in Gestalt von Stromimpulsen erfolgen kann.
  • Die auf dem Bus 16 übertragenen Signale dienen dazu einzelne oder alle Energieverbraucher 11, 12, 13 einzuschalten, auszuschalten oder auf sonstige geeignete Weise zu steuern. Z.B. kann das Steuergerät 14 an die Energieverbraucher 11, 12, 13 Dimmsignale übertragen, um beispielsweise verschiedene Lichthelligkeiten einzustellen. Der Bus 18 kann bidirektional arbeiten, so dass gegebenenfalls auch die Energieverbraucher 11, 12, 13 Informationen an das Steuergerät 14 senden können.
  • Das Steuergerät 14 weist einen Tastsignaleingang 19 auf, über den es Befehle empfangen kann. Solche Befehle können von einer Bedienperson mittels eines Tasters 20 gegeben werden. Dieser ist mit einem Ende mit dem Tastsignaleingang 19 verbunden. Ein anderes Ende desselben ist mit der Leitung 17 verbunden. Auf diese Weise kann ein Bediener mittels des Tasters 20 wahlweise den Tastsignaleingang 19 mit der Leitung 17 verbinden, indem er den Taster 20 betätigt. So lange der Taster 20 betätigt ist, gelangen die Bussignale der Leitung 17 an den Tastsignaleingang 19.
  • Das Steuergerät 14 weist außerdem eine E/A-Busschnittstelle 21 auf, an die die Leitungen 17, 18 des Bus 16 angeschlossen sind. Entsprechend weisen auch die Energieverbraucher 11, 12, 13 mindestens für den Empfang, gegebenenfalls aber auch zur Aussendung von Signalen geeignete Eingänge 22, 23, 24 auf.
  • Die Struktur des Steuergeräts 14 geht aus Fig. 2 näher hervor. Wie ersichtlich, weist es zum Anschluss an die spannungsführende Leitung L und den Null-Leiter N und zur Energieversorgung ein Versorgungsmodul 25 auf, das dazu eingerichtet ist, dem Versorgungsnetz 15 Leistung zu entnehmen und diese unter galvanischer Trennung und Umsetzung vorzugsweise als Gleichspannung einer Steuereinrichtung 26 zur Verfügung zu stellen. Das Versorgungsmodul 25 kann jede Art eines geeigneten Netzteils sein. Z.B. kann es sich um eine PFC-Schaltung (Leistungsfaktorkorrekturschaltung) handeln. Eine solche PFC-Schaltung ist beispielsweise ein geeignetes Schaltnetzteil. Es stellt eine aktive PFC-Schaltung dar, die einem Gleichrichter direkt nachgeschaltet ist. Sie enthält einen galvanisch trennenden Transformator 27 und stellt an ihrem Ausgang eine Gleichspannung von z.B. 20 V zur Versorgung der Steuereinrichtung 26 bereit.
  • Die Steuereinrichtung 26 ist vorzugsweise auf Basis eines Mikrorechners ausgebildet und enthält somit einen Mikrocontroller 28 (Fig. 3). Wenigstens ein Eingang desselben ist über das aus Fig. 3 ersichtliche Tiefpassfilter 29 mit dem Tastsignaleingang 19 verbunden. Das Tiefpassfilter 29 enthält mindestens einen Widerstand R und mindestens einen Kondensator C, die eine Zeitkonstante festlegen, die vorzugsweise im Bereich einiger Millisekunden liegt. Vorzugsweise ist jedoch die durch das Produkt des Werts des Widerstands R mit dem Wert des Kondensators C bestimmte Zeitkonstante größer als zumindest die Zeitdauer eines Bussignals. Anstelle des hardwaremäßig realisierten Filters kann dieses auch durch eine Softwareroutine ersetzt werden.
  • Dem Tiefpassfilter 29 können weitere Bauelemente, wie beispielsweise eine Z-Diode 30 zugeordnet sein, um den Tastsignaleingang 19 gegen Überspannungen zu schützen.
  • Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist die von dem Versorgungsmodul 25 bereitgestellte Gleichspannung an eine (oder zwei) an dem Gehäuse angeordnete Klemmen gelegt und kann zur Versorgung des Tasters 20 herangezogen werden. In diesem Fall ersetzt die eigens nach außen geführte Gleichspannung die sonst am Dali-Bus verfügbare und den Taster 20 speisende Spannung.
  • Das insoweit beschriebene Steuergerät 14 arbeitet in dem System 10 wie folgt:
    • Die Steuereinrichtung 26 erzeugt intern ein Taktsignal T, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Das Taktsignal T dient als Trägersignal zur Codierung von Information I, die in Fig. 4 als zweiter Wellenzug von oben dargestellt ist. In Fig. 4 ist eine beliebige 10-Folge veranschaulicht. Ist das Informationssignal I=1, wird das Taktsignal T unverändert an die E/A-Busschnittstelle 21 gegeben. Ist das Informationssignal I hingegen 0, wird das Taktsignal T invertiert an die E/A-Busschnittstelle gegeben. Anstelle einer Invertierung kann auch eine andere definierte Phasenverschiebung treten. Somit ergibt sich für das Informationssignal I auf Basis des Taktsignals T das modulierte Taktsignal, das als Bussignal B in Fig. 4 unten dargestellt ist und an der E/A-Busschnittstelle 21 anliegt.
