CH680627A5

CH680627A5 - Control system for fluorescent lamp - responds to detected movement to operate lamp over successive timed intervals with reduced light output

Info

Publication number: CH680627A5
Application number: CH1088/90A
Authority: CH
Inventors: Hanspeter Hafner; Rene Herzog
Original assignee: Hebag Planungs Ag Elektro Inge
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1992-09-30

Abstract

The control system uses a movement sensor (1), activating the lamp (9) upon detected movement, to provide a given light output over a timed duration, at the end of which the lamp (9) is switched to a second, lower light output for a second timed duration, before switching off. The 2 timed durations are provided by respective timing devices (5, 3) respectively having a timing interval (T1) corresponding to the first timed duration and a timing interval (T1+T2) corresponding to the sum of the two timed durations. The light output level of the lamp (9) is 100 per cent over the first timed duraton and 10 per cent over the second timed duration. USE/ADVANTAGE - For security lighting with long working life.

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung mindestens einer Leuchtstofflampe mittels mindestens eines Bewegungssensors sowie eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens für mindestens eine derartige Lampe mit mindestens einem Bewegungssensor und mindestens einem regulierbaren Vorschaltgerät für die Lampe. The present invention relates to a method for controlling at least one fluorescent lamp by means of at least one motion sensor and a control device for carrying out the method for at least one such lamp with at least one motion sensor and at least one adjustable ballast for the lamp.

Es ist bekannt, dass die Lebensdauer einer Leuchtstofflampe in erster Linie abhängig ist von der Häufigkeit, mit welcher sie auf Null-Lichtstrom abgeschaltet bzw. von Null-Lichtstrom aufgeschaltet wird. It is known that the service life of a fluorescent lamp is primarily dependent on the frequency with which it is switched off to zero luminous flux or switched on from zero luminous flux.

So ist beispielsweise die Röhrenlebensdauer in Strassentunnels mit 24 Stunden Leuchtbetrieb 30 000 bis 40 000 Stunden, während die Lebensdauer der gleichen Leuchtstoffröhren bei 10 Min. An-/Ab-Zyklus ca. 2000 Stunden beträgt. Dies im Unterschied zum Betrieb von Glühlampen, deren Lebensdauer weitgehend schaltungsunabhängig ist, jedoch bei einer etwa fünf- bis achtmal kleineren Lichtausbeute und einer an sich geringeren Lebensdauer von ca. 1000 Stunden. For example, the tube lifespan in road tunnels with 24-hour lighting is 30,000 to 40,000 hours, while the lifespan of the same fluorescent tubes with a 10-minute on / off cycle is approximately 2000 hours. This is in contrast to the operation of incandescent lamps, the lifespan of which is largely independent of the circuit, but with an approximately five to eight times lower light output and a shorter lifespan of approx. 1000 hours.

Mithin ist der Einsatz von Leuchtstofflampen sowohl von ihrer grundsätzlichen Lebensdauer wie auch von der Lichtausbeute gegenüber dem Einsatz von Glühlampen aus energetischer Sicht bei weitem vorzuziehen, wobei aber der bezüglich Lebensdauer erwirkte Vorteil bei Einsätzen mit häufiger Ein-/Abschaltung reduziert wird. The use of fluorescent lamps is therefore far preferable from an energy point of view, both in terms of their basic service life and in terms of luminous efficacy, compared to the use of incandescent lamps.

Dies ist insbesondere bei der Steuerung von Leuchtstofflampen über Bewegungssensoren bekannter Art, wie durch Infrarotbewegungsmelder, der Fall, beispielsweise eingesetzt in Zonen, in denen kurzzeitig bei detektierter Bewegung im Zonenraum Licht gebraucht wird und mithin die Beleuchtung häufig ein- und abgeschaltet wird. This is the case in particular in the control of fluorescent lamps via motion sensors of a known type, such as by infrared motion detectors, for example used in zones in which light is needed for a short time when motion is detected in the zone space and the lighting is therefore frequently switched on and off.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Steuerung eingangs genannter Art zu schaffen, womit, bei Einsatz von Leuchtstofflampen mit Bewegungssensorsteuerung, das Problem häufiger Ein- und Abschaltungen behoben wird. The aim of the present invention is to provide a method or a control of the type mentioned at the outset, which, when using fluorescent lamps with motion sensor control, eliminates the problem of frequent switching on and off.

