DESCRIZIONE dell’ Invenzione Industriale avente per TITOLO: DESCRIPTION of the Industrial Invention with TITLE:
“SISTEMA PER RENDERE INTERATTIVI LIBRI, OPUSCOLI, CATALOGHI, DEPLIANT, DIARI, EBOOK, DISPLAY, GIOCHI E SUPERFICI IN GENERE CON RICONOSCIMENTO DI OGGETTI TRAMITE RFID”, "SYSTEM FOR MAKING BOOKS, BROCHURES, CATALOGS, DEPLIANTS, DIARIES, EBOOKS, DISPLAYS, GAMES AND SURFACES IN GENERAL WITH RECOGNITION OF OBJECTS THROUGH RFID INTERACTIVE",
APPLICAZIONE: Il trovato innova la costruzione di libri, ebook, display e potenzia l’uso di opuscoli, cataloghi, depliant, diari, giochi e superfici in genere, ampliandone le possibilità d’uso in campo educativo e scolastico -con interventi articolati anche di Assistive Technology- in campo commerciale, industriale, ludico, museale, inserendo il riconoscimento di oggetti da parte di un libro o di una superficie in genere, mediante una matrice di antenne inglobata nella copertina del libro, copertina eventualmente intercambiabile, che utilizzando tecnologia RFID integra il supporto cartaceo in un prodotto multimediale. L’applicazione principale del trovato si ha nel campo educativo e didattico con la possibilità di integrare il supporto cartaceo o di altro materiale in un intervento didattico multimediale oppure un intervento di Assistive Technology. APPLICATION: The invention innovates the construction of books, ebooks, displays and enhances the use of brochures, catalogs, brochures, diaries, games and surfaces in general, expanding their possibilities of use in the educational and scholastic fields - with articulated interventions also of Assistive Technology - in the commercial, industrial, recreational, museum field, by inserting the recognition of objects by a book or a surface in general, by means of a matrix of antennas incorporated in the cover of the book, possibly interchangeable cover, which using RFID technology integrates the paper support in a multimedia product. The main application of the invention is in the educational and didactic field with the possibility of integrating the paper support or other material in a multimedia didactic intervention or an assistive technology intervention.
STATO DELLA TECNICA: Allo stato della tecnica un libro, ma anche un opuscolo, un catalogo, un depliant, un diario, un ebook, un display contengono un testo scritto corredato o meno da immagini, ma non riconoscono né interagiscono con oggetti esterni ad essi. ESPOSIZIONE DEL TROVATO: Il trovato in FIGURA 1 per rendere interattivi libri in brossura, spiralati o cartonati di qualunque dimensione, ebook, display, opuscoli, cataloghi, depliant, diari, giochi e superfici in genere, consiste in un sistema, basato su Radio Frequency IDentification (RFID), inserito in un supporto quale la copertina del libro o in una sovracopertina o in una superficie flessibile o rigida e connesso ad un circuito elettronico (1), con un’uscita audio (2) e basato su microprocessori programmabili, esterno o montato anch’esso aìPintemo della superficie e che ha la funzione di controllo del sistema, di riconoscimento dei dati dei TAG RFID e di interfaccia di comunicazione con un elaboratore elettronico. Il sistema consta in un PCB (3), "Printed Circuit Board", di tipo rigido o flessibile o rigido-flessibile, realizzato con materiali elettricamente isolanti, come ad esempio in sigla commerciale FR 1 -FR2-CEM 1 -FR4, o materiale plastico POLYAMMIDE, TEFLON, ARLON, KAPTON o vetro, poli carbonato o carta o cartone sul quale sono costruiti e connessi come nel particolare (7) -tramite materiale elettricamente conduttivo ad esempio laminati metallici o filo metallico o inchiostro conduttivo o resine conduttive- n, 100 avvolgimenti, ad esempio con spirale circolare o poligonale (10) o a microstriscia. Altro modo di integrare questi avvolgimenti direttamente nel supporto del libro o del gioco o della superfìcie è di inglobarli direttamente in una superficie trasparente con conduttori estremamente sottili. A seconda delle dimensioni, gli avvolgimenti possono essere in numero sia superiore che inferiore a 100 in quanto ciò non comporta alcuna variazione nella funzionalità del sistema. Questi avvolgimenti (4), di seguito chiamati antenne, sono collegati tra loro in numero di 100 per ogni matrice di 10 righe e 10 colonne tramite conduttori elettrici (8) e con condensatori (9) su un estremo o ambedue gli estremi della singola antenna, con valore di capacità e con sezione dei conduttori adeguati ai vincoli fisici ed elettronici, e le cui colonne e righe della matrice, che terminano con un connettore a pettine maschio (12) oppure femmina, e che si connettono al corrispondente connettore femmina oppure maschio del circuito elettronico di controllo e indirizzamento dei singoli avvolgimenti. Questi singoli avvolgimenti formano insieme al condensatore, o ai condensatori se connessi ad ambedue gli estremi, cui sono singolarmente collegati e alla resistenza del circuito, un circuito risonante RLC in grado di realizzare un collegamento, tramite un campo magnetico induttivo come nel particolare (6) o un campo elettromagnetico, con TAG RFID (acronimo di Radio Frequency IDentifìcation) (11) posti nelle immediate vicinanze del singolo avvolgimento. Le dimensioni, il fattore di forma delle singole antenne