Die Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsverfahren eines Lichtschrankenmoduls für automatisch arbeitende Türsysteme, wie elektrisch angetriebene Schiebetüren, Fahrstuhltüren od. dgl. mit einer Infrarotübertragungsstrecke. Daneben bezieht sich die Erfindung auf ein für dieses Verfahren geeignetes Lichtschrankenmodul zum Personenschutz bei vorstehend genannten Türsystemen mit wenigstens einer Infrarotübertragungsstrecke aus einer lichtemittierenden Diode (LED) als Sender und einem Phototransistor als Empfänger, denen jeweils ein Treiber zugeordnet ist, enthalten.The invention relates to an operating method of aLight barrier module for automatically operating door systems,such as electrically driven sliding doors, elevator doors or the like.with an infrared transmission link. Next to itthe invention relates to a suitable for this methodPhotoelectric barrier module for personal protection at ge abovecalled door systems with at least one infrared transmissiondistance from a light emitting diode (LED) asTransmitter and a phototransistor as receivers, each of whicha driver is assigned.
Automatisch arbeitende Türsysteme sind vom Stand der Technik vorbekannt und werden beispielsweise in der DE-OS 39 40 762 beschrieben. Sie bekommen zunehmend Bedeutung sowohl im industriellen Bereich als auch in anderen Bereichen des täglichen Lebens. Wesentlich für die Akzeptanz solcher Systeme sind geeignete Steuerungen mit entsprechenden Maßnahmen für einen Personenschutz.Automatic door systems are state of the artpreviously known and are for example in DE-OS 39 40 762described. They are becoming increasingly important both in industrategic area as well as in other areas of daily lifeLife. Essential for the acceptance of such systems are gesuitable controls with appropriate measures for onePersonal protection.
Speziell für den Personenschutz bei elektrisch angetriebenen Schiebetüren, Fahrstuhltüren od. dgl. werden üblicherweise Lichtschranken angewendet, die beispielsweise mit einer Infrarotübertragungsstrecke arbeiten. Es sind dafür Komplettmodule bekannt.Especially for personal protection in electrically powered vehiclesSliding doors, elevator doors or the like are commonLight barriers applied, for example with an Ininfrared transmission line work. They are complete for thatmodules known.
Die bekannten Lichtschrankenmodule haben sich im Prinzip für automatisch arbeitende Türsysteme bewährt. Verbesserungsbedürftig ist allerdings noch die erzielbare Störsicherheit.The known light barrier modules have in principle forproven automatic door systems. Improvement areaHowever, the achievable interference immunity is still poor.
Insbesondere durch Fremdlichteinfall kann es gelegentlich zu Fehlaktionen kommen.Occasionally, in particular due to incidence of external lightBad actions are coming.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Betriebsverfahren eines Lichtschrankenmoduls für Türsysteme und das zugehörige Lichtschrankenmodul anzugeben, mit denen insbesondere der Personenschutz verbessert wird.The object of the invention is therefore an operating methoda light barrier module for door systems and the associated oneSpecify light barrier module with which in particular thePersonal protection is improved.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Verfahrensmaßnahmen sind in den zugehörigen abhängigen Verfahrensansprüchen angegeben. Ein entsprechend aufgebautes Lichtschrankenmodul ist Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 6. Dieses Lichtschrankenmodul wird in den abhängigen Sachansprüchen7 bis12 weitergebildet.The object is achieved with the features of claims 1. Further procedural measures are specified in the associated dependent procedural claims. A correspondingly constructed light barrier module is the subject of independent claim 6. This light barrier module is further developed in the dependent claims7 to12 .
