WO1997043705A1 - System und steuereinrichtung zum steuern der helligkeit eines raumes - Google Patents

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WO1997043705A1
WO1997043705A1 PCT/EP1997/002441 EP9702441W WO9743705A1 WO 1997043705 A1 WO1997043705 A1 WO 1997043705A1 EP 9702441 W EP9702441 W EP 9702441W WO 9743705 A1 WO9743705 A1 WO 9743705A1
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light sources
control device
control
room
operating devices
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PCT/EP1997/002441
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Inventor
Joachim Geiginger
Armin Heim
Gerhard Jahn
Original Assignee
Zumtobel Staff Gmbh
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    • 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
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
    • H05B39/042—Controlling the light-intensity of the source by measuring the incident light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the invention relates to a system and a control device, and to an application of the system for controlling the brightness of a room which is illuminated by a plurality of light sources or a plurality of groups of light sources.
  • Newer lighting systems work with several different light sources, in particular with direct and indirect light sources.
  • light sources such as lamps or luminaires could only be dimmed or switched independently of one another. This made it impossible or very difficult to change the ratio between direct and indirect light, for example, while at the same time keeping the overall brightness constant.
  • the user can control, switch on and off and dim individual luminaires and groups of luminaires via an infrared remote control or an operating device, i.e. design his individual lighting moods.
  • an infrared remote control or an operating device i.e. design his individual lighting moods.
  • Several stored lighting scenes corresponding to different office activities can be called up at the push of a button.
  • a bus system with modern two-wire control technology handles the information transfer to the individual lights and lighting groups.
  • the object of the present invention is to provide a system and a control device for controlling the brightness of a room with an expansion of the setting options by the user, which enables coupling of the different light sources or groups of light sources in the room, so that the light intensities of the individual light sources or groups of light sources can be controlled in a coordinated manner according to the settings of a user, ie the user only has to set parameters of the entire system, but not the parameters of each individual light source.
  • a system or a control device for controlling the brightness of a room which is illuminated by a plurality of light sources or a plurality of groups of light sources, in which the ratio of the light intensities of the individual light sources or groups of light sources is adjustable or can be changed and the overall brightness of the room can be set or changed with the ratio of the light intensities of the individual light sources or groups of light sources remaining the same.
  • a possible application of the system according to the invention exists when used in a luminaire with at least two separately controllable lamps, one lamp being used for direct and another lamp for indirect room lighting.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of the system according to the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a simplified system according to FIG. 1
  • 3 shows two diagrams for explaining the logical relationship between the manipulated values of the control device and the brightness
  • FIG. 4 shows two diagrams for explaining the functioning of the system according to the invention
  • FIG. 5 shows a flow chart to explain the functioning of the system according to the invention.
  • Fig. 1 an embodiment of the system according to the invention is shown schematically.
  • a room 1 to be illuminated there are several groups of light sources; a first group is formed from two direct light sources 2a and 2b in the form of commercially available ceiling lamps, the second group consists of the direct light source 2c in the form of daylight entering through a window of room 1, the light intensity of which can be adjusted, for example, by means of adjustable louvre blinds, and the third group consists of three indirectly emitting light sources 3a, 3b and 3c in the form of indirectly emitting wall lamps.
  • light sources used in the exemplary embodiment are possible for all conceivable types of light sources whose light intensity can be changed.
  • the direct light sources 2a and 2b are connected to the associated operating devices 4a and 4b, the slatted blind for controlling the incident daylight is connected to the associated operating device 4c, and the indirect light sources 3a, 3b and 3c are connected to the associated operating devices 5a, 5b and 5c connected.
  • All the operating devices 4a, ... and 5a, ... just mentioned of the various light sources in room 1 are connected to a control device 7 via a bus 6.
  • This control device 7 controls the power consumption of the individual operating devices 4a, ... and 5a, ... and thus the light intensities of the individual light sources 2a, ... and 3a, ... in room 1 via the bus 6.
  • control elements 8a and 8b serve the user of the system to set or change the parameter "Volume", i.e. the overall brightness of room 1 or the parameter "balance”, i.e. the ratio of the light intensities of the direct and indirect light sources.
  • buttons 8a and 8b can be used as operating elements 8a and 8b.
