DE4008940A1 - Elektronische rolladensteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Rolladen­ steuerung für eine motorisch angetriebenen Rolladen, eine Jalousie oder dergl., mit einer Bedienungstastatur (2, 10) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Veranlassen des Öffnens und des Schließens des Rolladens.

Solche Rolladensteuerungen sind allgemein bekannt. Durch Betätigen einer Schließtaste wird der Motor in Gang gesetzt, so daß er den Rolladen herabläßt. Das Öffnen der Rolladens wird durch Betätigen einer Öffnungs­ taste veranlaßt. Die Rolladensteuerung ist mit einem Bedienungsteil auf einer Frontplatte versehen, die eine Anzeige und eine Tastatur enthält. Hinter der Front­ platte befinden sich die elektronische Steuerschaltung und/oder das Leistungsteil, der mit dem Motor elek­ trisch verbunden ist. Steuerteil und Leistungsteil be­ finden sich in einem normgerechten Gehäuse, das sich leicht in eine normale Installations-Unterputz- oder Aufputzdose neben einem Fenster einsetzen läßt.

Man kann nun daran denken, zusätzlich zu den Tasten für die Handsteuerung eine elektronische Zeitschaltuhr vor­ zusehen, die ein selbsttätiges Schließen und Öffnen der Rolladens zu einer bestimmten Zeit am Morgen bzw. zu einer bestimmten Zeit am Abend veranlaßt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die voreingestellten Tageszeiten häufig korrigiert werden müssen, da es z. B. nach Winteranfang immer führer hell wird und immer später dunkel wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elek­ tronische Rolladensteuerung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine vollautomatische Betätigung des Rolladens ermöglicht, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Steuerung von Zeit zu Zeit umzustellen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine elektronische Jahreskalendereinheit zum selbsttätigen Erzeugen der Steuersignale in Abhängigkeit von der Tageszeit von Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang.

Durch diesen "astronomischen Kalender" lassen sich die Öffnungs- und die Schließzeiten für den Rolladen für praktisch unendliche Zeit vorgeben. Da Sonnenaufgang und Sonnenuntergang einer periodischen Funktion mit dem Jahrestag als der veränderlichen Größe entsprechen, liefert die erfindungsgemäße Kalendereinheit Jahr für Jahr die richtigen Werte zum Erzeugen der Steuersignale zum Öffnen und zum Schließen des Rolladens.

Bevor auf spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ein­ gegangen wird, sei angemerkt, daß die Erfindung nicht nur für Rolläden, sondern auch für Jalousien, Markiesen, Klappläden und dergl. einsetzbar ist.

Die elektronische Kalendereinheit kann vom Hersteller so eingerichtet sein, daß schon direkt nach der Her­ stellung im noch nicht eingebauten Zustand die Steuersignale kalendergerecht erzeugt werden. Beim Einbau der Steuerung brauchen dann überhaupt keine Einstellarbeiten mehr vorgenommen zu werden.

In einer speziellen Ausgestaltung besitzt die erfin­ dungsgemäße Rolladensteuerung eine als ihr dienende Zählereinheit und einen Vergleicher, der mindestens täglich den Inhalt der Zählereinheit mit einem von Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang abhängigen Vorgabe­ wert vergleicht und bei Übereinstimmung ein Steuersig­ nal erzeugt. Zweckmäßigerweise kann die von der Zähler­ einheit durchgeführte Zeitzählung auf einer Anzeige des Gehäuses der Steuerung angezeigt werden.

Grundsätzlich gibt es zwei Varianten der speziellen Ausgestaltung der Kalendereinheit. Zu einem sieht die Erfindung vor, daß die Kalendereinheit ein Tabellen­ speicher enthält, in dem für jeden Kalendertag oder für jeweils eine Gruppe einiger aufeinanderfolgender Kalendertage Öffnungszeiten und Schließzeiten ge­ speichert sind. Vorzugsweise besitzt die Rolladen­ steuerung einen Mikroprozessor, und mit Hilfe des Mikroprozessors wird der Tabellenspeicher abhängig vom Datum bzw. von dem Jahrestag adressiert, so daß die zu diesem Jahrestag gehörige Öffnungszeit bzw. Schließzeit ausgelesen wird. Die ausgelesene Zeit wird in dem Vergleicher mit der laufenden Uhrzeit verglichen. Bei Übereinstimmung wird das entsprechende Steuersignal zum Öffnen bzw. zum Schließen der Rollade erzeugt. Um Speicherplatz zu sparen, kann man eine gemeinsame in der Tabelle gespeicherte Zeit für jeweils eine Gruppe von mehreren Tagen vorsehen. Da die Zeiten für Sonnenaufgang und Sonnenuntergang von einem Tag auf den anderen nur geringfügig variieren, wird das erfindungsgemäße Ziel einer von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang abhängigen Rolladenbetätigung dennoch erreicht.

