DE19607468A1

DE19607468A1 - Photosignal system for information transmission

Info

Publication number: DE19607468A1
Application number: DE19607468A
Authority: DE
Inventors: Michael Scharf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 1997-09-04

Abstract

The information is transmitted as light pulses of discharge of arc lamps. The coded, electrical analogue or digital signals are modulated by targetted changes of the operational frequencies of the transmitter lamps. A certain number of the arc lamps, of the transmitter, transmit the modulated light pulses, for a specific time period. The modulated light pulse frequencies of the lamps are in a defined frequency range, which excludes the perception of the individual light pulses by the human eye. The modulated light pulses are received by a unit, which determines the light pulse frequency, from which the receiver recovers the analogue or digital modulation signal, and determines the contained information for processing.

Description

Es ist bekannt, daß in der Schiffahrt Lampenlichtsignalsysteme zur Informationsübertragung wie Leuchttürme, Leuchtbojen und Lichttelegrafen eingesetzt werden. In der Industrie wird eine Vielzahl von Leuchtmeldern, wie z. B. Blitzleuchten, Rundum leuchten und Signallampen verwendet. Die Modulationsfrequenzen des Lichtes liegt bei diesen Beispielen in einem Frequenzbe reich der für das menschliche Auge wahrnehmbar ist oder es wird nur eine Modulationsfrequenz bzw. Dauerlicht verwendet. Es wer den bei diesen aufgeführten Beispielen keine separaten Empfän ger zum Empfang und Auswertung der abgegebenen Lichtsignale ver wendet. Die Funktion des Empfängers übernimmt der Mensch. Durch die kleine Modulationsfrequenzbandbreite und das Fehlen eines Empfängers mit einer Auswertschaltung ist die mögliche übertrag bare Informationsmenge pro Zeiteinheit bei diesen Beispielen klein.It is known that lamp light signal systems in shipping for information transfer such as lighthouses, light buoys and Light telegraphs are used. In industry, one Variety of indicator lights, such as. B. strobe lights, all around light and signal lamps used. The modulation frequencies of the light in these examples lies in a frequency range rich that is perceptible to the human eye or will only one modulation frequency or continuous light used. It who the separate examples in these examples to receive and evaluate the light signals emitted turns. The human being takes over the function of the receiver. By the small modulation frequency bandwidth and the lack of one The recipient with an evaluation circuit is the possible transmission amount of information per unit of time in these examples small.

Die im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die mögliche übertragbare Informationsmenge pro Zeit einheit von Lampenlichtsignalsystemen, bei denen Entladungs- bzw. Bogenlampen eingesetzt werden, zu erhöhen und auszuwerten.The invention specified in claim 1 is the problem based on the possible amount of information that can be transferred per time unit of lamp light signal systems in which discharge or arc lamps are used to increase and evaluate.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is caused by those listed in claim 1 Features resolved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß gegenüber anderen Lampenlichtsignalsystemen eine grö ßere Informationsmenge pro Zeiteinheit übertragbar und auswert bar ist. Es kann durch die Empfängereinheit eine Vielzahl von Funktionseinheiten, wie z. B. Computer, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Fax-Geräte, Alarm- und Stelleinrichtungen, Moni tore und andere Anzeigeeinheiten mit den empfangenen Daten ver sorgt werden. Damit kann die Erfindung in Automatisierungs- und Überwachungsprozesse mit eingebunden werden. Die Empfängereinheit kann einen beliebigen Standort innerhalb des Strahlungsbereichs, z. B. eine Fabrikhalle, der Entladungs- bzw. Bogenlampen der Sendereinheit, besitzen. Damit kann die Empfängereinheit für den mobilen oder stationären Einsatz verwendet werden. Es kann eine beliebige Anzahl von Empfängereinheiten eingesetzt werden. Das begrenzte Empfangsgebiet, z. B. ein Gebäude, und die Codie rung der zu übertragenden Informationen erhöht den Datenschutz. Die Leuchtstofflampen in einem Raum können sowohl zur Beleuch tung als auch zur Sendung von Lichtsignalen in Form von modu lierten Lichtimpulsen genutzt werden. Die elektromagnetische Abstrahlung der Sendereinheit und die Empfindlichkeit der Em pfängereinheit gegenüber