PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19637633A1 26.03.1998
Titel Solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger
Anmelder Kämpf, Hartmut, 98529 Suhl, DE
Erfinder Kämpf, Hartmut, 98529 Suhl, DE;
Groß, Frank, 98693 Ilmenau, DE;
Völker, Stephan, 98693 Ilmenau, DE
Vertreter Liedtke, K., Dr.-Ing., Pat.-Anw., 99089 Erfurt
DE-Anmeldedatum 16.09.1996
DE-Aktenzeichen 19637633
Offenlegungstag 26.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.03.1998
IPC-Hauptklasse F21S 9/04
IPC-Nebenklasse H05B 37/02   G09F 27/00   H02J 7/35   G09F 13/02   
Zusammenfassung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger mit zusätzlich inkludierten auditiven und visuellen Werbemedien anzugeben, die eine beträchtliche Erhöhung der Anzahl informationellverarbeiteter und bewußter Werbemittelkontakte gegenüber herkömmlichen flächenhaften Außenwerbeträgern erzielt und die mit geringem Aufwand an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann.
Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß
- die Beleuchtungseinrichtung modulare Baugruppen aufweist, die vorrangig aus einer Paneelbox mit integriertem Solarpaneel, einem Basisblock mit den eingeordneten Komponenten Energiespeicher und Steuereinheit sowie einer Beleuchtungsbox mit hauptsächlich inkludierten Beleuchtungselementen bestehen,
- die solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung über eine zentrale Systemsteuerung mit programmierbarem Mikrocontroller gesteuert wird,
- die Solarenergie in zwei getrennt ansteuerbare Akkumulatoren gespeichert wird, bei denen mit Batteriecontrollern der Ladezustand und mit Temperatursensoren die Betriebstemperatur erfaßt wird und
- einer der Akkumulatoren zusammen mit einer zentralen Steuereinheit im oberen Bereich und ein weiterer Akkumulator im unteren Bereich des flächenhaften Außenwerbeträgers angebracht ist.
Die Erfindung betrifft eine autarke Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger, insbesondere für Großflächen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine autarke Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger, insbesondere für Großflächen, die mehrere mit Solarenergie betriebene Einrichtungen, wie Beleuchtungselemente, zusätzlich integrierte auditive und visuelle Werbemedien sowie einen Energiespeicher enthält.

Derartige Beleuchtungssysteme sind vorzugsweise zur Beleuchtung flächenhafter Außenwerbeträger, insbesondere zur Beleuchtung von Großflächen, Kleinflächen und anderer Euro-Werbetafeln einsetzbar. Darüber hinaus können sie auch zur Beleuchtung von Buswartehallen mit integrierter Großfläche, Stadtinformationsanschlagstellen und Sammelhinweistafeln in Ausfallstraßen von Städten oder Stadtteilen sowie zu vielfältigen anderen Zwecken eingesetzt werden.

Flächenhafte Außenwerbeträger oder auch verkehrstechnische Informations- und Hinweistafeln an Straßen werden bei unzureichendem bzw. gänzlich fehlendem Tageslicht durch Beleuchtung und zusätzliche auditive und visuelle Werbemedien kontaktqualitativ wirksam hervorgehoben.

Im Stand der Technik sind Beleuchtungseinrichtungen für flächenhafte Außenwerbeträger bekannt, die durch den Anschluß an öffentliche Energienetze betrieben werden. Es ist dabei ebenfalls bekannt, Beleuchtungseinrichtungen ortsfest an den Außenwerbeträgern oder Hinweistafeln zu installieren und für deren Stromversorgung bei peripherer Aufstellung separate Erdanschlußkabel zu verlegen. Bei derartigen Beleuchtungseinrichtungen werden Energiemeß- und Regeleinrichtungen verwendet, die nicht unmittelbar an den flächenhaften Außenwerbeträgern montiert sind.

Einrichtungen mit Netzanschluß erfordern einen hohen Aufwand für Installation und laufende Kosten. Diese Einrichtungen sind besonders in solchen Fällen nachteilbehaftet, in denen am Aufstellungsort des flächenhaften Außenwerbeträgers eine Energieversorgung aus einem öffentlichen Netz sowohl technisch als auch genehmigungsrechtlich schwierig oder nicht realisiert werden kann.