Zu diesem Zweck zeichnet sich das erfindungs-gemässe Verfahren nach dem Wortlaut des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 aus. For this purpose, the method according to the invention is distinguished by the wording of the characterizing part of claim 1.

Die erfindungsgemässe Steuerung, welche die obgenannte Aufgabe löst, zeichnet sich nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 2 aus. The control according to the invention, which solves the above-mentioned object, is characterized according to the characterizing part of claim 2.

Erfindungsgemäss werden mithin die eine oder die mehreren Leuchtstofflampen bei Detektion einer Bewegung zur Abgabe eines ersten Lichtstromwertes aufgeschaltet, während einer vorgegebenen ersten Zeitspanne, in einer nachfolgenden zweiten Zeitspanne wird der Lichtstrom reduziert. Erst darnach wird die Lampe abgeschaltet. Letzteres kann unmittelbar nach Ablaufen der erwähnten zweiten Zeitspanne erfolgen, oder es können, in weiteren Zeitspannen, weitere Lichtstromreduzierungen vorgenommen werden. According to the invention, the one or more fluorescent lamps are therefore switched on upon detection of a movement to emit a first luminous flux value, during a predetermined first period of time, in a subsequent second period of time the luminous flux is reduced. Only then is the lamp switched off. The latter can take place immediately after the aforementioned second time period has elapsed, or further luminous flux reductions can be carried out in further time periods.

Durch dieses Vorgehen wird einerseits die Schalthäufigkeit auf bzw. aus dem Null-Lichtstromwert drastisch reduziert und gleichzeitig, durch Reduzierung des Lichtstromes während der zweiten Zeitspanne, die elektrische Energie, welche für den schalthäufigkeitsreduzierenden Betrieb der Lampe notwendig ist, minim gehalten. This procedure on the one hand drastically reduces the switching frequency to or from the zero luminous flux value and at the same time, by reducing the luminous flux during the second period, the electrical energy required for the lamp frequency-reducing operation is kept to a minimum.

Bevorzugterweise wird der Lichtstrom der Lampe von 100% auf 10% umgeschaltet, bevor die Lampe abgeschaltet wird. The luminous flux of the lamp is preferably switched from 100% to 10% before the lamp is switched off.

Obwohl es durchaus möglich ist, nach Ablauf der ersten Zeitspanne bzw. Abfallen des ersten, durch den Bewegungssensor gesetzten Zeitgliedes, praktisch durch die Abfallflanke dieses Zeitgliedes angesteuert, das zweite Zeitglied aufzuschalten, ergibt sich eine einfache Realisierung dadurch, dass, gemäss Wortlaut von Anspruch 3, beide Zeitglieder durch den Bewegungssensor setzbar sind und beide wiedersetzbar. Der Ausdruck «wiedersetzbar» ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise von den wiedersetzbaren, monostabilen Multivibratoren. Although it is entirely possible to switch on the second timer after the expiry of the first time period or after the first timer set by the motion sensor, practically controlled by the falling edge of this timer, a simple implementation results from the fact that, according to the wording of claim 3 , both timers can be set by the motion sensor and both can be reset. The term “repeatable” is known to the person skilled in the art, for example of the repeatable, monostable multivibrators.

Dem Wortlaut von Anspruch 4 folgend, werden das erste Zeitglied und der Bewegungssensor in einen Bewegungsmelder integriert eingesetzt. Derartige Infrarot-Bewegungsmelder sind auf dem Markt erhältlich, beispielsweise von der Firma Züblin AG, Zürich. Following the wording of claim 4, the first timer and the motion sensor are integrated into a motion detector. Infrared motion detectors of this type are available on the market, for example from Züblin AG, Zurich.