elektromagnetischen Störeinflüssen sind, wenn die dafür notwendigen Störschutzmaßnahmen angewendet werden, geringer als bei funkgestützten Signalübertragungssys temen. Der Betrieb der Leuchtstofflampen mit einer hohen Be triebsfrequenz verhindert Ermüdungserscheinungen der bestrahl ten Menschen, die im 50 Hz Betrieb auftreten. Die weiteren Vor teile einer hohen Leuchtstofflampenbetriebsfrequenz sind die hohe Lichtausbeute, ein hoher Leistungsfaktor und eine Senkung der Betriebskosten durch die bessere Energienutzung.The advantages achieved with the invention are in particular in that a larger than other lamp light signal systems Large amounts of information can be transferred and evaluated per unit of time is cash. It can be a variety of by the receiver unit Functional units, such as B. computer, programmable Control systems, fax machines, alarm and control devices, moni gates and other display units with the received data be worried. The invention can thus be used in automation and Monitoring processes can be integrated. The receiver unit can be any location within the radiation area, e.g. B. a factory building, the discharge or arc lamps Own transmitter unit. This allows the receiver unit for mobile or stationary use. It can any number of receiver units can be used. The limited reception area, e.g. B. a building, and the Codie The information to be transmitted increases data protection. The fluorescent lamps in a room can both be used for lighting device as well as for the transmission of light signals in the form of modu gated light pulses can be used. The electromagnetic Radiation of the transmitter unit and the sensitivity of the Em receiver unit against electromagnetic interference if the necessary interference protection measures are applied become lower than with radio-based signal transmission systems temen. Operation of fluorescent lamps with a high loading drive frequency prevents signs of fatigue in the radiation ten people who occur in 50 Hz operation. The further before parts of a high fluorescent lamp operating frequency are the high luminous efficacy, a high power factor and a reduction the operating costs through better energy use.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellt. Zwei Ausführungsbeispiele der Sendereinheit dieser Erfindung sind in der Zeichnung 1 dargestellt und werden im folgenden näher be schrieben. Ein Ausführungsbeispiel der Empfängereinheit der Er findung ist in der Zeichnung 2 dargestellt und wird im folgen den näher beschrieben.The invention is shown in the drawings 1 and 2. Two Embodiments of the transmitter unit of this invention are shown in the drawing 1 and are described in more detail below wrote. An embodiment of the receiver unit of the Er Invention is shown in drawing 2 and will follow the described in more detail.

Nach den Schließen des Lichtschalters (1) in der Zeichnung 1 liegt an den Eingängen E1 und E2 des Gleichrichters (2) die Netzspannung von 230 V AC an. Der Gleichrichter (2) richtet die Netzwechselspannung gleich und glättet sie. Die 50 entstandene Gleichspannung liegt an den Ausgängen A1 und A2 des Gleichrich ters (2) an. Die Gleichspannung wird über die Eingänge E2 und E3 der Oszillatorschaltung (3) zugeführt. Die Oszillatorschal tung (3) wandelt die Gleichspannung in eine hochfrequente Wechselspannung um. Die Ausgangsfrequenz der Oszillatorschal tung (3) ist in einem festgelegten Frequenzbereich abstimmbar. Die Ausgangsfrequenzabstimmung der Oszillatorschaltung (3) wird durch eine Speicherprogrammierbare Steuerung (4) oder einen Computer (4) vorgenommen. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Computer (4) erstellt die Informationen, die mit tels modulierten Lichtimpulse durch die Entladungs- bzw. Bogen lampen (5) gesendet werden sollen, aus einer bestimmten Anzahl von elektrischen Signalen, die an den analogen oder digitalen Eingängen E9-En anliegen, und aus den momentanen Programmablauf. Diese Informationen werden von der Speicherprogrammierbare Steu erung (4) bzw. den Computer (4) nach einem Code in elektrische digitale Signale verarbeitet. Die digitalen Signale werden zur Ausgangsfrequenzabstimmung der Oszillatorschaltung (3) einge setzt und liegen an den digitalen Ausgang A10 der Speicherpro grammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) an. Von dort aus gelangen die Signale zum Takteingang E4 der Oszillatorschal tung (3). Mit diesen Signalen wird die Ausgangswechselspannung der Oszillatorschaltung (3) getriggert. Man erhält damit die ge wünschte Ausgangsspannungsfrequenz. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Computer (4) übernimmt dabei im ersten Ausführungsbeispiel der Sendereinheit die Funktion des Oszilla tors der Oszillatorschaltung (3). Jede 0/1-Flanke am digitalen Eingang E4 führt zu einer Flanke vom negativen Minimalwert bzw. 0-Wert zum positiven Maximalwert der Ausgangsspannung. Bei jeder 1/0-Flanke am Eingang E4 kommt es zu einer Flanke der Ausgangs spannung vom positiven Maximalwert zum negativen Minimalwert bzw. 0-Wert. Damit entsteht an den Ausgängen A3-A9 eine Rechteck wechselspannung. Möglich ist auch eine manuelle Ausgangsfre quenzabstimmung der Oszillatorschaltung (3). Ist der Schließer des Schützes (6) geschlossen, kann mit den Schaltern S1-Sn, die eine Tastatur darstellen, manuell Informationen, die von den Lampen (5) gesendet werden sollen, eingegeben werden. Die ent stehenden digitalen Signale werden durch die unterschiedlichen Widerstände R1-Rn in ein analoges Signal in einen der Einheits signalbereiche, z. B. 0-10 V DC, umgeformt und auf den analogen Eingang E7 der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) geschalten. Aus der Signalpegelhöhe am Eingang E7 ermittelt die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Computer (4) im Ausführungsbeispiel 1 der Sendereinheit die di gitalen Triggersignale zur Einstellung der Ausgangsspannungsfre quenz der Oszillatorschaltung (3), die nach einem Code dem zu übertragenden Signal entspricht. Der Gleichrichter (2) und die Oszillatorschaltung (3) sind Bestandteile des elektronischen Vorschaltgeräts mit abstimmbarer Ausgangsfrequenz für die Ent ladungs- oder Bogenlampen (5). Durch die Möglichkeit der Aus gangsfrequenzänderung kann mit den elektronischen Vorschaltge rät die Lichtimpulse der Lampen (5) moduliert werden. Es wird die Pulsmodulation, die Modulation von Einzellichtimpulsen in einem Lichtimpulszug, angewendet. So können Informationen, die von der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. dem Computer (4) in digitale elektrische Signale codiert wurden, über eine Betriebsspannungsfrequenzänderung der Lampen (5), in Lichtimpul se moduliert werden. Zur Pulsmodulation des Lampenlichts können verschiedene Modulationsarten angewendet werden. So kann die Pulsfrequenz-Modulation, die Pulsdauer-Modulation oder die Puls code-Modulation durchgeführt werden. Um zu gewährleisten, daß eine Bildung von Signalen zur Betriebsfrequenzänderung der Lam pen (5) zwecks der Lichtimpulsmodulation durch die Speicherpro grammierbare Steuerung (4) bzw. dem Computer (4) nur bei einge schalteten Lampen (5) möglich ist und das ein Start der Lampen (5) immer mit der gleichen Betriebsfrequenz erfolgt, um den Auf wand des elektronischen Vorschaltgeräts zu verringern, wird beim Schließen des Lichtschalters (1) das Schütz (6) betätigt. Durch das Schalten des Schützes (6) wird dessen Schließer geschlossen. Damit liegt am digitalen Eingang E6 der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) ein 1-Signal an. Erst wenn das 1-Signal an E6 anliegt kommt es zu einer Bildung oder Frei gabe der Signale zur Ausgangsfrequenzänderung der Oszillator schaltung (3). Durch große Betriebsfrequenzänderungen kann es zu Helligkeitsschwankungen der Lampen (5) kommen, die mit den menschlichen Auge erfaßbar sind. Mit steigender Betriebsfrequenz erhöht sich die Lichtausbeute der Lampen (5). Wenn dieser Effekt verhindert werden soll, kann neben der Wahl eines entsprechend schmalen Frequenzbands zur Lichtimpulsmodulation, der Trigger pegel der Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung (3) der Aus gangsfrequenz angepaßt werden. D.h. der Triggerpegel wird bei steigender Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung (3) herab gesetzt, um eine sichtbare Helligkeitserhöhung der Lampen (5) zu verhindern. Mit der Herabsetzung des Triggerpegels wird die Schwingungsbreite der Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung (3) verringert. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Computer (4) ermittelt aus den Betriebsspannungsfrequenzen, mit denen die Lampen (5) betrieben werden sollen, die Triggerpe gel für die Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung (3). Der jeweilige ermittelte Triggerpegelwert wird von der Speicherpro grammierbare Steuerung (4) bzw. von dem Computer (4) in ein ana loges elektrisches Signal in einen der Einheitssignalbereiche, z. B. 0-10 V DC, codiert. Dieses Signal gelangt von den analogen Ausgang A11 der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) zu den analogen Eingang E5 der Oszillatorschaltung (3). Das analoge Signal gelangt von den Eingang E5 zu den Ein gang eines in der Oszillatorschaltung enthaltenen Komperators mit Schalthysterese. Der Komperator dient zur Einstellung des Triggerpegels der Spannung am Ausgang der Oszillatorschaltung (3). Mit den analogen Signal kann die Schwellwertspannung des Komperators in einem festgelegten Bereich verändert werden. Die Oszillatorschaltung (3) ist damit in der Lage die Amplituden höhe der Ausgangsspannung nach dem momentanen Signalpegel des analogen Signals vom Eingang E5 einzustellen. Die Fotodiode (7) kann eingesetzt werden, um eine verbesserte Anpassung der Ampli tudenhöhe der Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung (3) an die Betriebsfrequenz der Lampen (5) zu erzielen. Mit der Diode (7) kann weiterhin eine Abstimmung der Schwingungsbreite der Aus gangsspannung der Oszillatorschaltung (3) an die Beleuchtungs stärke in den Strahlungsbereich der Lampen (5) erreicht werden. Zu diesem Zweck wird die Leuchtdiode (7) im Strahlungsbereich der Lampen (5) platziert. Die Diode (7) wird in Sperrichtung betrie ben. Die Diode (7) erfaßt die Beleuchtungsstärke an ihrem Ort und somit auch Helligkeitsschwankungen, die durch Frequenzänderungen der Betriebsspannung der Lampen (5) auftreten können. Der Foto strom der Diode (7) wird auf den Eingang eines hochohmigen bzw. Transimpedanz-Verstärkers (8) geschalten. Dieser übernimmt die Anpassung der Diode (7) und verstärkt deren Fotostrom. Der Aus gang des Verstärkers (8) wird auf den analogen Eingang ES der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) ge schalten. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Com puter (4) verändert die Schwingungsbreite der Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung (3) bis ein festgelegter programmierter Beleuchtungsstärkesollwert erreicht ist. Die Anzahl der an das elektronische Vorschaltgerät mit einstellbarer Frequenz und Schwingungsbreite der Ausgangsspannung anzuschließenden Lampen (5) ist abhängig von den Aufbau des Vorschaltgeräts und der Lam pen (5). Mit den Ausgängen A10 und A11 der Speicherprogrammier bare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) können gleichzeitig eine festgelegte Anzahl von Vorschaltgeräten mit einer unter schiedlichen Menge von Lampen (5) parallel angesteuert werden. Der Unterschied zwischen den ersten und zweiten Ausführungsbei spiel der Sendereinheit liegt in der Einstellung der Ausgangs spannungsfrequenz der Oszillatorschaltung (3). Die Abstimmung der Ausgangsfrequenz erfolgt im zweiten Ausführungsbeispiel mit ein elektrischen analogen Signal. Die Oszillatorschaltung (3) enthält zu diesem Zweck ein VCO-Oszillator, der seine Ausgangs frequenz nach dem Pegel des analogen Signals am analogen Ausgang A10 der Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. des Computers (4) einstellt. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (4) bzw. der Computer (4) wandeln die digitalen Signale, welche die In formationen enthalten mit denen die Lichtimpulse der Lampen (5) moduliert werden sollen, durch einen internen Digital-Analog-Um setzer in analoge elektrische Signale in einen der Einheitssig nalbereiche, z. B. 0-10 V DC, um.After closing the light switch ( 1 ) in drawing 1, the mains voltage of 230 V AC is present at the inputs E1 and E2 of the rectifier ( 2 ). The rectifier ( 2 ) rectifies and smoothes the AC mains voltage. The 50 DC voltage is present at the outputs A1 and A2 of the rectifier ( 2 ). The DC voltage is fed to the oscillator circuit ( 3 ) via the inputs E2 and E3. The oscillator circuit ( 3 ) converts the DC voltage into a high-frequency AC voltage. The output frequency of the oscillator circuit ( 3 ) can be tuned in a defined frequency range. The output frequency tuning of the oscillator circuit ( 3 ) is carried out by a programmable logic controller ( 4 ) or a computer ( 4 ). The programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) creates the information that is to be sent by means of modulated light pulses by the discharge or arc lamps ( 5 ) from a certain number of electrical signals that are sent to the analog or digital inputs E9-En and from the current program flow. This information is processed by the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) according to a code in electrical digital signals. The digital signals are used to tune the output frequency of the oscillator circuit ( 3 ) and are connected to the digital output A10 