DE8808952U1

DE8808952U1 - Automatische, elektrische Lampe

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Publication number: DE8808952U1
Application number: DE8808952U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1988-10-20
Also published as: FR2634093A3; GB8816101D0; GB2220478A

Description

Jack Y.C. CHEN
Taipei, Taiwan, R.O.C.

Beschreibung Verbesserte automatische, elektrische Lampe

Die vorliegende Neuerung betrifft eine verbesserte automatische, elektrische Lampe, deren besonderes Ziel es ist, den Schaltkreis der herkömmlichen automatischen, elektrischen Lampe zu verbessern, um den Gebrauch der Lampe praktischer zu gestalten.

Bei herkömmlichen automatischen, elektrischen Lampen wird normalerweise ein Infrarotsensor verwendet, um eine Person zu erkennen, die sich dem Erfassungsbereich nShert. FUr die Erfassung der Helligkeit des Umgebungslichts wird auch ein Cds verwendet, um so eine automatisch ausgelöste Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, durch die verhindert wird, daß der Benutzer in der Dunkelheit einen Schalter suchen muß, und durch die die Lampe abgeschaltet wird, falls es der Benutzer vergißt. Jedoch weisen die herkömmlichen automatischen, elektrischen Lampen noch die folgenden Nachteile auf:

(1) Der Infrarotsensor besitzt einen begrenzten Erfassungsbereich und der Raum, in dem der Infrarotsensor verwendet wird, ist außerdem erheblich eingeschränkt. Dieser Sensor kann zufriedenstellend in einem Eingangsbereich oder einem Bad kleiner Größe eingesetzt werden, wo sich Personen Üblicherweise eine kurze Zeitspanne aufhalten, jedoch ist dieser Sensor nicht sinnvoll in einem Wohn- oder

Schlafzimmer zu verwenden, durch das Personen oft hindurchgehen, z.B. auf ihrem Weg aus dem Wohnzimmer in die Küche oder das Schlafzimmer. Die Zeitspanne, in der sich die Personen in diesen Räumen aufhalten, kann recht kurz sein, jedoch ist es unnötig, im Hinblick auf praktische Erfordernisse, das Licht in diesen Räume auszuschalten. Wenn mit anderen Worten eine automatische, elektrische Lampe in einen derartigen Raum installiert ist, wird die Lampe automatisch ausgeschaltet, wenn sich die Person aus dem wirksamen Bereich des Sensors entfernt, was beim Benutzer Unzufriedenheit aufkommen läßt. Wenn sich mehrere Personen im Wohnzimmer aufhalten, um fernzusehen oder sich zu unterhalten,, erscheint die Verwendung einer automatischen Lampe unnötig und stellt lediglich eine Verschwendung dar.

(2) Wenn eine herkömmliche automatische, elektrische Lampe eingeschaltet wird, wird der Cds darin Üblicherweise durch die Veränderung der Helligkeit beeinflußt, und weist ein kurzzeitiges Blinkphänouen auf. Um dieses Blinkphänomen zu beseitigen, sollte der Cds so installiert sein, daß er sich nicht innerhalb des durch die Lampe erhellten Bereichs befindet. In diesem Fall ist der Installationsort des Cds eingeschränkt, d.h. die beste Stelle für die Erfassung des Lichts ist ausgeschlossen, so daß dadurch die Empfindlichkeit des Cds beeinflußt wird. Darliber hinaus umfaßt der Sensor noch ein Eingangssignal, nachdem die herkömmliche automatische Lampe eingeschaltet wurde, bis die Verzögerungszeit aufgrund eines Verzögerungsschaltkreises abgelaufen ist. Dies hat zum Ergebnis, daß die Lampe blinkt, was beim Benutzer eine mehr oder weniger große Unzufriedenheit aut'kosüt^p lS@fc ₌

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(3) Wenn eine herkömmliche automatische Lampe eingeschaltet wird, erreicht sie unmittelbar ihre maximale Helligkeit, ohne daß sie eine Einstellung aufweist. Nachdem sich der Lebensstandard in der letzten Zeit ständig verbessert hat, wird Überall verlangt, daß eine vollständige und bestmögliche Qualität geschaffen wird. Daher mUssen die oben erwähnten Nschteiie der herköüiniiichen »m*io?i»it i.**ch*»n Lampen beseitigt und die Lampen selbst verbessert werden.