Dem Wortlaut von Anspruch 5 folgend, wird die schaltungstechnische Realisierung dadurch ausserordentlich einfach, dass das zweite Zeitglied ein Nachlaufrelais umfasst, welches die mindestens eine Leuchtstofflampe an das Netz schaltet, vorzugsweise indem es das Vorschaltgerät an das Netz schaltet. Following the wording of claim 5, the circuitry implementation is extremely simple in that the second timing element comprises a tracking relay which connects the at least one fluorescent lamp to the network, preferably by switching the ballast to the network.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. The invention is subsequently explained, for example, using figures.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 anhand einer qualitativen Signal/Zeitdarstellung sowie einer Lichtstrom/Zeitdarstellung das prinzipielle Vorgehen gemäss der vorliegenden Erfindung, 1 shows the basic procedure according to the present invention on the basis of a qualitative signal / time representation and a luminous flux / time representation,

Fig. 2 anhand eines Funktionsblockdiagrammes eine erfindungsgemässe Steuerung in einer Ausführungsvariante bzw. eine mögliche Realisierung des erfindungsgemässen Verfahrens, 2 using a functional block diagram, a control according to the invention in an embodiment variant or a possible implementation of the method according to the invention,

Fig. 3 Signal/Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemässen Steuerung, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, 3 signal / time diagram to explain the functioning of the control according to the invention, as shown for example in FIG. 2,

Fig. 4 das Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Steuerung bzw. einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens. 4 shows the circuit diagram of a preferred embodiment variant of the control according to the invention or of a preferred embodiment variant of the method according to the invention.

In Fig. 1 ist über der Zeitachse t ein bei Detektion einer Bewegung von einem Bewegungssensor abgegebener Impuls i dargestellt. Durch diesen Impuls i wird eine erste Zeitspanne Ti vorgebbarer bzw. einstellbarer Länge gestartet. Nach Verstreichen der Zeitspanne Ti wird eine zweite Zeitspanne Tz, vorgegebener oder einstellbarer Länge, gestartet. 1 shows a pulse i emitted by a motion sensor when a motion is detected, over the time axis t. A first time period Ti of predeterminable or adjustable length is started by this pulse i. After the time period Ti has elapsed, a second time period Tz, of a predetermined or adjustable length, is started.

Während der ersten Zeitspanne Tt wird an einer Leuchtstofflampe der Lichtstrom auf den Wert Li, beispielsweise 100%, gesteuert, während der Zeitspanne Tz auf den diesbezüglich reduzierten Wert Lz, beispielsweise auf 10%. Am Ende der zweiten Zeitspanne Tz wird entweder der Lichtstrom abge5 During the first time period Tt, the luminous flux is controlled to the value Li, for example 100%, on a fluorescent lamp, during the time period Tz to the value Lz reduced in this regard, for example to 10%. At the end of the second time period Tz, either the luminous flux is turned off

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schaltet, d.h. die Leuchtstofflampe desaktiviert, oder, dem erfindungsgemässen Prinzip gegebenenfalls weiterfolgend, in weiteren Zeitspannen der Lichtstrom Stufe für Stufe weiter reduziert, was aber in nur seltenen Fällen sinnvoll ist. switches, i.e. the fluorescent lamp is deactivated, or, in accordance with the principle according to the invention, possibly further reduced the luminous flux step by step in further time spans, but this is only useful in rare cases.

Dieses anhand von Fig. 1 dargestellte einfache Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens wird nun beispielsweise mittels einer Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, realisiert. This simple principle of the method according to the invention, illustrated with reference to FIG. 1, is now realized, for example, by means of an arrangement as shown in FIG.

Ein Bewegungssensor 1, bevorzugterweise ein Infrarot-Sensor, gibt an seinem Ausgang Ai bei Detektion einer Bewegung B einen Impuls i ab. Der Impuls i wird einem Zeitglied 3 zugeschaltet, welches, wie dargestellt, entsprechend einem wiedersetzba-ren, monostabilen Multivibrator arbeitet. A motion sensor 1, preferably an infrared sensor, outputs a pulse i at its output Ai when motion B is detected. The pulse i is connected to a timer 3, which, as shown, operates in accordance with a resettable, monostable multivibrator.

