ES2318664T3 - Sistema y procedimiento para el control de un dispositivo de iluminacion. - Google Patents
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Abstract
Sistema (100) para el control de por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107''), en el que dicho sistema (100) comprende: - Un primer sensor (101) dispuesto para medir una primera intensidad de luz percibida que se refleja desde una primera superficie (302); y - Un segundo sensor de luz (102) Caracterizado porque el segundo sensor de luz (102) se dispone para medir una segunda intensidad de luz percibida que se refleja desde una segunda superficie (303), la segunda superficie es diferente de la primera superficie y el sistema (100) comprende adicionalmente una unidad de control (104), en el que dicha unidad de control (104) se adapta para: - Calcular una primera diferencia de intensidades entre dicha primera intensidad de luz medida percibida y un primer valor de referencia de intensidad; - Calcular una segunda diferencia de intensidades entre dicha segunda intensidad de luz medida percibida y un segundo valor de referencia de intensidad; y - Ajustar dicho por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107'') de tal manera que se minimicen las diferencias de intensidad.
Description
Sistema y procedimiento para el control de un
dispositivo de iluminación.
La presente invención se refiere a un sistema
para el control de un dispositivo de iluminación. La presente
invención también se refiere a un procedimiento correspondiente para
el control de un dispositivo de iluminación.
Existe una convicción creciente de la necesidad
de proporcionar control del entorno de trabajo en las instalaciones
de oficinas modernas. Por ejemplo, algunos estudios han sugerido una
relación entre la sensación de comodidad y bienestar de un
trabajador de oficina y la productividad del trabajador. Por lo
tanto se utiliza preferentemente un sistema de control del entorno
de trabajo, y un sistema como este debe incluir por lo menos un
dispositivo de iluminación que provea un nivel de iluminación que
el trabajador perciba como adecuado para el trabajo que tiene entre
manos, sin que se produzca un deslumbramiento excesivo.
Además, con el fin de reducir el consumo de
energía en los establecimientos de oficinas, y de hacer uso de la
luz natural de la forma más eficiente, se han desarrollado una serie
de diferentes esquemas para controlar automáticamente los niveles
de iluminación. Por lo general, el nivel de iluminación dentro de un
espacio de trabajo se reduce cuando se detecta que la cantidad de
luz solar que entra a la sala aumenta y/o si se detecta que el
trabajador abandona el espacio de trabajo.
Un sistema para controlar el nivel de
iluminación en un plano de trabajo dentro de un edificio se describe
en el documento US 4 701 669. En este sistema la luz se suministra
desde fuentes de luz, incluyendo la luz solar y por lo menos una
fuente de luz artificial. El sistema se configura para compensar
variaciones de la luz solar dentro del edificio para producir un
nivel de iluminación considerablemente constante en el plano de
trabajo.
También se dirige la atención al documento US 4
347 461 que describe un circuito para controlar la energía
suministrada a una lámpara. El circuito incluye un sensor de
medición de la luz reflejada desde una superficie de trabajo y otro
sensor dirigido hacia la lámpara para medir una parte de la luz
emitida por la lámpara. Las mediciones proporcionadas por los
sensores se utilizan para mantener la luz en la superficie de
trabajo constante incluso cuando la cantidad de luz que entra, por
ejemplo, por una ventana, es cambiante.
Sin embargo, el sistema descrito se centra en la
iluminación en el plano de trabajo y por lo tanto y no provee un
control global de la iluminación en la sala.
Por tanto, hay una necesidad de un sistema
mejorado para el control de por lo menos un dispositivo de
iluminación, que supere de forma considerable las desventajas de la
técnica anterior, y más específicamente, para superar los problemas
con el control global de iluminación en, por ejemplo, un
establecimiento.
El objetivo anteriormente indicado se alcanza
mediante un sistema de control de por lo menos un dispositivo de
iluminación según se define en la reivindicación 1 que se describe a
continuación, y un procedimiento para el control de por lo menos un
dispositivo de iluminación según se define en la reivindicación 10.