of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ). From there, the signals reach the clock input E4 of the oscillator circuit ( 3 ). The output AC voltage of the oscillator circuit ( 3 ) is triggered with these signals. This gives you the desired output voltage frequency. The programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) takes over the function of the oscillator of the oscillator circuit ( 3 ) in the first embodiment of the transmitter unit. Each 0/1 edge at digital input E4 leads to an edge from the negative minimum value or 0 value to the positive maximum value of the output voltage. With every 1/0 edge at input E4 there is an edge of the output voltage from the positive maximum value to the negative minimum value or 0 value. This creates a rectangular alternating voltage at the outputs A3-A9. Manual output frequency tuning of the oscillator circuit ( 3 ) is also possible. If the normally open contactor ( 6 ) is closed, the switches S1-Sn, which represent a keyboard, can be used to manually enter information to be sent by the lamps ( 5 ). The resulting digital signals are signal areas by the different resistors R1-Rn in an analog signal in one of the unit, z. B. 0-10 V DC, converted and switched to the analog input E7 of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ). From the signal level at input E7, the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) in exemplary embodiment 1 of the transmitter unit determines the digital trigger signals for setting the output voltage frequency of the oscillator circuit ( 3 ), which corresponds to a code for the signal to be transmitted. The rectifier ( 2 ) and the oscillator circuit ( 3 ) are components of the electronic ballast with a tunable output frequency for the discharge or arc lamps ( 5 ). Due to the possibility of changing the output frequency, the light pulses of the lamps ( 5 ) can be modulated with the electronic ballast. Pulse modulation, the modulation of individual light pulses in a light pulse train, is used. Thus, information that was coded by the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) into digital electrical signals about a change in the operating voltage frequency of the lamps ( 5 ) can be modulated in light pulses. Various types of modulation can be used for pulse modulation of the lamp light. So the pulse rate modulation, the pulse duration modulation or the pulse code modulation can be carried out. To ensure that the formation of signals for changing the operating frequency of the lamp ( 5 ) for the purpose of light pulse modulation by the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) is only possible when the lamps ( 5 ) are switched on and that a start of the Lamps ( 5 ) always with the same operating frequency, in order to reduce the cost of the electronic ballast, the contactor ( 6 ) is actuated when the light switch ( 1 ) is closed. Switching the contactor ( 6 ) closes the make contact. A 1 signal is thus present at the digital input E6 of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ). Only when the 1 signal is present at E6 is there a formation or release of the signals for changing the output frequency of the oscillator circuit ( 3 ). Large changes in operating frequency can lead to fluctuations in the brightness of the lamps ( 5 ), which can be detected by the human eye. The luminous efficacy of the lamps ( 5 ) increases with increasing operating frequency. If this effect is to be prevented, in addition to the choice of a correspondingly narrow frequency band for light pulse modulation, the trigger level of the output voltage of the oscillator circuit ( 3 ) can be adapted to the output frequency. This means that the trigger level is reduced as the output frequency of the oscillator circuit ( 3 ) increases in order to prevent a visible increase in the brightness of the lamps ( 5 ). As the trigger level is reduced, the oscillation range of the output voltage of the oscillator circuit ( 3 ) is reduced. The programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) determines from the operating voltage frequencies with which the lamps ( 5 ) are to be operated, the trigger levels for the output voltage of the oscillator circuit ( 3 ). The determined trigger level value is from the Programmable Logic Controller ( 4 ) or from the computer ( 4 ) in an ana log electrical signal in one of the standard signal areas, for. B. 0-10 V DC, coded. This signal passes from the analog output A11 of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) to the analog