  • the parameters can also be set or changed by transmitting digital data to the control device.
  • control elements 8a and 8b do not necessarily have to be attached directly to the control device 7, but can just as well be located on an external control unit which is connected to the control device 7 via an electrical connection or via radio signals in order to transmit the set values "Volume" and "Balance". .
  • control device has a non-volatile memory 9, in which all configurations can be stored.
  • These configurations also include the preset parameters which, in addition to the Volume or Balance parameters set via the control elements 8a and 8b, are required to control the light intensities.
  • These preset parameters can include: the sensitivity of the human eye, the dependence of the light intensity on the power impressed on the light source, the lighting properties of the lamp or the Reflective properties of the room to be illuminated. The use of these preset parameters is explained below.
  • Fig. 2 shows a block diagram of a simplified representation of the system described above. Instead of the six operating devices 4a, ... and 5a, ... from FIG. 1, here only two operating devices 4 and 5 are connected to the bus 6 of the control device 7.
  • the light intensity of the direct light source 2 of the operating device 4 is controlled via channel 1 of the control device 7 and the light intensity of the indirect light source 3 of the operating device 5 is controlled via channel 2 of the control device 7.
  • control values S [and S 2 for the power consumption are supplied to the operating devices 4 and 5 by the control device 7 via the channels 1 and 2.
  • the diagram shows a straight line as the relationship between H and L.
  • the two axes are now interchanged, i.e. the sensation of brightness H is plotted as the abscissa of the coordinate system and the light intensity is plotted with logarithmic scaling as the ordinate of the coordinate system.
  • the parameter Volume V of the control device 7 corresponds to the perception of brightness H and the manipulated variable S corresponds to the logarithm of the light intensity L.
  • the characteristic of the manipulated variable S over the parameter Volume V there is a straight line which is generally not a straight line of origin.
  • the respective manipulated variable characteristics of the manipulated values Sj and S 2 are now entered for the two channels 1 and 2 in the diagrams of FIGS. 4a and 4b.
  • the distance between the two parallel characteristics of the manipulated variable S ] from channel 1 and the manipulated variable S 2 from Channel 2 is determined by the parameter Balance, ie by the ratio of the light intensities of the two light sources 2 and 3.
  • the value ranges for the two manipulated values S ⁇ and S 2 are between 0 and 255, the value range of the Volume parameter is between 0 and 255 and the value range of the Balance parameter is between -255 and 255.
  • FIG. 4a now shows what happens when the user changes the volume parameter via the control element 8a.
  • the volume parameter is changed, the light intensities of both channels are changed in the same direction, the ratio of the light intensities must not change for the user Because of the logical characteristic, this is exactly the case if the Steliwertdifferenz (S j - S 2 ) between the two
  • Channels is constant. If the Volume parameter is changed by dV, the two manipulated values change in the same direction in the same direction by dS j or dS 2 .
  • FIG. 4b shows the case in which the user changes the balance parameter via the control element 8b.
  • 5 shows a flow chart for the calculation of the new manipulated values S ⁇ and S ' 2 on the basis of parameter changes dV N and dB N by the user. The calculation includes the following steps
  • D represents the value of an upper or lower dimming limit that should not be exceeded or fallen below during operation of the light sources.
  • This value D can also assume the limit values of the value range 0 and 255, but must not lie outside the value range between 0 and 255.
  • a value D> 0 is often chosen, as explained below
  • step D If a correction calculation was carried out after step D), the parameters are now set again so that the calculation can continue with step B)
  • step D) The correction calculation (4) in step D) is designed so that the loop from steps D) and E) only has to be run through once, that is to say that the actuating values S 'i and SS are within the valid value range after at most one correction In order to calculate the new manipulated values S ' j and S' 2 described above, in particular in
  • step C Checking the two manipulated values S 'i and S' 2 in step C) shows that the first manipulated value S 'i is outside the valid value range (S'i> 255).
  • the control values S ' j and S' 2 just calculated cannot therefore be adopted as new control values, a correction calculation must be carried out after step D).
  • step E the calculated manipulated values S ' j and SS and the corrected ones
  • the light sources of the two channels are switched on and switched off together.
  • the channel with the lower manipulated variable remains at the lower dimming limit and only goes to manipulated variable 0 when the manipulated variable 0 also results for the other channel, and that channel with the lower manipulated variable opens when the other channel is switched on the lower dimming limit is set and does not remain switched off.
