BR112014014277B1

BR112014014277B1 - Sistemas de controle

Info

Publication number: BR112014014277B1
Application number: BR112014014277-7A
Authority: BR
Inventors: Derek Cowburn
Original assignee: Lumen Cache, Inc
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2021-09-21
Also published as: US8742680B2; WO2013090470A1; CN104136273A; EP2822810A4; MX2014007016A; CA2893588A1; BR112014014277A8; MX339565B; CN104136273B; BR112014014277A2; CA2893588C; US20130147367A1; EP2822810A1

Abstract

sistemas de controle de iluminação. a presente invenção refere-se a um sistema de controle (46) para controlar a operação de pelo menos um primeiro (54) e um segundo (54) membros de luz de led independentemente controláveis. o sistema de controle (46) inclui um membro de estrutura (66) sobre o qual uma pluralidade de componentes elétricos pode estar montada, e pelo menos uma porta de entrada (78) para receber pelo menos uma de uma fonte de energia (126) e uma fonte de sinal de comando (120) capaz de enviar um sinal de comando para pelo menos um do primeiro (54) e do segundo (54) membros de luz de led. um primeiro membro de driver (96) está provido para conduzir energia para fornecer energia cc condicionada para o primeiro membro de led (54). um primeiro driver para o conector de estrutura (483) acopla removível o primeiro membro de driver (490) no membro de estrutura (66).

Description

I. CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a sistemas de controle de iluminação, e mais especificamente, a um sistema de controle de iluminação que é especialmente adaptável para utilização com sistemas de iluminação acionados por corrente CC, tal como luzes de LED.

II. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Existem diversos tipos de sistemas de iluminação de prédios em utilização difundida. Os sistemas de iluminação incandescente são amplamente utilizados correntemente. Em uma luz incandescente uma corrente CA é passada através de um filamento alojado dentro de um bulbo de vácuo. O filamento incandesce e fornece luz.

[003] Os bulbos de luz incandescente também têm uma desvantagem que estes queimam quentes, e são ineficientes em sua utilização de energia quando comparados com as luzes florescentes. Devido à ineficiência inerente, os bulbos de luz incandescente estão caindo em desaprovação.

[004] Outro sistema de iluminação popular emprega um sistema de luz florescente. Os sistemas de luz florescente empregam um tubo vedado cheio com gás. Passando uma corrente através do gás, o gás é feito incandescer, para por meio disto fornecer luz. As luzes florescentes, apesar de altamente populares, também têm desvantagens. As luzes florescentes criam preocupações de saúde e/ou ambientas, já que as luzes florescentes tipicamente incluem mercúrio que é altamente venenoso e cria um perigo ambiental.

[005] Outra dificuldade é que a luz fornecida pela maioria de luzes florescentes é uma luz muito "fria" (rosada) que, apesar de fazer um bom trabalho em iluminar um espaço, não contém tons mais quentes de um bulbo de luz incandescente. Ainda, ao contrário das luzes incandescentes, as luzes florescentes não estão bem adaptadas para prover uma saída de luz variável, tal como pode ser executado através de um dimmer sem um circuito adicional que tem um impacto significativo sobre o custo do bulbo.

[006] É digno de nota que a corrente CA é normalmente utilizada para acionar tanto a luz incandescente quanto florescente que são encontradas em residências e prédios comerciais. Devido à popularidade destas luzes, a maioria dos prédios é projetada para ter uma corrente CA de 120 volts fornecida para o prédio ou estrutura por uma empresa pública elétrica. A corrente fornecida é então distribuída dentro da estrutura como uma corrente CA de 120 volts (e em alguns casos, uma corrente CA de 240 volts), nos Estados Unidos. Dentro do prédio, a corrente CA de 120 volts é fornecida diretamente para as salas através de fios que são acoplados a um bulbo de luz incandescente ou florescente, para por meio disto alimentar o bulbo. Esta disposição funciona bem já que os bulbos incandescentes e florescentes são melhor acionados por tal corrente CA, pelo menos nos Estados Unidos.

[007] Além dos bulbos incandescentes e florescentes acima discutidos, outros bulbos de luz existem que são utilizados em certas aplicações, tal como os bulbos de luz de vapor de mercúrio, haleto metálico e outros bulbos. Estes bulbos são também acionados por corrente alternada.

[008] Outro tipo crescentemente popular de bulbo de luz é um "bulbo de LED", já que a fonte de luz primariamente compreende um diodo de emissão de luz ou LED. Os bulbos de luz de LED estão sendo favorecidos porque estes são capazes de prover uma grande quantidade de luz e tipicamente têm um tempo de vida bastante longo. No entanto, provavelmente a característica mais desejável das luzes de LED que estas proveem uma grande quantidade de luz com uma quantidade de consumo de energia muito baixa, e assim, são altamente eficientes, e econômicas para operar já que estas requerem muito menos energia do que ou um bulbo incandescente ou florescente. Algumas estimativas sugerem que mesmo com o custo de aquisição inicial mais alto, adquirir e operar uma luz de LED custará significativamente menos do que um bulbo incandescente e aproximadamente mesmo que um bulbo florescente.

[009] Correntemente, bulbos de LED existem que são capazes de serem utilizados em sistemas de residência e sistemas de prédio convencionais. Por exemplo, bulbos de LED existem que têm uma base roscada que pode ser acoplada roscada em um soquete de bulbo de luz roscado do tipo que correntemente aloja um bulbo incandescente.

[0010] Existe uma diferença significativa no modo que os bulbos de luz de LED operam, quando comparados com a maioria dos bulbos incandescentes ou florescentes, já que os bulbos de LED tendem a ser selecionados por corrente CC, ao invés de corrente CA. De modo a acomodar isto, os bulbos de LED correntemente existentes frequentemente contêm não somente um componente de bulbo (o qual pode compreender de um a uma grande pluralidade de bulbos de LED individuais, mas também um componente de acionador). O acionador está provido para converter a corrente alternada em corrente contínua de modo que o bulbo possa ser alimentado por corrente contínua.

[0011] Uma dificuldade com a utilização de tais bulbos de LED que contêm acionador é que estes podem ser dispendiosos para substituir. Já que os bulbos de LED do tipo "plugar em um soquete de luz CA" correntes incluem tanto um bulbo e o seu acionador baseado em chip, o preço do bulbo reflete não somente o custo do bulbo mas também do acionador. Foi descoberto pelo Requerente que o bulbo e o acionador frequentemente terão diferentes vidas úteis. No entanto, como o bulbo e o acionador estão combinados em uma unidade inseparável, a vida do útil do componente com a vida útil mais curta tipicamente governa o tempo de vida do dispositivo combinado, já que, por exemplo, quando o acionador queima, o acionador e o bulbo devem ser substituídos como uma unidade. Um problema adicional refere-se à flexibilidade da unidade, já que o acionador e o bulbo são combinados.

[0012] Portanto, um objetivo da presente invenção é prover um dispositivo de iluminação que aperfeiçoe em relação aos dispositivos conhecidos correntes.

III. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] De acordo com a presente invenção, um sistema de controle está provido para controlar a operação de pelo menos um primeiro e um segundo membros de luz de LED independentemente controláveis. O sistema de controle compreende um membro de estrutura sobre o qual uma pluralidade de componentes elétricos pode estar montada, e pelo menos uma porta de entrada para receber pelo menos uma de uma fonte de energia e uma fonte de sinal de comando capaz de enviar um sinal de comando para pelo menos um do primeiro e do segundo membros de luz de LED. Um primeiro membro de acionador está provido para condicionar energia para fornecer energia CC condicionada para o primeiro membro de LED. Um primeiro conector de acionador para estrutura acopla removível o primeiro membro de acionador no membro de estrutura. Um segundo membro de acionador condiciona energia para fornecer energia CC condicionada para o segundo membro de LED, e um segundo conector de acionador para estrutura acopla removível o segundo membro de acionador no membro de estrutura. Uma primeira porta de saída externa está acoplada no primeiro acionador, e uma segunda porta de saída externa está acoplada no segundo acionador. Um primeiro condutor elétrico de múltiplos canais está acoplado na primeira porta de saída externa para conduzir uma corrente CC condicionada para o primeiro membro de luz de LED; e um segundo condutor elétrico de múltiplos canais conduz uma corrente CC condicionada para o segundo membro de luz de LED.

[0014] Uma característica da presente invenção é que esta inclui um sistema de fornecimento de corrente CC, em que a corrente CC é fornecida para os acionadores, e a corrente CC é então conduzida dos acionadores para os bulbos e/ou sensores que estão localizados remotamente dos acionadores. Esta utilização de corrente CC de uma fonte CC que é conduzida através de todo o sistema de acionador e bulbo tem diversas vantagens. Uma vantagem é que torna a fiação mais fácil e potencialmente menos dispendiosa. Devido à baixa corrente CC que está sendo conduzida, pode-se utilizar tanto um fio menos dispendioso quanto mão de obra menos dispendiosa evitando os custos impostos por requerer eletricistas especializados para instalar a fiação. Muitos códigos de construção permitem que uma fiação CC de baixa corrente seja instalada em uma residência por um pessoal comum, de modo que os eletricistas não são requeridos.

[0015] Outra característica da utilização de corrente CC é que a corrente CC é altamente capaz de carregar não somente energia elétrica, mas também sinais de comunicação entre o acionador e o bulbo remotamente localizado. Estes sinais de comunicação podem incluir tais coisas como sinais de comunicação com um sensor que pode reportar e detectar as condições na área adjacente aos bulbos, e comunicar estas informações de volta através do circuito CC, tanto para o acionador e do acionador para uma unidade de controle central que pode compreender um circuito de computador e um software acompanhante.

[0016] Outra característica da presente invenção é que os acionadores são trocáveis independentemente dos bulbos e estão localizados em uma localização convenientemente atendida ao invés de um acessório de luz. Esta característica provê uma confiabilidade melhorada, custos mais baixos, e maior flexibilidade.

[0017] Com relação à eficiência de custo melhorada, a capacidade de um usuário mudar um acionador independentemente do bulbo tende a prolongar a vida do sistema, e resulta em custos de substituição mais baixos. Como um acionador e um bulbo frequentemente têm vidas úteis diferentes, quando um acionador e um bulbo são acoplados juntos, a falha ou do acionador ou do bulbo força o usuário a substituir tanto o acionador quanto o bulbo. Como lógica, isto reduz a extensão útil da vida útil de acionador e bulbo combinados para a vida útil do componente de vida útil mais curta. No entanto, tornando o acionador e o bulbo separados, pode-se substituir o bulbo de este queimar antes do acionador, sem ser forçado a substituir o acionador. O inverso é também verdade o que por meio disto diminui os custos de substituição.

[0018] Além disso, como a presente invenção permite que um único acionador controle uma pluralidade de bulbos, o custo de aquisição inicial para uma combinação de acionador e bulbo tem o potencial de ser menos do que a técnica anterior, em que cada bulbo (ou cada conjunto agrupado de bulbos) requer um acionador separado.

[0019] Outra vantagem do sistema de iluminação da presente invenção refere-se à flexibilidade. Por exemplo, como os bulbos de LED sem acionador são menos dispendiosos do que os bulbos de LED que contêm acionador, podem-se substituir os bulbos menos dispendiosamente. Conforme tecnologias de luminária novas de eficiência mais alta são desenvolvidas, estas podem ser substituídas sem mudar os componentes de acionador.

[0020] Uma característica adicional da presente invenção é que o fio Cat 5 pode ser utilizado, que é tanto barato para instalar, quanto é também capaz de conduzir não somente energia entre o acionador e o bulbo ou sensor, mas informações entre o acionador e o produto de sensor. Esta característica tem uma vantagem de ajudar a reduzir os custos de instalação do fio de iluminação, e também permitir que o fio de iluminação carregue não somente corrente, mas também informações de sinal entre o acionador e um produto de sensor ou outro componente dentro da casa.

[0021] Estas e outras características e vantagens da presente invenção ficarão aparentes para aqueles versados na técnica quando de uma revisão dos desenhos e descrição detalhada apresentados abaixo, que representem o melhor modo percebido de praticar a invenção presentemente pelo Requerente.