Las subreivindicaciones o reivindicaciones pendientes adjuntas
definen formas de realización ventajosas de acuerdo con la presente
invención.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un sistema para el control de por lo menos un
dispositivo de iluminación, en el que el sistema consta de un
primer sensor de luz dispuesto para medir una primera intensidad de
luz que se refleja desde una primera superficie, un segundo sensor
de luz dispuesto para medir una segunda intensidad de luz que se
refleja desde una segunda superficie, y una unidad de control. La
unidad de control se adapta para calcular una primera diferencia de
intensidades entre la primera intensidad de luz medida y un primer
valor de referencia de intensidad, calcular una segunda diferencia
de intensidades entre la segunda intensidad de luz medida y un
segundo valor de referencia de intensidad, y ajustar el por lo menos
un dispositivo de iluminación de tal manera que las diferencias de
intensidad se minimicen.
Es posible instalar el sistema dentro de un
establecimiento en el que pueda ser útil un sistema de control de
iluminación según la presente invención. Ejemplos de tales
establecimientos son cafeterías, oficinas, áreas industriales,
almacenes y, tiendas y grandes almacenes. La persona experta en la
materia entiende que la presente invención puede además instalarse
en exteriores, por ejemplo, para controlar la cantidad de luz que
ilumina una pared exterior, o para controlar la cantidad de luz que
ilumina una señal de tráfico.
Este aspecto de la presente invención provee la
posibilidad de controlar de una manera más precisa la iluminación
global dentro de un establecimiento, o en el exterior en, por
ejemplo, una pared, ya que se utilizan por lo menos dos sensores de
luz diferentes para medir los niveles de luz reflejada desde por lo
menos dos superficies diferentes en el establecimiento. Además,
dado que se mide la luz reflejada desde la superficie en vez de la
luz incidente en la superficie, las intensidades de luz medidas se
corresponderán con mayor precisión con la luz real que percibe una
persona. Los valores de referencia de intensidad pueden ser, por
ejemplo, valores predefinidos que reflejan niveles de iluminación
adecuados en las por lo menos dos superficies individuales. Tal y
como entiende una persona experta en la materia, los valores de
referencia de intensidad son, por supuesto, ajustables.
La primera superficie es, preferentemente, un
plano de trabajo, y la segunda superficie es, preferentemente, una
superficie adyacente dentro del entorno visual del plano de trabajo,
como por ejemplo una pared o un techo en el entrono del plano de
trabajo. La expresión "plano de trabajo" por lo general se
refiere a una zona de trabajo visual en la que se lleva a cabo
trabajo, en la que se especifica y se mide la luminancia. Para
aplicaciones de oficina, por lo general esto se trata de un plano
horizontal de 75 centímetros sobre el nivel del suelo (por ejemplo,
la altura de una mesa de trabajo). Un plano de trabajo también puede
ser la zona de trabajo activa dentro de un entorno industrial.
Además, la persona experta en la materia sabe que la segunda
superficie puede ser una superficie adyacente dentro del entorno
visual inmediato o más remoto del plano de trabajo. La luz en la
superficie adyacente puede, por ejemplo, relacionarse con la
adaptación de los ojos, mientras que la luz en la zona de trabajo
visual, por ejemplo, puede establecerse según las necesidades
humanas. La persona experta en la materia sabe que la zona de
trabajo visual también puede relacionarse a, por ejemplo, un techo,
un suelo, una pared o una superficie similar.
En el caso de que el sistema de control de la
iluminación cuente con más de un dispositivo de iluminación, como
por ejemplo, dos dispositivos de iluminación, los dos dispositivos
de iluminación pueden disponerse para iluminar respectivamente las
dos superficies. Por ejemplo, puede disponerse un primer dispositivo
de iluminación, como por ejemplo una luz de trabajo o un foco
(luminaria), para iluminar el plano de trabajo, y puede disponerse
un segundo dispositivo de iluminación para iluminar el entorno
visual inmediato del plano de trabajo, incluyendo la superficie
adyacente así como la zona de fondo de cualquier plano. Tal y como
entiende una persona experta en la materia, sería posible utilizar
más de dos dispositivos de iluminación, y la unidad de control puede
adaptarse para recibir medidas de intensidad de más de dos sensores
de luz.
