ES2286935A1 - Sistema modular de paneles luminosos de leds. - Google Patents

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Abstract

El presente sistema modular de paneles luminosos de leds, consta de un conjunto de paneles (1) de leds (2), controlados por unos módulos inteligentes (10) unidos a un módulo de control (3) a través del bus (4), donde se muestra la secuencia previamente programada y enviada desde un sistema informático (5), disponiendo de una batería de resistencias de igualación (6) conectadas en serie con cada led de los paneles (1) conectados por otro lado a la fuente de alimentación (7) a través de un sistema de modulación del ancho del pulso (PWM) (9) que regula la tensión de entrada. Los módulos inteligentes activan los leds correspondientes a la imagen a mostrar y controlan su brillo mediante un sistema PWM (8) interno, aportando una gran flexibilidad en la ejecución de paneles informativos de todo tipo, y se minimizan las pérdidas de potencia.

Description

Sistema modular de paneles luminosos de leds.
Objeto de la invención
La presente invención, según se expresa en su título, se refiere a un sistema modular de paneles de luminosos de leds que incorporan un control inteligente, que se pueden organizar para formar la configuración necesaria para cada aplicación, y en el número necesario para ésta, para lo que emplea un dispositivo de control de datos y un bus al que se acoplan los paneles, donde el control inteligente, además de activar los leds correspondientes a la figura a mostrar, controla el brillo mediante un sistema PWM, reduciendo al mínimo las pérdidas y ahorrando en consumo.
Su campo de aplicación es la industria dedicada a la fabricación de paneles luminosos.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, los sistemas de visualización existentes están fabricados de forma rígida, adaptando el hardware al tipo de mensaje a mostrar, por ejemplo, los paneles que pueden mostrar un determinado número de caracteres para mensajes cortos, como algunos carteles luminosos de los empleados en la red viaria.
También se pueden emplear paneles mayores si los mensajes tienen que ser más largos, incluso de mayor tamaño si la distancia de lectura tiene que ser grande.
En otros casos, se trata de una forma definida para algunas aplicaciones, como forma de cruz para farmacias, cuadrado o redondo para algunas indicaciones de tráfico, etc. Todo esto implica que cada sistema es útil únicamente para la aplicación para la que fue diseñado.
Por lo tanto, el mayor inconveniente que conllevan los paneles luminosos convencionales estriba en que, previamente a la adquisición de uno de estos paneles, el usuario ha de tener suficientemente definida su aplicación, ya que cualquier modificación en la vida de éste puede implicar su desuso con la consiguiente pérdida de amortización de su coste. O bien, tener que aceptar un determinado panel sin otra opción de provecho.
Por otro lado, en los paneles actuales se emplea un gran entramado de cables que complican y encarecen el sistema.
En los sistemas conocidos en la actualidad, el modo de control de brillo, si existe, se produce de forma lineal, bien por medio de las resistencias en serie o por medio de un regulación lineal, lo que se traduce sobre todo en grandes perdidas de energía, comparadas con la necesaria para encender los leds.
Descripción de la invención
Con el panel informativo luminoso modular, objeto de la presente invención se pretenden mejorar los problemas anteriormente descrito, para ello, se parte de un sistema completamente modular, basado en paneles de leds que incorporan un control inteligente, que se pueden organizar para formar la configuración necesaria para cada aplicación, y en el número necesario parta ésta. Los datos que debe mostrar cada panel se envían mediante un bus de datos común, al que se conectan los paneles inteligentes necesarios.
Los datos de control son generados por un módulo de control que interpreta el mensaje o programa a mostrar, los codifica de la forma necesaria a la aplicación del sistema, y los envía a los paneles inteligentes, que se encargan de decodificar los datos específicos de cada panel, y mostrarlos.
Este sistema aporta una gran flexibilidad en la ejecución de paneles informativos de todo tipo, pues con los mismos componentes básicos se pueden realizar tanto pequeños paneles informativos, como grandes paneles para señalización de tráfico, almacenes, estadios, etc. Además, si es necesario un panel puede ser expandido añadiendo mas paneles inteligentes, y cambiando el programa de control.
Con este sistema, las pérdidas de potencia quedan reducidas a las provocadas por las resistencias de igualación, que pueden ser de un valor muy bajo pues la tensión de alimentación de los leds se puede reducir a un valor próximo al mínimo necesario para iluminarlos, y a las pérdidas de conmutación provocadas por los sistemas PWM, que son inferiores al 10% del consumo total. La reducción de potencia consumida por el conjunto de la placa es alrededor del 50% respecto a una placa con un sistema de regulación lineal.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una serie de figuras en las cuales con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Representa de manera esquemática un panel informativo como el expresado en la presente invención.
Figura 2.- Representa de manera esquemática un panel informativo en su formato corto.
Figura 3.- Representa de manera esquemática un panel informativo en su formato largo.
Figura 4.- Representa de manera esquemática un panel en formatos específicos.
Realización preferente de la invención
Como se puede apreciar en las figuras adjuntas se distingue en primer lugar, un conjunto de paneles (1) de leds (2), gestionados por unos módulos inteligentes (10), unidos a un módulo de control (3) a través del bus (4), que gestiona una secuencia de instrucciones gráficas creadas y enviadas previamente por un sistema informático (5).