IV. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] Figura 1 é uma vista esquemática que mostra a iluminação elétrica e o sistema de controle da presente invenção;

[0023] Figura 2 é um gráfico de legenda relativo à Figura 1 que mostra a codificação utilizada para denotar os vários conectores da Figura 1;

[0024] Figuras 3-3D são vistas esquemáticas de várias opções de acessórios e sensores que podem ser utilizados em conexão com a presente invenção;

[0025] Figura 4 é uma vista esquemática de um painel de comutação de acionador da presente invenção que inclui cubos de dimmer e comutação modulares substituíveis, comutador de controle de Ethernet e configuração, e uma pluralidade de portas ou plugues que permitem um acoplamento de cabeamento na caixa de comutador;

[0026] Figura 5 é uma vista esquemática de uma caixa de junção de iluminação que inclui um par de módulos de distribuição de energia de iluminação 66 (LPD) e módulo de energia sobre Ethernet (POE);

[0027] Figura 6 é uma vista esquemática de um controlador, tal como um controlador regional 66 que é capaz de receber uma entrada de uma variedade de fontes de entrada 118-126, e é capaz de prover uma saída para uma pluralidade de fontes de saída, tal como módulos de acionador 90, cubos de acionador 112 e acessórios de luz;

[0028] Figura 7 é uma vista esquemática de um sistema de modulo de distribuição de energia 200 que inclui um módulo 202 e uma Unidade de Distribuição de Energia (PDU) 203 que tem uma placa principal 204 que tem conectores nos quais o módulo está conectado. O módulo de distribuição de energia 200 compreende uma de duas arquiteturas de sistema de módulo de distribuição de energia que ilustram a modularização do controle de nível de iluminação 219 (localizado sob o barramento de comunicação 214) e circuitos de controle protegidos contra falhas (também uma parte do componente que serve como controle de nível de iluminação 219); circuitos de gerenciamento de energia de LED que incluem uma corrente de ajustador de limite de saída de carga 207, uma corrente de ajustador de saída de voltagem 205, um pulsador de modulador de largura de pulso (PWM) 210, 207, 205, 210, 221 barramento de comunicação e Sensor Vout (saída de voltagem) 214 para o projeto de módulo de Cubo Inteligente onde o gerenciamento de corrente e diminuição de Modulação de Largura de Pulso (PWM) são executados nos Módulos de Carga 202;

[0029] Figura 8 é uma vista esquemática de um segundo sistema de arquitetura de sistema 218 que mostra um módulo 220 e uma Unidade de Distribuição de Energia (PDU) 223 que tem uma placa principal 224. Nesta arquitetura a saída de PWM (modulação de largura de pulso) dos Módulos de Carga 220 é controlada diretamente do circuito de placa principal PDU 226 e corrente de saída de voltagem 229 e somente os circuitos de controle de corrente ou voltagem 228 estão contidos nos Módulos de Carga 220 com um sinal de ajuste de corrente ou voltagem sendo enviado do processador de PDU de placa principal 224 para cada módulo de carga 220 anexado; e também mostrando os terminais de saída 216 para as Luminárias de LED e um terminal de entrada 217;

[0030] Figura 9 é uma vista esquemática de um sistema de configuração 230 alternativo que mostra um módulo 234 e uma Unidade de Distribuição de Energia (PDU) 238 que tem uma placa principal 240, onde os terminais de condutor 232 para os fios de campo que vão para as luminárias de LED estão localizados diretamente nos blocos de Módulo de Carga 234 além de terminais 233, a placa principal de Unidade de Distribuição de Energia (PDU) para conveniência quando utilizando outro tipo de fio do que Categoria 5/6/7; e também mostra a corrente que inclui um ajustador de saída de voltagem 235 e um modulador de largura de pulso mestre montado sobre a placa principal, e a corrente modular CC-CC 239 montado no bloco de módulo 234;

[0031] Figura 10 é uma vista esquemática de um acessório de luz de LED da técnica anterior;

[0032] Figura 11 é uma vista esquemática de um acessório de luz de LED da presente invenção;

[0033] Figura 12 é uma vista esquemática de uma modalidade alternativa de acessório de luz de LED da presente invenção;

[0034] Figura 13 é uma vista esquemática, parcialmente em seção, de um cabo anterior Cat 5 típico utilizável com a presente invenção;

[0035] Figura 14 é uma vista esquemática de um módulo de distribuição de energia exemplar construído de acordo com os ensinamentos da presente invenção;

[0036] Figura 15 é uma vista esquemática que mostra a plataforma da presente invenção;

[0037] Figura 16 é uma vista esquemática de conectores de porta para os conectores de dispositivo que compreendem blocos de interface inteligentes da presente invenção;

[0038] Figura 17 é uma vista esquemática de uma modalidade alternativa de uma plataforma modular da presente invenção;

[0039] Figura 18 é uma vista esquemática de um acionador de LED de corrente constante da presente invenção;

[0040] Figura 19 é uma vista esquemática de um acionador de LED de corrente constante com uma conexão de Barramento de Comunicação da presente invenção;

[0041] Figura 20 é uma vista esquemática de um acionador de LED de voltagem constante da presente invenção;

[0042] Figura 21 é uma vista esquemática de um membro de saída de energia de luz autoajustável capaz de ajustes com base na voltagem de suprimento;

[0043] Figura 22 é uma vista esquemática de uma primeira modalidade alternativa de um membro de saída de energia de luz autoajustável capaz de ajustes com base na voltagem de suprimento; e

[0044] Figura 23 é uma vista esquemática de uma segunda modalidade alternativa de um membro de saída de energia de luz autoajustável capaz de ajustes com base na voltagem de suprimento. V.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0045] Na presente invenção, um sistema de iluminação compreende um membro de bulbo que é alimentado por corrente contínua (CC). O bulbo acionado por CC é de preferência um bulbo do tipo de LED.

[0046] O acionador está localizado remotamente do bulbo, e de preferência em um centro de acionadores centralizado ou regionalizado. Por centralizado, imagina-se um banco central de acionadores que controlam todos os vários sistemas de iluminação dentro de um prédio ou espaço específico. Por regionalizado, refere-se a um conjunto de grupos ou agrupamentos de acionadores que controlariam um conjunto de luzes e similares. Por exemplo, pode existir um agrupamento de acionadores regional que controla toda a iluminação dentro da cozinha ou do primeiro andar da casa, e um segundo agrupamento regional que controla todos os acessórios de iluminação dentro de um dos quartos de dormir.

[0047] Um mecanismo de controle está provido que controla a energia fornecida tanto para os acionadores quanto para os bulbos, e além disso executa funções de comunicação de modo que uma comunicação possa ocorrer entre os acionadores, os bulbos, e/ou os sensores colocados remotamente dos acionadores, que podem ser colocados adjacentes aos bulbos.

[0048] Em outra modalidade da presente invenção, um sistema elétrico está provido para uma estrutura residencial ou comercial. O sistema inclui pelo menos uma de uma entrada CA ou CC. A entrada CA pode compreender uma corrente CA regular, fornecida por empresa pública em um centro de carga, tal como uma rede de disjuntores dentro da estrutura. A entrada CC pode incluir uma fonte de geração de corrente CC tal como painéis solares, baterias externas, um gerador CC, vento ou qualquer outra fonte de corrente CC.

[0049] A corrente CC é também alimentada através de um subpainel de proteção de iluminação para um disjuntor ou centro de carga. A corrente que emerge do centro de carga é direcionada para um controlador de carga. O controlador de carga essencialmente compreender um carregador que tem a capacidade em um circuito CA de transformar a corrente CA em corrente CC. O controlador de carga então emite a sua corrente para uma rede de armazenamento de bateria que de preferência compreende uma rede de armazenamento de bateria de 48 volts. O armazenamento de bateria de 48 volts é preferível porque uma bateria de voltagem mais alta permite que a corrente seja conduzida sobre distâncias mais longas com menores fios.

[0050] A saída do armazenamento de bateria é alimentada para disjuntores CC. Os disjuntores CC proveem uma forma de proteção de curto circuito, e estão localizados em uma posição em que estes podem executar a sua função pretendida. Deve ser notado que a corrente CC está sendo fornecida do armazenamento de bateria e para todos outros pontos a jusante no sistema da bateria.

[0051] A corrente é então fornecida para um conjunto ou central ou regionalizado de módulos de acionador. O módulo de acionador pode incluir dois componentes primários. O primeiro componente é o "componente cérebro" que inclui software, firmware, circuitos ou alguma sua combinação, que trata a corrente e controla a corrente para executar uma função específica. A jusante do "controlador de cérebro" está o controlador de energia que provê várias funções de controle. A jusante do módulo de controlador / acionador estão os bulbos ou sensores.

[0052] Tipos de módulos adicionais proveem uma pluralidade de capacidades de expansão, incluindo: expansão de barramento de comunicação, sensores de entrada, relés de saída, controle de temperatura, segurança, detecção & controle de aparelhos, controle de motor de bomba, monitoramento de energia, e controle de disjuntores.

[0053] É importante notar que a fiação entre o controlador e os bulbos e/ou sensores é de preferência um fio de categoria dois ou outro CC apropriado tal como um cabo de categoria 5 (Cat 5) o qual é frequentemente utilizado em redes de Ethernet. Devido à sua natureza específica, a maioria dos códigos de construção permitem que o cabo Cat 5 seja instalado por pessoas sem qualquer licença elétrica. Além disso, a saída de um acionador de controlador e a entrada dos bulbos podem ser afixadas com receptáculos de plugue Cat 5, de modo que o plugue Cat 5 pode ser utilizado. Os conectores Cat 5 são também conhecidos como conectores RJ45 ou de Ethernet.

[0054] Observando agora a Figura 1 uma vista esquemática do dispositivo 10 está mostrada. O dispositivo 10 inclui tanto um sistema de entrada CC 12 quanto um sistema de entrada CA 14. No dispositivo 10 mostrado nos desenhos, a entrada CC 12 compreende uma pluralidade de painéis solares 16. É claro, outras entradas CC podem ser empregadas, tal como baterias 38 ou energia gerada por vento. Os painéis solares 16 alimentam a sua corrente para um subpainel de proteção de iluminação 20. O subpainel de proteção de iluminação 20 protege o restante do circuito de descargas de iluminação e surtos de corrente que podem danificar o circuito. O subpainel de proteção de iluminação 20 então direciona a corrente CC para um centro de carga 24 que de preferência compreende um sistema de disjuntor de circuito CC ou similar. Devido à carga de corrente dos painéis solares, os condutores 19, 20, 21, 23 empregados são condutores de fio de serviço pesado do tipo que poderia ser capaz de conduzir uma corrente CA de 120 V ou 240 V na casa.

[0055] Observando agora a Figura 2, uma legenda está mostrada que ilustra os tipos de condutores que são empregados no dispositivo 10. Será notado que o tipo de condutor escolhido para uma conexão específica é grandemente dependente da quantidade de corrente sendo conduzida pelo condutor.

[0056] O sistema de entrada CA compreende um fio de entrada 26 baseado em empresa pública normal que alimenta eletricidade através de um medidor de emprega pública 30. O medidor de emprega pública 30 está projetado para medição líquida, já que é possível que os painéis solares 16, pudessem fornecer um excesso de suprimento de eletricidade para o dispositivo 10, por meio disto permitindo que a eletricidade seja fornecida e vendida "de volta para a rede", para compensar a quantidade de eletricidade "comprada" da rede. A eletricidade de entrada CA está também direcionada para o centro de carga 24 que compreende um painel de disjuntores ou similares.

[0057] A corrente do centro de carga 24 é direcionada através do condutor 25 para um controlador de carga 34. O controlador de carga 34 tem dois propósitos primários. Um propósito é a proteção de surtos. Fazendo isto, o controlador de carga 34 ajuda a assegurar que a corrente que flui do centro de carga 24 é fornecida para a rede de baterias 38 (que está a jusante do controlador de carga 34) através do condutor 37 em uma condição em que não existem picos significativos ou artefatos perigosos similares.

[0058] A segunda função do controlador de carga 34 é servir como um transformador para transformar a corrente CA fornecida pela empresa pública em uma corrente CC que é utilizada para carregar a bateria 38. A corrente do controlador de carga 34 é então direcionada para a rede de baterias 38, que de preferência compreende uma rede de baterias 38 de 48 volts. A rede de baterias 38 está provida para armazenar eletricidade, e fornecer eletricidade baseada em CC para o circuito de iluminação. A rede de armazenamento de bateria 38 deve ser projetada para fornecer uma corrente uniforme, perfeita para os componentes a jusante no sistema para assegurar que não existam picos ou outras irregularidades ou artefatos que poderiam danificar os componentes a jusante. Um filtro apropriado pode ser empregado para ajudar neste fornecimento de corrente uniforme.

[0059] A bateria 38 direciona a sua corrente de saída para um ou uma rede de disjuntores CC 42. Os disjuntores CC 42 servem como uma função de proteção de surto. Por exemplo, os disjuntores CC 42 podem ter uma entrada (similar ao disjuntor de circuito), ou mais provavelmente, uma pluralidade de saídas com uma saída sendo direcionada para cada um dos sistemas de módulo de distribuição de eletricidade aqui mostrado como um primeiro 46, um segundo 48 e um terceiro 50 módulo de distribuição de energia para finalmente fornecer energia elétrica para as luminárias de LED elétricas, ou outros dispositivos, tal como sensores, que estão conectados no sistema.

[0060] Os sistemas de módulo 46, 48, 50 estão mostrados nos desenhos como compreendendo "sistemas de módulo regionais" onde um prédio ou estrutura específica tem uma pluralidade de sistemas de módulo 46-50. Cada um dos sistemas de módulo 46-40 pode governar um conjunto específico de luzes em uma área específica na estrutura. Como acima discutido, um sistema de módulo central poderia ser utilizado para controlar todas as várias luzes dentro de uma casa ao invés do sistema de módulo regional 46-50 como sendo utilizados no sistema mostrado na Figura 1.

[0061] De preferência, os sistemas de módulo 46-50 funcionam somente em corrente CC e são capazes de fornecer uma corrente CC suficiente para e das luzes 54 (Figura 1) para permitir que as luzes 54 executem a sua função pretendida, enquanto ainda permitindo o usuário utilizar um cabo de comunicações de dados 58, tal como um cabo tipo Cat 5, ao invés de um cabo elétrico de serviço pesado.

[0062] O cabo Cat 5 58 inclui não somente uma capacidade de distribuição de energia, mas também uma capacidade de comunicação de informações. Neste aspecto, será notado que o sistema de três módulos 46, 48, 50 mostrado no desenho (Figura 1) estão acoplados juntos em comunicação um com o outro através de uma LAN 62.

[0063] Observando agora a Figura 6, um módulo de controlador 46 está mostrado em mais detalhes. O módulo de controlador 46 inclui diversos componentes. O elemento de nível mais alto é o controlador 66 o qual está também mostrado nas Figuras 4 e 5. O controlador 66 inclui um circuito, e compreende um pequeno computador que é capaz de receber entradas de sensor. O controlador 66 inclui um circuito que é capaz tanto de receber entradas sensórias quanto também prover saídas de comando. O controlador 66 pode ser acionado por software ou alternativamente, pode ser com fiação ou acionado por firmware.