input E5 of the oscillator circuit ( 3 ). The analog signal passes from input E5 to the input of a comparator with switching hysteresis contained in the oscillator circuit. The comparator is used to set the trigger level of the voltage at the output of the oscillator circuit ( 3 ). With the analog signal, the threshold voltage of the comparator can be changed within a defined range. The oscillator circuit ( 3 ) is thus able to adjust the amplitude of the output voltage according to the current signal level of the analog signal from input E5. The photodiode ( 7 ) can be used to achieve an improved adaptation of the amplitude of the output voltage of the oscillator circuit ( 3 ) to the operating frequency of the lamps ( 5 ). With the diode ( 7 ), a tuning of the vibration range of the output voltage from the oscillator circuit ( 3 ) to the illuminance in the radiation range of the lamps ( 5 ) can be achieved. For this purpose, the light emitting diode ( 7 ) is placed in the radiation area of the lamps ( 5 ). The diode ( 7 ) is operated in the reverse direction. The diode ( 7 ) detects the illuminance at its location and thus also fluctuations in brightness, which can occur due to frequency changes in the operating voltage of the lamps ( 5 ). The photo current of the diode ( 7 ) is switched to the input of a high-impedance or transimpedance amplifier ( 8 ). This takes over the adaptation of the diode ( 7 ) and amplifies its photo current. The output from the amplifier ( 8 ) will switch to the analog input ES of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ). The programmable logic controller ( 4 ) or the com puter ( 4 ) changes the vibration range of the output voltage of the oscillator circuit ( 3 ) until a defined programmed illuminance setpoint is reached. The number of lamps ( 5 ) to be connected to the electronic ballast with adjustable frequency and vibration range of the output voltage depends on the structure of the ballast and the lamps ( 5 ). With the outputs A10 and A11 of the programmable controller ( 4 ) or the computer ( 4 ), a defined number of ballasts can be controlled in parallel with a different amount of lamps ( 5 ). The difference between the first and second exemplary embodiment of the transmitter unit lies in the setting of the output voltage frequency of the oscillator circuit ( 3 ). The tuning of the output frequency takes place in the second embodiment with an electrical analog signal. For this purpose, the oscillator circuit ( 3 ) contains a VCO oscillator which adjusts its output frequency according to the level of the analog signal at the analog output A10 of the programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ). The programmable logic controller ( 4 ) or the computer ( 4 ) convert the digital signals, which contain the information with which the light pulses from the lamps ( 5 ) are to be modulated, by an internal digital-to-analog converter into analog electrical signals one of the nsig signal areas, e.g. B. 0-10 V DC to.

Als Empfängerelement der Empfängereinheit wird in der Zeichnung 2 eine Fotodiode (1) verwendet. Die Fotodiode (1) wird in Sperrichtung betrieben. Der lichtabhängige Fotostrom der Diode (1) wird auf den Eingang des Verstärkers (2) geschalten. Der hoch ohmige bzw. Transimpedanz-Verstärker (2) übernimmt die Anpassung der Fotodiode (1) und verstärkt deren Fotostrom. Das Ausgangs signal des Verstärkers (2) wird zu den Eingang des Bandpasses (3) geleitet. Der Bandpaß (3) läßt nur elektrische Signale in den Frequenzbereich passieren, in dem das Lampenlicht der Senderein heit moduliert wird. Die elektrischen Signale die durch Fremd licht, z. B. Sonnenlicht oder anderes Lampenlicht, entstehen, wer den zum größten Teil herausgesiebt. So wird der Einfluß dieser Signale auf die weitere Signalverarbeitung verringert. Der Aus gang des Bandpasses (3) wird auf den nichtinvertierenden Eingang eines Komperators (4) mit Hysterese geschalten. Am Ausgang des Komperators (4) liegt ein positiver Spannungswert an, der ein 1-Signal entspricht, wenn die Ausgangsspannung des Bandpasses (3) größer ist als die Schwellwertspannung des Komperators (4). Am Ausgang des Komperators (4) liegt ein negativer Spannungswert an, der ein 0-Signal entspricht, wenn die Ausgangsspannung des Bandpasses (3) kleiner ist als die Schwellwertspannung des Kom perators (4). Die Schwellwertspannung des Komperators (4) wird durch den Fotostrom der in Sperrichtung betriebenen Fotodiode (5) eingestellt. Steigt der Fotostrom, was eine Erhöhung