  • a further possible application in addition to the application example of the system according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 is the use of the system or the control device in a luminaire with at least two separately controllable lamps. At least one illuminant is used for direct room lighting and at least one additional illuminant is used for indirect room lighting, so that the user can operate both the overall brightness of the room and the ratio of the light intensities of the direct by operating the control device of the lamp analogously to the room lighting according to FIG and can set indirect lighting.

Abstract

Um die Helligkeit eines Raumes (1), der mit mehreren Lichtquellen (2a..., 3a...) oder mehreren Gruppen von Lichtquellen beleuchtet ist, zu steuern, wird ein System verwendet, mit dem das Verhältnis der Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist, und mit dem weiter die Gesamthelligkeit des Raumes (1) bei gleichbleibendem Verhältnis der Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist. Zu diesem Zweck ist insbesondere eine Steuereinrichtung (7) im System integriert, die mit allen Betriebsgeräten (4a..., 5a...) der verschiedenen Lichtquellen (2a..., 3a...) verbunden ist, um die Leistungsaufnahme der einzelnen Lichtquellen (2a..., 3a...) zu steuern.

Description

System und Steuereinrichtung zum Steuern der Helligkeit eines Raumes
Die Erfindung betrifft ein System und eine Steuereinrichtung, sowie eine Anwendung des Systems zum Steuern der Helligkeit eines Raumes, der mit mehreren Lichtquellen oder mehreren Gruppen von Lichtquellen beleuchtet ist.
Neuere Beleuchtungssysteme arbeiten mit mehreren unterschiedlichen Lichtquellen, insbesondere mit direkten und indirekten Lichtquellen. Früher konnten die Lichtquellen, wie zum Beispiel Lampen oder Leuchten, nur unabhängig voneinander gedimmt oder geschaltet werden. Dadurch war es nicht oder nur sehr schwer möglich, beispielsweise das Verhältnis zwischen direktem und indirektem Licht zu verändern und gleichzeitig die Gesamthell igkeit konstant zu halten.
In der Praxis ist bereits ein Lichtmanagementsystem der Anmelderin bekannt, welches in Form einer „intelligenten" Lichtsteuerung verschiedene Lichtstimmungen in einem Raum individuell gestalten kann und dabei die jeweilige Tageslichteinstrahlung mit berücksichtigt. Dieses System ist beispielsweise in dem Fachartikel „Lichtmanagement bringt zahlreiche Vorteile" von C. Tropp in etz, Bd. 113, 1992, Heft 2, S. 84-87 und in dem Fachartikel „Integriertes Lichtmanagement bringt optimalen Energieeinsatz" in Licht, Heft 7-8 / 1995, S. 578-580 beschrieben.
Mit dem bekannten Lichtmanagementsystem der Anmelderin kann der Benutzer über eine Infrarot- Fernbedienung oder ein Bediengerät einzelne Leuchten und Leuchtengruppen ansteuern, ein- und ausschalten sowie dimmen, d.h. seine individuellen Lichtstimmungen gestalten. Über Tastendruck sind mehrere abgespeicherte Lichtstimmungen entsprechend unterschiedlichen Bürotätigkeiten abrufbar. Die Informationsübertragung zu den einzelnen Leuchten und Leuchtengruppen übernimmt ein Bus-System mit moderner Zweidraht- Steuertechnologie.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Helligkeit eines Raumes mit einer Erweiterung der Einstellmöglichkeiten durch den Benutzer zu schaffen, welches eine Kopplung der verschiedenen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen im Raum ermöglicht, so daß die Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen gemäß den Einstellungen eines Nutzers aufeinander abgestimmt steuerbar sind, d.h. daß der Nutzer nur Parameter des gesamten Systems einstellen muß, nicht aber die Parameter jeder einzelnen Lichtquelle. Diese Aufgabe wird durch ein System bzw. eine Steuereinrichtung zum Steuern der Helligkeit eines Raumes, der mit mehreren Lichtquellen oder mehreren Gruppen von Lichtquellen beleuchtet ist, gelöst, bei welchem bzw. welcher das Verhältnis der Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist und auch die Gesamthelligkeit des Raumes bei gleichbleibendem Verhältnis der Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist.