[0064] O controlador 66 inclui uma pluralidade de portas que inclui uma primeira 70, uma segunda 72, uma terceira 74, uma quarta 76, e uma quinta 78 portas de entrada para receber e trocar dados de uma variedade de fontes de entrada 86. O controlador 66 também inclui uma pluralidade de portas de saída. Na modalidade mostrada na Figura 6 as portas de saída incluem uma primeira porta de saída 80 e uma segunda porta de saída 82. As portas de saída 80, 82 estão provides primariamente para prover energia e comunicação do controlador 66 para o primeiro 88 e o segundo 90 módulos de distribuição de energia.

[0065] O controlador 66 comunica com uma pluralidade de módulos de distribuição de energia (por exemplo, 88, 90). O controlador 66 é realmente um processador que potencialmente poderia ter uma capacidade de processamento a um nível similar à capacidade de processamento que se poderia encontrar em um PDA, tablet ou smartphone correntemente produzido. O controlador 66 provê os algoritmos de controle para operar o sistema. Como tal, o controlador 66 é capaz de ser programado, e de executar programas para prover uma saída apropriada. Esta saída, entre outras coisas, é provida para os módulos de distribuição de energia 88, 90.

[0066] Cada módulo de distribuição de energia 88, 90 tipicamente inclui uma série de chips de processamento (não mostrados) que são capazes de executar funções tais como o condicionamento da energia que é alimentada para os cubos de acionador 94, tal como condicionamento de energia de modulação de largura de pulso. O condicionador de energia compreende um capacitor e um indutor. Outro chip que pode ser empregado em um módulo de distribuição de energia 88, 90 é um chip de modulação de largura de pulso. O chip de modulação de largura de pulso provê uma coordenação de modulação de largura de pulso para uma pluralidade de cubos 94 e/ou fontes de luz 54 de modo que os tempos de início de pulso possam ser escalonados. De preferência, o chip de modulação de largura de pulso pode operar em algum lugar entre um e 24 canais para prover informações entre um e vinte e quatro cubos 94 e/ou dispositivos 54.

[0067] O terceiro tipo de chip que se poderia encontrar dentro dos módulos de distribuição de energia 88, 90 é um potenciômetro digital utilizado para ajustar os níveis de corrente produzidos pelos cubos 94. Um tipo de chip adicional é uma entrada analógica para digital que é utilizada para detectar informações tais como a temperatura detectada pelos sensores de temperatura 93 que poderiam estar dispostos adjacentes aos bulbos de luz 54, ou detectar outras condições internas dentro dos cubos 94.

[0068] Os sinais elétricos do módulo de distribuição de energia 88,90 juntamente com a energia elétrica, são então direcionados para os cubos de acionador 94. Dos cubos de acionador 94, a energia é então suprida para as luzes 54.

[0069] Um controlador 66 é capaz de acionar uma pluralidade de módulos de distribuição de energia 88, 90. Esta pluralidade de módulos de distribuição de energia pode incluir, por exemplo, 250 módulos de distribuição de energia. Cada módulo de distribuição de energia 88, 90 é tipicamente capaz de lidar com entre um e 24 cubos de distribuição 94. Estes cubos de distribuição 94 podem governar a ação de uma luz de LED específica, ou um "grupamento" de luzes de LED. Neste aspecto, deve ser notado que um conjunto de LED pode incluir uma pluralidade (por exemplo, 15) de bulbos de LED individuais contidos em um único envoltório para formar um único "conjunto" que é desenhado como uma única unidade.

[0070] Na modalidade mostrada na Figura 6, o primeiro módulo de distribuição de energia 88 está mostrado como alimentando e comunicando com quatro módulos de acionador (cubos) que incluem um primeiro 96, segundo 98, terceiro 100 e quarto 102 módulos de acionador. O segundo módulo de distribuição de energia 90 está mostrado como também alimentando e comunicando com quatro módulos de acionador (cubos) que incluem um primeiro 106, segundo 108, terceiro 110 e quarto 112 módulos de acionador. Os cubos de acionador 96-112 estão providos para assegurar que a saída do módulo de distribuição de energia 88, 90 é apropriada para o dispositivo específico, luz, etc., que está sendo acionado pelo cubo. Os acionadores 88, 90 incluem uma eletrônica que toma energia da bateria e envia energia para o LED. Estes amplificam ou reduzem a voltagem das baterias para o nível correto para o LED específico, e também controlam a quantidade de corrente que pode ser fornecida, O acionador também pode incluir uma eletrônica que acopla na interface de usuário para permitir o usuário controlar a operação do LED. O acionador tem uma entrada positiva e uma negativa da fonte de energia CC e uma saída positiva e negativa que vai para o LED.

[0071] O acionador de LED escolhido para uma aplicação específica deve se casado bem tanto com a fonte de energia quanto o LED que o acionador 90, 94 está acionando. Por exemplo, uma luz de LED de cinco watts requereria um diferente tipo de saída que uma luz de 30 watts. Além disso, através de uma escolha de circuito, os cubos de acionador 96-112 podem incluir coisas como amplificadores ou intensificadores para prover uma quantidade relativamente maior de saída do que está sendo alimentada para a entrada.

[0072] Neste aspecto, informações adicionais sobre a operação dos circuitos de LED podem ser colhidas de uma variedade de fontes de referência, incluindo, mais convenientemente, WIKIPEDIA.

[0073] Como melhor mostrado na Figura 6, será notado que os vários cubos de acionador 94 estão mostrados que controlam as diferentes quantidades de luzes. Por exemplo, os cubos de acionador 102, 110 e 112 cada um controla um par de luzes 54a. Na prática, cada um do par de luzes pode representar um agrupamento de duas ou mais luzes, ou alternativamente, pode compreender diversos agrupamentos de luzes.

[0074] Os cubos de acionador 96 e 100 estão mostrados como controlando uma única luz 54b, ou um único agrupamento de luzes; o cubo de acionador 98 está mostrado como controlando três agrupamentos de luzes 54c; e o módulo de acionador 106 está mostrado como controlando cinco agrupamentos de luzes 54d.

[0075] Como acima apresentado, o número de luzes 54 ou agrupamentos de luzes que são controlados por um cubo de acionador específico é variável, dependendo das necessidades e desejos do usuário. Geralmente, cada cubo de acionador 94 é capaz de controlar usualmente entre uma e 24 diferentes luzes, ou agrupamentos de luzes. Como aqui utilizado, "agrupamento de luzes" é utilizado para significar uma pluralidade de bulbos individuais que estão ligados juntos, de modo a derivar a energia e seu sinal de comunicação de uma única, fonte comum.

[0076] Além disso, uma pluralidade de dispositivos de entrada 86 pode ser presa no controlador 66 para governar a ação do controlador 66. Estes dispositivos de entrada 88 podem incluir coisas tais como comutadores, que permitem alguém ligar e desligar as luzes 54, e teclados que permitem uma direção mais sofisticada para as luzes e o controlador. Ainda, dispositivos de entrada mais complicados tal como iPads, iPhones, smartphones, PDAs e computadores podem também teoricamente ser acoplados ao controlador 66 através das portas de entrada 70-78. Através destes dispositivos de entrada de computador e como computador 86, o usuário pode programar várias funções no controlador 66 que podem então ser comunicadas através do módulo de distribuição de energia 88, 90 e cubos de acionador 96-112 para as luzes 54, para permitir que as luzes 54 executem as funções desejadas pelo usuário.

[0077] Um tipo adicional de entrada que é alimentada no controlador compreende uma entrada de sensor, tal como o sensor 99. A entrada de sensor 99 compreende uma entrada que é recebida de sensores que são frequentemente colocados em áreas do prédio próximas da luz. Estes sensores 99 podem incluir tais coisas como sensores de movimento, sensores de luz, sensores de temperatura, sensores de proximidade, sensores de som e sensores de câmera.

[0078] Na Figura 6, uma pluralidade de diferentes tipos de dispositivos de entrada 86 está mostrada como acoplada a respectivas portas de entrada 70-78 para acoplar os dispositivos de entrada 86 no controlador 66. Os dispositivos de entrada específicos mostrados na Figura 6 incluem um primeiro dispositivo de entrada 118 que pode ilustrativamente ser um comutador que permite o usuário acender ou apagas as luzes. O segundo dispositivo de entrada 120 de preferência compreende um dispositivo de entrada de programação altamente complexa, tal como um IPad, PDA, smartphone ou computador que permite o usuário programar uma ampla variedade de diferentes tipos de comandos no controlador 66.

[0079] O terceiro dispositivo de entrada 122 está mostrado como de preferência sendo um simples dispositivo de programação de comando de instrução, tal como um teclado através do qual o usuário pode ou programar instruções limitadas no dispositivo, ou provê um comando de "travar / destravar" para este controlador, de modo que o controlador pode ser travado para impedir a entrada de comandos de fontes não autorizadas, e pode também ser "aberto" para permitir que pessoas autorizadas insiram comandos no dispositivo.

[0080] O quarto dispositivo de entrada 124 está mostrado como sendo um primeiro sensor que pode compreender um sensor tal como um sensor de movimento, sensor de luz, sensor de temperatura, sensor de proximidade, sensor de som e/ou e/ou sensor de câmera. O quinto dispositivo de entrada 126 é também um sensor similar ao sensor 124, mais é de preferência ou um sensor que está provendo informações de uma diferente localização, ou alternativamente, um sensor que está provendo um diferente tipo de entrada, tal como o sensor 124 sendo um sensor de movimento para prover informações sobre movimento em uma área adjacente ao sensor, enquanto que o sensor 126 pode ser um sensor de câmera.

[0081] Observando agora a Figura 7, uma vista esquemática de um módulo de distribuição de energia 200 está mostrada. O módulo de distribuição de energia 200 inclui um módulo 202 e uma unidade de distribuição de energia 203 que tem uma placa principal 204. A placa principal 204 tem conectores nos quais o módulo 202 está conectado. O módulo de distribuição de energia 200 compreende uma de duas arquiteturas de sistema de módulo de distribuição de energia que ajudam a demonstrar a modularização de um controle de nível de iluminação 219. O controle de nível de iluminação 219 está localizado sob o barramento de comunicação 214. Circuitos de controle protegidos contra falhas fazem também parte do componente que serve como um controle de nível de iluminação 219; circuitos de gerenciamento de energia de LED que incluem um ajustador de limite de saída de carga 207, um circuito de ajustador de saída de voltagem 205, um pulsador de modulação de comutador de pulso (PWM) 210 estão também providos para uma parte do módulo de carga. Estes componentes estão contidos dentro do módulo de carga. Também com um sensor de saída de voltagem 221 e o barramento de comunicação 214. O módulo de carga 202 compreende um projeto de módulo de cubo inteligente onde o gerenciamento de circuito e diminuição de modulação de comutador de pulso são executados dentro do módulo de carga 202.

[0082] Uma segunda arquitetura de sistema 218 está mostrada na Figura 8. A Figura 8 tem poucos componentes no módulo de carga 220 e mais componentes colocados sobre a placa principal 224, se comparado com a unidade de distribuição de energia 203 que está mostrada na Figura 7.

[0083] A unidade de distribuição de energia inclui um módulo 220 na placa principal 224. Nesta arquitetura, a saída de modulação de largura de pulso do módulo de carga 220 é controlada diretamente dos circuitos de placa principal de unidade de distribuição de energia 218, e o circuito voltagem de saída (Vout) 229. Somente os circuitos de controle de corrente ou voltagem 228 estão contidos no módulos de carga 220 com sinais de ajuste de corrente ou voltagem sendo enviados do processador de placa principal 224 para cada módulo de carga 220 anexado. Além disso, a Figura 8 mostra a presença de terminais de saída 216 nos quais conectores podem estar conectados para conectar saída da unidade de distribuição de energia nas luminárias de LED. Ainda, um terminal de entrada 217 está mostrado.

[0084] Será também notado que os terminais de saída 209 e os terminais de entrada 211 estão também providos no dispositivo 203 mostrado na Figura 7.

[0085] A Figura 9 mostra uma vista esquemática de um sistema de configuração 230 alternativo que inclui um módulo 234 e uma unidade de distribuição de energia 238. A unidade de distribuição de energia 238 inclui uma placa principal 240 onde os terminais de condutor 232 para os fios de campo que vão para o LED estão localizados diretamente nos blocos de módulo de carga 234. Além disso, os terminais de saída 233 estão carregados sobre a placa principal 240, como está o terminal de entrada 241.

[0086] Utilizando os dois terminais de saída diferentes adiciona uma conveniência adicional à unidade, para prover outro tipo de tomada que será utilizável com fios e tomadas outros que os fios e tomadas tipicamente utilizados com os fios do tipo Cat 5, Cat 6, ou Cat 7.

[0087] A Figura 9 também mostra um adaptador de saída de voltagem 235 e um circuito de modulação de largura de pulso mestre 236, juntamente com o terminal de entrada 241. O terminal de entrada 241 e o circuito de modulação de largura de pulso mestre 236 estão também montados sobre a placa principal 240. O circuito ainda inclui um módulo CC-CC 239 montado sobre o bloco de módulo 234.

[0088] Apesar de cinco sensores serem mostrados como estando acoplados no controlador, um número muito maior de dispositivos de entrada pode ser provido, ou neste aspecto, um pequeno número de dispositivos de entrada. Além disso, um "mix" específico de dispositivos de entrada mostrado na Figura 6 é meramente ilustrativo e está sujeito a um amplo grau de variação e mudança dependendo dos desejos e objetivos específicos do usuário do sistema.