Zum anderen sieht die Erfindung vor, daß die Kalender­ einheit eine Recheneinheit enthält, die die Öffnungs­ zeiten und die Schließzeiten abhängig von einer mathe­ matischen Funktion berechnet, die eine Approximation des kalendertagabhängigen Verlaufs der Sonnenaufgangs­ zeit bzw. der Sonnenuntergangszeit darstellt. Zeichnet man die Tageszeiten für Sonnenaufgang und für Sonnen­ untergang in ein Koordinatensystem ein, auf dessen Abszisse die Kalendertage eines Jahres aufgetragen sind, so ergibt sich eine Funktion, die im Prinzip einer Kosinusfunktion ähnelt. Diese Kosinusfunktion ist im Prinzip Grundlage für die genannte mathematische Funktion, mit der die Sonnenaufgangszeiten und Sonnenuntergangszeiten approximiert werden. In diesem Fall wird ein Tabellenspeicher nicht benötigt. Die erfindungsgemäß bewirkte Abhängigkeit des Betätigens des Rolladens von der Tageszeit von Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang besagt zum einen, daß die Öffnungs­ zeiten und die Schließzeiten mehr oder weniger genau mit der Tageszeit für Sonnenaufgang bzw. Sonnenunter­ gang übereinstimmen. Zum anderen besagt diese Abhängig­ keit aber auch, daß die Öffnungszeiten und die Schließ­ zeiten gegenüber den Tageszeiten für Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang zeitlich versetzt sind.

Insbesondere ist eine solche zeitliche Versetzung in der Mitte des Sommers und in der Mitte des Winters ange­ bracht. Da zur Zeit der Sonnenwende im Sommer die Sonne bereits um ca. 4.00 morgens aufgeht, kann man in dieser Jahreszeit eine solche Programmierung der Steuerung vor­ sehen, daß das Öffnen des Rolladens um ein oder zwei Stunden verzögert wird. Dabei kann es sich um eine vorab erstellte Programmierung handeln, oder man kann diese Funktion durch freie Programmierung realisieren. Es läßt sich z. B. dadurch realisieren, daß an ausgewählten Tagen im Sommer stets zu einer konstanten Uhrzeit, z. B. 6.00 Uhr morgens, der Rolladen geöffnet wird. Entsprechende Betrachtungen gelten für das Schließen des Rolladens und/oder auch für den Betrieb der Rolladensteuerung im Winter.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Steuer­ geräts der erfindungsgemäße Rolladensteuerung,

Fig. 2 ein stark vereinfachtes Blockdiagramm einer elektronischen Rolladensteuerung,

Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm des Steuer­ teils der Rolladensteuerung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des in Fig. 3 in Blockform dargestellten Kalenderzählers,

Fig. 5 eine teilweise Speicherübersicht des Tabellen­ speichers in Fig. 3,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der elektronischen Rolladensteuerung veranschau­ licht, und

Fig. 7 eine graphische Darstellung des kalendertag­ abhängigen Verlaufs der Tageszeit für den Sonnenaufgang.

Fig. 1 zeigt ein Steuergerät 2 einer elektronischen Rolladensteuerung. Das Steuergerät 2 besitzt eine Frontplatte 4, ein auf der Rückseite der Frontplatte 4 befestigtes Gehäuse 6, eine auf der Frontplatte 4 befindliche Anzeige 8 und eine ebenfalls auf der Front­ platte 4 befindliche Tastatur 10. Die Tastatur 10 ent­ hält Tasten zum Erzeugen von Steuersignalen, und zum Programmieren, um eine Motorbetätigung zu veranlassen, damit ein nicht dargestellter Rolladen geschlossen oder geöffnet wird.