Mit der Erfindung wird ein Lichtschrankenmodul sowohl hinsichtlich des Betriebsverfahrens als auch hinsichtlich des Aufbaus verbessert. Insbesondere durch die Niederfrequenztastung wird die Störsicherheit und zusätzlich die erzielbare Reichweite der Lichtschranke deutlich erhöht, wobei gleichermaßen der Stromverbrauch beachtlich verringert ist. Insbesondere letztere Eigenschaften waren bei bekannten Lichtschrankenmodulen für Türsysteme noch unbefriedigend.With the invention, a light barrier module is both outvisually of the operating procedure as well as regarding theConstruction improved. Especially due to the low frequencypalpation is the immunity to interference and also the achievableRange of the light barrier significantly increased, the samemoderately reduced power consumption. In particularthe latter properties were in known light barriersken modules for door systems still unsatisfactory.
Vorstehende Vorteile werden durch den spezifischen Aufbau des erfindungsgemäßen Lichtschrankenmoduls erreicht. Dabei werden zwar Maßnahmen realisiert, die in der Technik der Infrarotsteuerungen speziell in der Audio- und Videotechnik bereits benutzt werden, um unterschiedliche Steuerbefehle zu übermitteln. Eine Übertragung derartiger Maßnahmen, beispielsweise die Pulsmodulierung auf ein Türsystem, bei dem zwar keine Steuerbefehle übermittelt werden müssen, führt aber insgesamt zu einer überraschenden Verbesserung im Betriebsverhalten der Lichtschranke.The above advantages are due to the specific structure of thereached light barrier module. In doing someasures implemented in the technology of infraredcontrols especially in audio and video technology alreadycan be used to transmit different control commandsteln. A transfer of such measures, for examplepulse modulation on a door system, in which noneControl commands must be transmitted, but leads overallto a surprising improvement in the operating behavior of thePhotoelectric barrier.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigenFurther details and advantages of the invention emergefrom the following description of the figures of the embodimentplay. Show it
Fig. 1 eine automatisch betriebene Tür mit einer zweikanaligen Lichtschranke,Fig. 1 is an automatically operated door with a time zweikana light barrier,
Fig. 2 das zugehörige Blockschaltbild und dieFig. 2 shows the associated block diagram and
Fig. 3a) bis h) die diesbezüglichen Signalverläufe beim Betrieb der Lichtschranke gemäßFig. 1 mit einem Schaltungsaufbau gemäßFig. 2.Fig. 3a) to h) the related waveforms in operation of the photoelectric switch inFIG. 1 having a circuit configuration according toFIG. 2.
InFig. 1 ist mit1 ein automatisch arbeitendes Türsystem bezeichnet, das zwei Türflügel2 und5 hat, die über einen Motor4 elektrisch angetrieben sind. Das Türsystem1 kann beispielsweise eine Schiebetür für einen Fahrstuhl, aber auch Schwenktüren od. dgl. realisieren. Über den von Sensoren aktivierbaren Motor4 öffnen sich die Türflügel2 und3 automatisch, wobei vorgebbare Fahrbewegungen eingehalten werden, und schließt nach bestimmten Öffnungszeiten wieder automatisch.InFig. 1,1 denotes an automatically operating door system which has two door leaves2 and5 , which are electrically driven by a motor4 . The door system1 can, for example, realize a sliding door for an elevator, but also pivoting doors or the like. Via the motor4 , which can be activated by sensors, the door leaves2 and3 open automatically, with predeterminable travel movements being maintained, and automatically close again after certain opening times.
Sobald Störungen vorliegen, sollen die Türflügel2 und3 geöffnet bleiben. Dies gilt insbesondere bei Ein- bzw. Austreten von Personen, welche durch die Türflügel nicht behindert werden sollen. Hierzu ist ein sogenannter Personenschutz notwendig, der in der Praxis durch Lichtschranken realisiert wird. Beispielsweise sind im Türsystem1 in unterschiedlicher Höhe zwei Lichtschranken vorhanden, wofür zwei Sender6a bzw.6b und zwei Empfänger8a bzw.8b speziell für Infrarotstrahlung einander gegenüber in der Türwandung fluchtend angeordnet sind. Wenn Personen die Lichtschranke unterbrechen, werden automatisch Signale zur Beeinflussung des Steuersystems erzeugt.As soon as faults are present, door panels2 and3 should remain open. This applies particularly to the entry and exit of people who should not be hindered by the door leaf. This requires so-called personal protection, which is implemented in practice by light barriers. For example, two light barriers are present in the door system1 at different heights, for which two transmitters6 a and6 b and two receivers8 a and8 b are aligned with each other in the door wall especially for infrared radiation. When people interrupt the light barrier, who automatically generates the signals to influence the control system.