Bekannte Beleuchtungseinrichtungen weisen weiterhin den Nachteil auf, daß sie an den Außenwerbeträgern fest installiert sind, so daß beim Wegfall eines bestehenden Beleuchtungsauftrages, beispielsweise bei Wechsel der Vermietung eines flächenhaften Außenwerbeträgers und den daraus resultierenden geänderten Wünschen eines Nachmieters, aufwendige bauliche Veränderungen für Montage- und Demontagearbeiten notwendig sind.

Für derartige Beleuchtungssysteme sind aus DE 32 14 790 A1 und DE 94 12 069 U1 einfache Steuerungen bekannt, mit denen das Ein- und Ausschalten der Beleuchtung über eine Schaltuhr und/oder einen Dämmerungsschalter möglich ist.

Eine nach DE 41 07 107 A1 bekannte Beleuchtungseinrichtung verwendet ein System, in dem die elektronische Steuereinrichtung als lernendes System ausgebildet ist, das in Abhängigkeit vom Ladepegel der Batterie und/oder der tagsüber durch die photovoltaische Anordnung aufgenommenen Lichtmenge die Vorgabe der nächtlichen Brenndauer wenigstens einer Leuchte im gleichen Sinne verändert. Dies entspricht jedoch nicht den Zielen einer solarbetriebenen Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger.

Bekannt sind ferner aus DE 86 03 617 U1 Sprachspeicheranwendungen als Zusatzelemente an Werbetafeln. Dieses zusätzliche auditive Werbemedium besitzt aber nur eine einfache Aktivierungsmöglichkeit durch eine Schaltuhr und/oder einen Passiv-Infrarot-Sensor (PIR) und kann deshalb nur sehr eingeschränkt werbewirksam eingesetzt werden. Beispielsweise ist damit die Adressierung von mehreren Speicherchips in freiwählbarer Reihenfolge nicht möglich.

Die bekannten Beleuchtungseinrichtungen für flächenhafte Außenwerbeträger benötigen beim Einsatz in mittleren geographischen Breiten für eine längere Betriebszeit oftmals einen zusätzlichen Anschluß an das elektrische Energienetz.

Der Erfindung liegt ergo die Aufgabe zugrunde, eine solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger mit zusätzlich inkludierten auditiven und visuellen Werbemedien anzugeben, die infolge einer erheblichen Verbesserung sowohl der werblichen Kommunikationsleistung als auch der medienspezifischen Werbewirkungsleistung eine beträchtliche Erhöhung der Anzahl informationellverarbeiteter und bewußter Werbemittelkontakte gegenüber herkömmlichen flächenhaften Außenwerbeträgern erzielt, die unabhängig von einem Netzanschluß betreibbar ist und die infolge einfacher Montage- und Demontagemöglichkeiten mit geringem Aufwand an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß

  • - die Beleuchtungseinrichtung modulare Baugruppen aufweist, die vorrangig aus einer Paneelbox mit integriertem Solarpaneel, einem Basisblock mit den eingeordneten Komponenten Energiespeicher und Steuereinheit sowie einer Beleuchtungsbox mit hauptsächlich inkludierten Beleuchtungselementen bestehen,
  • - die solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung über eine zentrale Systemsteuerung mit programmierbarem Microcontroller gesteuert wird,
  • - die Solarenergie in zwei getrennt ansteuerbaren Akkumulatoren gespeichert wird, bei denen mit Batteriecontrollern der Ladezustand und mit Temperatursensoren die Betriebstemperatur erfaßt wird und
  • - einer der Akkumulatoren zusammen mit einer zentralen Steuereinheit im oberen Bereich und ein weiterer Akkumulator im unteren Bereich des flächenhaften Außenwerbeträgers angebracht ist.


Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der für die Steuerung der autarken Beleuchtungseinrichtung eingesetzte Microcontroller kann nach individuellen kontaktqualitativen und kontaktquantitativen Gesichtspunkten den konkreten Standortbedingungen vor Ort angepaßt werden.

Die dazu erforderliche Programmierung wird über eine serielle Schnittstelle ermöglicht, wodurch die Steuerung in einfacher Weise an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann. Diese Änderungen können am flächenhaften Außenwerbeträger vor Ort ausgeführt werden, ohne daß gerätetechnische oder schaltungstechnische Veränderungen erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung verfügt über zwei verschiedene Anwendungsprogramme, einem Main-Programm und einem Application-Programm.