Eine mögliche Anwendung des erfingsgemäßen Systems existiert beim Einsatz in einer Leuchte mit wenigstens zwei getrennt ansteuerbaren Leuchtmitteln, wobei ein Leuchtmittel zur direkten und ein weiteres Leuchtmittel zur indirekten Raumbeleuchtung dient.
Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnungen werden nun Aufbau und Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung erklärt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines vereinfachten Systems nach Fig. 1 ; Fig. 3 zwei Diagramme zur Erklärung des logischen Zusammenhanges zwischen den Stellwerten der Steuereinrichtung und der Helligkeit Fig. 4 zwei Diagramme zur Erklärung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems; und Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erklärung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Systems.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems schematisch dargestellt. In einem zu beleuchtenden Raum 1 befinden sich mehrere Gruppen von Lichtquellen; eine erste Gruppe wird aus zwei direkten Lichtquellen 2a und 2b in Form von handelsüblichen Deckenlampen gebildet, die zweite Gruppe besteht aus der direkten Lichtquelle 2c in Form von durch ein Fenster des Raumes 1 eintretenden Tageslichts, dessen Lichtstärke beispielsweise durch verstellbare Lamellenjalousien eingestellt werden kann, und die dritte Gruppe besteht aus drei indirekt strahlenden Lichtquellen 3a, 3b und 3c in Form von indirekt strahlenden Wandlampen. Anstelle der in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Lichtquellen sind prinzipiell alle denkbaren Arten von Lichtquellen möglich, deren Lichtstärke veränderbar ist.
Die direkten Lichtquellen 2a und 2b sind mit den zugehörigen Betriebsgeräten 4a bzw. 4b verbunden, die Lamellenjalousie zur Regelung des einfallenden Tageslichts ist mit dem zugehörigen Betriebsgerät 4c verbunden, und die indirekten Lichtquellen 3a, 3b und 3c sind mit den zugehörigen Betriebsgeräten 5a, 5b bzw. 5c verbunden. Alle eben erwähnten Betriebsgeräte 4a, ... und 5a, ... der verschiedenen Lichtquellen im Raum 1 sind über einen Bus 6 mit einer Steuereinrichtung 7 verbunden. Diese Steuereinrichtung 7 steuert über den Bus 6 die Leistungsaufnahme der einzelnen Betriebsgeräte 4a, ... und 5a, ... und somit die Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen 2a, ... und 3a, ... im Raum 1.
An der Steuereinrichtung 7 befinden sich zwei Bedienelemente 8a und 8b. Diese Bedienelemente 8a und 8b dienen dem Nutzer des Systems zum Einstellen bzw. Verändern des Parameters "Volume" , d.h. der Gesamthelligkeit des Raumes 1 bzw. des Parameters "Balance", d.h. des Verhältnisses der Lichtstärken der direkten und der indirekten Lichtquellen.
Als Bedienelemente 8a und 8b können beispielsweise bekannte Doppeltaster zum Einstellen von Heller und Dunkler und zum Ein- und Ausschalten bzw. bekannte Drehgrifftaster zum Einstellen des Verhältnisses der Lichtstärken eingesetzt werden. Anstelle der eben erwähnten konventionellen Installationstechnik (Taster, Potentiometer, etc.) kann das Einstellen oder Verändern der Parameter auch durch Übertragung digitaler Daten zur Steuereinrichtung erfolgen.
Die Bedienelemente 8a und 8b müssen nicht notwendigerweise direkt an der Steuereinrichtung 7 angebracht sein, sondern können sich ebenso gut an einer externen Bedieneinheit befinden, die über eine elektrische Verbindung oder über Funksignale mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist zur Übermittlung der eingestellten Werte "Volume" und "Balance" . .
In Fig. 1 ist auch zu erkennen, daß die Steuereinrichtung einen nichtflüchtigen Speicher 9 aufweist, in dem sämtliche Konfigurationen gespeichert werden können. Zu diesen Konfigurationen gehören auch die voreingestellten Parameter, die neben den über die Bedienelemente 8a und 8b eingestellten Parametern Volume bzw. Balance zur Steuerung der Lichtstärken benötigt werden. Diese voreingestellten Parameter können u.a. sein: die Augenempfindlichkeit des Menschen, die Abhängigkeit der Lichtstärke von der auf die Lichtquelle aufgeprägten Leistung, die lichttechnischen Eigenschaften der Leuchte oder die Reflexionseigenschaften des zu beleuchtenden Raumes. Die Verwendung dieser voreingestellten Parameter wird weiter unten erklärt.
Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild eine vereinfachte Darstellung des oben beschriebenen Systems. Anstelle der sechs Betriebsgeräte 4a, ... und 5a, ... aus Fig. 1 sind hier nur zwei Betriebsgeräte 4 und 5 an den Bus 6 der Steuereinrichtung 7 angeschlossen. Die Lichtstärke der direkten Lichtquelle 2 des Betriebsgerätes 4 wird über Kanal 1 der Steuereinrichtung 7 gesteuert und die Lichtstärke der indirekten Lichtquelle 3 des Betriebsgerätes 5 wird über Kanal 2 der Steuereinrichtung 7 gesteuert.
Über die Kanäle 1 und 2 werden von der Steuereinrichtung 7 die entsprechenden Stellwerte S [ und S2 für die Leistungsaufnahmen den Betriebsgeräten 4 bzw. 5 zugeführt.
In Fig. 4a und Fig. 4b sind diese Stellwerte Si und S2 für Kanal 1 bzw. Kanal 2 als
Funktion des Parameters Volume, d.h. der Gesamthelligkeit in logarithmischer Darstellung in einem Diagramm aufgetragen.
Der logische Zusammenhang zwischen den Stellwerten und der Helligkeit, der zu den angegebenen Stellwert-Kennlinien von Kanal 1 und Kanal 2 führt, wird im folgenden anhand von Fig. 3 erläutert. In dem Diagramm von Fig. 3a ist das Helligkeitsempfinden H des menschlichen Auges über der Lichtstärke L einer Lichtquelle aufgetragen. Das menschliche Auge empfindet den Helligkeitsunterschied zwischen zwei lichtschwachen Lichtquellen größer als den Helligkeitsunterschied zwischen zwei lichtstarken Lichtquellen. Es ergibt sich ein logarithmischer Zusammenhang zwischen H und L.
Wählt man statt der linearen Achsenskalierung von L eine logarithmische Auftragung über L, so ergibt sich im Diagramm eine Gerade als Zusammenhang zwischen H und L. In Fig. 3b sind nun die beiden Achsen vertauscht, d.h. das Helligkeitsempfinden H ist als Abszisse des Koordinatensystems und die Lichtstärke ist mit logarith misch er Skalierung als Ordinate des Koordinatensystems aufgetragen. Der Parameter Volume V der Steuereinrichtung 7 entspricht dem Helligkeitsempfinden H und der Stellwert S entspricht dem Logarithmus der Lichtstärke L. Somit ergibt sich für die Kennlinie des Stellwertes S über dem Parameter Volume V eine Gerade, die im allgemeinen keine Ursprungsgerade ist.
In den Diagrammen von Fig. 4a und Fig. 4b sind nun für die beiden Kanäle 1 und 2 die jeweiligen Stellwert-Kennlinien der Stellwerte Sj bzw. S2 eingetragen. Der Abstand der beiden parallelen Kennlinien des Stellwertes S] von Kanal 1 und des Stellwertes S2 von Kanal 2 wird durch den Parameter Balance bestimmt, d.h durch das Verhältnis der Lichtstarken der beiden Lichtquellen 2 und 3.
Die Wertebereiche für die beiden Stellwerte S} und S2 liegen zwischen 0 und 255, der Wertebereich des Parameters Volume hegt zwischen 0 und 255 und der Wertebereich des Parameters Balance zwischen -255 und 255.
In Fig 4a ist nun gezeigt, was passiert, wenn der Nutzer über das Bedienelement 8a den Parameter Volume ändert Bei der Änderung des Parameters Volume werden die Lichtstarken beider Kanäle in die gleiche Richtung geändert, dabei darf sich für den Nutzer das Verhältnis der Lichtstarken nicht andern Dies ist wegen der logaπthmischen Kennlinie genau dann der Fall, wenn die Steliwertdifferenz (Sj - S2) zwischen den beiden
Kanälen konstant ist. Bei einer Änderung des Parameters Volume um dV andern sich die beiden Stell werte betragsgleich in die gleiche Richtung um dSj bzw. dS2 .