Preferentemente, la unidad de control se adapta
además para calcular un ratio de intensidades entre la primera
intensidad de luz medida y la segunda intensidad de luz medida,
calcular una diferencia de ratios entre el ratio da intensidades y
un valor de referencia del ratio, y ajustar el dispositivo de
iluminación de tal manera que la diferencia de ratios se minimice.
Calculando un ratio entre la primer intensidad de luz y la segunda
intensidad de luz, es posible, por ejemplo, minimizar las molestias
por deslumbramiento experimentadas por el usuario. Ya que las
grandes disparidades de luminosidad en el campo visual pueden causar
importantes molestias por deslumbramiento, resulta preferente
disponer de un entorno visual en el que la iluminación se encuentra
dentro de un ratio de intensidades deseado. Diversos organismos
estándares, por ejemplo, la Sociedad de Ingeniería de Iluminación o
"Illuminating Engineering Society" (IES), han establecido unos
ratios de intensidades máximos que no deberían ser superados. El
ratio de intensidades no debería superar la relación de 3:1 entre la
zona de trabajo y el entorno visual inmediato (aproximadamente 25
grados), ni tampoco debería superar la relación de 10:1 entre la
zona de trabajo y un entorno visual más remoto (IES, 1981). La
persona experta en la materia sabe que pueden utilizarse otros
ratios de intensidades, y que los ratios de intensidades pueden ser
valores predefinidos o ajustables. Hay que reseñar que en relación
al ratio de intensidades puede utilizarse como "superficie
maestra" la primera superficie o la segunda superficie. Por
ejemplo, sería posible establecer un valor de referencia de
intensidad para la segunda superficie (por ejemplo, una pared), y un
valor de referencia del ratio, y dejar que la primera superficie
(por ejemplo, una mesa de oficina o una zona de trabajo) dependa
del ratio y del segundo valor de referencia.
En una forma de realización de la presente
invención, por lo menos uno de los valores de referencia lo
proporciona un usuario a través de una interfaz de usuario. La
interfaz de usuario puede disponerse, por ejemplo, en forma de un
regulador giratorio, como por ejemplo un regulador de intensidad de
luz, adaptado para proporcionar unos valores de referencia
predefinidos dependiendo de la configuración del regulador. En una
versión más avanzada de una implementación de la presente
invención, sería posible conectar una interfaz gráfica de usuario
al sistema de control de la iluminación, y permitir que el usuario
pueda proporcionar el primer valor de referencia de intensidad, el
segundo valor de referencia de intensidad, y el valor de referencia
del ratio uno independientemente del otro. Además, la interfaz de
usuario puede implementarse como una aplicación software que puede
controlarse por un usuario mediante el uso de un ordenador personal
o PC, por ejemplo a través de una interfaz web.
En una forma de realización de la presente
invención, el sistema comprende además un sensor para detectar la
temperatura y proporcionar una señal de temperatura a la unidad de
control. Además, la unidad de control puede adaptarse para ajustar
las intensidades de luz medidas para compensar una desviación de
temperatura. Por lo general, los sensores de luz producen una
pequeña cantidad de offset de corriente de oscuridad junto con la
medida de intensidad, que depende de la temperatura y de las
características inherentes del sensor de luz. Por lo tanto, para
obtener medidas de intensidad precisas, hay que ajustar el offset de
corriente de oscuridad, por ejemplo, utilizando un sensor de
temperatura conectado a la unidad de control.