Im allgemeinen sind Lichtschrankenmodule mit mehrkanaligen Infrarotübertragungsstrecken vorhanden, die jeweils eine Lichtschranke in unterschiedlicher Höhe realisieren. Insbesondere können zwei jeweils zweikanalige Module miteinander synchronisiert betrieben werden.In general, light barrier modules are multi-channelInfrared transmission paths are available, each one Realize the light barrier at different heights. In particularin particular, two two-channel modules can be used togetheroperated synchronized.
InFig. 2 ist mit10 ein Pulsgenerator zur Erzeugung einzelner Impulse bezeichnet, mit dem der Betrieb von zwei Sendern gesteuert werden soll. Dem Pulsgenerator10 ist ein Kanalumschalter11, eine Einheit zur Testabschaltung12 und ein NF-Modulator13 nachgeschaltet. Dem NF-Modulator13 werden je ein Treiber14a und14b zugeordnet, welche je eine Leuchtdiode16a und16b ansteuern. Für beide Leuchtdioden16a und16b ist eine 12 V-Versorgungseinheit15 vorhanden.InFig. 2,10 denotes a pulse generator for generating individual pulses with which the operation of two transmitters is to be controlled. The pulse generator10 is followed by a channel switch11 , a unit for test shutdown12 and an LF modulator13 . The NF modulator13 is assigned a driver14 a and14 b, which each control a light emitting diode16 a and16 b. A 12 V supply unit15 is provided for both light emitting diodes16 a and16 b.
In entsprechender Zuordnung zu den Leuchtdioden sind Phototransistoren18a und18b angeordnet, die Infrarotlicht in elektrische Signale wandeln. Die elektrischen Signale gehen zunächst auf eine Treibereinheit20a bzw.20b, der jeweils ein Tiefpaß19a bzw.19b vorgeschaltet ist, und anschließend auf separate Empfänger und Demodulatoren21a und21b. Die Empfänger und Demodulatoren21a und21b werden von einer Spannungseinheit25 mit 5V versorgt.Corresponding to the light emitting diodes, photo transistors18 a and18 b are arranged, which convert infrared light into electrical signals. The electrical signals go first to a driver unit20 a or20 b, which is preceded by a low-pass filter19 a or19 b, and then to separate receivers and demodulators21 a and21 b. The receivers and demodulators21 a and21 b are supplied with 5V by a voltage unit25 .
Von den Empfänger- und Demodulatoreinheiten21a und21b gehen die Signale jeweils auf Vergleichsglieder22a und22b, welche gleichermaßen an die Ausgänge des Kanalumschalters11 angeschlossen sind. Die Vergleichssignale gelangen auf Anzeigeeinheiten23a und23b, welche gemeinsam eine Ausgangsschaltung24 ansteuern. Diese gibt gegebenenfalls ein Steuersignal an die nicht im einzelnen dargestellte Steuerschaltung.From the receiver and demodulator units21 a and21 b, the signals each go to comparators22 a and22 b, which are equally connected to the outputs of the channel switch11 . The comparison signals arrive at display units23 a and23 b, which together control an output circuit24 . This may give a control signal to the control circuit, not shown in detail.