Angesichts der oben erwähnten Probleme, besteht die Aufgbe der vorliegenden Neuerung darin, den Schaltkreis der herkömmlichen automatischen Lampe durch Hinzufügen einer Ein-/Ausschaltschaltung zu verbessern, wodurch die Lampe in zwei Betriebsarten betrieben werden kann; Betriebsart (1): Die Lampe kann als automatische Lampe mit abgestufter Helligkeitseinstellung verwendet werden; Betriebeart (2): Die Lampe kann als einfache Lampe, aber weiterhin mit abgestufter Helligkeitseinstellung verwendet werden.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen blinksicheren Schaltkreis bereitzustellen, um das Blinkphänomen der herkömmlichen automatischen Lampe nach dem Einschalten ~~ beseitigen. Die Lage des Cds kann, falls nötig, verändert werden, um das beste Abtastergebnis zu erzielen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegersden Neuerung ist es, einen Schaltkreis bereitzustellen, der bei einer Netzspannung von 110 V oder 220 V verwendet werden ■-■■ -*·., indem lediglich der Wert des Widerstandes R 22 verändert wird. Dies wird als praktische Eigenschaft angesehen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen bilateralen Siliziunschalter STl bereitzustellen, der einen Kontaktpunkt besitzt. Dieser Schalter besitzt eine beachtliche problemlose Lebensdauer und wird daher als praktische Schaltungsauslegung angesehen.

Eine AusfUhrungsform der vorliegenden Neuerung wird im folgenden anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Sensor-Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Neuerung.

In Fig. 1 ist eine vollständige Schaltung gemäß der vorliegenden Neuerung dargestellt, wobei im folgenden sowohl der bekannte als auch der neu ausgelegte Teil im einzelnen beschrieben wird.

Im bekannten Teil wird ein thermoelektrischer Infrarotseneor für die Erfassung eines Signals verwendet. Der Sensor besitzt eine konvergente Linse, um infrarote Strahlen, die vom Körper einer Person ausgehen, zu Bammeln. Die erfaßten infraroten Strahlen werden dann in ein Spannungssignal umgewandelt, das an einem IC (integrierter Schaltkreis) anliegt.

Der IC (integrierte Schaltkreis) ist ein Steuerechaltkreis, der die Beleuchtungsvorrichtung steuert. Der positive Anschluß (+) des ICIa ist mit dem Sensor verbunden, und wird durch den Sensor angesteuert, um das Signal über den ICIa jeu verstärken. Der Kondensator Cl ist ein Filterkondennator. ICAa, R2, R3, C2 und C3 sind miteinander verbunden und bilden oinen

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nicht-invertierenden AC-Verstärker, wodurch nicht notwendige Frequenzen abgeschnitten werden und nur das erforderliche Frequenzband verstärkt wird. Das verstärkte Signal wird über C4 und R4 an den negativen Anschluß des ICIb zur weiteren Verstärkung und Filterung durch einen invertierenden AC-Verstärker weitergeleitet. Dieser invertierende AC-Verstärker umfaßt ICIb, Widerstände R4, R5, VRl, Kondensatoren C4 und C7. Die nicht notwendigen Frequenzen werden ebenfalls abgeschnitten und nur die notwendige Frequenz wird verstärkt. Der einstellbare Widerstand VRl wird für die Justierung des Verstärkungsfaktors von ICIb verwendet. Das Ausgangssignal von ICIb läuft weiter durch einen amplitudenbegrenzenden Komparator aus ICIc, ICId, R6, R7, RS und R9, so daß festgestellt wird, ob der Transistor TRl durchgesteuert und geerdet werden soll. Mit anderen Worten befindet sich der Ausgang des ICIc im Zustand "low", wenn die Spannung des Eingangssignals geringer als die Referenzspannung am negativen Anschluß von ICIc ist. Andernfalls befindet sich der Ausgang des ICIc im Zustand "high". Der Zustand des ICId ist genau entgegengesetzt zu dem des ICIc. Wenn das Eingangsniveau des ICId höher ist als das Niveau des negativen Anschlusses von ICIc oder als das Niveau am positiven Anschluß von ICId, wird ein positives Potential durch die Widerstände RIO, RIl, R12 weitergeleitet und an die Basis von TRl angelegt, um TRl durchzusteuern und zu erden. In diesem Fall wird das Potential über R14 von "high" zu "low" geändert. Der Anschluß "IN" von IC-2 wird in den Zustand "low" versetzt. Wenn der RUcksetzanschluß Cl von IC-2 sich im Zustand "high" befindet, befindet sich der Anschluß T2 von IC-2 im Zustand von "low". Da sich CS über den Anschluß T2 entladt, weist der Aufgangeanechlufl "OUT" von IC-2 das Ausgangesignal "high" auf. Das Ausgangssignal gelangt über R18 und R19 zur Basis der

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Transistoren TR2 bzw. TR5. Dann wird TR2 und auch R21 geerdet. In diesem Fall verliert die Basis von TR3 ihre positive Vorspannung und TR3 wird daher in einen geöffneten Zustand versetzt.