Preferentemente, los sensores de luz disponen de
un filtro adaptado para permitir de manera selectiva la transmisión
de luz. Los filtros preferentemente se adaptan para cooperar con las
características de sensibilidad del sensor de luz de manera que el
sensor de luz junto con el filtro, por ejemplo, presenta una
transmisión de luz de entre 380 nm y 780 nm,
y más preferentemente de entre 450 nm y 700 nm. El intervalo de longitud de onda de entre 390 nm y 780 nm representa el intervalo de sensibilidad de los ojos, al que también se hace referencia como espectro de luz visible. Las investigaciones indican que hay tres tipos de conos en el ojo, cada uno con su intervalo de sensibilidad de longitud de onda dentro del espectro de luz visible. Estos tres tipos de conos se denominan conos rojos, conos verdes y conos azules debido a su respectiva sensibilidad a las longitudes de onda de la luz que están asociadas con el rojo, el verde y el azul. El cono verde es el más sensible con un intervalo de sensibilidad "activo" de entre 450 nm y 700 nm, que también se corresponde con la principal sensibilidad del ojo a la luz de día.
y más preferentemente de entre 450 nm y 700 nm. El intervalo de longitud de onda de entre 390 nm y 780 nm representa el intervalo de sensibilidad de los ojos, al que también se hace referencia como espectro de luz visible. Las investigaciones indican que hay tres tipos de conos en el ojo, cada uno con su intervalo de sensibilidad de longitud de onda dentro del espectro de luz visible. Estos tres tipos de conos se denominan conos rojos, conos verdes y conos azules debido a su respectiva sensibilidad a las longitudes de onda de la luz que están asociadas con el rojo, el verde y el azul. El cono verde es el más sensible con un intervalo de sensibilidad "activo" de entre 450 nm y 700 nm, que también se corresponde con la principal sensibilidad del ojo a la luz de día.
De manera alternativa, el filtro puede adaptarse
para permitir de manera selectiva la transmisión de luz a
longitudes de onda de entre 380 nm y 550 nm. Las investigaciones
indican (por ejemplo en "The effects of light on human health and
behaviour: relevance to architectural lighting", Symposium '04
'Light and Health: nonvisual effects. CIE, Vienna, 2004, por
Brainard, G.C. and J.P. Hanifin) que un segundo sistema
fotorreceptor no visual controla el reloj interno del cuerpo, el
cual establece patrones del sueño y otras funciones fisiológicas y
de comportamiento, y que el reloj biológico natural del cuerpo es
más sensible a la luz azul de longitud de onda más corta que a la
luz verde de longitud de onda más larga. Además, las investigaciones
has demostrado que las longitudes de onda azules aumentan los
niveles de serotonina. Por ejemplo, si existe algún interés en la
mejora de la regulación circadiana, puede hacerse énfasis en la
región de longitudes de onda de entre 380 nm y 550 nm, y
espacialmente en la región de longitudes de onda de entre 446 nm y
477 nm. Tal y como puede entender una persona experta en la
materia, sería posible utilizar otros intervalos de longitudes de
onda para adaptar el sistema de control para su uso en diferentes
tipos de entornos haciendo hincapié en diferentes aspectos físicos
y sicológicos.
Además, resulta ventajoso que los sensores de
luz se adapten para tener un ángulo de recepción de entre 1º y 60º,
más preferentemente de entre 10º y 30º. Cuando el ángulo de
recepción se reduce a un valor próximo a 1º, la cantidad de luz que
entra al sensor de luz es muy pequeña, proporcionando una señal de
iluminación débil, y por tanto debe llevarse a cabo una
amplificación costosa para obtener medidas precisas con una cantidad
mínima de ruido. Asimismo, cuando el ángulo de recepción se aumenta
a aproximadamente 60º la cantidad de luz que entra al sensor de luz
será considerablemente grande, proporcionando una señal de
iluminación fuerte, y por tanto hay que hacer uso de una
electrónica cara para atenuar la señal de iluminación dentro del
intervalo de medición de interés. Un ángulo de recepción de 10º
proveerá una región de medición satisfactoria al medir, por
ejemplo, la luz reflejada desde una zona de trabajo. Asimismo, un
ángulo de 30º proveerá un promedio ventajoso al medir una
superficie adyacente dentro del entorno visual inmediato de la zona
de trabajo. Preferentemente, el sistema según la presente invención
se adapta para medir luz con un intervalo de luminancia de entre 0,1
cd/m^{2} y 10.000 cd/m^{2}, más preferentemente de entre 1
cd/m^{2} y 8.000 cd/m^{2}, y lo más preferentemente de entre 3
cd/m^{2} y 1.500 cd/m^{2}. La persona experta en la materia sabe