In Fig 4b ist der Fall dargestellt, in dem der Nutzer über das Bedienelement 8b den Parameter Balance ändert Bei der Änderung des Parameters Balance soll der eine Kanal genau um den Lichtstarkewert abnehmen, um den der andere Kanal zunimmt, wobei sich für den Nutzer die Gesamthelhgkeit nicht andern darf. Dies ist wegen der logarithmischen Kennlinie genau dann der Fall, wenn der Stellwert des einen Kanals um den Wert abnimmt um den der des anderen Kanals vergrößert wird Bei einer Änderung des Parameters Balance um dB andern sich die beiden Stellwerte also betragsgleich in entgegengesetzter Richtung um dSj bzw dS2 = - dSj .
Die genaue Berechnung der Änderung der Stellwerte dSi und dS2 bei Änderung der
Parameter um dV bzw dB wird im folgenden anhand von Fig 5 erklart. Dabei zeigt Fig 5 ein Flußdiagramm zur Berechnung der neuen Stellwerte S\ und S'2 aufgrund von Parameteranderungen dVN und dBN durch den Nutzer. Die Berechnung enthalt folgende Schritte
A) Parametπerung der vom Nutzer eingegeben Änderungen dVN und dBN durch eine nichtlineare Koordinatentransformation unter Verwendung der oben genannten voreingestellten Parameter, um für die Berechnung der Stellwerte S' i und S'2 geeignete Parameteranderungen dV und dB zu erhalten.
Figure imgf000007_0001
(D wobei P eine Matrix ist, die die voreingestellten Parameter berücksichtigt
B) Berechnung der Änderungen der Stellwerte dSj und dS2 aufgrund der parametπerten
Änderungen dV und dB
dS> = dV - dB und dS2 = dV + dB , (2)
und Berechnung der neuen Stellwerte S' i und S'2
S' , = S, + dSj und S'2 = S2 + dS2 (3)
C) Überprüfung, ob die beiden Stellwerte S' i und S'2 im erlaubten Wertebereich zwischen 0 und 255 liegen Wenn dies der Fall ist, so können die soeben berechneten Stellwerte S' j und S'2 als neue Stellwerte des Systems übernommen werden Liegt zumindest einer der beiden Stellwerte S' i oder S'2 außerhalb des gültigen
Wertebereiches zwischen 0 und 255, so muß eine Korrekturrechnung gemäß Schritt D) erfolgen
D) Korrekturrechnung, um den Stellwert S', (i = l oder 2), der sich außerhalb des gültigen Wertebereiches zwischen 0 und 255 befindet, auf einen Wert innerhalb dieses
Wertebereiches zu setzen
dV = - (S', - D) / 2 und dB' = + (S', - D) / 2 , (4)
wobei D den Wert einer oberen bzw unteren Dimmgrenze darstellt, die im Betrieb der Lichtquellen nicht über- bzw. unterschritten werden soll. Dieser Wert D kann auch die Grenzwerte des Wertebereiches 0 und 255 annehmen, darf aber nicht außerhalb des Wertebereiches zwischen 0 und 255 liegen Insbesondere im Fall der unteren Dimmgrenze wählt man oft einen Wert D > 0, wie weiter unten erklart wird
E) Wenn eine Korrekturrechnung nach Schritt D) durchgeführt wurde, so werden nun die Parameter wieder so gesetzt, daß wieder mit Schritt B) weiter gerechnet werden kann
dV = dV\ dB = dB' , Si = S' , , S2 = S'2 (5)
Die Korrekturrechnung (4) in Schritt D) ist so konzipiert, daß die Schleife aus den Schritten D) und E) nur einmal durchlaufen werden muß, dh daß sich die Stellwerte S' i und SS nach höchstens einer Korrektur innerhalb des gültigen Wertebereiches befinden Um die oben beschriebene Berechnung der neuen Stellwerte S' j und S'2 insbesondere im
Fall einer Korrekturrechnung zu verdeutlichen, wird diese Berechnung nun anhand eines konkreten Zahlenbeispiels durchgeführt.