der Lichteinstrahlung auf die Diode (5) voraussetzt, erhöht sich die Schwellwertspannung des Komperators (4). Sinkt der Foto strom, was eine Senkung der Lichteinstrahlung auf die Diode (5) voraussetzt, verringert sich die Schwellwertspannung des Kom perators (4). Mit der Fotodiode (5) wird eine Anpassung der Schwellwertspannung des Komperators (4) an die Beleuchtungs stärke am momentanen Standort der Empfängereinheit erzielt. Durch den Komperator (4) werden die Impulse am Ausgang des Bandpasses (3) für die weitere Signalverarbeitung in Rechteck form getriggert. Mit dem Komperator (4) wird erreicht, daß elektrische Signale die durch Fremdlicht entstehen und deren Spannungspegel kleiner ist als die Schwellwertspannung des Kom perators (4) ausselektiert werden. Der Ausgang des Komperators (4) wird auf einen Eingang des UND-Glieds (6) geschalten. Der Oszillator (7) liefert eine hochfrequente sinusförmige Wechsel spannung. Diese Wechselspannung wird auf den Eingang des Schmitt-Triggers (8) geschalten. Der Schmitt-Trigger (8) wan delt die sinusförmige Wechselspannung des Oszillators (7) in eine Rechteckspannung um. Der Ausgang des Schmitt-Triggers (8) wird auf den anderen Eingang des UND-Glieds (6) geschalten. Das UND-Glied (6) wird als ein Tor eingesetzt, dessen Toröffnungs zeit von der Lichtimpulsfrequenz des Lampenlichts der Sender einheit gesteuert wird. Es wird die Impulsanzahl des Oszilla tors (7) während einer Periodendauer der Lichtimpulsfrequenz der Sendereinheit ermittelt. Die Ausgangssignale des UND-Glieds (6) werden auf den unnegierten Takteingang T des Dualzählers (9) geschalten. Jede 0/1-Flanke am Takteingang T des Zählers (9) erhöht dessen Zählerstand. Der Zählerstand liegt als Dual zahl an den digitalen Ausgängen A1-A5 des Zählers (9) an. Der Ausgang des Komperators (4) wird auf den negierten Rücksetzein gang R des Zählers (9) gelegt. Jede 1/0-Flanke am Ausgang des Komperators (4) setzt den Zählerstand des Zählers (9) zurück auf Null. Die Ausgänge A1-A5 des Zählers (9) werden auf die di gitalen Eingänge E1-E5 des Datenbuses eines Mikrocomputers (10) geschalten. Die empfangenen Daten gelangen mittels eines Bus treibers innerhalb des Mikrocomputers (10) auf die Datenein gänge von dessen Mikroprozessor. Der Ausgang des Komperators (4) wird auf den digitalen negierten Dateneingang E6 des Mikro computers (10) geschalten. Somit ist der Mikrocomputer (10) in der Lage seinen Datenverarbeitungsprozeß nach der Lichtimpuls länge zu richten. Der Mikrocomputer (10) decodiert aus der Dual zahl, die der Zähler (9) pro Ausgangsimpuls des Komperators (4) liefert, die von der Sendereinheit gesendeten Informationen. Die Daten, welche die empfangenen Informationen enthalten, werden von den Mikrocomputer (10) in elektrische digitale oder analoge Signale verarbeitet. Mit diesen Daten werden nachgeschaltene Funktionseinheiten, wie z. B. eine Anzeigeeinheit (11), angesteu ert. Computer, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Stellein richtungen, Alarmeinrichtungen, Telefonanlagen, Fax-Geräte, Drucker, Monitore können mit diesen Ausgangssignalen des Mikro computers (10) versorgt werden.In the drawing 2, a photodiode ( 1 ) is used as the receiver element of the receiver unit. The photodiode ( 1 ) is operated in the reverse direction. The light-dependent photo current of the diode ( 1 ) is switched to the input of the amplifier ( 2 ). The high-impedance or transimpedance amplifier ( 2 ) adapts the photodiode ( 1 ) and amplifies its photocurrent. The output signal of the amplifier ( 2 ) is passed to the input of the bandpass ( 3 ). The bandpass filter ( 3 ) only allows electrical signals to pass in the frequency range in which the lamp light of the transmitter unit is modulated. The electrical signals caused by external light, e.g. B. sunlight or other lamp light, whoever sifted out for the most part. This reduces the influence of these signals on further signal processing. The output of the bandpass ( 3 ) is switched to the non-inverting input of a comparator ( 4 ) with hysteresis. At the output of the comparator ( 4 ) there is a positive voltage value which corresponds to a 1 signal if the output voltage of the bandpass filter ( 3 ) is greater than the threshold voltage of the comparator ( 4 ). At the output of the comparator ( 4 ) there is a negative voltage value which corresponds to a 0 signal when the output voltage of the bandpass filter ( 3 ) is less than the threshold voltage of the comparator ( 4 ). The threshold voltage of the comparator ( 4 ) is