que por ejemplo dos tipos de filtro diferentes podrían permitir
otros intervalos de luminancia. Para una aplicación interior o
"indoor" resulta preferente el intervalo de luminancia de
entre 3 cd/m^{2} y 1.500 cd/m^{2}.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un procedimiento para el control de por lo menos un
dispositivo de iluminación, que comprende las etapas de medición de
una primera intensidad de luz que se refleja desde una primera
superficie por medio de un primer sensor de luz, medición de una
segunda intensidad de luz que se refleja desde una segunda
superficie por medio de un segundo sensor de luz, cálculo de una
primera diferencia de intensidades entre la primera intensidad de
luz y un primer valor de referencia, cálculo de una segunda
diferencia de intensidades entre la segunda intensidad de luz y un
segundo valor de referencia, y ajuste de por lo menos un
dispositivo de iluminación de tal manera que se minimicen las
diferencias de intensidad. Este procedimiento proporciona de manera
similar a la indicada anteriormente la posibilidad de controlar de
manera más precisa la iluminación global en, por ejemplo, un
establecimiento ya que se utilizan, por lo menos, dos sensores de
luz diferentes para medir la intensidad de luz de por lo menos dos
superficies diferentes en, por ejemplo, un establecimiento.
Además, el sistema de control de la iluminación
según la invención, se utiliza de manera ventajosa como un
componente en, por ejemplo, pero sin limitarse a ello, una
instalación de iluminación, que comprende por lo menos un
dispositivo de iluminación ajustable, y un sistema de control de
iluminación como el anteriormente descrito. La instalación de
iluminación puede, por ejemplo, disponerse en el interior de un
establecimiento, donde el establecimiento cuenta con, por lo menos,
una ventana. En este caso, el sistema de iluminación puede, por
ejemplo, comprender además unos medios para el ajuste de la cantidad
de luz que pasa a través de la ventana.
Otras características y ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto durante el estudio de las
reivindicaciones adjuntas y la descripción que sigue a continuación.
Los expertos en la materia saben que pueden combinarse diferentes
características de la presente invención para crear formas de
realización diferentes a las que se describen a continuación.
A continuación se procederá a describir estos y
otros aspectos de la presente invención con mayor detalle, con
relación a los dibujos adjuntos que muestran formas de realización
de la invención preferentes en la actualidad, entre los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques que
muestra un sistema de control de la iluminación conectado a una
interfaz de control de luz según una forma de realización de la
presente invención preferente en la actualidad;
La figura 2 es un gráfico que ilustra la
sensibilidad relativa del ojo; y
La figura 3 ilustra un sistema de iluminación
dispuesto en un establecimiento.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra un sistema de control 100 según la presente invención. El
sistema de control 100 comprende un primer sensor de luz 101 y un
segundo sensor de luz 102, adaptados para medir la cantidad de la
luz percibida (es decir, nivel de luz o intensidad luminosa) que se
refleja desde una primera superficie y una segunda superficie (no
mostradas). Cada uno de los sensores de luz 101, 102, genera una
señal de nivel de luz analógica que depende de la cantidad de luz
que incide en la región activa del sensor. Esta relación depende de
las características del componente sensor de luz específico. Las
señales de nivel de luz analógicas (por ejemplo, dentro del
intervalo de entre 1 nA y 1 \muA) son amplificadas utilizando un
amplificador (no mostrado) que puede integrarse junto con los
sensores. Las señales de nivel de luz analógicas amplificadas, por
ejemplo, amplificadas a un intervalo de voltajes de entre 0 voltios
y 5 voltios, son introducidas a un convertidor
analógico-digital (ADC) 103, en el que son
convertidas a, por ejemplo, representaciones digitales de 8 bits de
las señales de nivel de luz analógicas. Las representaciones de
nivel de luz digitales son introducidas a una unidad de control 104
en la que son convertidas de valores de nivel de luz (voltios) a
luminancia (candelas/metro cuadrado). La luminancia es una medida
fotométrica de la densidad de la intensidad luminosa en una
superficie en una dirección dada. Describe la cantidad de luz que
pasa a través de una zona específica o, que es emitida desde la
misma, y se encuentra dentro de un ángulo sólido dado.