La secuencia de gráficos es creada y codificada por el sistema informático (5), luego transferido al módulo de control (3): una vez transferida, no es necesaria la conexión ni el sistema informático hasta que no se quiera realizar un cambio en la secuencia de imágenes.
El módulo de control (3) gestiona el programa transferido, generando los datos y comandos que se deben enviar a los módulos inteligentes (10), que a su vez los interpretan iluminando los leds (2) necesarios para formar la imagen. La combinación de un sistema de alimentación de los leds basado en la modulación del ancho del pulso (PWM) y unas resistencias de igualación (6) en serie con cada led, permite delimitar el brillo máximo obtenible con las mínimas pérdidas. A partir de este máximo el brillo de los leds se controla mediante un segundo sistema PWM (8) incorporado en cada módulo inteligente (10).
Si así se desea, es función del modulo de control (3) el ajuste automático del brillo en función de la iluminación ambiente, permitiendo así un consumo mínimo manteniendo la legibilidad del panel. El ajuste se realiza mediante el envío regular desde el modulo de control (3) de un comando de ajuste del brillo, en función de la iluminación ambiente medida mediante sensor de luz, al que los módulos inteligentes (10) reaccionan ajustando el valor del sistema PWM (8) de control del brillo.
Todos los voltajes de alimentación auxiliares se estabilizan por sistemas PWM (9) para minimizar las pérdidas.
De este modo se aplica a los leds (2), sólo la cantidad de energía que necesitan para encenderse, lo que supone una perdida mínima de transformación de energía y se traduce en un consumo optimizado al 100%.
Su aplicación y funcionamiento es bien sencillo, para ello se parte del diseño de luminoso que se desea, tras lo cual se adquieren los paneles (1) inteligentes de leds (2) y se instalan en la disposición que mejor permitan mostrar la figura diseñada.
Se conectan mediante un bus (4) a una controladora (3), y ésta a su vez a un sistema informático (5) con la programación necesaria para la formación de diseños para paneles luminosos. Se conectan los paneles (2) a la fuente de alimentación (7) a través de un sistema PWM (9) de manera que así se estabiliza la tensión de entrada y promueve el ahorro de energía.
Por otro lado, cada panel (2) lleva incorporado un control inteligente (10) gobernado también por un sistema PWM (8) de control y regulación de la corriente de alimentación y por lo tanto del brillo de los leds (1), favoreciendo el ahorro de energía. Se consigue un ahorro suplementario con la función de adaptación automática del brillo a la iluminación ambiente, muy importante en sistemas autónomos con alimentación mediante placas solares o similares, pues el consumo nocturno se ve muy reducido, al reducirse al mínimo la iluminación de los leds.
El usuario utiliza un ordenador convencional (5) para crear el programa o secuencia de imágenes y textos que se deben mostrar. Una vez creado, el programa se envía al módulo de control del sistema (3), que se encarga de decodificarlo y enviar los comandos pertinentes a cada módulo (10) por medio del bus (4), y desde éstos hasta los respectivos paneles (1), repitiendo el programa completo, hasta que el usuario le envíe un nuevo programa. Hay que resaltar que el sistema es autónomo, y que el ordenador sólo se utiliza para crear y enviar el programa o secuencia, hecho lo cual ya no es necesario.
Si se decide modificar el programa, con los mismos medios (paneles de leds), tan sólo es preciso crear el nuevo y enviarlo al módulo de control (3), donde el sistema no tiene que rediseñar ningún componente, y cualquier configuración es posible utilizando siempre los mismos componentes. En el caso de que se añadan más paneles (1), sólo hay que adaptar el software del modulo de control (3) para la nueva disposición.
En caso de disponer de mayor número de paneles (2), o sustitución de unos por otros con más o menos leds (1), o de diferentes características, tan sólo hay que conectarlos a la controladora (3), modificar su software para que incluya los nuevos paneles, o indicarle el nuevo número de paneles, en el caso de un panel lineal sencillo, comenzando de nuevo la operativa de igual manera.
Este sistema modular de paneles de luminosos de leds propuesto, el cual es completamente modular, se basa en paneles (2) de leds (1) que incorporan un control inteligente (10), que se pueden organizar para formar la configuración necesaria para cada aplicación, y en el número necesario para ésta. Los datos que debe mostrar cada panel (2) se envían mediante un bus de datos (4) común, al que se conectan los paneles inteligentes necesarios. Los datos de control son generados por un modulo de control (3) que interpreta el mensaje o programa a mostrar, los codifica de la forma necesaria a la aplicación del sistema, y los envía a los paneles inteligentes, que se encargan de decodificar los datos específicos de cada panel, y mostrarlos.
Todo ello, con un control y maximización de la energía de alimentación al sistema, para lo que se emplean las resistencias niveladoras (6) y dos sistema PWM (8, 9) que regulan la intensidad de brillo, el consumo y estabilizan la tensión de entrada.
La regulación del brillo lo realiza un sistema PWM (8) incorporado a la circuitería del módulo (10) de cada led. La economía de energía se consigue, por un lado, por el modo de regulación PWM del brillo, sin prácticamente pérdidas, y la baja tensión de alimentación de los leds, rebajada desde la tensión general por medio de otro sistema PWM (9) con un rendimiento mayor del 90%. Adicionalmente, todas las fuentes de alimentación internas de los módulos (10) son del tipo PWM para ayudar a minimizar el consumo total.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una aplicación práctica de la misma, sólo nos queda por añadir que, tanto su forma como los materiales y ejecución de la misma, son susceptibles de modificaciones, siempre y cuando no afecten de forma substancial a las características que se reivindican a continuación.