In beiden Programmen können die eingegebenen Werte in den zulässigen Grenzen geändert werden. Vorteilhaft ist die Bedingung, daß im Main-Programm Änderungen von Werten ausschließlich von Fachleuten, die sowohl mit der Controllerprogrammierung vertraut sind als auch umfangreiche Kenntnisse über die Abläufe innerhalb der Systemsteuerung besitzen, vorgenommen werden können.

Demgegenüber besteht im Application-Programm für den Betreiber der autarken Beleuchtungseinrichtung die Möglichkeit, jeweils ein speziell angepaßtes Programm zu realisieren. Dabei können variiert werden:

  • - die Ein- und Ausschaltzeit der Basisbeleuchtung,
  • - die Ein- und Ausschaltzeit der Zusatzbeleuchtung,
  • - die Anzahl und die Dauer der Einschaltungen,
  • - das Programm zur Auswahl der Sprachspeicher und zur Aktivierung eines ROM-Corders, mit dem die Programmierung der Reihenfolge der Ausgabe und der Ausgabezeiten erfolgt,
  • - die Zuordnung von Sprachspeicherchips zu bestimmten Gruppen wie Geräuschkulissen, Musik, Werbebotschaften, Infos sowie News und dergleichen,
  • - die Auswahl der Aktivierungsart des ROM-Corders, beispielsweise bei Annäherung von Personen oder zu voreingestellten Zeiten,
  • - die Programmierung einer im Tafelträger integrierten LCD-Anzeige zur Ausgabe von Texten,
  • - die Programmierung des LED-Laufschrifterzeugers, z. B. die Reihenfolge der Aussendung der Textblöcke und die Auswahl der Texte entweder zeitgesteuert oder bei Annäherung von Zielpersonen,
  • - die Aktivierung von Zähleinrichtungen zur Überprüfung der Werbewirksamkeit, z. B. die Registrierung der Schaltvorgänge, die durch Betätigen der Folientastatur im Tafelträger ausgelöst werden.


Die einzelnen Werte werden im Programm geändert und dann per Datenkabel über die serielle Schnittstelle an den Microcontroller übertragen.

Da die gesamte Systemsteuerung auf der Basis eines Microcontrollers realisiert wird, in dem ein Laderegler für das getrennte Laden von zwei Akkumulatoren integriert ist und eine getrennte Entladesteuerung mit integriertem Tiefentladeschutz und Batteriecontroller vorgesehen ist, kann das Laden und Entladen der Akkumulatoren so gesteuert werden, daß ein Hauptakkumulator für den Normalbetrieb, der ein größeres Speichervermögen und damit ein größeres Gewicht aufweist im unteren Bereich des flächenhaften Außenwerbeträgers angeordnet ist, zuerst entladen wird und ein weiterer als Reserveakkumulator dienender Akkumulator, der ein geringeres Speichervermögen und ein geringeres Gewicht aufweist und zusammen mit der Steuerung im oberen Bereich des flächenhafte Außenwerbeträgers angeordnet ist, zuerst geladen wird. Dadurch ist gewährleistet, daß der im oberen Bereich angebrachte Reserveakkumulator ständig geladen ist und nur im Fall eines sehr niedrigen Energieniveaus entladen wird. Zusätzlich ist jederzeit das externe Nachladen der Akkumulatoren vor Ort oder der Austausch eines entladenen Akkumulators gegen einen geladenen Akkumulator möglich.

Bekannte Beleuchtungseinrichtungen benötigen eine aufwendige Schaltuhr mit den dabei verbundenen Nachteilen, wie das Stellen der Uhr bei der Inbetriebnahme, das Verstellen der Uhr auf Grund von Ungenauigkeiten, das Umstellen von Sommer- und Winterzeit und bei Totalausfall ein neues Stellen der Uhr. Weitere Nachteile sind beispielsweise, daß bei bekannten Anordnungen ein hoher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich ist, daß für jede zu steuernde Baugruppe eine getrennte Zeitsteuerung benötigt wird und daß unterschiedliche Veränderungen der jeweiligen Zeitabläufe zu ungewollten Verschiebungen der Schaltzeiten für die einzelnen Baugruppen führen. Das Vermeiden dieser Verschiebungen durch schaltungstechnische Maßnahmen erfordert infolge der Kopplung der Bauelemente einen zusätzlichen Aufwand.

Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung wird für die im Microcontroller realisierte programmierbare Wochenschaltuhr als Zeitbasis ein DCF- 77-Funkuhr-Modul eingesetzt, welches über ein eingebautes Antennensystem vollautomatisch das Zeitnormal vom DCF-77-Sender in Mainflingen empfangen kann. Damit werden die obengenannten Nachteile vermieden.

In vorteilhafter Weise können bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung nach dem Master- Slave-Funktionsprinzip die Schaltvorgänge in verschiedenen, parallel geschalteten Systemen gleichzeitig ausgelöst werden, ohne daß eine direkte Kopplung der Systeme miteinander erforderlich ist. Weiterhin entfällt das Stellen der Uhr nach einem Versorgungsspannungsausfall. Die Wochenschaltuhr wird als Mehrkanal-Schaltuhr ausgeführt. Pro Kanal steht ein Open-Collector-Ausgang zur Verfügung. Die Schaltzeiten werden im Application-Programm des Microcontrollers eingestellt und können dort jederzeit geändert werden.

Vom Microcontroller werden zwei Schaltkanäle für anzuschließende Beleuchtungseinrichtungen bereitgestellt, wobei einem der beiden Kanäle ein Dimmer und ein Zufallsgenerator nachgeordnet sind. Dadurch wird ein optisch wirkungsvolles Ein- und Ausschalten der Zusatzbeleuchtung erreicht.

Möglich ist weiterhin, daß im Microcontroller eine Ansteuerschaltung für mehrere Sprachspeicher realisiert wird, die es ermöglicht, entsprechend des im Microcontroller programmierten Application-Programms die Ausgabe der Werbebotschaften zu voreingestellten Zeiten, bei Annäherung von Personen oder durch Auswahl über eine Tastatureingabe zu veranlassen.

Ferner ist es möglich, daß in der Beleuchtungsbox ein LED-Laufschrifterzeuger integriert ist, der von der zentralen Steuereinheit aktiviert wird. Dabei ist die Systemsteuerung so ausgelegt, daß ein Überschneiden verschiedener Werbebotschaften, z. B. die gleichzeitige Ausgabe einer auditiven Botschaft über den Sprachspeicher und einer visuellen Botschaft über den LED-Laufschrifterzeuger, vermieden wird.

Der im Microcontroller realisierte Laderegler arbeitet nach dem Prinzip der IU-Ladung. Eine vom Akkumulator-Hersteller vorgegebene Ladekennlinie sowie eine Kennlinie zur Temperaturabhängigkeit der Ladeschlußspannung wird im Speicherbereich der Microcontroller-Steuerung abgelegt und die Ladung entsprechend dieser Kennlinien durchgeführt. Ein an der Batterie angeschlossener Temperatursensor dient zur Ermittlung der aktuellen Batterietemperatur und damit der Festlegung der temperaturabhängigen Ladeschlußspannung. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Anordnungen können an die erfindungsgemäße Microcontroller-Steuerung zwei Akkumulatoren angeschlossen werden. Bei Erreichen des Volladezustandes des Reserveakkumulators wird automatisch auf den Hauptakkumulator umgeschaltet. Zur Verhinderung der Selbstentladung des Reserveakkumulators wird dieser periodisch mit einem kleinen Ladestrom nachgeladen. Erreicht auch der Hauptakkumulator den Volladezustand, so wird der Ladestrom entsprechend reduziert und es fließt nur noch ein geringer Ladestrom für die Erhaltungsladung.

Zweckmäßigerweise wird der Reserveakkumulator zusammen mit der Steuerung im Basisblock oberhalb des flächenhaften Außenwerbeträgers angeordnet. Der Hauptakkumulator, der vorteilhafterweise für eine größere Kapazität ausgelegt wird, kann im unteren Bereich des flächenhaften Außenwerbeträgers, z. B. an einer Stütze angebracht sein.