Am Zeitglied 3 ist die Zeitdauer (Ti + T2) des aus-gangsseitig abgegebenen Impulses vorzugsweise einstellbar. Tritt ein einzelner Impuls i auf, so wird am Ausgang A3 der Impuls der Zeitlänge (Ti + T2) ausgelöst und fällt dann wieder ab. Tritt während der Zeit, während welcher der Ausgangsimpuls gesetzt ist, ein weiterer Impuls i auf, so wird ab letzterwähntem Impuls der Ausgangsimpuls am Ausgang A3 wiederum während (Ti + I2) stehenbleiben, d.h. entsprechend verlängert. The time duration (Ti + T2) of the pulse emitted on the output side can preferably be set on the timing element 3. If a single pulse i occurs, the pulse of time length (Ti + T2) is triggered at output A3 and then drops again. If a further pulse i occurs during the time during which the output pulse is set, the output pulse at output A3 will again stop during (Ti + I2) from the last-mentioned pulse, i.e. extended accordingly.

Der Impuls i wird weiter dem Setzeingang S5 eines zweiten wiedersetzbaren Zeitgliedes 5 zugeführt, wiederum gemäss einem wiedersetzbaren, monostabilen Multivibrator arbeitend. Die ihm zugehörende Zeitkonstante Ti, wiederum vorzugsweise einstellbar, ist kürzer als die Zeitkonstante (Ti + T2) des Zeitgliedes 3. The pulse i is further fed to the set input S5 of a second, resettable timer 5, again operating according to a resettable, monostable multivibrator. The associated time constant Ti, again preferably adjustable, is shorter than the time constant (Ti + T2) of the timing element 3.

Der Ausgangsimpuls am Ausgang A5 schaltet den Ausgangsimpuis von A3 auf Steuereingänge eines elektronischen, regulierbaren HF-Vorschaltge-rätes 7 bekannter Art, wie schematisch dargestellt, entweder auf eine Stufe E100 oder auf eine Stufe E10, und entsprechend wird über das Vorschaltgerät 7 die Leuchtstofflampe 9 zur Abgabe von beispielsweise 100% Lichtstrom bzw. 10% Lichtstrom angesteuert. The output pulse at the output A5 switches the output pulses from A3 to control inputs of an electronic, controllable HF ballast 7 of known type, as shown schematically, either to a stage E100 or to a stage E10, and accordingly the fluorescent lamp 9 is switched on by the ballast 7 controlled to emit, for example, 100% luminous flux or 10% luminous flux.

in Fig. 3 ist beispielsweise die Abfolge von Ausgangsimpulsen am Ausgang A3, am Ausgang A5 bzw. des Lichtstromes L der Leuchtstofflampe 9 dargestellt, abhängig von einer beispielsweise gewählten Abfolge von Impulsen i am Ausgang Ai von Fig. 2. 3 shows, for example, the sequence of output pulses at the output A3, at the output A5 or the luminous flux L of the fluorescent lamp 9, depending on a sequence of pulses i, for example, selected at the output Ai of FIG. 2.

In Fig. 4 ist eine bevorzugte Realisationsform einer erfindungsgemässen Steuerung dargestellt. An den Steuereingängen S7 eines elektronischen, regulierbaren HF-Vorschaltgerätes, wie es beispielsweise von der Firma Philips unter der Bezeichnung BHFD12 vertrieben wird, liegt über einem RC-Glied, die Schaltstrecke rn eines Relais 11. Das Relais 11 liegt zwischen Masse N und einem Anschluss 13, welch letzterer über einem noch zu beschreibenden Infrarot-Bewegungsmelder 15 am Netz Li liegt. 4 shows a preferred form of realization of a control according to the invention. At the control inputs S7 of an electronic, controllable HF ballast, as it is sold, for example, by Philips under the name BHFD12, the switching path rn of a relay 11 lies above an RC element. The relay 11 lies between ground N and a connection 13, the latter of which is located above an infrared motion detector 15 to be described on the network Li.