[0089] Em uma ampla perspectiva, o sistema de controle de sensor da presente invenção permite os usuários obter três importantes funcionalidades. Uma primeira funcionalidade refere-se à configuração automática para os sistemas de controle de iluminação que pode incluir um método para detectar iluminação natural e artificial para aplicações de resultados de iluminação. Através desta funcionalidade uma rede de sensores de nível de luz é utilizada, juntamente com controles de luz artificial que são programados para detectar áreas adjacentes afetadas por fontes de luz artificial e luz natural. Estes sensores ajudam a criar um mapa virtual de condições de iluminação, como afetadas pelas fontes de luz. O mapa de luz assim criado neste aspecto, é utilizado para controlar resultados de luz automáticos para ajudar a tornar a iluminação mais eficiente reduzindo a iluminação desnecessária quando a luz ambiente está disponível.

[0090] Por exemplo, o sensor remoto 99 que está posicionado na ou próximo da luz de LED pode representar um, ou uma pluralidade de sensores que podem comunicar através do Cat 5 ou outro cabo que passe pelas luzes 54 dentro do controlador. Como tal, os conectores, tal como o cabo de conector Cat 5, 123 entre o sensor 99 e o acionador 102; e o cabo Cat 5 compartilhado 125 que envia energia para a luz 54, e conduz sinais de comunicação do sensor 129 para o acionador 100, juntamente com os conectores 131, 133 (que podem compreender conectores de plugue e soquete) ou cabos Cat 5, colocar os sensores 99, 129 em comunicação com o módulo de distribuição de energia 88 e o controlador 66, de modo que as informações comunicadas pelos sensores 99, 129 para o controlador 66, possam ser atuadas pelo controlador 66 para controlar a operação das luzes 54.

[0091] Além disso, as luzes de LED 54 podem ser independentemente piscadas em condições de alta frequência controladas pelo sistema. Os níveis de luz são medidos durante o ciclo ligado e desligado para detectar os níveis de luz na vizinhança de luzes e interfaces de controlador de sensor. Os controladores, tal como o controlador 66, podem ser programados para aprender quais luzes estão na vizinhança de qualquer sensor de luz específico, e compreender a relação entre as várias luzes e os vários dispositivos de sensor. Estas relações podem então ser utilizadas para permitir o usuário configurar a operação de luz por meio de um programa e algoritmo, que configura as luzes 54 para operar com base em várias entradas do sistema incluindo outros sensores e dados ambientas. A programação de comando e avaliador de sensor real pode ser executada pelo controlador 66 ou no dispositivo de entrada, tal como um smartphone ou PC 120 acoplado no controlador 66.

[0092] A segunda funcionalidade que pode ser executada pela presente invenção refere-se a permitir o sistema aprender a detecção de ocupação humana para controles de iluminação preditivos e gerenciamento de energia. Por exemplo, a maioria dos sensores de movimento pode detectar a presença de um humano, e ligar ou desligar as luzes, dependendo se a presença humana é detectada ou não detecta. Em tal caso, os sensores 99 e 129 que são colocados em áreas ocupadas da estrutura remota do controlador 66 poderiam ser sensores de detecção de movimento. A funcionalidade é correntemente obtenível por sensores de detector de movimento disponíveis de uma variedade de fontes, tal como a General Electric.

[0093] No entanto, a presente invenção avança pelo menos um passo a funcionalidade deste sensor de movimento comum ainda permitindo que o sistema de iluminação aprenda de interações humanas com os sensores para fazer predições com base no que o sistema aprendeu para determinar como os humanos que habitam uma estrutura específica atuarão no futuro. Um exemplo de comportamento de aprendizado é começar com um cenário em que todas as luzes de um corredor do andar superior estão desligadas. Através de experiência, o sistema pode aprender que a detecção de uma presença humana dentro do corredor usualmente sugere que o humano específico se deslocará do corredor para um dos quartos no andar de cima. Como tal, a detecção pelo sensor de movimento pelo humano no corredor primeiro acenderá as luzes no corredor, e então transmitirá um sinal para os "cérebros" do sistema, tal como o controlador 66. O controlador 66, através de uma programação apropriada com base em experiências passadas pode então fazer com que o sistema então acenda as luzes em um ou diversos dos quartos conectados no corredor, de modo que quando o usuário entra em um quarto específico, a luz já está acesa para ele.

[0094] Viajando adicionalmente neste exemplo hipotético, um retardo de tempo pode existir entre a luz sendo ligada, e a detecção da presença do humano em um dos quartos. Por exemplo, se o sistema detectar que o humano está presente no quarto A, a luz pode permanecer ligada no quarto A. No entanto, se o sistema ligar as luzes nos quartos A e B, mas os sensores de movimento colocados nos quartos A e B detectarem somente movimento, e com isto uma presença humana no quarto A, o controlador 66 pode enviar um sinal para as luzes no quarto B desligarem, enquanto enviando um sinal para as luzes no quarto A permanecerem acesas. De preferência, circuitos de tempo são empregados de modo a prover um período de tempo adequado para impedir que a pessoa cujo movimento está sendo detectado decida qual quarto ocupar a seguir, e se deslocar para aquele quarto. Similarmente, o fato que o usuário entra no banheiro pode fazer com que o sistema desligue as luzes de cada um dos quartos, já que o banheiro tende a ser um destino terminal para o usuário.

[0095] Nesta funcionalidade, uma rede de sensores aplica um algoritmo de rede neural para predizer o padrão de ocupação e o movimento de ocupantes para controlar a iluminação à frente de um percurso potencial do humano. O treinamento e aprendizagem é conseguido pelo sistema através de retorno de usuário através de teclados de controle, interfaceamento de Smartphone, interfaces de teclados de toque sem fio, interfaces de computador, detectores audíveis, detectores de câmera, sensores de movimento, e detecção de dispositivo de Bluetooth para treinar o sistema para aprender, e predizer os comportamentos dos ocupantes, seus gostos e desgostos.

[0096] Por exemplo, os detectores de movimento podem detector um movimento específico de um ocupante específico ao longo do tempo para predizer aonde o ocupante irá. No entanto, o usuário pode também ser capaz de inserir várias preferências. Por exemplo, se uma estrutura estiver ocupada por crianças as quais têm medo do escuro, o usuário pode escolher programar o sistema de modo que a detecção de um usuário específico (ou qualquer usuário) no corredor faça com que todas as luzes em todos os quartos sejam iluminadas. Em contraste, a "coruja tardia" da família que vai para a cama após todo mundo há muito se retirou pode executar uma entrada manual no sistema de modo que a detecção de sua presença dentro do corredor somente acenda as luzes dentro de seu quarto específico, de modo que as pessoas que dormem em outros quartos não sejam despertadas por luzes sendo ligadas pela presente invenção.

[0097] O usuário, através de uma interface, pode programar uma função de "não perturbe". Por exemplo, se o usuário vai para a cama, ele pode utilizar uma interface, tal como um Smartphone, dispositivo de Bluetooth, iPad, comutador, etc. para dizer para o sistema colocar a si mesmo em um modo de "não perturbe" em seu quarto específico. Como tal, a detecção da presença de outros usuários não fará com que a luz no quarto específico do usuário acenda, devido ao indicador de não perturbe. Além disso, o usuário pode decidir ajustar a função de não perturbe de modo que a existência de movimento detectado pelo detector não ligue as luzes dentro da casa. Este tipo de ajuste pode ser empregado por um usuário quando o usuário para a cama, para impedir que o movimento do cão ou gato da família ligue as luzes e por meio disto acorde o usuário.

[0098] Uma característica de "espera" faz com que o sistema mantenha os níveis de iluminação selecionados correntes nas áreas controladas por aquele teclado de controle ou interface virtual. O ajuste de espera pode manter a saída de luz ou o nível ambiente total em um nível desejado. Um modo de espera temporário mantém o ajuste de espera por um período predeterminado, ou um período ajustável com base em várias condições de sensor.

[0099] Além disso, o sistema pode estar projetado para distinguir o movimento feito por humanos e os movimentos feitos por animais de estimação e outros animais, frequentemente com base no tamanho ou hábitos de movimento e similares. O sistema pode aprender a determinar a diferença entre humanos para quem este ligará e desligará as luzes e animais de estimação para os quais o sistema não iniciará nenhum ligamento ou desligamento de qualquer luz.

[00100] A terceira funcionalidade obtenível com a presente invenção é prover um sistema de controle de monitoramento de distribuição de energia CC modular ininterrupto para os dispositivos eletrônicos de iluminação CC de baixa energia sem energia CA. Como mostrado na Figura 1 a energia que alimenta os dispositivos de módulo 46-50 e no final os dispositivos iluminação 54 está provida por uma bateria 38.

[00101] A bateria 38 tipicamente terá uma capacidade de armazenamento suficiente para alimentar o sistema por um dado período de tempo, sem a entrada de carregamento de eletricidade adicional na bateria. Como a bateria 38 está localmente baseada, e não baseada na entrada de eletricidade tal como um painel solar 16 que depende de luz ou um sistema de fonte de energia CA que depende de energia da rede, a energia da bateria 38 pode ser utilizada independentemente se a fonte de energia CC externa está operando e/ou independentemente se a rede de energia CA está funcional.

[00102] O sistema de distribuição de energia CC modular ininterrupto pode ser programado dependendo do tamanho da bateria 38 utilizada, para operar um grande número de dispositivos e luzes 54 dentro da casa, ou para funcionar em um "modo de conservação" de modo que a energia durará mais desligando os dispositivos operados para somente aqueles dispositivos que são críticos.

[00103] Neste aspecto, a energia e controle para iluminação e eletrônica doméstica pode utilizar o dispositivo de módulo de interface padrão que pode estar incorporado em uma multiplicidade de dispositivos de OEM, incluindo eletrônica e iluminação de LED. O dispositivo 10 pode também permitir que este sistema permita uma mistura de múltiplas configurações de acessório de luz CC. Nesta funcionalidade, o módulo CC/CA converte energia CC para substituir o adaptador de CA-CC de 120 volts CA ou 240 volts tradicional. De preferência, os módulos são projetados para serem capazes de detectar as demandas de energia do dispositivo de energia e reportar os requisitos de energia. O vazamento de carga pode também ser controlado através de interfaces de carga.

[00104] Como acima apresentado, outra vantagem da utilização desta distribuição de energia CC é que esta permite um grande número de dispositivos de iluminação e eletrônicos dentro de uma estrutura tal como uma residência serem operados por um sistema baseado em CC, baseado em baixa energia utilizando um cabeamento do tipo Ethernet, ao invés das portas de energia padrão presentemente utilizadas.

[00105] Uma característica adicional da presente invenção é que o sistema pode incorporar uma funcionalidade de gerenciamento de demanda no programa. A funcionalidade de gerenciamento de demanda ajuda a equilibrar a carga elétrica, ajudar a reduzir as ineficiências de sistema e componentes. Um exemplo de ajustes de gerenciamento de demanda que podem ser executados pelo dispositivo 10 é que as luzes 54 podem ser desligadas quando ou o sensor (por exemplo, 99) detecta que ninguém está presente um quarto específico, ou então, o sensor 99 poderia detectar que existe uma luz externa para prover luz ambiente suficiente dentro de um espaço específico de modo que a luz adicional provida pelos LEDs 54 não é mais necessária.

[00106] Outra característica que pode ser programada na invenção é uma característica de conservação de bateria que ajusta os parâmetros operacionais para maximizar a vida de bateria 38. Por exemplo, um sensor pode ser empregado para detectar o nível de capacidade de bateria. Quando o nível de capacidade de bateria diminui e não está em uma posição de ser rapidamente recompletado, o sistema pode ser programado para efetuar um "escurecimento" dentro da estrutura para reduzir a iluminação ou desligar certa iluminação, de modo que a bateria 38 será capaz de prover energia por um período de tempo mais longo, ou esperançosamente, prover energia por um tempo suficiente para que o nível de carga da bateria seja aumentado, de modo que as luzes nunca sejam desligadas completamente. A execução dessa programação de conservação de bateria pode ajudar a reduzir os custos de energia permitindo as baterias confiarem em "energia livre" tal como aquela provida por um painel solar 16 para recarregar a bateria, ao invés de confiarem em energia adquirida de instalações públicas de propriedade das redes elétricas CA.

[00107] Esta programação pode ser executada não somente para lidar com as situações onde a rede de energia é incapaz de suprir energia elétrica para o sistema, mas também em situações onde deseja- se evitar utilizar a energia da rede de energia. Por exemplo, se alguém desejar reduzir o consumo de energia confiando primariamente na energia solar, se poderia programar o sistema / componentes de conservação de bateria para reduzir a energia sendo consumida da bateria naqueles momentos quando a energia solar não é capaz de regenerar a bateria, de modo que a bateria possa alimentar as luzes por um período de tempo suficiente, para permitir que as fontes de energia solar comecem a gerar eletricidade para prover energia para a bateria, para por meio disto prevenir a necessidade de consumir energia da rede elétrica.

[00108] Outra característica da presente invenção é que sensores e programação podem ser providos que podem monitorar a saúde de vários componentes no sistema. Entre estes componentes cuja saúde pode-se desejar monitorar inclui os dispositivos de iluminação, os sensores, os cubos de acionador, o módulo de distribuição de energia e o controlador.

[00109] Para executar isto, o sistema 10 pode monitorar os parâmetros que são frequentemente indicativos de falha de componente. Tais parâmetros incluem temperatura excessiva, falha de um sistema tal como um sensor, e uma falha de um componente em comunicar com o sistema.

[00110] Modos protegidos contra falhas nas unidades distribuição de energia 66 e módulos de acionador 94 permitem que teclados de controle conectados e/ou dispositivos de computação controlem diretamente os módulos de acionador 94 anexados à unidade de distribuição de energia no caso de falha de comunicações entre o processador principal 62 e o módulo de distribuição de energia. Além disso, alguns dos itens de entrada podem ser itens de não contato. Por exemplo, um comutador de proximidade de não contato pode ser empregado como um dispositivo de entrada de usuário para ligar os comutadores de luz ou de outro modo controlar as várias funções servidas pelo controlador e os dispositivos de iluminação. Idealmente, os sensores (por exemplo, 99, 129) devem ser incorporados nos acessórios de luz. Os acessórios deste tipo acima descritos podem ser providos por uma pluralidade de fornecedores. De preferência, o dispositivo da presente invenção incorpora um projeto de interface padrão de modo que existirão mais seleções e compatibilidade entre os vários componentes e sensores.