In dem Gehäuse 6 befinden sich ein Steuerteil S und ein Leistungsteil L der Rolladensteuerung, wie schema­ tisch in Fig. 2 gezeigt ist. Der Leistungsteil L enthält eine Stromversorgungseinrichtung, Relais und Anschlüsse, und von dem Leistungsteil führen Strom­ kabel zu dem Antriebsmotor des Rolladens, bei dem es sich vorzugsweise um einen sogenannten Rohrmotor handelt, der sich im hohlen Wickelkern des Rolladens befindet. Das in Fig. 1 dargestellte Steuergerät 2 wird mit dem Gehäuse 6 in eine Öffnung der Mauer nahe dem Fenster eingelassen, so daß die Frontplatte 4 leicht aufgesteckt wird und das Gehäuse 6 leicht zugänglich ist.

Gemäß Fig. 2 umfaßt der Steuerteil S eine Steuerungs­ elektronik 12, die Anzeige 8 und die Tastatur 10.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des Steuerteils S im einzelnen. An einen mehrere Übertragungsleitungen enthaltenden Bus 30 sind angeschlossen: die Anzeige 8, die Tastatur 10, eine das Steuerteil 1 mit dem Leistungsteil L ver­ bindende Schnittstelle (IF) 24, ein Festspeicher (ROM) 14, ein Schreib-/Lese-Speicher (RAM) 16, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), z. B. einen Mikroprozessor 18, mit einem Registersatz (Reg.) 22, und einen als Uhr bzw. Kalendertagzähler (KZ) fungierenden Zähler 20.

In dem Festspeicher 14 ist ein Steuerungsprogramm gespeichert, welches außer der hier interessierenden Steuerung des Öffnens und die Schließens in Abhängig­ keit der Tageszeit für Sonnenuntergang und Sonnen­ aufgang auch andere Steuerungsaufgaben wahrnimmt.

Der Zähler 20 ist ein mehrstelliger binärer Zähler, jedoch ist in Fig. 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit eine dezimale Schreibweise verwendet worden. Gemäß Fig. 4 umfaßt der Zähler 20 drei Abschnitte, einen zweistelligen Abschnitt für Minuten (min), eine zwei­ stelligen Abschnitt für Stunden (h), und einen drei­ stelligen Abschnitt (KT) für den laufenden Kalendertag. Der Zähler ist so ausgebildet, daß er zyklisch zählt, d. h.: nach dem Kalendertag 365 folgt der Tag 001. Schaltjahre werden nicht berücksichtigt, es ist jedoch ersichtlich, daß es auch über viele Jahre hinweg allenfalls nur zu geringfügigen Verschiebungsfehlern kommt, die vernachlässigbar sind.

Fig. 5 zeigt den Inhalt des Schreib-/Lese-Speichers 16 bzw. einen Teil dieses Speichers. Auf der linken Seite in Fig. 5 sind die adressierbaren Speicher­ plätze nummeriert von 1 bis 730 angegeben. In den Speicherplätzen 1 bis 365 sind die Öffnungszeiten zum Öffnen der Rollade gespeichert, in den Speicher­ plätzen 366 bis 730 sind die abendlichen Schließzeiten für die Rollade gespeichert.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, entspricht die im ersten Speicherplatz gespeicherte Uhrzeit 08.30 etwa der Tages­ zeit für den Sonnenaufgang am Jahresende und am Jahres­ anfang (die späteste Tageszeit für den Sonnenaufgang entspricht an sich dem Winteranfang, aus Gründen der Vereinfachung ist hier jedoch als kürzester Tag vom ersten Januar ausgegangen, was eine noch zulässige Vereinfachung ist).

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ändert sich die Tages­ zeit für den Sonnenaufgang und dementsprechend die Tageszeit zum Öffnen des Rolladens mit zunehmendem Kalendertag. Am Schluß des Jahres entspricht die Zeit wieder dem Wert am Jahresanfang.

Die Schließzeiten für den Rolladen sind in den Speicher­ plätzen 366 bis 730 gespeichert. Der Sonnenuntergang am Jahresanfang findet etwa um 16.30 Uhr statt, jedoch ist hier eine zeitliche Versetzung um eine halbe Stunde einprogrammiert, damit die Rolläden erst dann schließen, wenn es tatsächlich dunkel ist. Eine entsprechende zeitliche Versetzung läßt sich auch bei den morgend­ lichen Öffnungszeiten für den Rolladen berücksichtigen.

Da in der Mitte des Sommer die Sonne relativ früh auf­ geht, ein Öffnen der Rolläden jedoch erst beispielsweise um 6 Uhr erwünscht ist, kann man die entsprechenden Öffnungszeiten in der Sommerzeit so einprogrammieren, daß das Öffnen einer Rollade auf keinen Fall vor 6 Uhr stattfindet. Dazu kann man den in Fig. 5 dargestellten Tabellenspeicher in der fraglichen Zeit in der Mitte des Sommers entsprechend fest programmieren, also in der Sommerzeit keine Öffnungszeit vor 6 Uhr morgens vorsehen.