Parallel über dem Bewegungsmelder 15 ist ein Betriebsumschalter 17 geschaltet. Zwischen dem Anschluss 13 und dem Netzanschluss Li ist der Steuereingang S17 eines Nachlaufrelais 17 mit Schaltstrecke ri7 geschaltet, welches mit einer vorzugsweise einstellbaren Verzögerungszeit (Ti + T2) arbeitet. An operating switch 17 is connected in parallel above the motion detector 15. The control input S17 of a tracking relay 17 with switching path ri7 is connected between the connection 13 and the mains connection Li and operates with a preferably adjustable delay time (Ti + T2).

Ausgangsseits des regulierbaren Vorschaltgerä- On the output side of the adjustable ballast

tes 7 sind, wie schematisch dargestellt, eine oder mehrere Leuchtstofflampen 9 geschaltet. tes 7, as shown schematically, one or more fluorescent lamps 9 are switched.

Beim Bewegungsmelder 15, der als Infrarot-Basis arbeitet, handelt es sich um einen Melder, welcher, im Melder integriert, einerseits einen Infrarot-Sen-sor umfasst, gegebenenfalls ein daran angeschlossenes Differenzierglied, derart, dass eine durch den Sensor erfasste Bewegung in Form eines Impulses ausgegeben wird. The motion detector 15, which works as an infrared base, is a detector which, integrated in the detector, on the one hand comprises an infrared sensor, possibly a differentiating element connected thereto, in such a way that a movement detected by the sensor is in the form an impulse is output.

Im weiteren ist im Melder 15 eine monostabile Schaltung integriert, mit der wiedersetzbaren Zeitkonstanten Ti, so dass die Schaltstrecke r« des Melders 15 bei detektierter Bewegung während der einstellbaren und wiedersetzbaren Zeitspanne Ti durchgeschaltet ist. Diese Schaltung arbeitet wie folgt: In addition, a monostable circuit is integrated in the detector 15, with the resettable time constant Ti, so that the switching path r 1 of the detector 15 is switched through when movement is detected during the adjustable and resettable time period Ti. This circuit works as follows:

Bei geöffnetem Betriebsumschalter 17 wird bei Detektion einer Bewegung die Schaltstrecke ns geschlossen, womit das Relais 11 öffnet, die RC-Schal-tung sich auflädt, womit das Vorschaltgerät 7 die Leuchte 9 für 100% Lichtstrom ansteuert. Damit dies überhaupt möglich ist, wird gleichzeitig das Vorschaltgerät 7 durch Aktivierung des Relais 17 und Schliessen seiner Schaltstrecke ri7 über Leitung 19 aktiviert. Damit leuchten die eine oder die mehreren Leuchtstofflampen 9 mit 100% Lichtstrom auf. When the operating switch 17 is open, when a movement is detected, the switching path ns is closed, whereby the relay 11 opens, the RC circuit charges, whereby the ballast 7 controls the lamp 9 for 100% luminous flux. To make this possible at all, the ballast 7 is simultaneously activated by activating the relay 17 and closing its switching path ri7 via line 19. The one or more fluorescent lamps 9 thus light up with 100% luminous flux.

Nach Ablauf der am Bewegungsmelder 15 eingestellten Zeitspanne Ti öffnet dessen Schaltstrecke ris, womit Relais 11 stromlos wird und dessen Schaltstrecke rn schliesst. Es entlädt sich das RC-Glied, der Steuereingang S7 des Vorschaltgerätes 7 wird kurzgeschlossen, womit die Lampe 9 für einen reduzierten Lichtstrom, wie erwähnt, beispielsweise 10%, angesteuert wird. When the time period Ti set on the motion detector 15 has elapsed, its switching path ris opens, whereby relay 11 is de-energized and its switching path rn closes. The RC element is discharged, the control input S7 of the ballast 7 is short-circuited, with which the lamp 9 is controlled for a reduced luminous flux, as mentioned, for example 10%.