Die zuvorerwähnte Steuerschaltung kann automatisch den Betrieb der Beleuchtungstreiberschaltung unterbrechen, wenn die Beleuchtungsquelle stark genug ist, d.h. wenn das Sensorsignal, das durch den Sensor erzeugt wird, nicht in der Lage ist, die Beleuchtungsvorrichtung so anzusteuern, daß sie sich einschaltet. Theoretisch wird der Widerstand von Cds reduziert, d.h. der IR-Abfall wird reduziert, wenn die Beleuchtung stark genug ist. Die Basis von Transistor TR4 besitzt dann eine Vorspannung, die bewirkt, daß TR4 geerdet wird, so daß simultan ein Ende der Widerstände RIO und RIl geerdet werden, um zu bewirken, daß der Ausgang von ICIc und IClJ unterbrochen wird. In diesem Fall wird Transistor TRl nichtleitend, weil er keine positive Vorspannung besitzt. Daher wird, wenn die Beleuchtung ausreichend stark ist, die Beleuchtungevorrichtung nicht eingeschaltet, selbst wenn der Körper einer Person in den Bereich des Sensors der vorliegenden Neuerung gelangt.

Zusätzlich zur bekannten Technik werden die neuen Eigenschaften der vorliegenden Neuerung ic folgenden beschrieben.

(1) Mit Hilfe eines Schalters kann die automatische Lampe weiter als automatische elektrische Lampe "A" verwendet werden oder in eine normale elektrische Lampe "D" umgeschaltet werden. Theoretisch ist der Entwurf der Schaltung so, daß, wenn der Schalter sich in der Stellung "A" befindet, das Potential dee Wideretande R21 mit dem Transistor TR2 gesteuert

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wird. Wenn TR2 nichtleitend ist, liegt an der Basis von TR3 über R20 und R21 eine positive Spannung an, die bewirkt, daß TR3 leitend und geerdet ist. Dies hat zum Ergebnis, daß auch der Kondensator CIl geerdet wird, was bewirkt, daß an D3 keine Vorspannung anliegt, und D3 nicht durchschaltet. Dies hat zur Folge, daß der zweiseitige Siliziuraschalter STl gesperrt wird und dadurch bewirkt, daß die Lampe ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird die Lsrope als automatische Lampe betrieben. Die LED wird eingeschaltet, um diese Betriebsart der Lampe anzuzeigen. Wenn der Schalter in die Stellung "D" gesetzt wird, wird der Widerstand R21 geerdet. Die Lampe kann als normale elektrische Lampe ohne automatische Eigenschaften betrieben werden.

(2) Dia Helligkeit der Lampe kann gestuft eingestellt werden, unabhängig davon, ob sie in der automatischen oder normalen Betiebsart betrieben wird. Die Theorio des Entwurfs ist so, daß, wenn Transistor TR3 sich im geöffneten Schaltzustand oefindet, der Kondensator CIl nicht mehr im geerdeten Zustand ist. Der Kondensator CIl wird mit einer Spannung über VR4 und R25 aufgeladen. Wenn die Spannung am Kondenator höher ist als die Triggerspannung der doppelseitigen Diode D3, wird D3 leitend und der zweiseitige HaItleiterschalter STl wird durchgesteuert, über STl fließt dann die Energie, dirch die die Lampe erhellt wird. Die Dioden D4 bis D7 bilden in Form einer BrUckenschaltung einen Vollwellengleichrichter, so daß beide Haibwellen des Wechselst-romnetzes Über CIl, gesteuert durch Transistor TRS, liegen.

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- 10 -

Falls der Wert des einstellbaren Widerstandes VR4 verändert wird, wird die leitende Zeit von D3 ebenfalls verändert. Die Zeit, in der der zweiseitige Halbleiterschalter STl stromführend ist, wird ebenfalls verändert. In diesem Falll ist der Strom, der durch STl fließt, unterschiedlich, und die Helligkeit der Lampe wird ebenfalls beeinflußt. Falls ein Regler verwendet wird, um den Wert von VR4 einzustellen, kann die Helligkeit der Lampe stufenweise eingestellt werden. R26 und C12 werden verwendet, um den zweiseitigen Halbleiterschalter STl vor Spannungsspitzen und hohen Induktionsspannungen zu bewahren, d.h. um dessen Stabilität s icherzuste Ilen.