Als Stellwerte für die Kanäle 1 und 2 seien die Startwerte Sj = 210 bzw. S2 = 120 gewählt; die obere Dimmgrenze stimme mit der oberen Grenze des Wertebereiches überein, also D = 255. Die vom Nutzer eingegebenen Änderungen seien nach Durchführung der Parametrierung (Schritt A) gemäß Gleichung (1) dV = + 80 und dB = 0, d.h. der Nutzer möchte bei gleichbleibendem Verhältnis der Lichtstärken (dB = 0) die Gesamthelligkeit des Raumes (1) erhöhen (dV > 0).
Die Änderungen der Stellwerte ergeben sich gemäß Gleichung (2) in Schritt B) zu
dS , = + 80 - 0 = + 80 und dS2 = + 80 + 0 = + 80.
Daraus werden gemäß Gleichung (3) die Werte der neuen Stell werte berechnet:
S ' , = 210 + 80 = 290 und S'2 = 120 + 80 = 200.
Die Überprüfung der beiden Stellwerte S' i und S'2 in Schritt C) ergibt, daß der ertse Stellwert S' i außerhalb des gültigen Wertebereiches liegt (S' i > 255). Die eben berechneten Stellwerte S' j und S'2 können also nicht als neue Stellwerte übernommen werden, es muß eine Korrekturrechnung nach Schritt D) durchgeführt werden.
Die korrigierten Änderungen dV und dB' ergeben sich gemäß Gleichung (4) zu
dV = - (290 - 255) I I = - 17,5 und dB' = + (290 - 255) / 2 = + 17,5.
Nun werden in Schritt E) die berechneten Stellwerte S' j und SS und die korrigierten
Änderungen dV und dB' als Startwerte gesetzt und wieder Schritt B) zugeführt, um die neuen, gültigen Stellwerte zu berechnen. Die Berechnung gemäß den Gleichungen (3) und (4) ergibt nun:
dS , = - 17,5 - (+ 17,5) = - 35 und dS2 = - 17,5 - (- 17,5) = 0,
S' j = 290 + (- 35) = 255 und S'2 = 200 + 0 = 200. Der neue Stellwert S' i liegt nun innerhalb des gültigen Wertebereiches, so daß die zuletzt berechneten Stellwerte S' i = 255 und S'2 = 200 jetzt über die beiden Kanäle 1 bzw. 2 den zugehörigen Betriebsgeräten 4 bzw. 5 zugeführt werden können.
Die Werte der unteren und oberen Dimmgrenze D werden während der Produktion im nichtflüchtigen Speicher 9 konfiguriert. Aufgrund der Wahl der unteren Dimmgrenze als D > 0 oder als D = 0 hat man die Möglichkeit, die Art des Ein- und Ausschaltens vorzubestimmen.
Im ersten Fall D > 0 werden die Lichtquellen der beiden Kanäle gemeinsam eingeschaltet und gemeinsam ausgeschaltet. Dies bedeutet, daß jener Kanal mit dem niedrigeren Stellwert auf der unteren Dimmgrenze stehen bleibt und erst dann auf Stellwert 0 geht, wenn sich auch für den anderen Kanal der Stellwert 0 ergibt, und daß jener Kanal mit dem niedrigeren Stellwert beim Einschalten des anderen Kanals auf die untere Dimmgrenze gesetzt wird, und nicht ausgeschaltet bleibt.
Im anderen Fall D = 0 werden die Lichtquellen im allgemeinen, d.h. außer wenn B = 0 ist, getrennt voneinander ein- und ausgeschaltet. Dies bedeutet, daß jener Kanal mit dem niedrigeren Stellwert ausgeschaltet wird, wenn sich für diesen Stellwert 0 ergibt, während der andere Kanal mit größerem Stellwert eingeschaltet bleibt, und daß jener Kanal mit dem niedrigeren Stell wert beim Einschalten des anderen Kanals ausgeschaltet bleibt bis sich auch für diesen Kanal ein Stellwert größer 0 ergibt.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit neben dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Anwendungsbeispiel des erfindungsgemaßen Systems besteht in dem Einsatz des Systems bzw. der Steuereinrichtung in einer Leuchte mit wenigstens zwei getrennt ansteuerbaren Leuchtmitteln. Zumindest ein Leuchtmittel dient dabei der direkten Raumbeleuchtung und zumindest ein weiteres Leuchtmittel dient dabei der indirekten Raumbeleuchtung, so daß der Benutzer über die Bedienung der Steuereinrichtung der Leuchte analog zur Raumbeleuchtung gemäß der Figur 1 sowohl die Gesamthelligkeit des Raumes als auch das Verhältnis der Lichtstärken der direkten und indirekten Beleuchtung einstellen kann.