Die im Microcontroller realisierte Entladesteuerung regelt die Entladung der Akkumulatoren. Je nach vorgegebenem Programm wird zunächst der Hauptakkumulator bis zum Erreichen der Tiefentladeschwelle entladen und dann auf den Reserveakkumulator umgeschaltet. Gleichzeitig erfolgt durch einen im Microcontroller realisierten Batteriecontroller eine Bilanzierung der in den beiden Akkumulatoren tatsächlich vorhandenen Energiemengen. Diese Bilanzierung erfolgt durch eine vorzeichenbehaftete Messung der Lade- und Entladeströme mittels Shunt an beiden Akkumulatoren. Das Ergebnis dieser Bilanzierung steht im Microcontroller als Wert für weitere Schaltvorgänge zur Verfügung und kann über Tastendruck auf ein zweizeiliges LCD-Display ausgegeben werden. In Abhängigkeit vom Energieinhalt können dann stufenlos Komponenten des Gesamtsystems zu- oder abgeschaltet werden. Somit ergibt sich ein gestaffelter Tiefentladeschutz, dessen Grenzen mit Hilfe der Software des Microcontrollers stufenlos eingestellt werden können.

In der Beleuchtungsbox ist eine asymmetrische Leuchte angebracht, die mit einer Leuchtstofflampe zur annähernd gleichmäßigen Grundbeleuchtung der zu beleuchtenden Werbefläche ausgerüstet ist. Um die Energieausbeute zu optimieren, kommen Niederspannungs-Leuchtstofflampen für Betriebsspannungen von 12 bis 24 V zur Anwendung.

Die ebenfalls in der Beleuchtungsbox inkludierten zusätzlich verstellbaren Spot-Strahler ermöglichen die Gestaltung von Lichtinseln. Sie sind insbesondere bei der Beleuchtung von Teilen des Werbemittels zur werbewirksamen Hervorhebung bestimmter Bereiche geeignet.

Um diese Spot-strahler optisch wirkungsvoll einsetzen zu können, wird im Microcontroller ein Zufallsgenerator realisiert, der es ermöglicht, die einzelnen Halogen-Strahler in unterschiedlicher Reihenfolge zu- und abzuschalten. Wird von der Wochenschaltuhr ein Ein- oder Ausschaltbefehl gegeben, so wird der Zufallsgenerator aktiviert und die einzelnen Halogen-Strahler nacheinander ein- oder ausgeschaltet. Eine zusätzliche Tiefsetzstellerschaltung ermöglicht in Kombination mit dem Microcontroller ein weiches Ein- und Ausblenden der Zusatzbeleuchtung um einen abrupten Lichtwechsel auf der Werbefläche zu verhindern. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die flächenhaften Außenwerbeträger in der Nähe von Straßen aufgestellt sind und durch eine abrupte Änderung der Beleuchtungsstärke die Sicherheit der Straßenverkehrsteilnehmer, insbesondere der Fahrzeugführer, beeinträchtigt werden könnte. Die Dimmzeiten können im Application-Programm des Microcontrollers frei eingestellt werden.

Vorteilhafterweise ist die Beleuchtungsbox mit dem Basisblock lösbar verbunden und befindet sich in einem definierten Abstand vor der zu beleuchtenden Werbefläche. Die Anordnung am oberen Rahmen des flächenhaften Außenwerbeträgers gewährleistet einen wirksamen Schutz der Anlage vor mutwilliger Beschädigung.

Im Microcontroller wird eine Ansteuerschaltung für digitale Sprachspeicher realisiert, die es ermöglicht, mehrere verschiedene Sprachspeicher oder Sprachspeicherkaskaden direkt zu adressieren und damit über ein entsprechendes Programm im Microcontroller entweder zu voreingestellten Zeiten, bei Annäherung von Personen über einen zusätzlichen PIR-Sensor oder durch Anwahl über eine Matrixtastatur zu aktivieren. Die jeweils gültige Aktivierungsart wird im Application-Programm festgelegt. Bei Aktivierung eines Sprachspeichers wird gleichzeitig ein NF-Verstärker zugeschaltet, der das Ausgangssignal des Sprachspeichers auf die erforderliche Lautstärke intensiviert. Zusätzlich ist der Verstärker mit einer umgebungsgeräuschabhängigen Lautstärkeregelung versehen.