(3) Der Aufbau eines blinksicheren Schaltkreises: Die Lampe, die in automatischer Betriebsart betrieben wird, blinkt mit Hilfe dieses Schaltungsaufbaus nicht. Andernfalls würde die Lampe blinken, da, wenn eine Person den Erfassungsbereich betritt, der Sensor ein Signal erzeugt, um den Schaltkreis zum Einschalten der Lampe anzusteuern. Wenn die Lampe Licht auf den Cds wirft, wird gleichzeitig der Widerstand des Cds reduziert, was bewirkt, daß der Transistor TR4 leitend und geerdet wird. Der Ausgang von ICIc und ICId wird abgeschaltet. IC-2 besitzt ebenfalls kein Ausgangssignal. TR2 ist nicht im leitenden Zustand. Das positive Potential wird dann durch R20 und R21 zur Basis von TR3 geleitet. TR3 befindet sich im leitenden Zustand und CIl ist kurzgeschlossen, um zu bewirken, daß der zweiseitige Halbleiterschalter nichtleitend wird. Die Lampe ist daher abgeschaltet. Nachdem die Lampe abgeschaltet ist, erhöht sich der Widerstand von Cds, da in seiner Nähe nicht ausreichend viel Licht vorhanden ist. In

diesem Fall erzeugen ICIc und ICId wieder Signale, um
die Lampe einzuschalten. Demzufolge geschieht der
zuvor beschriebene Ablauf wiederholt, und ruft den
blinkenden Betriebszustand der Lampe hervor. Bei der
herkömmlichen automatischen Lampe wird der
Abstimmschaltkreis angesteuert, wenn die Lampe
eingeschaltet wird, und der Entladezeitraum wird mit j Hilfe eines variablen Widerstandes eingestellt. *

Nachdem die Entladezeit abgelaufen ist und falls der ;) Sensor weiterhin ein Eingangssignal erhält (d.h. es J

befindet sich weiterhin der Körper einer Person ;']

innerhalb des Sensorbereichs), blinkt die Lampe, was £ solange wiederholt auftritt, wie sich eine Person ·&idiagr;

innerhalb des Sensorbereichs aufhält. Dieses Phänomen
löst beim Benutzer ein unbehagliches Gefühl aus.

Angesichts der zuvor erwähnten Nachteile wurde ein

blinksicherer Schaltkreis entwickelt, der in der .]

vorliegenden Neuerung integriert wurde. Wenn der

Körper einer Person in den Sensorbereich gelangt, C

wird die Schaltung angesteuert, um zu bewirken, daß [.

der Anschluß "OUT" von IC-2 das Ausgangssignal "high" .'

aufweist, das über den Widerstand R14 an die Basis

von TR5 weitergeleitet wird, wodurch TR5 geerdet

wird. Eis! Ende von R23 wird geerdet, was eine

Veränderung des Wertes von Cds zur Folge hat. ~

Transistor TR4 wird nicht geerdet. In der oben

erwähnten Schaltung können zw«*i Funktionen erzielt |

werden: (1) Während die Lampe eingeschaltet ist, &iacgr;

verändert sich der Widerstandswert von Cds, um zu '

bewirken, daß TR4 nicht geerdet wird. Die Lampe wird i

nicht abgeschaltet und blinkt nicht. (2) Während der i

Phase, in der die eingeschaltete Lampe abgeschaltet |

wird, kann der Verzögerungsschaltkreis nur wiederholt f

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zählen, ohne daß bewirkt wird, daß die Lampe kurz nach jeder abgelaufenen Zählzeit blinkt. Daher hat die gesamte Vorrichtung keinen Fehler.