Somit brennt die Leuchtstofflampe 9 weiterhin, aber mit auf 10% reduziertem Lichtstrom. Da die Zeitspanne (Ti + T2) des Relais 17 dabei noch nicht abgelaufen ist, bleibt dessen Schaltstrecke ri7 geschlossen und hält die elektrische Speisung des Vorschaltgerätes 7 aufrecht. Bei Ablauf der Zeitspanne (Ti + T2) öffnet die Schaltstrecke ri7, womit das Vorschaltgerät 7 stromlos wird und mithin die Leuchtstofflampe 9 ausser Betrieb setzt. Thus, the fluorescent lamp 9 continues to burn, but with a luminous flux reduced to 10%. Since the time period (Ti + T2) of the relay 17 has not yet expired, its switching path ri7 remains closed and maintains the electrical supply to the ballast 7. When the time period (Ti + T2) has elapsed, the switching path ri7 opens, with the ballast 7 becoming de-energized and consequently putting the fluorescent lamp 9 out of operation.

Wird bei aktiviertem oder desaktiviertem Relais 11 über den Melder 15 eine neue Zeitspanne der Länge Ti gestartet, so wird gleichzeitig auch die Zeitspanne (Ti + T2) am Relais 17 neu gestartet. Für die Steuerabfolge ist mithin die letzte in der Zeit detektierte Bewegung massgeblich. If a new time span of length Ti is started via detector 15 when relay 11 is activated or deactivated, the time span (Ti + T2) at relay 17 is also restarted at the same time. The last movement detected in time is therefore decisive for the control sequence.

Damit wird die Schalthäufigkeit auf 0% Lichtstrom bzw. von 0% auf 100% Lichtstrom an der Leuchtstofflampe 9 massgeblich reduziert, wobei, nach Ti seit der letzten Bewegungsdetektion, der Lichtstrom massgeblich reduziert wird und damit die von der Leuchtstofflampe 9 verbrauchte elektrische Energie. The switching frequency is thus significantly reduced to 0% luminous flux or from 0% to 100% luminous flux on the fluorescent lamp 9, whereby, after Ti since the last movement detection, the luminous flux is significantly reduced and thus the electrical energy consumed by the fluorescent lamp 9.

Claims

1. A method for controlling at least one fluorescent lamp by means of at least one motion sensor, characterized in that, when a motion is detected by means of the sensor, the lamp is used to emit a luminous flux

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a first, predetermined value is activated during a first, predeterminable period of time,

after the end of the first period of time, during a second, to emit a luminous flux with a second predeterminable value less than the first,

- After the second time period, the lamp is switched off, immediately or after further reduction of the luminous flux during further time periods.

2. Control device for performing the method according to claim 1 for at least one fluorescent lamp with at least one motion sensor and at least one adjustable ballast (7) for the lamp (9), characterized in that the motion sensor (1, 15) on the output side to the set input a resettable, first timer (5, 15) acts, a second timer (3, 17) is provided, which remains set for a predeterminable time period (T2) after the first timer (5.15) has dropped out of the set state the outputs of the two timing elements (5, 3, 15, 17) control the activation of the lamp (9) in an OR action combination, the output of the first timing element (5, 15) to a control input (E, S7) of the ballast (7) acts and, in the set state, controls the ballast in such a way that the lamp emits a luminous flux with a first value (Li), has dropped so that the lamp (9) has a luminous flux with a second, lower value ( L2) outputs.

3. Control device according to claim 2, characterized in that both timing elements can be set by the motion sensor and both can be reset.

4. Control device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the first Zeitgiied and the motion sensor are integrated in a motion detector (15).

5. Control device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the second timer comprises a tracking relay (17) which connects the at least one fluorescent lamp to the network, preferably by switching the ballast (7) to the network.

6. Control device according to claims 2 to 5, characterized in that the motion sensor (15) is an IR sensor.

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