La conversión puede llevarse a cabo utilizando
técnicas bien conocidas en la técnica, o proporcionando a la unidad
de control 104 una tabla de consulta (LUT) de voltios a cd/m^{2}
como medio de conversión de bits para llevar a cabo la conversión
de intensidad luminosa a luminancia, formando de esa manera valores
de luminancia para cada uno de los sensores de luz 101, 102. Los
parámetros de conversión que se proporcionan en la LUT pueden, por
ejemplo, obtenerse por medio un ciclo de mediciones de calibración
llevado a cabo con anterioridad utilizando, por ejemplo, un
luminancímetro de gama alta. Durante este ciclo de mediciones de
calibración, los resultados de las mediciones de intensidad
luminosa proporcionados por los sensores de luz se comparan a los
resultados de medición de la luminancia proporcionados por el
luminancímetro de gama alta, y la comparación da lugar a parámetros
de conversión.
La unidad de control 104 puede adaptarse
adicionalmente para calcular un ratio de intensidades entre las
representaciones de nivel de luz digitales, o un ratio de
luminancia entre los valores de luminancia convertidos, de los
sensores de luz 101, 102. Cualquiera de estos ratios, o cualquiera
de las representaciones de niveles de luz digitales, pueden
compararse con valores de referencia proporcionados por un usuario a
través de una interfaz de usuario 105, generando de esa manera
valores de diferencia. La interfaz de usuario 105 puede disponerse,
por ejemplo, como un regulador giratorio, como por ejemplo un
regulador de intensidad de luz, adaptado para proporcionar valores
de referencia dependiendo de la configuración del regulador. En una
versión más avanzada de una implementación de la presente
invención, resultaría posible conectar una interfaz gráfica de
usuario al sistema de control de la iluminación, y permitir que el
usuario pueda proporcionar el primer valor de referencia intensidad,
el segundo valor de referencia de intensidad, y el valor de
referencia del ratio, uno independientemente del otro. Además, la
interfaz de usuario puede implementarse como una aplicación software
que puede controlarse por medio de un usuario mediante el uso de un
ordenador personal o PC, por ejemplo a través de una interfaz web.
La persona experta en la materia sabe rápidamente que sería posible
utilizar otros tipos de interfaz de usuario, como por ejemplo, una
interfaz de usuario controlada inalámbricamente.
De manera alternativa, sería posible
proporcionar únicamente el primer valor de referencia de intensidad
utilizando el regulador de intensidad de luz, disponer de un valor
de ratio por defecto predefinido proporcionado a la unidad de
control 104, y calcular el segundo valor de referencia de intensidad
en la unidad de control 104 dividiendo el valor de ratio por
defecto con el primer valor de referencia de intensidad. Esta
implementación provee un control simple y barato del sistema de
control 100.
La unidad de control 104 se adapta además para
ajustar, tras comparar los resultados de las mediciones y/o los
ratios con los valores de referencia proporcionados, por lo menos
una fuente de luz 107, 107' utilizando una interfaz de control de
luz 108, como por ejemplo la interfaz de control de luz DALI, de
manera que se minimicen los valores de diferencia. La interfaz de
control de luz DALI es un protocolo digital bidireccional
desarrollado por fabricantes de dispositivos luminosos para el
control de múltiples fuentes de luz y sus niveles de fuente de luz
en por ejemplo, lámparas HID fluorescentes, lámparas LED y lámparas
incandescentes.
La unidad de control 104 puede incluir un
microprocesador, un microcontrolador, un procesador digital de señal
programable u otro dispositivo programable. La unidad de control
104 puede también o, puede en su lugar, incluir un circuito
integrado de aplicación específica, una matriz de puertas
programables o FPGA, una matriz lógica programable o PAL, un
dispositivo de lógica programable o, un procesador digital de señal.