e i valori dei condensatori, dipendono dalle leggi della fisica, dalle potenze di emissione e dalle frequenze RFID ammesse dalle Autorità, tipicamente esse sono 125 KHz, 134 KHz, 13,56 MHz, 868 MHz, 2.45 GHz. I segnali elettrici ricevuti dalle antenne -inviati al lettore READER RFID contenuto nel circuito elettronico esterno che decodifica detti segnali- e i dati così decodificati vengono inviati, tramite interfaccia di comunicazione con fili elettrici o senza fili al programma residente nel computer connesso che elabora le informazioni ricevute. Nell’esempio di FIGURA 2, la prima matrice di antenne a destra (3) tramite il PCB flessibile (4) e i contatti a pettine (5) presenti parallelamente sulla faccia esterna del PCB si connette al circuito elettronico (1) e (2) tramite uno slot femmina (8) al quale è connessa anche una seconda matrice (6) tramite i contatti a pettine (7) sovrapposti ai contatti a pettine (5) isolati tra loro dai supporti. Il connettore a pettine maschio può indifferentemente essere sui PCB o sulla scheda elettronica di controllo mentre lo slot femmina di connessione (8) sarà posto inversamente sull’altro. Altro modo per implementare l’elettronica di controllo, di riconoscimento e comunicazione è utilizzare componenti VQFP (Very small Quad Fiat Package) a basso spessore su PCB posizionato anch’esso aU’intemo della copertina o della sovracopertina o della superficie per evitare l’uso dei connettori, il collegamento al computer avverrebbe con protocollo tipo BLUETOOTH, WIBREE, ZIGBEE, WI-FI, USB od altri. Un MEMS o un sensore ottico o capacitivo o resistivo o magnetico abiliterà l’elettronica di controllo e il READER RFID quando il libro sarà aperto -e la disabiliterà quando sarà chiusomettendo il circuito elettronico in attesa. Nell’esempio di FIGURA 3 viene indicato un sensore con relè REED o con transistor ad effetto HALL con magnete contro laterale sull’altra faccia della copertina (la terza faccia di copertina). Un interruttore sostituirà il sensore quando i due PCS saranno inseriti con il circuito elettronico in un’unica superficie. FUNZIONAMENTO: Come esemplificato in FIGURA 3, all’apertura del libro il magnete (6) abilita, tramite il sensore magnetico controlaterale (3), il circuito elettronico (1) -contenente l’elettronica di controllo delle antenne, il lettore READER RFID e l’elettronica di comunicazione- connesso al connettore a pettine maschio (2) del PCB; le singole antenne -opportunamente individuate dal software residente sul computer e indirizzate dal circuito elettronico- trasmettono e successivamente ricevono dati dai Tag RFID (4) posizionati sulle singole pagine. Questi dati contengono il codice del libro e della pagina e quindi informazioni sul suo contenuto già memorizzato sul computer dell’utente o sul computer centrale remoto che eseguirà le istruzioni previste nel software dall’autore per lo studio dell’argomento. Successivamente i Tag RFID contenuti negli oggetti (5) o fissati o incollati al di sotto degli oggetti da riconoscere -che verranno poggiati sulle pagine sulle locazioni (7) appropriate previste dall’autore del testo- permetteranno al software di conoscere la risposta dell’utente all’esercizio proposto. Nei depliant commerciali o museali verrà inviata al computer centrale remoto la richiesta di informazioni relative all’immagine o testo indicati con un puntatore contenente un RFID. STATE OF THE TECHNIQUE: In the state of the art a book, but also a brochure, a catalog, a leaflet, a diary, an ebook, a display contain a written text with or without images, but do not recognize or interact with objects external to them . DISPLAY OF THE FINDING: The invention in FIGURE 1 to make paperback, spiral or hardcover books of any size, ebooks, displays, brochures, catalogs, leaflets, diaries, games and surfaces in general interactive, consists of a system, based on Radio Frequency IDentification (RFID), inserted in a support such as a book cover or in a dust jacket or in a flexible or rigid surface and connected to an electronic circuit (1), with an audio output (2) and based on programmable microprocessors, external or also mounted inside the surface and which has the function of controlling the system, of recognizing the data of the RFID TAGs and of communicating with an electronic computer. The system consists of a PCB (3), "Printed Circuit Board", of the rigid or flexible or rigid-flexible type, made with electrically insulating materials, such as for example in the commercial code FR 1 -FR2-CEM 1 -FR4, or material plastic POLYAMIDE, TEFLON, ARLON, KAPTON or glass, poly carbonate or paper or cardboard on which they are constructed and connected as in detail (7) - by electrically conductive material such as metal laminates or metal wire or conductive ink or conductive resins - n, 100 windings, for example with circular or polygonal spiral (10) or microstrip. Another way of integrating these windings directly into the book or game or surface support is to incorporate them directly into a transparent surface with extremely thin conductors. Depending on the size, the windings can be both greater and less than 100 as this does not involve any variation in the functionality of the system. These windings (4), hereinafter called antennas, are connected