Der in der Beleuchtungsbox integrierte LED-Laufschrifterzeuger wird von der zentralen Steuerung zu vorprogrammierten Zeiten bzw. bei Annäherung von Personen auf dem Gehweg durch einen PIR-Sensor aktiviert. In dieser Schaltungsanordnung wird ein herkömmlicher LED-Laufschrifterzeuger mit serieller Schnittstelle eingesetzt. Die serielle Schnittstelle ermöglicht eine direkte Kommunikation mit dem Microcontroller und damit auch eine direkte Programmierung und Steuerung des LED-Laufschrifterzeugers. Weiterhin besteht über ein Funkmodem die Möglichkeit, eine Programmierung des LED- Laufschrifterzeugers von einer zentralen Stelle aus durchzuführen. Damit können kostengünstig aktuelle Informationen auf den LED-Laufschrifterzeuger übermittelt und über diesen angezeigt werden. Die Aktivierung des LED-Laufschrifterzeugers erfolgt zu vorher eingestellten Zeiten in Kombination mit einem PIR-Sensor. Dadurch wird eine Mitteilung zur voreingestellten Zeit nur dann ausgegeben, wenn sich mindestens eine Person im Umfeld des flächenhaften Außenwerbeträgers, in der sogenannten Kontaktzone, aufhält. Eine Schaltuhr aktiviert die Ausgabe für einen bestimmten Zeitraum. Aber die Ausgabe der Nachricht erfolgt nur dann, wenn in diesem Zeitraum vom PIR-Sensor wenigstens eine Person in der Kontaktzone registriert wird. Dies ermöglicht eine effiziente und energiesparende Betriebsweise des Gesamtsystems.

Die Steuerung wird zweckmäßigerweise ergänzt durch ein internes Ladegerät zum Anschluß der Anlage an ein externe Spannungsquelle um das Nachladen des Energiespeichers bei unzureichendem Energieangebot zu gewährleisten sowie durch einen Überschußmanager, der die sofortige Freigabe von Verbrauchern bei vollem Energiespeicher garantiert.

Der Basisblock, in dem sich der Reserveakkumulator und die Steuerung befinden, ist zur sicheren Unterbringung der einzelnen Komponenten durch mehrere Trennwände unterteilt. Die zentrale Steuerung ist zweckmäßigerweise von außen durch Öffnen einer verschließbaren Abdeckung erreichbar. Sie ist dabei so angebracht, daß sie zwar von außen bedienbar ist, jedoch nicht durch die Bedienungsöffnung entnommen werden kann. Aus Gründen des Diebstahlschutzes ist es zweckmäßig, das Gehäuse mit Spezialschrauben zu verschließen, die nur mit einem dafür vorgesehenen Spezialwerkzeug entfernt werden können.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann mehrfach nebeneinander an einem flächenhaften Außenwerbeträger angebracht werden, wobei in diesem Fall nur einer der Basisblöcke mit einer vollständigen Systemsteuerung versehen sein muß und die übrigen Beleuchtungseinrichtungen von dieser Steuerung betätigt werden. Zweckmäßigerweise sind dann die Basisblöcke der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen über ein Datenkabel miteinander verbunden (Master-Slave-Funktionsprinzip).

Um das Solarpaneel in die günstigste Bestrahlungsrichtung ausrichten zu können, ist auf der Oberseite des Basisblocks eine drehbar gelagerte, arretierbare Halterung für die Paneelbox befestigt, in dessen Innerem das Verbindungskabel zu der zentralen Steuerung verlegt ist. In den beiden am seitlichen Rahmen des flächenhaften Außenwerbeträgers angebrachten Infoblöcken sind weitere Informationsträger integriert. Dies können sein: ein herkömmliches Digital-Wetterstationsmodul, welches Angaben zur Temperatur, Luftfeuchtigkeit, allgemeine Wettertendenz, Luftdruck, Luftdrucktendenz und dergleichen ermöglicht, eine Datums- und Uhrzeitanzeige, die mit dem Microcontroller und dem DCF-Funkuhr-Modul gekoppelt ist, ein vierzeiliges LCD-Display sowie eine Folientastatur zum interaktiven Eingriff in die Informationsübermittlung.