In einer anderen Variante zum Verhindern eines allzu frühen Öffnens des Rolladens kann man eine sogenannte freie Programmierung vorsehen, dabei können die im Tabellenspeicher enthaltenen Öffnungszeiten dem tatsächlichen Sonnenaufgang entsprechen, wobei durch eine Zusatzprogrammierung jedoch erst eine Freigabe des Steuersignals zum Öffnen des Rolladens um 6 Uhr erfolgt.

Anhand von Fig. 6 soll nun der Ablauf der elektronischen Rolladensteuerung für einen Kalendertag, z. B. den 23. Februar erläutert werden. Im Schritt S1 (Fig. 6) generiert die CPU 18 (Fig. 3) einen Adresse für den Speicher 16. Die Adresse entspricht dem Kalendertag KT oder hängt von dem Kalendertag ab.

Im Schritt S2 erfolgt ein Zugriff auf den Speicher 16 mit der generierten Adresse ADR. Der aus dieser Adresse ausgelesene Speicherinhalt wird in das Register Reg. 22 eingespeichert. Nun erfolgt ein von der CPU 18 durchgeführter Vergleich. Verglichen wird der Inhalt des Registers Reg. 22 mit dem Inhalt des Zählers 20 (Schritt S3).

Am 23. Februar geht die Sonne um 07.21 Uhr auf, und dieser Wert ist am Speicherplatz 54 des Tabellen­ speichers 16 eingespeichert (in Fig. 5 nicht darge­ stellt). Wenn nun der Zählerstand des Zählers 20 in dessen Abschnitten h und min der Uhrzeit 07.21 gemäß Fig. 4 entspricht, so wird Übereinstimmung im Schritt S3 festgestellt. Bis zu dieser Übereinstimmung befand sich die Steuerung in einer Warteschleife. Durch das Feststellen der Übereinstimmung wird ein Steuersignal zum Öffnen des Rolladens erzeugt (Schritt S4).

Anschließend wird eine neue Adresse Adr. generiert. Hierzu wird der Kalendertag, der im linken Abschnitt KT des Zählers 20 gemäß Fig. 4 gespeichert ist, um 365 erhöht (Schritt S5). Bei dem anschließenden Speicherzugriff (Schritt S6) wird aus der Speicher­ stelle 365 + 54 = 419 die Schließzeit für die Rollade ausgelesen. Da am 23. Februar der Sonnenuntergang um ca. 17.51 Uhr stattfindet und den Rolladen ca. eine halbe Stunde später geschlossen werden soll, wird in das Register Reg. 22 der Wert 18.21 übertragen. Wenn der die Tageszeit angebende Teil des Inhalts des Zählers 20 mit dieser im Register Reg. 22 gespeicherten Zeit übereinstimmt (Schritt S7), erfolgt im nächsten Schritt S8 das Erzeugen eines Steuersignals zum Schließen des Rolladens.

Danach geht die Steuerung in einen Wartezustand (Schritt S9), der zumindest solange dauert, bis der nächste Kalendertag angebrochen ist. Dann erfolgt wiederum der obenbeschriebene Ablauf gemäß Fig. 6.

Anstatt einen Tabellenspeicher zu verwenden, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, lassen sich die Öffnungs­ zeiten und die Schließzeiten auch rein rechnerisch ermitteln. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, entspricht der Verlauf der Tageszeit für den Sonnenaufgang (entsprechendes gilt für den Sonnenuntergang) etwa einer Cosinus-Funktion, wobei 6.15 Uhr ein Mittelwert ist, entsprechend der Tageszeit des Sonnenaufgangs am Frühlingsanfang und am Herbstanfang (FA; HA). Mit Hilfe einer solchen Cosinus-Funktion kann die CPU 18 laufend die benötigten Schließzeiten berechnen. Für die Öffnungszeit morgens läßt sich z. B. eine Funktion,

UZ = Z₀ + A×cos (2 π T/365),

aufstellen, wobei UZ die Öffnungszeit, Z₀ der Mittel­ wert von 6.15, A ein Faktor von 2.15 und JT den Jahres­ tag deuten. Man sieht, daß am Jahresanfang und am Jahresende eine Uhrzeit von ca. 8.30 errechnet wird (cos 0 = cos 2 π = 1), während sich in der Jahresmitte (Sonnenanfang = SA) eine Uhrzeit von 4.00 errechnet (cos π = -1).