together in number of 100 for each matrix of 10 rows and 10 columns by means of electrical conductors (8) and with capacitors (9) on one or both ends of the single antenna , with capacitance value and with conductor section suitable for physical and electronic constraints, and whose columns and rows of the matrix, ending with a male (12) or female comb connector, and which connect to the corresponding female or male connector of the electronic control and addressing circuit of the individual windings. These single windings form together with the capacitor, or with the capacitors if connected to both ends, to which they are individually connected and to the resistance of the circuit, an RLC resonant circuit capable of making a connection, through an inductive magnetic field as in particular (6) or an electromagnetic field, with RFID TAG (acronym for Radio Frequency IDentification) (11) placed in the immediate vicinity of the single winding. The dimensions, the form factor of the single antennas and the capacitor values depend on the laws of physics, the emission powers and the RFID frequencies allowed by the Authorities, typically they are 125 KHz, 134 KHz, 13.56 MHz, 868 MHz, 2.45 GHz. The electrical signals received by the antennas - sent to the RFID READER reader contained in the external electronic circuit that decodes these signals - and the decoded data are sent, via a communication interface with electric or wireless wires, to the program residing in the connected computer that processes the information received. In the example of FIGURE 2, the first array of antennas on the right (3) through the flexible PCB (4) and the comb contacts (5) present in parallel on the external face of the PCB connects to the electronic circuit (1) and (2) through a female slot (8) to which a second matrix (6) is also connected by means of the comb contacts (7) superimposed on the comb contacts (5) insulated from each other by the supports. The male comb connector can be indifferently on the PCBs or on the electronic control board while the female connection slot (8) will be placed inversely on the other. Another way to implement the control, recognition and communication electronics is to use VQFP (Very small Quad Fiat Package) components with low thickness on the PCB also positioned inside the cover or dust jacket or surface to avoid use. connectors, the connection to the computer would take place with a protocol such as BLUETOOTH, WIBREE, ZIGBEE, WI-FI, USB or others. A MEMS or an optical or capacitive or resistive or magnetic sensor will enable the control electronics and the RFID READER when the book is open - and will disable it when it is closed by putting the electronic circuit on hold. The example of FIGURE 3 indicates a sensor with REED relay or with HALL effect transistor with magnet against the side on the other side of the cover (the third face of the cover). A switch will replace the sensor when the two PCS are inserted with the electronic circuit in a single surface. OPERATION: As exemplified in FIGURE 3, when the book is opened the magnet (6) enables, through the contralateral magnetic sensor (3), the electronic circuit (1) -containing the control electronics of the antennas, the RFID READER reader and the communication electronics - connected to the male comb connector (2) of the PCB; the individual antennas - appropriately identified by the software residing on the computer and addressed by the electronic circuit - transmit and subsequently receive data from the RFID tags (4) positioned on the individual pages. These data contain the code of the book and the page and therefore information on its content already stored on the user's computer or on the remote central computer that will carry out the instructions provided in the software by the author for the study of the subject. Subsequently, the RFID Tags contained in the objects (5) or fixed or glued under the objects to be recognized - which will be placed on the pages on the appropriate locations (7) provided by the author of the text - will allow the software to know the user's response. to the proposed exercise. In commercial or museum brochures, a request for information relating to the image or text indicated with a pointer containing an RFID will be sent to the remote central computer.
VANTAGGI: L’innovazione del trovato nel campo ludico, della comunicazione in genere tramite carta stampata e soprattutto nel campo educativo-scolastico permette un significativo miglioramento delle modalità della comunicazione con una piena integrazione del libro in un curricolo didattico multimediale. L’innovazione offre notevoli opportunità relazionali, ludiche e cognitive anche a bambini non ancora scolarizzati, ad anziani e a persone diversamente abili di qualunque età. ADVANTAGES: The innovation of the invention in the field of play, of communication in general through printed paper and especially in the educational-scholastic field allows a significant improvement in the methods of communication with a full integration of the book in a multimedia educational curriculum. Innovation offers significant interpersonal, playful and cognitive opportunities even to children not yet schooled, to the elderly and to disabled people of any age.