Zusätzlich kann der momentan erzeugte Ladestrom über ein zweizeiliges LCD-Display angezeigt werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Hierzu zählen insbesondere:

  • - die Unabhängigkeit des Einsatzortes von einer Netzspannungsanschlußmöglichkeit,
  • - die Vielseitigkeit der Steuerungsmöglichkeiten durch die Programmierbarkeit des Microcontrollers,
  • - die Möglichkeit der unbegrenzten Anzahl an Schaltspielen,
  • - die gemeinsame Steuerungsmöglichkeit mehrerer werbewirksamer, technischer Effekte wie beispielsweise das Zusammenspiel von speziellen Strahleranordnungen für Lichtinselbildungen und auditiven oder visuellen Werbemedien,
  • - die energiesparende Lichterzeugung durch Niederspannungs-Leuchtstofflampen, die längere Zeit unabhängig von einer Netzstromversorgung mit regenerativer Energie aus Solarpaneelen in Verbindung mit einem Solarakkumulator betrieben werden,
  • - die einfache Montage und Demontage der Beleuchtungseinrichtung,
  • - der Aufbau der Gesamtanlage als Bausteinsystem, wodurch je nach Erfordernissen einzelne Komponenten der Beleuchtungseinrichtung zu einem System kombiniert werden können,
  • - die durch den Einsatz des Microcontrollers ermöglichte einfache Kopplung von mehreren autarken Beleuchtungseinrichtungen nach dem Master-Slave- Funktionsprinzip, wodurch der Schaltungsaufwand bei der Parallelschaltung mehrerer solarbetriebener Beleuchtungseinrichtungen reduziert wird,
  • - die Aufstellungsmöglichkeit der Beleuchtungseinrichtung ohne die erforderlichen Genehmigungsverfahren für Erdarbeiten sowie der Wegfall der sonst notwendigen Installationen für den Netzanschluß, wodurch die Kosten für Verlegung und Material sowie die Kosten für Stromverbrauch entfallen.


Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in montierter Form;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Beleuchtungseinrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Tafelträger mit Zusatzeinrichtungen;

Fig. 4 die Unteransicht der Beleuchtungsbox;

Fig. 5 die Seitenansicht der Beleuchtungsbox und

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung.

In den Fig. 1 und 2 ist die Gesamtanordnung dargestellt. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung enthält die Bausteine Paneelbox 1, Basisblock 2 und Beleuchtungsbox 3, die untereinander und mit dem Tafelträger 14 durch stabile Profilschienen verbunden und je nach Bedarf montier- bzw. demontierbar sind. Der Basisblock 2 bildet den Grundbaustein der autarken Beleuchtungseinrichtung und enthält im Inneren den wechselbaren Reserveakkumulator 5 und die zentrale Steuereinheit 6 für die gesamte Anlage.

Auf der Deckfläche 7 des Basisblocks 2 befindet sich im vorderen Bereich ein Dämmerungsschalter 21 und dahinter eine mittels Schwenklager 8 drehbar angeordnete Paneelbox 1, in der ein Solarmodul integriert ist, das in die für die Energieerzeugung optimale Sonneneinstrahlungsrichtung gedreht werden kann. Die zur Speisung der Anlage erzeugte Solarenergie wird in dem im Basisblock 2 befindlichen Reserveakkumulator 5 zwischengespeichert.

Fig. 3 zeigt die Tafelträger 14, in die jeweils ein Infoblock 9 als weiterer Bestandteil der Beleuchtungseinrichtung integriert ist. Der Infoblock 9 beinhaltet Anzeigeelemente für Systemdaten, z. B. ein Wetterstationsmodul 10, ein DCF- Funkuhr-Modul 12, ein LCD-Display 13 sowie eine Folientastatur 11 und zusätzlich einen PIR-Sensor 19.

Die Bedienbarkeit der zentralen Steuereinheit 6 und der Wechsel des Reserveakkumulators 5 ist durch abdeckbare Öffnungen 7 im Basisblock 2 gewährleistet.

Am Basisblock 2 ist rechtwinklig zur Werbefläche 4 die in den Fig. 4 und 5 erläuterte Beleuchtungsbox 3 angeordnet. In ihr sind eine zur Lichterzeugung verwendete asymmetrische Leuchte 15 mit einer Niederspannungs-Leuchtstofflampe, der zugehörige Reflektor 16 zur Strahlungskonzentration auf die zu beleuchtende Werbefläche 4, bedarfsweise einschaltbare und in ihrer Stellung steuerbare Spot-Strahler 17, ein Lautsprecher 18 zur Abgabe akustischer Effekte und in der schräggestellten Stirnfläche der LED-Laufschrifterzeuger 20 angeordnet.