Zusätzlich zu dem obenerwähnten Schaltkreis besitzt die vorliegende Neuerung datlber hinaus (1) einen Verzögerungsschaltkreis, dessen Verzögerungszeit durch den Wert des einstellbaren Widerstandes VR2 verändert werden kann, der so geändert wird, daß die Lampe flir einen bestimmten Zeitraum in eingeschaltetem Zustand gehalten wird, falls eine Person in den Erfassungsbereich fUr einen sehr kurzen Zeitraum eintritt; (2) einen verzögerten Startschaltkreis, der verwendet wird, um zu vermeiden, daß der Schaltkreis und der Sensor aus einem anfänglichen instabilen und falsch erfassenden Betrieb nach Einschalten der Netzversorgung eingeschaltet wird; (3) einem überspannungsschutz ZNR, an den beide Anschlüsse der Netzleitung parallel angeschlossen werden, um Stromstoßwellen und andere Signale zu absorbieren und an einer Wechselwirkung zu hindern. Der Widerstand R22 ist ein spamr:ngssenkender Widerstand. Die abgesenkte Spannung der Netzversorgung tritt durch die Diode D2 und wird zu DC (Gleichspannung). Die Diode Dl wird zur Stabilisierung der über ihr liegenden Spannung verwendet.

Die Kondensatoren C5 und ClO sind Filterkapazitäten, um ungewtinschte Signale auszufiltern und eine reine Gleichspannung DC bereitzustellen. IC3 ist ein Spannungsregler-IC, der die Versorgungsspannung in einem konstanten und stabilen Zustand hält, um eine Fehlfunktion zu vermeiden.

Claims

G 88 08 952.5 47 659 s/jr JACK Y.C. CHEN 21.09.1988 NEUE SCHUTZANSPRÜCHE

1. C-Automatische elektrische Lampe>mit

einem Infrarotsensor,

einem Beleuchtungssensor (CDS),

- einem ni.cht-invertierenden AC-VerstMrker (Rl, Cl, R2, C2, R3, C3, ICIa), an dessen Eingang der Infrarotsensor angeschlossen ist, einem invertierenden AC-Verstärker (R4, C4, R5, VRl, C7, C8, ICIb), an dessen Eingang der Ausgang des niet^-invertierenden AC-Verstärkers angeschlossen ist,

- einem amplitudenbegrenzenden Komparator (R6, R7, R8, R9, ICl, ICId), an dessen Eingang der Ausgang des invertierenden AC-Verstärkers angeschlossen ist, einem Transistor (TRl), dessen Basis über Widerstände (RIO, RIl, R12) mit dem Ausgang des Komparators verbunden ist und dessen Emitter geerdet ist,

einem Steuerschaltkreis (IC2), dessen Eingang (IN) über einen Widerstand (R14) mit dem Kollektor des Transistors (TRl) verbunden ist, einem Transistor (TR2), dessen Basis Über einen Widerstand (R19) mit dem Austgang des Steuerschaltkreises und dessen Kollektor Über einen Widerstand (R20) mit der Vei'sorgungsspannung verbunden ist und dessen Emitter geerdet ist,

• ·

- 2

einem Transistor (TR3), dessen Basis über einen Widerstand (R21) mit dem Kollektor des Transistors (TR2) und dessen Kollektor mit einer 3eleuchtungstreiberschaltung (D3, D4-D7, STl, R26, C12) verbunden ist,

- einem Transistor (TR4), dessen Basis über Widerstände (R23, R24) mit dem Beleuchtungssensor und dessen Kollektor mit den Widerständen (RIO, RlI) verbunden ist und dessen Emitter geerdet ist,

ge kennzeichne durch

einen Umschaltschaltkreis,

- einen blinksLcheren Schaltkreis,

- eine Helligkeitseinstellvorrichtung.

Automatische elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltschaltkreis aus einem Schalter fSW) besteht, dessen erster Schaltkontakt (D) über den Widerstand (R21) mit der Basis des Transistors (&Tgr;&Pgr;3), dessen zweiter Schaltkontakt (A) mit der Netzspannung (AC) verbunden ist, und dessen Anschlußkontakt geerdet ist.

Automatische elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß der blinksichere Schaltkreis aus einem einstellbaren Widerstand (VR3) besteht, der den Anschluß des Beleuchtungssensors (CDS) erdet, der mit dem Widerstand (R23) verbunden ist.

Automatische elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitseinstellvorrichtung aus einem einstellbaren Widerstand (VR4), einem Widerstand (R25) und einem Kondensator (ClI) besteht, die untereinander in Reihe geschaltet parallel zu einem Halbleiterschalter (STl) der
Beleuchtangstreiberschaltung angeschlossen ist.

Automatische elektrische Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkontakt (A) des Schalters (SW) über eine Reihenschaltung aus einer Leuchtdiode (LED) und einem Widerstand (R27) mit der Netzspannung (AC) verbunden ist.