set by the photocurrent of the photodiode ( 5 ) operated in the reverse direction. If the photocurrent increases, which presupposes an increase in the light irradiation onto the diode ( 5 ), the threshold voltage of the comparator ( 4 ) increases. If the photo current drops, which requires a reduction in the light irradiation onto the diode ( 5 ), the threshold voltage of the comparator ( 4 ) decreases. The photodiode ( 5 ) adjusts the threshold voltage of the comparator ( 4 ) to the illuminance at the current location of the receiver unit. The comparator ( 4 ) triggers the pulses at the output of the bandpass ( 3 ) for further signal processing in a rectangular form. With the comparator ( 4 ) it is achieved that electrical signals which are caused by extraneous light and whose voltage level is less than the threshold voltage of the com perator ( 4 ) are selected. The output of the comparator ( 4 ) is switched to an input of the AND gate ( 6 ). The oscillator ( 7 ) provides a high-frequency sinusoidal AC voltage. This AC voltage is switched to the input of the Schmitt trigger ( 8 ). The Schmitt trigger ( 8 ) converts the sinusoidal AC voltage of the oscillator ( 7 ) into a square wave voltage. The output of the Schmitt trigger ( 8 ) is switched to the other input of the AND gate ( 6 ). The AND gate ( 6 ) is used as a gate, the gate opening time is controlled by the light pulse frequency of the lamp light of the transmitter unit. The number of pulses of the oscillator ( 7 ) is determined during a period of the light pulse frequency of the transmitter unit. The output signals of the AND gate ( 6 ) are switched to the non-negative clock input T of the dual counter ( 9 ). Each 0/1 edge at the clock input T of the counter ( 9 ) increases its counter reading. The counter reading is present as a dual number at the digital outputs A1-A5 of the counter ( 9 ). The output of the comparator ( 4 ) is connected to the negated reset input R of the counter ( 9 ). Each 1/0 edge at the output of the comparator ( 4 ) resets the counter reading of the counter ( 9 ) to zero. The outputs A1-A5 of the counter ( 9 ) are connected to the digital inputs E1-E5 of the data bus of a microcomputer ( 10 ). The received data arrive by means of a bus driver within the microcomputer ( 10 ) on the data inputs of its microprocessor. The output of the comparator ( 4 ) is switched to the digital negated data input E6 of the microcomputer ( 10 ). Thus, the microcomputer ( 10 ) is able to direct its data processing process according to the light pulse length. The microcomputer ( 10 ) decodes from the dual number that the counter ( 9 ) delivers per output pulse of the comparator ( 4 ), the information sent by the transmitter unit. The data, which contain the received information, are processed by the microcomputer ( 10 ) into electrical digital or analog signals. Downstream functional units such as e.g. B. a display unit ( 11 ), controlled. Computers, programmable logic controllers, control devices, alarm devices, telephone systems, fax machines, printers, monitors can be supplied with these output signals from the microcomputer ( 10 ).

Claims

Light signal system for the transmission of information by the light impulses of the discharge or arc lamps,
characterized,
that electrical analog or digital signals, which represent the information to be transmitted, are encoded in different frequencies of the operating voltages of discharge or Bo gen lamps of the transmitter unit,
that a modulation of the light pulses of these lamp types is carried out by the targeted changes in the operating voltage frequencies of the discharge or arc lamps of the transmitter unit, which take place after the coded electrical analog or digital signals to be transmitted,
that a defined number of discharge or arc lamps from the transmitter unit emit these modulated light pulses for a period of time,
that these modulated light pulse frequencies of the discharge or arc lamps of the transmitter unit lie in a frequency range which excludes the perception of individual light pulses by the human eye,
that a receiver unit receives the modulated light pulses from the discharge or arc lamps of the transmitter unit and determines the light pulse frequency from this light,
that the receiver unit from the determined Lichtimpulsfre frequency of the discharge or arc lamp light of the transmitter unit to recover the electrical analog or digital modulation signal and the information contained in this signal determined and processed.