Eine umfassende Plastbeschichtung sämtlicher Gehäuseoberflächen der Bausteine sorgt für eine weitgehende Witterungsresistenz der Anlage.

Das Zusammenwirken der Funktionselemente erläutert das in Fig. 6 dargestellte Blockschaltbild.

Bezugszeichenliste

1 Paneelbox

2 Basisblock

3 Beleuchtungsbox

4 Werbefläche

5 Reserveakkumulator

6 zentrale Steuerung

7 Deckfläche des Basisblocks

8 Schwenklager

9 Infoblock

10 Wetterstationsmodul

11 Folientastatur

12 DCF-Funkuhr-Modul

13 LCD-Display

14 Tafelträger

15 asymmetrische Leuchte

16 Reflektor

17 Spot-Strahler

18 Lautsprecher

19 PIR-Sensor

20 LED-Laufschrifterzeuger

21 Dämmerungsschalter


Anspruch[de]
  1. 1. Solarbetriebene Beleuchtungseinrichtung für flächenhafte Außenwerbeträger, insbesondere für Großflächen, die mehrere mit Solarenergie betriebene Einrichtungen, wie Beleuchtungselemente, zusätzlich integrierte auditive und visuelle Werbemedien sowie einen Energiespeicher enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - die Beleuchtungseinrichtung modulare Baugruppen aufweist, die jeweils aus einem Basisblock (2), einer Beleuchtungsbox (3) und einer Paneelbox (1) bestehen,
    2. - die gesamte Beleuchtungseinrichtung über eine zentrale Systemsteuerung (6) mit Microcontroller gesteuert wird,
    3. - die Solarenergie in zwei getrennt ansteuerbaren Akkumulatoren gespeichert wird, bei denen mit Batteriecontrollern der Ladezustand und mit Temperatursensoren die Betriebstemperatur erfaßt wird und
    4. - einer der Akkumulatoren im oberen Bereich und ein weiterer Akkumulator im unteren Bereich des flächenhaften Außenwerbeträgers angebracht ist.
  2. 2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der Beleuchtungsbox (3) über zwei Schaltkanäle angesteuert werden, wobei einem der beiden Kanäle ein Dimmer und ein Zufallsgenerator zugeordnet ist.
  3. 3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - im Microcontroller der zentralen Systemsteuerung (6) ein Laderegler für zwei Akkumulatoren und eine Entladesteuerung mit Tiefentladeschutz und Batteriecontroller integriert ist,
    2. - die Systemsteuerung (6) so ausgelegt ist, daß die Ausgabe verschiedener Werbebotschaften, wie auditive Botschaften über den Sprachspeicher und visuelle Botschaften über den LED-Laufschrifterzeuger koordiniert wird und
    3. - am Microcontroller eine serielle Schnittstelle zur Programmierung vorhanden ist.
  4. 4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitbasis für alle vom Microcontroller gesteuerten Einrichtungen ein DCF-77-Funkuhr-Modul verwendet wird.
  5. 5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Microcontroller eine Ansteuerschaltung für mehrere Sprachspeicher vorhanden ist, die es ermöglicht, entsprechend eines im Microcontroller realisierten Application-Programms die Ausgabe der Werbebotschaften zu voreingestellten Zeiten, bei Annäherung von Personen mit Hilfe eines PIR-Sensors oder durch Auswahl über eine Tastatureingabe zu ermöglichen.
  6. 6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Paneelbox (1) am flächenhaften Außenwerbeträger so angeordnet ist, daß sie um eine horizontale Achse schwenkbar ist und eine Feststellmöglichkeit aufweist.
  7. 7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsbox (3) mindestens eine asymmetrische Leuchte (15) und Spot-Strahler (17) und/oder einen Lautsprecher (18) sowie einen vom Microcontroller gesteuerten LED-Laufschrifterzeuger (19) enthält.
  8. 8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuerung (6) und einer der Akkumulatoren in einem mit verschließbaren Öffnungen versehenem Gehäuse angeordnet sind, welches durch Trennwände unterteilte Fächer aufweist, wobei der Reserveakkumulator (5) sich in einem Fach auf einem beweglichen Schlitten befindet und die zentrale Steuerung (6) in einem Fach angeordnet ist, dessen Öffnung kleiner als die Abmessungen der zentralen Steuerung (6) ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com