[00111] As interfaces de teclado utilizam uma combinação de botões de seleção e movimento de dedo para fazer seleções e ajustes aos níveis de iluminação em muitos modos intuitivos. Por exemplo, a interface pode empregar um display do tipo de tela de toque que permite alguém ligar de desligar as luzes passando rapidamente o dedo para cima ou para baixo da interface de controle respectivamente. Dois dedos varrendo juntos sobre a interface escurecerão as luzes, dedos expandidos aumentarão o nível da luz sendo emitida pela luz. Batendo na metade superior da interface liga as luzes. Batente na metade inferior desliga-as. Mantendo e pressionando sobre o topo da interface aumentará o nível de iluminação; e mantendo a metade inferior da interface diminuirá as luzes. Varrendo para a esquerda ou direita sobre o teclado de toque aumentará ou diminuirá qual zona de iluminação está sendo controlada.

[00112] Como acima discutido, o cubo deve incluir um conector de cabo (tomada) Cat 5, já que o cabo Cat 5 é correntemente acreditado ser um dos melhores veículos para transmitir energia dos cubos para os vários acessórios de luz. No entanto, o cubo deve também incluir conectores alternativos, de modo que outros tipos de conectores possam ser recebidos que são acoplados a outros tipos de fios para conduzir a corrente dos cubos para os sistemas e componentes de iluminação que são melhor servidos por um tipo de fio ou um tipo de conector outro que um fio Cat 5 e um conector Cat 5.

[00113] Em uma modalidade alternativa, uma fonte de energia CC tal como solar, gerador, bateria externa ou similar pode fornecer energia diretamente para o controlador de carga, para alimentar a corrente diretamente para a bateria, sem passar através do centro de carga. Tal sistema seria especialmente útil em um sistema em que as entradas CA não fossem prontamente disponíveis, tal como um sistema portátil que se poderia encontrar em um veículo, ou em uma localização selvagem isolada da rede de energia.

[00114] Os Módulos de Carga modulares ou os módulos de Acionador podem também ser substituídos por outros módulos de expansão para estender os barramentos de comunicações de dados, adicionar módulos de entrada de sensor, ou adicionar relés ou outros módulos de entrada para propósitos de incluir um controle de temperatura de espaço, segurança, e/ou outro monitoramento e controle de outras eletrônicas e aparelhos. O controle destes dispositivos é executado através dos processadores de controle de nível superior ou através de um processamento local dentro dos módulos de expansão.

[00115] Anexo este como Apêndice A, está uma Cópia do Guia de Projeto e Implementação da marca LUMENCACHE que foi escrito pelo Requerente. Este Guia de Projeto e Implementação está totalmente aqui incorporado, e faz parte deste pedido de patente.

[00116] Anexo a este como Exposição B está uma descrição exemplar de um Módulo de Distribuição de Energia mais preferido que mostra a sua forma e dimensões. As Exposições A e B estão totalmente incorporadas neste pedido de patente e fazem parte deste pedido de patente

[00117] Para compreender o acionador 94 é importante compreender que o acionador atua primariamente como um filtro que recebe eletricidade não condicionada e emite "eletricidade condicionada" para o LED 54. O acionador 94 não tem uma fonte de eletricidade, nem este é uma fonte de um comutador. No entanto, um comutador pode ser adicionado ao acionador 94 para controlar a sua operação.

[00118] Um acessório de luz 150 da técnica anterior está mostrado na Figura 10 como incluindo um alojamento 152 que tem uma entrada de energia CA, aqui mostrada como um plugue 154. A entrada de energia CA 154 pode também ser um fio, mas nenhum caso serve como um ponto através do qual a energia CA é fornecida para o acessório de luz 150. O acessório de luz 150 da técnica anterior também inclui um bulbo de LED 156. Como acima discutido, o bulbo de LED 156 pode ser um único bulbo, ou este pode ser um agrupamento de bulbos dependendo da transferência do usuário.

[00119] Um acionador 160 está provido para assegurar que a corrente que é fornecida para o LED é primeiro transformada de corrente CA para corrente CC, e segundamente, que a corrente é provida e condicionada apropriadamente para recepção e utilização pelo LED. Como acima discutido, este acessório da técnica anterior funciona bem, mas tem uma desvantagem que este requer que o acionador e o LED 160, 156 seja parte da mesma unidade o que aumenta os custos do acessório de luz 150, juntamente com tornando mais dispendioso substituir os bulbos e limita a flexibilidade de projeto.

[00120] Observando agora a Figura 11, um acessório de luz 164 da presente invenção está mostrado. O acessório de luz 164 da presente invenção é geralmente similar ao acessório de luz mostrado na Figura 10, já que este inclui um alojamento 166 e um LED 172 que pode compreender um agrupamento de LEDs 172, ou um único bulbo de LED. Uma primeira diferença significativa refere-se à fonte de entrada para a eletricidade. No acessório da técnica anterior 150, a energia CA é fornecida para o acionador 160 dentro do acessório 150. No acessório de luz 164, a corrente CC é fornecida para o acessório 164 através de um cabo Cat 5 de um acionador 174 remotamente localizado que não faz parte do acessório 164.

[00121] Apesar de plugues para cabos outros que um cabo Cat 5 poderem ser utilizados, um plugue RJ45 168 é um veículo para prover a corrente necessária para o LED 172. Por esta razão, um receptáculo de plugue RJ45 168 está formado para ser parte do acessório. Um receptáculo de plugue RJ45 é o receptáculo de plugue típico utilizado com o cabo Cat 5. Fios estendem entre o acessório de plugue RJ45 148 e a luz de LED 172 para conduzir a corrente do receptáculo de plugue RJ45 168 para o LED 172. Um fio Cat 5 176, que tem um plugue de extremidade RJ45 177 está plugado no receptáculo RJ45 168 sobre o ou preso no próprio acessório 164, para prover a corrente elétrica CC que é conduzida do receptáculo de plugue RJ45 168 para o LED. Os plugues RJ45 estão disponíveis de uma variedade de fontes, incluindo os produtos Belkin de Los Angeles, Califórnia.

[00122] No dispositivo 162 da Figura 11, o acionador 174 não faz parte do acessório de luz 164. Ao invés, como acima discutido, o acionador modular 174 está conectado na unidade de controle regional (por exemplo, 66), ou talvez uma unidade de controle mestre para controlar uma pluralidade, ou possivelmente todos os acessórios de LED dentro da estrutura. A eletricidade é conduzida através do acionador 174 localizado na unidade regional remota, onde o acionador 174 condiciona a eletricidade CC para o LED 156. A eletricidade condicionada é então conduzida através do cabo Cat 5 176 para o receptáculo de plugue 168 do acessório de LED 164, onde a eletricidade é empregada para iluminar o LED 172.

[00123] Criando um acessório 164 como acima discutido, economiza-se o tempo, o aborrecimento, a dor de cabeça e a despesa de substituir o acionador em cada acessório de LED 164. Ao invés, o acessório 164 pode ser feito sem um acionador 174, já que um acionador menos dispendioso, mais facilmente instalado ou facilmente substituível 174 pode ser instalado na unidade de controle regional.

[00124] Além disso, conduzindo a corrente CC condicionada do acionador 174 posicionado no módulo de controle remoto para o acessório de luz 164, o cabeamento 176 carrega menos eletricidade. Como a eletricidade que está sendo conduzida é uma eletricidade CC de baixa amperagem, a eletricidade que é conduzida é considerada ser "eletricidade não regulada". A eletricidade é considerada ser "não regulada" já que a provisão de código de construção normal que requer cestas bitolas de fio, e que requer o cabo seja instalado por um eletricista licenciado não se aplica à corrente CC de baixa energia conduzida para o acessório pelo cabo 176. Carregando somente uma quantidade de eletricidade não regulada, o cabeamento provê menos de um perigo e risco de incêndio, e além disso, é frequentemente menos dispendioso de instalar já que os requisitos de licença correntes não requerem um eletricista especializado para instalar o cabeamento Cat 5 em uma instalação devido ao baixo de nível de corrente conduzido nos cabos Cat 5. Isto contrasta com a energia CA tradicional que usualmente carrega uma corrente e voltagem suficientes de modo a requerer que a fiação dentro de uma estrutura seja instalada por um pessoal eletricista especializado.

[00125] Sua atenção é a seguir direcionada para a Figura 12 que mostra uma modalidade alternativa de sistema de iluminação 180 da presente invenção. A modalidade alternativa da presente invenção inclui um módulo de distribuição de energia 172 que inclui uma fonte de entrada de energia 181, para prover energia para um puck de fusível 184. Os acionadores não estão contido no módulo de distribuição de energia 182. Um cabo Cat 5 186 conduz a energia do módulo de distribuição de energia remotamente localizado para o acessório de luz 188. O próprio acessório de luz inclui um comutador 190 que é capaz de seletivamente direcionar eletricidade para um ou mais de três acionadores 191, 192 e 193. Cada um dos três acionadores 191, 192 e 193 está provido para controlar o fluxo de eletricidade para os bulbos de LED 194, 195, 196, respectivamente. Como com os acessórios acima, os bulbos 194, 195, e 196 podem representar ou bulbos únicos ou alternativamente, agrupamentos de LEDs que ocorrem juntos.

[00126] O propósito por trás da configuração mostrada com o alojamento 188 é prover três diferentes LEDs 194, 195 e 196 que são independentemente controláveis. Tal acessório é especialmente útil quando os LEDs 194, 195 e 196 são LEDs que têm diferentes características de saída.

[00127] A modalidade 188 mostrada na Figura 12 é especialmente útil quando o acessório de luz 188 está destinado a produzir luzes de diferentes cores. Como a maioria das cores do espectro podem ser produzidas através de uma combinação de luzes vermelha, verde e azul, o acessório 188 mostrado na Figura 12 poderia ser capaz de produzir luz de muitas cores empregando uma luz vermelha 194, uma luz verde 195 e uma luz amarela 196. Variando se as luzes 194, 195, 196 estão ligadas e variando a intensidade da saída de luz dos bulbos 194, 195, 196 poderia variar a saída combinada do alojamento 188. Como os LEDs são escurecíveis, e como os acionadores 191, 192 e 193, juntamente com o comutador 190, são capazes de não somente ligar e desligar as luzes, mas tornarem as luzes escurecíveis, pode-se empregar um acessório de luz similar a 188 para criar uma miríade de diferentes cores para permitir que o usuário obtenha diferentes efeitos.

[00128] Não somente pode um esquema de cor RGB ser utilizado, mas também um RGBW, que é uma rede de quatro LED em que as cores vermelho, verde, azul e branco são empregadas. Alternativamente, outros esquemas de cor e similares são utilizáveis ditados primeiramente pela disponibilidade de tipo de LED aceitáveis, e imaginação do usuário. Outra disposição de LED poderia ser uma rede de dois LEDs, onde um primeiro LED é um "branco frio" e um segundo LED é empregado que é um "branco quente", de modo que, por exemplo, o usuário pode ajustar a saída de LED do acessório de luz para ter uma saída de luz quente (polarizada vermelha) similar àquela produzida por um bulbo incandescente, ou alternativamente, uma luz branca fria (polarizada azul) que é similar àquela produzida por um bulbo florescente.

[00129] Como mostrado na Figura 12, a voltagem de entrada CC está provida para o módulo de distribuição de energia 182. A voltagem direcionada para dentro é passada através de um fusível e um puck de comunicações 184 que está colocado sobre o módulo de distribuição de energia 182 no mesmo lugar que alguém de outro modo colocaria um acionador. A função primária do puck de fusível 184 é assegurar que a energia regulada seja transmitida entre o módulo de distribuição de energia 182 e o acessório de luz 188. Tal energia regulada é preferida em relação à energia não regulada, já que esta tende a aumentar a segurança do dispositivo impedindo picos de energia indesejados, e também, de um ponto de vista de "imposição de código", ajuda a assegurar que a energia que está sendo fornecida para o acessório de luz está dentro das orientações de código tal como as orientações Classe 2 que permitem utilizar um cabeamento com Cat 5 para fiar uma casa, sem ter uma licença de eletricista.

[00130] A corrente que emerge do puck de fusível 184 é transmitida sobre um cabo Cat 5 186 para o acessório de luz 188. Dentro do acessório de luz 188, está um comutador 190 que controla a operação de pelo menos um ou mais acionadores 191, 192 e 193. Nas Figuras mostradas, três acionadores, 191, 192 e 193 estão mostrados, o primeiro acionador 191 está provido para prover uma saída de corrente constante, condicionada para o primeiro LED 194. O segundo acionador 192 está provido para prover uma saída de corrente constante para o segundo LED 195 o terceiro acionador 193 está provido para prover uma saída de corrente constante, condicionada para o terceiro LED 196 para assegurar que a energia que é fornecida para o LED 196 é uma energia de corrente constante. Juntamente com a energia que está sendo transmitida ao longo do cabo CAT 5, dados são também transmitidos entre os componentes do acessório de luz 188 e o módulo de distribuição de energia 182, de preferência em ambas as direções.

[00131] Em uma modalidade preferida, o cabeamento 186 entre o módulo de energia 182 e o acessório de luz 188 é um cabo elétrico de múltiplos fios. Um exemplo de um cabo elétrico de múltiplos fios é um cabo Cat 5. O cabo Cat 5 inclui oito fios. De modo a assegurar que uma energia suficiente seja transmitida para o acessório de luz, a energia é transmitida sobre quatro dos fios de bitola 24-22 dentro do cabo Cat 5 186.