Damit der Rolladen in der Jahresmitte, wenn es besonders früh hell wird, nicht schon zur Schlafenszeit geöffnet wird, kann man in diesem Zeitraum die von Sonnenaufgangs­ zeit und Sonnenuntergangszeit abhängige Rolladen­ steuerung übersteuern durch einen festen Zeitwert, was in Fig. 7 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

In einer weiteren, mit relativ geringem Aufwand zu realisierenden Ausführungsform wird die erfindungsgemäße elektronische Jahreskalendereinheit durch eine programmierte Treppenfunktion realisiert. So kann man zum Beispiel für jeweils eine Kalenderwoche eine bestimmte Öffnungszeit und Schließzeit des Rolladens vorsehen, wobei diese Zeiten dann von Kalenderwoche zu Kalender­ woche um bestimmte Werte von einigen Minuten erhöht bzw. erniedrigt. Bei bestimmten Kalenderwochen in der Mitte des Jahres kann man, um ein allzu frühes Öffnen der Rolläden zu verhindern, auf eine Verringerung der Öffnungszeit verzichten, so daß in der Mitte des Sommers sich während einer Zeitspanne von mehreren Kalenderwochen jeden Morgen die gleiche Öffnungszeit von beispielsweise 6 Uhr ergibt.

Man kann bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungs­ beispielen noch einen Zufallsgenerator vorsehen. Dieser Zufallsgenerator kann die Steuersignale zum Veranlassen des Öffnens und des Schließen des Rolladens auf Zufalls­ basis so variieren, daß die tatsächlichen Öffnungs- und Schließzeiten in einem Bereich von beispielsweise einer halben Stunde etwas vorverlegt oder etwa verzögert werden. Damit läßt sich dem Eindruck vorbeugen, das Gebäude sei unbewohnt, was aus praktisch regelmäßigen Öffnungs- und Schließzeiten der Rolläden geschlossen werden könnte.

Claims (8)

1. Elektronische Rolladensteuerung für eine motorisch angetriebenen Rolladen, eine Jalousie oder dgl., mit einer Bedienungstastatur (2, 10) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Veranlassen des Öffnens und des Schließens des Rolladens, gekennzeichnet durch eine elektronische Jahreskalendereinheit (16, 18, 20, 22) zum selbst­ tätigen Erzeugen der Steuersignale in Abhängigkeit von der Tageszeit von Sonnenaufgang bzw. Sonnenunter­ gang.

2. Rolladensteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als Uhr dienende Zählerein­ heit (20) und einen Vergleicher (18, 22), der täglich den Inhalt der Zählereinheit (20) mit einem von Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang abhängigen Vorgabe­ wert vergleicht und bei Übereinstimmung ein Steuer­ signal erzeugt.

3. Rolladensteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalendereinheit einen Tabellenspeicher (16) enthält, in dem für jeden Kalendertag oder für jeweils eine Gruppe einiger aufeinanderfolgender Kalendertage Öffnungszeiten und Schließzeiten gespeichert sind.

4. Rolladensteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalendereinheit (18, 20, 22) eine Recheneinheit (18, 22) enthält, die die Öffnungszeiten und die Schließzeiten abhängig von einer mathematischen Funktion berechnet, die eine Approximation des kalendertagabhängigen Verlaufs der Sonnenaufgangszeit bzw. der Sonnenuntergangszeit darstellt.

5. Rolladensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- und/oder die Schließzeiten mit den Tageszeiten für Sonnenaufgang bzw. Sonnenuntergang übereinstimmen.

6. Rolladensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- und/oder die Schließzeiten gegenüber den Tageszeiten für Sonnenaufgang bzw. für Sonnenuntergang zumindest an ausgewählten Kalendertagen zeitlich versetzt sind.

7. Rolladensteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Kalender­ tage Tage in der Mitte des Winters und/oder des Sommers sind, an denen die Öffnungszeiten und/oder die Schließzeiten gegenüber Sonnenaufgang bzw. Sonnen­ untergang vorverlegt oder verzögert sind.

8. Rolladensteuerung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit, die die Öffnungszeiten und die Schließzeiten von Kalenderwoche zu Kalenderwoche oder in ähnlichen Zeitabständen um eine Zeitspanne variiert, welche der Veränderung der Sonnen­ aufgangszeit bzw. der Sonnenuntergangszeit innerhalb einer Kalenderwoche entspricht.