Claims

A n s p r ü c h e
1. System zum Steuern der Helligkeit eines Raumes (1), der mit mehreren Lichtquellen (2a... , 3a...) oder mehreren Gruppen von Lichtquellen beleuchtet ist, wobei das Verhältnis der Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß weiter die Gesamthelligkeit des Raumes (1) bei gleichbleibendem Verhältnis der
Lichtstärken der einzelnen Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen einstellbar bzw. veränderbar ist.
2. System nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (7), die mit allen Betriebsgeräten (4a... , 5a...) der verschiedenen Lichtquellen (2a... , 3a...) verbunden ist, um die Leistungsaufnahme der einzelnen Lichtquellen (2a... , 3a...) zu steuern.
3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens zwei Bedienelemente (8a, 8b) für die Steuereinrichtung (7) zum Einstellen der Gesamthell igkeit (Parameter "Volume") und des Verhältnisses der Lichtstärken (
Parameter "Balance").
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) aus den von einem Nutzer über die Bedienelemente (8a,
8b) eingestellten bzw. veränderten Parametern Stellwerte für die Betriebgeräte (4a... , 5a...) unter Berücksichtigung von voreingestellten Parametern des Systems berechnet, um die Leistungsaufnahme der Betriebsgeräte (4a..., 5a...) zu steuern.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bedienelemente (8a, 8b) direkt an der Steuereinrichtung (7) oder an einer externen Bedieneinheit befinden, die mit der Steuereinrichtung (7) über elektrische Verbindung oder Funksignale verbunden ist.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienelemente (8a, 8b) als konventionelle Bedienelemente (Taster, Potentiometer, etc.) und/oder als digitale Eingabeelemente zur Übertragung digitaler Daten an die Steuereinrichtung (7) ausgebildet sind.
7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) einen nichtflüchtigen Speicher (9) aufweist zum dauerhaften Speichern von voreingestellten Parametern und Konfigurationen.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) auf gemeinsames oder getrenntes Ein- und Ausschalten der einzelnen Lichtquellen (2a... , 3a...) konfigurierbar ist.
9. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) über einen Bus mit den Betriebsgeräten (4a... , 5a...) der Lichtquellen (2a... , 3a...) verbunden ist zur Steuerung der Betriebsgeräte (4a... , 5a...).
10. System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) für jede Lichtquelle (2a... , 3a...) oder Gruppe von Lichtquellen. einen Kanal aufweist, der den berechneten Stellwert des zugehörigen
Betriebsgerätes (4a... , 5a...) diesem Betriebsgerät (4a... , 5a...) zuführt.
1 1. System nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Stellwerte für die Betriebsgeräte (4a... , 5a...) den logarithmischen Zusammenhang zwischen dem Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges und den Lichtstärken der Lichtquellen (2a... , 3a...) berücksichtigt.
12 System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem System nicht nur künstliche Lichtquellen (2a... , 3a...), sondern auch in einen Raum (1) einfallendes Tageslicht, dessen Lichtstärke über
Raumverdunklungseinrichtungen regelbar ist, steuerbar ist.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) zusammen mit den Betriebsgeraten (4a... , 5a...) in einem Gehäuse integrierbar ist.
14 System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) und/oder die Betπebsgerate (4a... , 5a...) in die
Lichtquellen (2a. . , 3a...) integrierbar sind.
15 Steuereinrichtung für ein System nach einem der Ansprüche 2 bis 14.
16 Anwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 2 bis 14 in einer Leuchte mit wenigstens zwei getrennt ansteuerbaren Leuchtmitteln.
17 Anwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Leuchtmittel der Leuchte zur direkten Beleuchtung eines Raumes
( 1) und wenigstens ein weiteres Leuchtmittel zur indirekten Beleuchtung eines Raumes ( 1 ) dient
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