  • Wie ersichtlich, ist das Bussignal B manchestercodiert. Es handelt sich um ein Beispiel eines digital phasenmodulierten Taktsignals. Die Phasenmodulation ist 0 für das Signal 1 und 180° für das Signal 0. Der Mittelwert des Bussignals B ist unabhängig von dem Informationsgehalt von 0 verschieden. Der Mittelwert entspricht im Falle der Datenübertragung der halben Signalspannung. Ansonsten, wenn am Dali-Bus keine Daten übertragen werden, liegt die ruhende Gleichspannung am Dali-Bus an. Der Bus kann somit in jedem Buszustand als Spannungsquelle für den Taster 20 genutzt werden.
  • In Fig. 5 ist ein Tastsignal S dargestellt. Wie ersichtlich besteht es aus einem Impulszug. Zu einem Zeitpunkt t0, bei dem der Taster 20 geschlossen wird und einem Zeitpunkt t1, bei dem er wieder freigegeben wird, liegt das Bussignal B an dem Tastsignaleingang 19 an. Der Tiefpass 29 gewinnt daraus ein Eingangssignal E für den Mikrocontroller 28 weil die Zeitkonstante des Tiefpassfilters 29 die Dauer eines Bussignals B vorzugsweise deutlich überschreitet, wird das Bussignal B nahezu vollständig geglättet und es entsteht ein eindeutig auswertbares Eingangssignal. Dieses wird von dem Mikrocontroller 28 vorzugsweise zyklisch abgefragt. Der Abfragezyklus ist vorzugsweise deutlich kürzer als die kürzeste zu erwartende Tasterbetätigung. Z.B. ist der Abfragezyklus deutlich geringer als 80 Millisekunden. Vorzugsweise liegt er im Bereich von 1 Millisekunde oder darunter.
  • Die von dem Taster 20 gegebenen Signale werden von dem Steuergerät 14 erfasst und ausgewertet. Kürzere Tasterbetätigungen, beispielsweise zwischen 80 und 460 Millisekunden können z.B. als Ein- und Ausschaltsignale für die Energieverbraucher 11, 12, 13 interpretiert werden. Das Steuergerät 14 sendet dann entsprechende Ein- und Ausschaltbefehle in Gestalt von Bussignalen B an die Energieverbraucher 11, 12, 13. Längere Tasterbetätigungen, beispielsweise länger als 460 Millisekunden, können als lange Betätigungen zur Einstellung von Dimmniveaus genutzt werden. Wiederum werden entsprechende Befehle als Bussignale B an die Energieverbraucher 11, 12, 13 geschickt.
  • Das vorliegende System 10 nutzt den Umstand, dass auf dem Bus 16 selbst dann, wenn keine Informationsübertragung stattfindet, Spannung vorhanden ist. Wird keine Information übertragen, liegt die volle Spannung am Bus. Wird Information übertragen ist das Taktsignal T phasenmoduliert. Unabhängig davon kann es als Spannungsquelle für einen Taster 20 genutzt werden, mit dem manuelle Bedienbefehle an ein Steuergerät 14 gegeben werden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    System
    11, 12, 13
    Energieverbraucher
    14
    Steuergerät
    15
    Versorgungsnetz
    L
    spannungsführende Leitung
    N
    Null-Leiter
    16
    Bus
    17, 18
    Leitung
    19
    Tastsignaleingang
    20
    Taster
    21
    E/A-Busschnittstelle
    22, 23, 24
    Eingänge
    25
    Versorgungsmodul
    E
    Netzspannungseingang
    26
    Steuereinrichtung
    27
    Transformator
    28
    Mikrocontroller
    29
    Tiefpassfilter
    R
    Widerstand
    C
    Kondensator
    T
    Taktsignal
    I
    Information
    B
    Bussignal
    S
    Tastsignal
    t0
    Anfangszeitpunkt einer Tasterbetätigung
    t1
    Endzeitpunkt einer Tasterbetätigung
    E
    Eingangssignal

Claims (10)

  1. Steuergerät (14) für ein DALI-System (10)
    mit einem Netzspannungseingang (E) zur Versorgung des Steuergeräts (14) mit einer Betriebsspannung,
    mit einer E/A-Busschnittstelle (21) zum Anschluss von DALI-Busleitungen (18, 19),
    mit einer Steuereinrichtung (14), die an die E/A-Busschnittstelle (21) angeschlossen ist, um über diesen DALI-Steuerbefehle auszusenden,
    mit einem Tastsignaleingang (19), der mit der Steuereinrichtung (14) verbunden und zur Verarbeitung von Tastsignalen mit DALI-Busleitungspegel oder internem Gleichspannungspegel eingerichtet ist, und
    mit einem Versorgungsmodul (25), das eingangsseitig an den Netzspannungseingang (E) und ausgangsseitig an die Steuereinrichtung (26) angeschlossen ist, um diese zu speisen.
  2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsmodul (25) eine galvanische Trennstelle enthält.
  3. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastsignaleingang (19) mit der Steuereinrichtung (14) galvanisch verbunden ist.
  4. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastsignaleingang (19) ein hard- oder softwaremäßig realisiertes Tiefpassfilter (29) aufweist.
  5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefpassfilter (29) eine Zeitkonstante aufweist, die größer ist als die Zeitdauer eines Impulses des Bussignals (B).
  6. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bussignale (B) digital phasenmodulierte Taktsignale (T) sind.
  7. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bussignale (B) einen zeitlich konstanten Gleichanteil aufweisen.
  8. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bussignale (B) nach dem Manchestercode kodiert sind.
  9. Steuergerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastsignaleingang (19) von einem Mikrocontroller (28) mit einer Abfragefrequenz zyklisch abgefragt wird.
  10. Steuergerät nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Abfragefrequenz gleich wie oder größer als die Frequenz der Bussignale (B) ist.
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