AusFig. 2 ist im einzelnen ersichtlich, daß je zwei Sende- und Empfangseinheiten vorhanden sind sowie die zugehörige Steuerungs- und Auswertelogik. Die Dioden16a und16b als Sender und die Phototransistoren18a und18b als Empfänger können an die Steuerungs- und Auswertelogik über vergleichsweise lange, beispielsweise 7 m lange abgeschirmte Kabel17, an ein kompaktes Modul, in dem insbesondere die Sendesignalgenerierung, die Einzelverstärkungen und die Auswertungen der Empfangssignale erfolgen, angeschlossen werden.FromFig. 2 it can be seen in detail that there are two transmitting and receiving units and the associated control and evaluation logic. The diodes16 a and16 b as transmitters and the phototransistors18 a and18 b as receivers can be connected to the control and evaluation logic via comparatively long, for example 7 m long, shielded cables17 , to a compact module in which in particular the transmission signal is generated , the individual amplifications and the evaluations of the received signals are carried out.
Die beiden Kanäle der Sendestufe senden abwechselnd mit der Frequenz des NF-Modulators13, beispielsweise 32, 768 kHz Impulspakete von ca. 0,5 ms Dauer aus. Die Auswertelogik vergleicht jeden demodulierten Empfangsimpuls eines Kanals mit seinem eigenen unmodulierten, verkürzten Sendeimpuls. Es wird so gewissermaßen ein Vergleichsfenster gebildet. Bei einem fehlenden oder verstümmelten Empfangsimpuls signalisiert jeweils die Anzeigevorrichtung23a bzw.23b die Störung der Infrarotstrecke. Der gemeinsame Ausgang führt dann Spannungspotential. Weiterhin kann ein nicht dargestelltes Relais anziehen, welches auf einem potentialfreien Kontakt arbeitet.The two channels of the transmission stage alternately transmit pulse packets of approximately 0.5 ms duration with the frequency of the LF modulator13 , for example 32, 768 kHz. The evaluation logic compares each demodulated receive pulse of a channel with its own unmodulated, shortened transmit pulse. In a way, a comparison window is formed. In the event of a missing or garbled reception pulse, the display device23 a or23 b signals the fault in the infrared path. The common output then carries voltage potential. Furthermore, a relay, not shown, can pull in, which works on a potential-free contact.
Im Testbetrieb können über je einen Testeingang einer oder beide Sender16a bzw.16b abgeschaltet werden. Die Empfänger18a bzw.18b reagieren dann entsprechend einer Unterbrechung, wobei für diesen Fall das Relais ausgeblendet wird.In test mode, one or both transmitters16 a and16 b can be switched off via a test input. The receivers18 a and18 b then react according to an interruption, the relay being hidden for this case.
Bei der beschriebenen Schaltung gemäßFig. 2 ist vorteilhaft, daß für die Empfänger und Demodulatoren21a bzw.21b IC′s aus der Konsumelektronik verwendet werden können. Insbesondere der Einsatz des Relaistreiber-IC′s auch zur Ansteuerung der Infrarot-Sendedioden ermöglicht eine erhebliche Bauteileersparnis.In the circuit described inFIG. 2 it is advantageous that21 a or21 b IC's from the consumer electronics can be used for the receivers and demodulators. In particular, the use of the relay driver IC's also for controlling the infrared emitting diodes enables considerable savings on components.
In denTeilfig. 3a) bis h) vonFig. 3 sind die Signalverläufe bei dem Modul gemäßFig. 2 im einzelnen verdeutlicht. Es bedeuten31a und31b jeweils das Sendesignal des ersten bzw. zweiten Kanals, welche jeweils eine Länge tp ≈ 0,5 ms haben. Die Signale sind gemäßFig. 2 mit der Frequenz von beispielsweise 32.768 kHz, die von einem Schwingquarz abgeleitet ist, getastet. Auch andere Frequenzen im Kilohertz-Be reich sind möglich. Die Tastfrequenz kann gegebenenfalls auch von einem externen Prozessor abgeleitet werden.In thepartial fig. 3a) to h) ofFig. 3, the Signalver courses in the module ofFIG. 2 are illustrated in detail.31 a and31 b each mean the transmission signal of the first or second channel, each of which has a length tp ≈ 0.5 ms. The signals are sampled according toFIG. 2 with the frequency of 32.768 kHz, for example, which is derived from a quartz crystal. Other frequencies in the kilohertz range are also possible. If necessary, the keying frequency can also be derived from an external processor.