[00132] Dois fios adicionais dentro do cabo Cat 5 são utilizados para a transferência de dados, com os dois fios finais sendo utilizados para enviar energia de 12 v condicionada e regulada. Os dados que estão sendo transferidos entre o módulo de distribuição de energia 182 e o comutador 190 são dados que são empregados pelo comutador 190 para determinar qual dos três acionadores 191, 192, 193 "ligar" para permitir que os acionadores 191, 192, 193 conduzam energia para os respectivos LEDs 194, 195, 196.

[00133] Este par de fios de dados é simultaneamente utilizado para ler um termistor 197 o qual é um resistor que muda a resistência com base na mudança de temperatura. O termistor 197 está colocado em uma posição sobre o acessório para medir a temperatura da rede de LEDs 194, 195, 196. A temperatura medida pode ser utilizada pelo módulo de acionador 191, 192, 193 para reduzir os níveis de saída se a temperatura excedesse um ponto de ajuste limite ajustável.

[00134] Observando agora a Figura 14, um sistema 250 da presente invenção está mostrado que inclui um módulo de distribuição de energia 252, juntamente com três vários membros de saída, que incluem dispositivos de LED externamente comutados 264, dispositivos de LED internamente comutados e acionados 268, um motor 274 para operar um dispositivo, tal como uma cortina ou dispositivo de abertura de persiana 272. Além disso, um dispositivo de entrada, tal como um comutador 253 está provido para inserir informações no módulo de distribuição de energia 252 para distribuição para os dispositivos externos, tal como a rede de LEDs 264, 268 e a rede de motor 272.

[00135] Existem quatro conjuntos de cabos externos que conduzem afastando do módulo de distribuição de energia 252.

[00136] Estes cabos externos incluem um primeiro conjunto de cabos 260 que estão acoplados por um conector RJ45 a uma rede de plugues 257 que está acoplada a ou eletricamente conectada no módulo de distribuição de energia 252. Um segundo conjunto de cabos 258 está conectado por um plugue 257 no módulo de distribuição de energia; um terceiro conjunto de cabos 260 está acoplado pelo plugue 261 no módulo de distribuição de energia 252 e um quarto cabo 262 está acoplado por um quarto plugue 264 no módulo de distribuição de energia 252.

[00137] Os plugues e cabos acima descritos estão melhor mostrados com relação à Figura 13. A Figura 13 mostra um cabo tipo Cat 5 exemplar 288.

[00138] Um membro de plugue (ou soquete) 290 está colocado em um terminal do cabo 288. O plugue ou soquete é conhecido como um conector RJ45, e é bastante comumente utilizado em conexões de Ethernet. Dentro do cabo existem quatro pares de fios, incluindo um primeiro par de fios 300, um segundo par de fios 302, um terceiro par de fios 304 e um quarto par de fios 306. Uma proteção plástica 296 envolve os fios internamente para protegê-los de danos e curtos.

[00139] Retornando para a Figura 14, o primeiro dispositivo externo 264 compreende uma rede de LEDs comutada externamente em que o dispositivo inclui um comutador 266 que está provido para controlar as operações dos acionadores 265 que são providos para controlar a operação dos LEDs 267. A rede de LEDs comutada externa 264 é similar em muitos modos ao dispositivo mostrado na Figura 12, e acima discutido. Um cabo Cat 5, tal como o cabo Cat 5 288 inclui quatro pares de fios torcidos juntos através dos quais energia ou dados podem ser transportados entre o módulo de distribuição de energia 252 e o dispositivo acionado 264. Devido aos requisitos de energia dos LEDs e dos acionadores, o aos requisitos de energia dos LEDs e dos acionadores, o Requerente descobriu que a operação do dispositivo está melhor servida quando dois pares 308, 310 de fios torcidos são utilizados para alimentar os acionadores 265 e os LEDs 267. Um puck que contém um fusível 316 está colocado dentro do módulo de distribuição de energia para assegurar que uma energia uniforme regulada seja conduzida através do plugue 257 e dos fios externos do cabo Cat 5. O terceiro par de fios 312 é utilizado para conduzir dados para o comutador 266 para dizer ao comutador 266 como operar os acionadores 265 e com isto, as luzes 267. O quarto par de fios 314 é empregado para prover energia para o comutador para operar o comutador.

Tabela 1

[00140] O LED internamente acionado 268 também inclui um primeiro e um segundo par de fios 320, 322 para prover energia para operar a luz de LED 269. O acionador 328 está colocado sobre o módulo de distribuição de energia, já que colocá-lo ali é mais conveniente e menos dispendioso que colocá-lo no acessório, tal como é executado com o LED remotamente comutado e acionado 264.

[00141] O terceiro e quarto pares de fio 324, 326 não estão mostrados como tendo qualquer propósito designado. No entanto, um ou ambos os pares de fios 324, 326 poderia estar acoplado a um segundo acionador (não mostrado) e um segundo LED remotamente acionado (não mostrado). Alternativamente, o terceiro e quarto pares de fios 324, 326 poderiam ser acoplados a um ou dois comutadores ou sensores para receber informações de um sensor ou comutador remotamente disposto.

[00142] O dispositivo de motor 272 está provido para operar alguma coisa que requer um motor para acioná-lo. Um exemplo de um aparelho acionado por motor é um conjunto de persianas ou cortinas que cobre uma janela. Além disso, outros vários itens acionados por motor poderiam estar acoplados pelo cabo Cat 5 no módulo de distribuição de energia 252. A rede de motor 272 específica inclui um motor 274 que inclui um eixo de saída 278, para girar o dispositivo tal como um eixo de entrada ou caixa de engrenagens que necessita girar ou mover. O primeiro e o segundo pares de fios 336, 338 estão providos para alimentar o motor. Um puck de fusível 321 está provido para condicionar a energia, e impedir que o motor 272 queime.

[00143] O quarto cabo 272 está direcionado a um comutador 253. Em contraste com os outros três dispositivos externos, o comutador 253 provê informações para o módulo de distribuição de energia 252. Apesar de uma única linha 262 ser mostrada como sendo direcionada do comutador para o plugue 263, será apreciado que um Cat 5 provavelmente será utilizado devido à conveniência.

[00144] A primeira linha para dentro puck de comutador 332 pode ser provida para conduzir dados para dentro do puck de comutador e uma segunda linha 348 pode ser provida para prover energia para o comutador 253. O comutador 253 pode também ter uma saída 349 para conduzir informações do comutador 253 para o outro membro apropriado dentro do módulo de distribuição de energia 252 cuja operação é governada pela entrada de comutador.

[00145] O mesmo protocolo geral utilizado em conexão com o dispositivo 180 da Figura 6 pode também ser empregado quando alguém está operando um aparelho eletricamente controlado outro que uma luz de LED. Por exemplo, como melhor mostrado na Figura 14, o dispositivo e o seu módulo de distribuição de energia 252 está sendo utilizado para controlar a operação um sistema de persiana motorizada 272, juntamente com o par de redes de LEDs 264, 268. O sistema de persiana motorizada inclui um motor 274 que provê energia para um eixo de saída 278 para abrir e fechar as persianas (não mostrado), ou levantar e abaixar as persianas como desejado. Além do motor 272, uma unidade de controle de motor 280 está provida que comunica com o motor, para dizer ao motor 274 quando ligar e desligar, e quais ações para o motor 274 executar.

[00146] A voltagem entra no módulo de distribuição de energia 252 e é direcionada para um puck de fusível 321. A corrente que emerge do puck de fusível 321 é uma corrente condicionada. Esta corrente condicionada é então fornecida para o motor 272, para prover energia para o motor 272 mover como ditado pelo controle de motor 280. Quando utilizando um cabo Cat 5, devido à pequenez dos fios, (tipicamente bitola 24) dois pares de fios 336, 338 devem ser empregados para carregar a corrente do puck de fusível 321 para o motor.

[00147] Um par de fios adicional 340 é utilizado para carregar dados entre um comutador 280, o qual pode controlar o motor 274. Um controle de motor externo (não mostrado) pode transmitir dados através do par de fios 340 para o comutador 280 ligar ou desligar o motor para por meio disto controlar as operações das persianas.

[00148] Como acima mencionado, existe um par de fios 324 em um cabo Cat 5 de 8 fios 256 para o qual nenhum propósito foi designado. Este par de fios adicional pode ser utilizado para transmitir dados entre o módulo de distribuição de energia 252, ou algum outro controle, e um dispositivo remoto específico. Por exemplo, um sensor de luz pode estar acoplado na luz de LED, para detectar a presença de luz ou a falta de presença de luz na luz de LED.

[00149] Estas informações que são determinadas pelo sensor de determinação de luz (não mostrado) poderiam ser utilizadas para propósitos tais como determinar se o LED 269 está funcionando apropriadamente, ou alternativamente, podem ser utilizadas como um sensor de detecção de escuridão para acender a luz 269 em resposta a ficar escuro fora. Alternativamente, um sensor tal como um sensor de movimento poderia ser colocado adjacente à luz 269, com dados sendo transmitidos entre o módulo de distribuição de energia 252 e o sensor de controle de movimento (não mostrado), de modo que o sensor de controle de movimento pudesse detectar a presença de movimento, e através de um sistema de controle, fazer com que a luz acendesse em resposta a este movimento percebido.

DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA E DADOS SOBRE O MÓDULO DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA

[00150] O módulo de distribuição de energia inclui, entre outras coisas, canais de comunicação para permitir que os componentes de um módulo de distribuição de energia distribuam energia, dados ou outros materiais ou informações para outros componentes sobre o módulo de distribuição de energia, e também inclui componentes de saída.

[00151] A porção de distribuição do módulo de distribuição de energia inclui um ou mais comutadores modulares que são anexáveis a tomadas ou plugues a tomadas R45 sobre o módulo de distribuição de energia. Energia ou dados são conduzidos para o módulo de comutador. A saída do módulo de comutador é conectável a um de uma pluralidade de diferentes canais. Em uma modalidade mais preferida, um cenário de saída de 16 canais é utilizado. Uma saída de 16 canais compreende 16 portas de saída. As portas de saída funcionalmente definem 16 diferentes percursos de informações dentro do módulo de distribuição de energia através da utilização de uma ponte entre a saída do comutador e um jumper de cabeçote de 16 saídas, que está de preferência disposto ao longo do conector R45 no qual o módulo está plugado.

[00152] O usuário pode selecionar um canal específico no qual conectar a ponte. Por exemplo, se o usuário conectar o canal cinco do cabeçote de saída de 16 opções, uma ponte poderia ser formada para estender entre a saída do comutador e o pino de entrada do cabeçote de entrada de 16 opções para o canal cinco.

[00153] O canal cinco seria então colocado em uma relação comunicativa com um ou mais acionadores. Os acionadores são também anexáveis ao módulo de distribuição de energia por um conector R45. Além disso, cabeçotes de pino de 16 opções estão dispostos adjacentes aos acionadores que estão acoplados nos conectores RJ45. Uma ponte é então empregada para conectar um dos pinos relativos a um canal específico do canal de 16 opções para acoplar o pino apropriado com o acionador. Seguindo com o exemplo acima, se alguém desejou ter o comutador específico acima descrito que estava acoplado na "entrada do canal cinco", alguém desejaria acoplar o acionador para fazer uma ponte na saída do canal cinco.

[00154] Mais de um acionador pode ser acoplado no canal cinco (ou qualquer outro canal desejado). Imagine, por exemplo, que três diferentes acionadores estão acoplados na saída do canal cinco. Se isto ocorresse, a energia ou dados que foram inseridos no comutador que estava acoplado na entrada do canal cinco seriam então distribuídos para cada um dos três acionadores conectados na saída do canal cinco. Os acionadores então receberiam as informações ou energia que foram transmitidas através do canal cinco, de modo que os acionadores poderiam condicionar a energia ou os dados conforme apropriado, para prover uma saída de corrente constante, ou uma saída de dados apropriada.

[00155] A energia e/ou dados da saída do acionador seriam então comunicativamente acoplados a uma porta de saída, tal como uma porta de saída de conector Cat 5. Um cabo de transmissão adequado, tal como um cabo Cat 5, então transmitiria a energia ou o sinal do conector de saída do módulo de distribuição de energia, para o dispositivo a ser alimentado, tal como um acessório de luz, sensor, detector de movimento, ou motor para persianas, apenas para dar alguns exemplos. Portanto, quando se decidiu transmitir energia ou dados para o comutador acoplado no canal cinco, tal como ligando um comutador de luz, a ligação do comutador de luz faria com que a energia fosse transmitida para o comutador. Do comutador a energia é distribuída para os três módulos conectados no canal cinco e finalmente dos acionadores que recebem o painel para fora para os três LEDs que estavam acoplados na saída dos três acionadores acoplados no canal cinco.

[00156] Como acima discutido, a disposição de oito cabos (quatro pares de fio) de um cabo Cat 5 permite que diferentes fluxos de informações sejam carregados entre um comutador ou membro de controle a montante, tal como um teclado, e um dispositivo de saída a jusante, tal como uma luz ou sensor. Por exemplo, na situação acima discutida em que a luz tinha um sensor, os dados poderiam ser transmitidos entre o sensor, os acionadores, de volta para o comutador e então finalmente de volta para um membro de controle que receberia as informações sobre as condições detectadas pelo sensor. Na acima descrita luz de múltiplas cores (por exemplo, 264), o acessório de comutador de luz que estava acoplado no acionador receberá eletricidade para alimentar a rede de LEDs. Além disso, o acionador receberá informações de modo que o comutador dentro do acessório de luz que controlou a operação dos três LEDs receberá informações apropriadas para controlar os três LEDs apropriadamente.

[00157] A atenção do leitor é agora direcionada Exibição C a qual está anexa a este e é feita uma parte deste pedido de patente, já que o material abaixo apresentado pode ser melhor compreendido com referência à Exibição C.