Claims (6)

1. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, de los que emplean para la representación gráfica luminosa de mensajes, caracterizado porque, este sistema se compone de un conjunto de paneles matriz (1) de leds (2), gobernados por módulos inteligentes (10), controlados a su vez por un módulo de control (3) que a través del bus (4) envía las órdenes necesarias para mostrar en el panel matriz (1) la secuencia programada en un sistema informático (5) que permite formar la configuración de la imagen que se desea mostrar en los paneles con un software, todo ello de forma que el módulo de control (3) genera la información especifica para cada uno de los paneles conectados, en función del número de leds que dispone cada uno de los paneles (1), y así mismo, dispone de un sistema de control del consumo de energía de los leds, para lo que emplea un sistema de adaptación automática de control de brillo a la iluminación ambiente suplementario.
2. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, según reivindicación primera, caracterizado porque, el módulo de control (3) recibe el programa del sistema informático (5) y la transmite a los paneles (1), en modo tal que interpreta la imagen diseñada en el sistema (5) por el usuario y reconociendo cada uno de los paneles (1) y los leds (2) de cada uno de ellos, emite la orden a los leds correspondientes de cada panel para la iluminación de aquellos que han de mostrar la figura (grafía) representada en el sistema informático (5).
3. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, según reivindicación primera, caracterizado porque, el módulo de control (3) envía la orden de iluminación a través de un bus (4).
4. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, según reivindicación primera, caracterizado porque, la regulación del brillo lo realiza un sistema PWM (8) incorporado a la circuitería de control (10) de cada led.
5. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, según reivindicación primera, caracterizado porque, la economía de energía se consigue, por un lado, por el modo de regulación PWM del brillo, y la tensión de alimentación de los leds, rebajada desde la tensión general por medio de otro sistema PWM (9) con un rendimiento mayor del 90%.
6. Sistema modular de paneles de luminosos de leds, según reivindicación primera, caracterizado porque, el ajuste del brillo se realiza mediante el envío regular desde el modulo de control (3) de un comando de ajuste del brillo, en función de la iluminación ambiente medida mediante sensor de luz, al que los módulos inteligentes (10) reaccionan ajustando el valor del sistema PWM de control del brillo.
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