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Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 1 Reinhard Werner Francis Pinto Jan Langsdorf Miniaturisierte Leuchteinheit.

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Präsentation zum Thema: "Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 1 Reinhard Werner Francis Pinto Jan Langsdorf Miniaturisierte Leuchteinheit."—  Präsentation transkript:

1 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 1 Reinhard Werner Francis Pinto Jan Langsdorf Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung Auftraggeber: Dipl.-Ing. Michael Härtl, Firma Siteco Betreuer:Dipl.-Ing. Christian Wohlgemuth

2 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 2 Inhalte 1.Aufgabenstellung der Firma Siteco 2.Vorüberlegungen zum Übertrager 3.Lösungsansatz für Gehäuse 4.Schaltzustände 5.Schaltung 6.Resümee & Aussicht

3 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 3 Aufgabenstellung - Leuchteinheit mit zwei Schaltzuständen - Galvanisch getrennt von der Versorgungsspannung - Übertragung der Schaltzustände über Versorgungsspannung - Schutz vor Vandalismus und Diebstahl 1. Zustand2. Zustand Bedieneinheit LAMPE Lampe 1Lampe n

4 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 4 Lösungsansatz Übertragung Ansatz:Induktion Problem:Herstellung, Magnetische Kopplung Spulenparameter:

5 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 5 Voruntersuchung Übertragung Braun-Spulen mit Ferrit Braun-Spulen ohne Ferrit Eigenproduktion Strom [A] Spannung [V]

6 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 6 Lösung Gehäuse

7 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 7 Signalauswertung und Schaltzustände + Geringer Schaltungsaufwand + Signaltreue bei der Übertragung + Hohe Störsicherheit + Kostengünstig zu realisieren - Leichtes Glimmen der 1. LED Problem: Übertragung des Signals auf der Versorgungsleitung Spannungsebenen Zeit [min] Spannung [V] Schwelle 1 Schwelle 2

8 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 8 Schaltung Einfach an diverse LED-Sorten anzupassen, kostengünstigste Variante Gleichspannung LED 2LED 1 Transistor 1 Transistor 2 GND V+

9 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 9 Resümee & Aussicht Ziele erreicht Leuchteinheit mit zwei Schaltzuständen Galvanisch getrennt von der Versorgungsspannung Übertragung der Schaltzustände über Versorgungsspannung Schutz vor Vandalismus und Diebstahl Vortrag bei Siteco

10 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 10 ENDE

11 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 11 Aufgabenstellung Zwei-Komponenten-Bauweise (Leuchtmitteleinheit, Versorgungseinheit) Steuerung verschiedener, sichtbarer Zustände der Leuchteinheit über die Versorgungsleitung. Entwicklung einer Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung.

12 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 12 Anwendung, Motivation 2. Es soll keine Verletzungsgefahr an zugänglichen, stromführenden Anschlüssen entstehen, auch nicht während des Betriebs. 3. Ermöglichen einer wasserdichten und robusten Komponentenbauweise (Schutz vor Korrosion und Erschütterungen). 1. Anwendung im Außenbereich als Orientierungs- oder Notbeleuchtung (z.B. farbliche Anzeige eines versperrten Fluchtweges).

13 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 13 Schematischer Aufbau Leuchteinheit Sockel Geometrie: zylinderförmig, Grundfläche Leuchteinheit mm 2, Gesamte Höhe < 100 mm Übertragungsglied El. Versorgungs- und Steuerleitung

14 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 14 Gliederung Aufgabenstellung, Anwendung und Aufbau Funktionsstruktur Energie- und Signalübertragung Weitere Entwicklungsplanung

15 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 15 Funktionsstruktur Störgrößen:- Staub - Feuchtigkeit - Spannungsabfall - EM-Störungen el. Energie + Signal Restriktionen:- Schutzkleinspannung - Spritzwassergeschützt - Galvanische Trennung - 2 Zustände Blackbox Licht

16 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 16 Blackbox el. Energie + Signal Signal dekodieren S + E verknüpfen und wandeln Licht S S E el. E+S E + S galv. getrennt übertragen E + S trennen

17 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 17 Gliederung Aufgabenstellung, Anwendung und Aufbau Funktionsstruktur Energie- und Signalübertragung Weitere Entwicklungsplanung

18 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 18 Möglichkeiten zur Energieübertragung zwischen Sockel und Leuchteinheit 1. Optisch (Lichtleiter, Solarzellen) Lampe und Solarzelle notwendig Lichtleiter über weite Strecken nicht effizient genug Wirkungsgrad gering Empfindliche Bauteile Hohe Kosten Nachteile:

19 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 19 Möglichkeiten zur Energieübertragung zwischen Sockel und Leuchteinheit 2. Mechanisch (Motor, Generator) Vorteile: Hoher Wirkungsgrad (durch Übersetzung) Hoher Platzbedarf Hoher Verschleiß Hohe Kosten Große Geräuschentwicklung Nachteile:

20 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 20 Möglichkeiten zur Energieübertragung zwischen Sockel und Leuchteinheit 3. Elektrisch (Induktion) Erprobt und ausgereift Relativ einfache und kostengünstige Herstellung Keine hohe Belastung der „Bauteile“ (Spulen) Überlagerung von Signal und elektrischer Energie möglich Vorteile: Nachteile: Entstehung von Magnetfeldern

21 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 21 Arten der Signalform 1. Kurzer Impuls Vorteile: Geringer Schaltungsaufwand Erweiterbarer Code Hoher Informationsgehalt Impulsverformung bei der Übertragung Geringe Störsicherheit Nachteile:

22 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 22 Arten der Signalform 2. Variable Frequenz Vorteile: Erweiterbarer Code Hoher Informationsgehalt Signaltreue bei der Übertragung Hohe Störsicherheit hoher Schaltungsaufwand Nachteile:

23 Miniaturisierte Leuchteinheit mit galvanisch getrennter Energieübertragung 23 Arten der Signalform 3. Spannungsebenen Vorteile: Geringer Schaltungsaufwand Signaltreue bei der Übertragung Hohe Störsicherheit Eingeschränkte Erweiterbarkeit Informationsgehalt nicht ganz so hoch Nachteile:


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