[00158] Para melhor compreender a invenção, é útil sumarizar e descrever alguns dos componentes primários que são utilizados em conexão com a presente invenção. Estes dispositivos estão descritos em mais detalhes na Exibição C anexa a este e é feita uma parte deste pedido de patente sendo aqui incorporada.

[00159] Um componente primário do sistema é o Módulo de Distribuição de Energia. O Módulo de Distribuição de Energia conecta até 16 dispositivos de puck a portas de conexão RJ45. Os dispositivos de puck podem ser itens tais como pucks de intensificação de LED, pucks de compensação, puck de comutador, pucks SIB inteligentes e mais. Portas de expansão permitem até 48 luzes por canal. Tipicamente, o Módulo de Distribuição de Energia incluirá 16 canais.

[00160] Um Módulo de Gerenciamento de Energia provê proteção de sobrecorrente para até seis Módulos de Distribuição de Energia. O Módulo de Gerenciamento de Energia também monitora o consumo de energia do Módulo de Distribuição de Energia para as baterias. O Módulo de Gerenciamento de Energia é utilizado primariamente sobre dispositivos que incluem uma funcionalidade de suprimento de CA.

[00161] Um puck de comutador inteligente é um dispositivo utilizado na aplicação que lê os sinais de entrada através da conexão de Cat 5 de porta de Módulo de Distribuição de Energia e produz um sinal de canal de controle de LED. Cada puck de comutador inteligente pode controlar até 48 pucks de LED. Os tipos de comutador incluem normalmente aberto, normalmente fechado, momentaneamente aberto, momentaneamente fechado e dimmer variável. Os pucks de comutador com a mesma ID funcionam como comutadores de três vias e múltiplas vias. Além disso, os pucks de comutador podem ser controlados através de minicérebros, ImPucks, ou controladores de cérebro principais. Múltiplos LEDs podem ser conectados em série até uma queda total de 45 volts. Cada LED na série deve ser da mesma corrente. Como tal, deve-se selecionar um puck de LED para coincidir com a corrente nominal de luz de LED.

[00162] Um ImPuck é também referido como um minicérebro. O ImPuck permite um controle comunicado por Internet sobre o sistema da presente invenção de qualquer dispositivo habilitado em web, tal como um Smartphone, computador pessoal ou mesmo um sistema de controle de terceiros. Uma troca de dados de duas vias total permite ver e controlar as luzes de qualquer lugar onde uma conexão de Internet está disponível. Aplicações adicionais podem ser construídas no MP elétrico para oportunidades infinitas.

[00163] Exceto como de outro modo notado, os acessórios de LED produzidos de acordo com a presente invenção contêm somente a luminária de LED e o alojamento. As luminárias estão disponíveis em uma variedade de tamanhos, cores e projetos. Pelas razões acima discutidas, o acionador não precisa fazer parte do acessório de LED, já que o acionador está geralmente disposto em um Módulo de Distribuição de Energia regional ou mestre que controla o LED remotamente através de energia e dados enviados sobre um cabo Cat 5 do Módulo de Distribuição de Energia para o LED,

[00164] É também importante compreender alguns dos aspectos arquiteturais da presente invenção.

[00165] A presente invenção provê uma plataforma que provê energia principal, dados / sinalização e energia de 12 volts regulada para cada uma de uma pluralidade de portas RJ45. Destas portas, energia e sinalização podem ser carregadas para uma ampla rede de dispositivos, como acima discutido. Como o soquete de porta pode ter muitos dispositivos modulares inseridos, a presente invenção pode prover muitos métodos para alimentar as luzes de LED e os acessórios anexos à porta.

[00166] Os blocos de interface inteligente são membros de conector que permitem prover uma conexão entre o LED e o acessório. Os blocos de interface inteligente da presente invenção simplificam quebrar os pinos na extremidade de campo do fio Cat 5. Blocos de interface inteligente mais avançados podem se aproveitar dos pinos de dados / sinalização ou ter uma eletrônica no campo que é alimentada pelos pinos KP+ e KP- regulados de 12 Volts CC.

[00167] Outra opção é prover energia de suprimento direto para o soquete de porta e para fora do bloco de interface inteligente. O bloco de interface inteligente então tem um total de 2 A ou 40 Watts de energia podem prover a iluminação, controle de dimmer e comunicação de dados opcional conforme necessário. LED +/- de blocos de interface inteligente utiliza um puck de comutador ou outro puck de porta de controle de canal para controlar e escurecer o acionador. Múltiplos acessórios podem ser colocados em série. Simplesmente soma-se a queda de voltagem através dos LEDs, para assegurar que a voltagem total esteja abaixo de 42 volts.

[00168] Um puck de voltagem constante passa o suprimento de energia diretamente para os pinos +/- do LED na porta e é controlado pelo pino de canal no soquete de porta. O puck requer somente dois condutores para a operação de LED. No entanto, com somente dois fios, se perderá a capacidade de sensor, temperatura de LED, retorno, etc. Um adaptador pode converter a porta RJ45 em dois condutores no painel antes de encaminhar para os dispositivos de campo. Múltiplos acessórios podem ser colocados em paralelo simplesmente somando a corrente de cada acessório e mantendo o total abaixo de 2 A, ou de outro modo utilizar um intensificador externo e um fio com capacidade nominal para lidar com a energia.

[00169] Um puck de voltagem constante de pino de controle passa a energia de suprimento diretamente para os pinos +/- de LED como o puck de voltagem constante, mas a energia não é interrompida na porta de Módulo de Distribuição de Energia para escurecimento e liga / desliga como o puck de voltagem constante. Ao invés, o puck de voltagem constante de pino de controle envia um sinal de controle sobre um fio adicional (pino 3 e opcionalmente pino 6). Isto mantém o fio de sinal de LED de modulação de largura de energia curto para baixa EMR e permite muitas combinações de rede de LED passarem os testes de UL mais facilmente. Isto também permite redes de LEDs de corrente mais alta porque a corrente está somente entre o controlador de LED e os blocos de interface inteligente na rede de LEDs.

[00170] O puck inteligente de energia DMX/DALI+ passa a energia de suprimento diretamente para os pinos +/- de LED como o puck de voltagem constante de pino de controle, mas utiliza DMX/DALI ou protocolo de porta Lumencache (LPP) para comunicar uma ou duas vias para os acessórios anexos. A energia de LED pode ser buscada localmente nos blocos de interface inteligente de um suprimento de energia externa (ou através de um fio de bitola mais pesada do Módulo de Gerenciamento de Energia).

[00171] O DMX é um padrão para redes de comunicação digital e são comumente utilizados para controlar iluminação e efeitos de palco. Este foi originalmente pretendido como um método padronizado para controlar os dimmers de luz que antes do DMX empregavam vários protocolos de propriedade incompatíveis. Correntemente, este é o método primário para conectar controladores e dimmers, e também acessórios mais avançados e dispositivos de efeitos especiais tais como máquinas de neblina e luzes móveis, e expandiu para usos de interior não teatral e iluminação arquitetural. DMX é também como DMX 512.

[00172] O DALI é um padrão aberto para controle digital de iluminação. O DALI é um protocolo que foi adotado por diversos fabricantes em suas ofertas de produtos.

[00173] Uma rede DALI consiste em um controlador em um ou mais dispositivos de iluminação, tais como balastros e dimmers elétricos que têm interfaces de DALI. O controlador pode monitorar e controlar cada luz por meio de uma troca de dados bidirecional. O protocolo de DALI permite que os dispositivos sejam individualmente endereçados já que este também incorpora mensagens de grupo e cena para simultaneamente endereçar múltiplos dispositivos. Cada dispositivo de iluminação está designado um único endereço estático na faixa numérica de 0-63 tornando possível até 64 dispositivos em um sistema independente. Alternativamente, o DALI pode ser utilizado como um subsistema através de portas de DALI para endereçar mais de 64 dispositivos. Os dados são transferidos entre o controlador e os dispositivos por meio de um protocolo serial assíncrono, meio duplex sobre um barramento diferencial de dois fios com uma taxa de transferência de dados fixa de 1200 bits por segundo. Mais informações sobre DALI podem ser encontradas em www.dali-ag.org.

[00174] BÁSICO: As luminárias de LED (chips de luz) requerem uma energia corrente constante para operar sem danificar os diodos. Este acionador (por exemplo, 328), pode estar localizado a uma distância do acessório de luz (por exemplo, 269) de modo que o dispositivo da presente invenção coloca-os em painéis de iluminação centralizados e facilmente acessíveis. Um fio Cat 5 ou Cat 6 padrão é utilizado para enviar a energia de LED do acionador (por exemplo, 269) para a rede de LEDs (tipicamente 1 LED mas pode ser uma cadeia de até 20 LEDs até que a queda de voltagem máxima seja atingida). Outras configurações são também possíveis para luzes de LED de alta energia ou mudança de cor (por exemplo, 267), cortinas motorizadas (por exemplo, 268), e ventiladores.

[00175] Devido aos requisitos de energia extremamente baixos dos LEDs, somente dois pares de fios no cabeamento Cat 5 são necessários para transmitir energia elétrica suficiente para alimentar o LED. Com os dois pares de fios extra no Cat 5, a presente invenção provê comunicações de comando / dados de controle e energia regulada para dispositivos anexos ao longo dos fios Cat 5. Estes dispositivos incluem tais coisas como sensores, teclados, indicadores, comutadores, e mais. Cada cabo Cat 5 do painel pode incluir Dados, Energia de Sensor / Teclado, e ou Energia de LED de um Acionador ou Energia com Fusível para a grande fonte de energia CC. Blocos de Interface Inteligente (SIBs) simplesmente de instalação de acessório.

[00176] Todos os componentes eletrônicos utilizam energia CC internamente de modo que a presente invenção tipicamente inclui um grande conversor de energia CA/CC que também carrega uma bateria. Graças ao armazenamento de bateria, as interrupções no suprimento de energia CA da rede de empresa pública não afetam a operação do sistema, até que o nível de bateria caia abaixo de um ponto pré- ajustado. Este armazenamento de bateria também protege os sistemas de quedas, surtos e variações na energia fornecida por rede.

[00177] FIAÇÃO: O Módulo de Distribuição de Energia conecta a fiação Cat 5 de campo dos Dispositivos de Campo (por exemplo, Luzes, Comutadores, Teclados, Sensores, etc.) de volta para 16 Portas nas quais o cabo Cat 5 conecta. As portas de Cat 5 são conectores RJ45 e o Cat 5 está tipicamente fiado na configuração T1A-568B (Branco / Laranja, pino 1). Os Dispositivos de Campo podem ter uma ponta RJ45 ou um conector sem ferramenta conveniente. Um Adaptador de Fio pode prender os fios Cat 5 de Porta a outros tipos de fios.

[00178] Dependendo do tipo de dispositivos de campo conectados na Porta, Pucks específicos são conectados nas 16 Portas de Puck correspondentes. Por exemplo, se um comutador estiver conectado no fio conectado na porta 1, então um Puck de Comutador seria inserido no conector de pino de Porta Puck 114. Um Puck de Comutador lê o comutador no campo, e produz um Sinal de Canal LIGA / DESLIGA ou escurecimento. Existem 16 Canais em cada Módulo de Distribuição de Energia que são compartilhados em cada Porta de Puck. Um seletor de jumper escolhe qual Canal a Porta de Puck está transmitindo ou recebendo.

[00179] Um Puck de Acionador produzirá energia regulada para a Rede de LEDs anexa no campo. Os Pucks de Acionador ouvem o seu sinal de Canal selecionado (isto é, de um Puck de Comutador) como selecionado pelo jumper, e ligam / desligam ou escurecem o seu LED anexo.

[00180] Até 48 Pucks de Acionador podem ouvir o mesmo Canal e ser comandados por um único Puck de Comutador. Os 16 Canais são estendidos para o Barramento de Expansão de Módulo de Distribuição de Energia no topo e no fundo de cada Módulo de Distribuição de Energia. Conectando o cabo de Barramento de Expansão de Módulo de Distribuição de Energia permitirá que Portas de Módulo de Distribuição de Energia adicionais ouçam os mesmos 16 Canais. Em qualquer ponto, o Barramento de Expansão pode ser dividido, omitindo o cabo de expansão, e novos 16 Canais estão disponíveis começando com o próximo Módulo de Distribuição de Energia.

[00181] O Barramento de LC permite uma comunicação entre os Pucks Inteligentes e qualquer interface de controle de nível de topo conectada através das portas de Barramento de Comunicação. Todos os dispositivos de Barramento de LC devem ser conectadas para permitir a comunicação uns com os outros. Isto inclui os Módulos de Distribuição de Energia, os Módulos de Gerenciamento de Energia, e os módulos de Cérebro Principal. Os módulos de Minicérebro conectam nas portas de Módulo de Distribuição de Energia e Módulo de Gerenciamento de Energia.

[00182] CONFIGURAÇÃO DE ID: Cada Barramento de LC suporta até 65.000 IDs de Dispositivo. As IDs devem ser atribuídas para cada Dispositivo Inteligente tal como Pucks de Comutador. Quando dois ou mais Pucks de Comutador têm a mesma ID, estes atuarão juntos como um. As interfaces de cérebro podem rapidamente atribuir IDs ou os IDs podem ser atribuídos utilizando um modo manual.

[00183] CONTROLE: Os Módulos de Cérebro proveem a automação e interface para outros sistemas de controle. O Minicérebro provê interfaces RS232 e IP para o Barramento de LC e é tipicamente utilizado para interfacear os dispositivos da presente invenção com outros sistemas de controle tal como Savant, Crestron, Control4, HAI, RTI, AMX, além de Smart Meter HANs, e a interface de browser simples incluída. ImPuck adiciona acesso de nuvem ElectricImp e conexões de IP.