Mit entsprechender Zeitverzögerung td wird nach Demodulation der Sendefrequenz an den beiden Ausgängen der Empfänger21a bzw.21b ein Ausgangssignal32a bzw.32b erhalten. Diese Signale werden dann jeweils in einem dem Kanal zugeordneten Vergleichsfenster33a bzw.33b erfaßt. Damit ist eine eindeutige Identifikation ausschließlich von Sendesignalen möglich.With a corresponding time delay td , after demodulation of the transmission frequency at the two outputs of the receivers21 a and21 b, an output signal32 a and32 b is obtained. These signals are then recorded in a comparisonwindow 33 a or33 b assigned to the channel. This enables unambiguous identification only of transmission signals.
Neben der Sendeimpulsdauer tp ist in jedem Kanal üblicherweise die Impulspause tr zwischen den einzelnen Sendeimpulsen vorgegeben, die beispielsweise das neunfache von tp beträgt. Die Verzögerungszeit des Empfangssignals zum Sendesignal ist mit td bezeichnet. Da die Pulspause tr wesentlich größer als die Sendeimpulsdauer zweier Kanäle ist, können im Prinzip auch mehr als zwei Kanäle betrieben werden. Geeignet hat sich erwiesen, über einen Synchronisationsimpuls tsync ein weiteres Lichtschrankenmodul zu aktivieren, das entsprechendFig. 2 aufgebaut ist und gemäßFig. 3a) bis f) arbeitet. Gegebenenfalls kann das zweikanalig ausgelegte Testmodul auch einkanalig betrieben werden.In addition to the transmission pulse duration tp , the pulse pause tr between the individual transmission pulses, which is, for example, nine times tp, is specified in each channel. The delay time of the received signal to the transmitted signal is denoted by td . Since the pulse pause tr is considerably longer than the transmission pulse duration of two channels, in principle more than two channels can also be operated. It has proven suitable to activate a further lightbarrier module via a synchronizationpulse tsync , which is constructed according toFIG. 2 and operates according to FIGS. 3a) to f). If necessary, the two-channel test module can also be operated in one channel.
Bei der beschriebenen Anordnung werden also unterschiedlichste Maßnahmen in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert. Durch die Übertragung der NF-getasteten Impulse im Zeitmultiplex ergibt sich ein besonders geringer Stromverbrauch. Speziell der Tiefpaß zwischen Leitungstreiber und den Phototransistoren18a bzw.18b verbessert die Dynamik des Empfangssignals, da das hochfrequente Rauschen unterdrückt und nur das niederfrequente Empfangssignal verstärkt wird. Weiterhin wird durch die Auswertung über den geregelten, selektiven Empfangsverstärker und das Vergleichsfenster die Störsicherheit erhöht. Durch Verlangsamung und Abrundung der Schaltflanken des Sendesignals ist das Übersprechen zwischen den Kanälen weitgehend verhindert. Insgesamt ergibt sich somit eine besonders vorteilhafte Verwendung des Lichtschrankenmoduls für den Personenschutz bei automatisch arbeitenden Türsystemen.In the arrangement described, the most varied of measures are advantageously combined with one another. The transmission of the NF-keyed pulses in time multiplex results in a particularly low power consumption. Specially the low-pass filter between the line driver and the phototran sistors18 a and18 b improves the dynamics of the received signal, since the high-frequency noise is suppressed and only the low-frequency received signal is amplified. Furthermore, the interference immunity is increased by the evaluation via the regulated, selective receiving amplifier and the comparison window. By slowing and rounding the switching edges of the transmission signal, crosstalk between the channels is largely prevented. Overall, this results in a particularly advantageous use of the light barrier module for personal protection in the case of automatically operating door systems.
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