[00184] Um Módulo de Cérebro Principal permite a conexão de mais do que um Barramento de LC em uma rede maior através da porta de Ethernet de Cérebro Principal. Isto permite que redes de escala muito grande sejam criadas com um processamento de automação e controle distribuído para assegurar que suficientes velocidades de comunicação sejam mantidas.

[00185] É altamente útil utilizar as camadas de Comportamento dos controles para otimizar o sistema em grandes redes. Esta característica distribui o processamento de modo que o sistema completo seja mais tolerante a falhas e "inteligente".

[00186] Observando primeiro a Figura 15, a conectividade de plataforma de grade altamente modular 400 da presente invenção está mostrada. A energia principal entra no sistema através da linha de energia principal 410 e é passada através de um regulador CC de 12 volts 402, e um soquete de porta 404. O soquete de porta 404 comunica com um multiplexador / seletor 406. O soquete de porta 404 também conecta a um conector de porta 408. O conector de porta 408 permite que a corrente atravesse. Diversos canais de corrente podem passar através incluindo uma energia regulada de 12 volts, energia regulada comutada e informações de barramento de comunicação de porta.

[00187] Uma porta 432 para o conector de dispositivo 434 é aqui referida como um bloco de interface inteligente 430. Como mostrado na Figura 16, o bloco de interface inteligente 430 inclui um conector de porta 432 e um conector de dispositivo 434. Os conectores de dispositivo conectam e utilizam uma energia regulada de 12 volts, uma energia regulada de comutação e um barramento de comunicação de porta.

[00188] Os soquetes de porta 404 (Figura 15) podem suportar muitas configurações de pucks no cabeçote padronizado. A maioria dos pucks de soquete converterá ou condicionará a entrada de energia principal 410.

[00189] Além disso, a maioria dos pucks de soquete enviará ou receberá sinais de dados analógicos, digitais ou seriais através de pinos de canal multiplexado do seletor de multiplexador 406. Ainda, a maioria dos pucks de soquete enviará ou receberá um sinal de dados analógicos, digitais ou seriais através do conector de porta 408. Os pinos de barramento de comunicação de porta 409 são tipicamente um conector RJ45 ou conectores padronizados para fios Cat 5, Cat 6, ou Cat 7. No entanto, estes podem também ser RJ 45110 de puncionamento 66, terminal de parafuso, ou blocos de retenção de encaixe.

[00190] Alternativamente, o barramento de comunicação de dados para as luzes 409 podem ser utilizados para interrogar os dispositivos na Porta 408 para informações referentes às suas capacidades, requisitos, e leituras de operação. Isto inclui requisitos de voltagem e corrente, nível de cor e saída, número de modelo, tempo de execução de operação (em percentagens de nível), e ID globalmente única para o bulbo.

[00191] Estes dados são utilizados pelo Puck colocado no Soquete de Puck 404 para mudar a função elétrica de cada um dos pinos entre o Soquete de Puck 404 e a Porta para os dispositivos de campo 408. Isto produz um sistema que então automaticamente configura as condições de saída elétrica para corresponder os dispositivos de campo e permite que as funções restantes da invenção sejam executadas.

[00192] Uma modalidade alternativa da plataforma de micrograde 448 está mostrada na Figura 17. A modalidade da plataforma 448 somente passa a energia principal 450 e o barramento de dados principal 452 para dentro dos soquetes de porta 454. A energia regulada 456 é então opcionalmente produzida nos dispositivos de puck de porta modulares conectados no soquete de porta 454.

[00193] Além disso, a plataforma 448 inclui um conector de porta e um seletor de multiplexador 460 que são geralmente similares aos seus componentes analógicos 415. Além disso, as saídas do conector de porta incluem uma energia regulada de 12 volts 462, energia regulada comutada 464, e um sinal de barramento de comunicação de porta 466.

[00194] A Figura 18 mostra um acionador de LED de corrente constante 478 que tem um retorno de temperatura opcional que é provido através de um termistor 482. Dados digitais seriais podem ainda ser comunicados sobre os pinos de barramento de comunicação de porta 480 simultaneamente com as leituras de temperatura analógicas do termistor 482. A saída 486 para o LED 488 é comutada ligada e desligada com base no sinal do pino de seletor de multiplexador 490. O acionador de LED de corrente constante também inclui um soquete de porta 485 ao qual está acoplado um puck de porta 483. O circuito de acionador de LED de corrente constante 491 inclui um circuito de modulação de largura de pulso dentro do circuito 491, para permitir o acionador 492 efetuar o escurecimento do LED 488 que recebe energia da saída de LED 486.

[00195] Observando a Figura 19, um acionador de LED de corrente constante com um sistema de conexão de barramento de comunicação 496 está mostrado. O sistema 486 permite que o módulo de acionador 500 seja controlado através do barramento de dados 502 e opcionalmente reporta o status e as condições de volta através do barramento de dados 502 para um recebedor adequado. Este pode opcionalmente ler ou escrever nos pinos de multiplexador / seletor 508. Fora disto, o acionador de LED de corrente constante com o sistema de conexão de barramento de comunicação 496 é geralmente similar ao sistema 478, já que este inclui um puck de porta 510 e um soquete de puck 512, uma linha de entrada de energia principal 518, uma saída principal 514 que supre energia para um LED 516, e um termistor de sensor de temperatura 517, que pode prover dados para o acionador relativos a temperaturas adjacentes ao termistor. De preferência, o termistor está posicionado próximo da luz de energia de LED, de modo que este possa reportar de volta sobre a temperatura da área adjacente à luz.

[00196] Ainda, o circuito de acionador de LED de corrente constante 500 pode incluir um controle de modulação de largura de pulso para permitir que o LED 516 seja escurecido pelo acionador.

[00197] Um sistema de acionador de LED de voltagem constante 522 está mostrado na Figura 20. O acionador de LED de voltagem constante 522 inclui um soquete de porta 524 que está acoplado a um puck 526. Uma linha de entrada de energia principal 528 está provida para conduzir energia para o circuito, tal como um fusível ou disjuntor 536 e dispositivo de comutação 538 que estão dispostos sobre o puck de porta 526. Um multiplexador 530 está também provido, juntamente com a linha de saída de energia principal 532 que conduz energia para um LED 534.

[00198] Esta configuração do sistema 522 passa a entrada de energia principal 528 para os pinos de energia de LED 532, e finalmente para o LED 534 através de algum dispositivo de proteção de sobrecorrente, que tipicamente compreende um fusível ou disjuntor 536. A saída do LED 534 é também comutada ligada ou desligada por um dispositivo de comutação 538. O dispositivo de comutação 538 atua sobre a comutação de liga ou desliga do LED 534 com base no sinal do multiplexador / seletor 536.

[00199] O sistema de circuito 522 também inclui um acionador que tem modulação de largura de pulso para permitir que o LED 534 seja escurecido pelo circuito se assim desejado pelo usuário.

[00200] Observando a Figura 21 circuitos de ajuste de falta de energia de luz autoajustáveis estão providos em que o ajuste pode ocorrer com base na voltagem de suprimento.

[00201] A característica produzida por estes dois circuitos é produzir um loop de controle que lê os extremos médios baixo e alto de nível de energia principal, e produz uma curva de ajuste para o percentual de ciclo ativo de modulação de largura de pulso. Opcionalmente, a curva de ajuste é também provida para a saída de controle de corrente elétrica, para automaticamente manter a saída de luz constante independentemente de flutuações de voltagem de entrada.

[00202] A Figura 22 mostra uma primeira configuração de modalidade alternativa 542 do circuito de ajuste de falta de energia de luz autoajustável, em que o dispositivo de medição de voltagem 548 está colocado dentro do puck de acionador de LED 550. O puck de acionador combina 550 o sinal de PWM que entra (ver 552) do seletor de canal 554 com o ajuste interno.

[00203] A Figura 24 mostra uma configuração de modalidade alternativa que passa a Entrada de Energia Principal 572 para os pinos de saída de Energia de LED 575 através de algum dispositivo de proteção de sobrecorrente, tipicamente um fusível ou disjuntor 576 como o Puck de Voltagem Constante mas envia um sinal de controle sobre os pinos de Comunicações de Puck 579 para um dispositivo conectado no campo para executar o escurecimento. A saída do LED é comutada ligada / desligada com base no sinal de controle das Comunicações de Porta. Os pinos das Comunicações de Porta podem ser controlados transferindo o pino de Multiplexador / Seletor 582 através de um sinal de controle provido pelo amplificador de sinal 584 do barramento de dados principal.

[00204] Tendo descrito a invenção em detalhes com referências a certas modalidades, será apreciado que a invenção não está limitada às modalidades específicas aqui descritas mas ao contrário, muitas outras invenções caem dentro do escopo e do espírito das concretizações como anexas a este.

Claims

1. Sistema de controle (46) para controlar a operação de pelo menos um primeiro (54) e um segundo (54) membros de luz de LED independentemente controláveis, o sistema de controle caracterizado pelo fato de que compreende a. um membro de estrutura (66) sobre o qual uma pluralidade de componentes elétricos pode estar montada, b. pelo menos uma porta de entrada (78) para receber pelo menos uma de uma fonte de energia (126) e uma fonte de sinal de comando (120) capaz de enviar um sinal de comando para pelo menos um do primeiro e do segundo (54) membros de luz de LED, c. um primeiro membro de acionador (88, 94) para condicionar energia para fornecer energia CC condicionada para o primeiro membro de LED (54), d. um primeiro conector de acionador para estrutura (485) para acoplar de forma removível o primeiro membro de acionador (88, 94) (88, 94) no membro de estrutura (66), e. um segundo membro de acionador (90, 94) para condicionar energia para fornecer energia CC condicionada para o segundo membro de LED (54), f. um segundo conector de acionador para estrutura (485) para acoplar de forma removível o segundo membro de acionador (90, 94) no membro de estrutura (66), g. uma primeira porta de saída externa acoplada no primeiro acionador, h. uma segunda porta de saída externa acoplada no segundo acionador, i. um primeiro condutor elétrico de múltiplos canais (123) acoplado na primeira porta de saída externa para conduzir uma corrente CC condicionada para o primeiro membro de luz de LED (54); e j. um segundo condutor elétrico de múltiplos canais (123) para conduzir uma corrente CC condicionada para o segundo membro de luz de LED (54).

2. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um soquete (70) para receber um plugue acoplado a pelo menos uma da fonte de energia e da fonte de sinal de comando.

3. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de luz de LED (54b) é diferente em saída e consumo de corrente do segundo membro de luz de LED (54c), e o primeiro membro de acionador (88, 94) está configurado para condicionar energia para prover uma corrente CC condicionada apropriada para a saída e o consumo de corrente do primeiro membro de LED (546), e o segundo membro de acionador (90, 94) está configurado para prover uma corrente CC condicionada diferente do primeiro membro de acionador (54b), e apropriado para o segundo membro de luz de LED (54c).

4. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo membros de acionador (88, 90, 94) cada um inclui um circuito de modulação de largura de pulso (552) para permitir que o primeiro e o segundo membros de luz de LED sejam reguláveis de forma controlável para prover saídas de luz variáveis.

5. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um primeiro sensor (129) posicionado para detectar uma condição em uma área sob a influência do primeiro membro de LED, em que o primeiro sensor está comunicativamente acoplado no primeiro condutor elétrico de múltiplos canais (125) para enviar um sinal relativo à condição detectada para o primeiro acionador (100).

6. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor (125) é selecionado do grupo que consiste em um sensor de temperatura, um sensor de movimento, um sensor de luz, um sensor de peso, um sensor de tempo, um sensor de pressão, um sensor de entrada de luz, um sensor de cor de luz, voz, câmera, um sensor de áudio, um sensor de distância, um sensor de monitor de energia, um sensor de vibração, um sensor de proximidade, um sensor de dados, e um sensor de índice de identificação.

7. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende um processador de dados (126) para processar as informações detectadas pelo primeiro sensor (129), e para enviar um comando para ajustar os parâmetros operacionais do primeiro membro de luz de LED (54).

8. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de sinal de comando compreende um processador de dados acoplado na pelo menos uma fonte de entrada (126), a fonte de sinal de comando tendo um dispositivo de entrada para permitir um usuário inserir um comando na fonte de sinal de comando.

9. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de sinal de comando é selecionada do grupo que consiste em computadores, telefones, PDAs e teclados.

10. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conector de estrutura inclui um soquete de porta (524) ao qual pelo menos dois componentes elétricos podem ser acoplados para facilitar a comunicação entre os componentes.

11. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o acionador (472) está acoplado no soquete de porta (485), e o soquete de porta (485) está em comunicação com uma fonte de energia (450) e um multiplexador (490) para prover uma saída de múltiplos canais para o primeiro membro de luz de LED (54) induzindo um primeiro canal de energia CC regulada (462), e um segundo canal de energia regulada comutada (464).

12. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sensor remoto (517) comunicativamente acoplado no soquete de porta (512) e um barramento de dados (502) comunicativamente acoplado no soquete de porta (512).

13. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um processador acoplado no barramento de dados para receber as informações providas pelo sensor (517), processar as informações providas pelo sensor, e enviar um sinal para o acionador (500) para alterar a saída do acionador para alterar a saída do primeiro membro de luz de LED (516).

14. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um barramento de dados (502), um barramento de energia, e um multiplexador (508) que tem pelo menos dois canais de comunicação.

15. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionador (500) compreende um acionador de corrente constante para prover uma corrente constante para o primeiro membro de luz de LED (516).

16. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um barramento de dados (502) e um sensor comunicativamente acoplado no acionador de corrente constante.

17. Sistema de controle (46), de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um disjuntor (536) e um dispositivo de comutação (538) acoplado no primeiro acionador.