En el caso en el que la unidad de control 104 incluye un
dispositivo programable como, por ejemplo, el microprocesador o el
microcontrolador anteriormente indicados, el procesador puede
incluir adicionalmente código ejecutable que controle el
funcionamiento del dispositivo programable. El sistema de control
100 comprende adicionalmente un circuito de control de potencia 106
que proporciona a los componentes anteriormente indicados una
alimentación eléctrica estable.
La figura 2 es un gráfico que ilustra la
sensibilidad relativa del ojo, en el que la curva 200 ilustra la
sensibilidad del ojo a la luz de día (es decir, la curva de
V(\lambda) según la Comisión Internacional de Iluminación,
CIE), la curva 201 ilustra la sensibilidad del ojo por la
tarde-noche, y la curva 202 ilustra la
"sensibilidad biológica" del ojo. Los sensores de luz 101, 102
pueden disponer cada uno de un filtro transparente a cualquiera de
los intervalos de longitud de onda o a combinaciones de las mismas
indicadas por las curvas 200 a 202. Por ejemplo, en una forma de
realización de la presente invención, el sistema de control está
provisto de tres fuentes de luz. En esta forma de realización, por
ejemplo en un entorno de oficinas interior, el primer sensor y el
segundo sensor están provistos de un filtro transparente a la luz
que presenta unas longitudes de onda en el intervalo indicado por
la curva 200, y el tercer sensor está provisto de un filtro
transparente a la luz que presenta unas longitudes de onda en el
intervalo indicado por la curva 202. El primer sensor y el segundo
sensor monitorizan el nivel de luz en el plano de trabajo y en el
entorno visual inmediato del plano de trabajo respectivamente,
mientras que el tercer sensor monitoriza el nivel de luz en el
techo. Esta forma de realización provee la capacidad de controlar
la luz en el plano de trabajo, con una luminosidad en el entorno
visual inmediato que, por ejemplo, tiene relación con un ratio de
iluminación por defecto predefinido, por ejemplo, un ratio de
intensidades de 3:1 entre el plano de trabajo y el entorno visual
inmediato, y al mismo tiempo adaptar la iluminación global de tal
manera que el entorno de la oficina tenga un efecto positivo en la
salud y comportamiento humanos, por medio de las mediciones
"biológicas" proporcionadas por el tercer sensor.
La figura 3 ilustra un sistema de iluminación de
ejemplo 300 dispuesto en un establecimiento, como por ejemplo una
oficina que cuenta con una ventana 301. El sistema de control 100
que cuenta con el primer sensor 101 y el segundo sensor 102, junto
con la lógica de control y la interfaz de control 108 anteriormente
descritos, se disponen de manera conjunta en una unidad. La persona
experta en la materia sabe que el sistema puede distribuirse,
teniendo, por ejemplo, un sensor dispuesto junto con una fuente de
luz, mientras que el resto de componentes del sistema 100 se
disponen en la unidad. En la figura 3, el primer sensor 101 está
adaptado para tener un ángulo de recepción \alpha_{1} de 10º,
mientras que el segundo sensor 102 está adaptado para tener un
ángulo de recepción de 30º. Un ángulo de recepción de 10º proveerá
una zona de medición satisfactoria durante, por ejemplo, la
medición de la luz reflejada desde un plano de trabajo 302.
Asimismo, un ángulo de recepción \alpha_{2} de 30º proveerá un
promedio ventajoso durante la medición de una superficie adyacente
303 dentro del entorno visual del plano de trabajo 302. El ángulo
de recepción puede, por ejemplo, proporcionarse por medio de una
lente de enfoque. El primer sensor de luz 101 se ajusta para
monitorizar y medir el nivel de luz en la primera superficie 302,
en este caso, una mesa de oficina. El segundo sensor 102 se ajusta
para monitorizar y medir el nivel de luz de la segunda superficie
303, en este caso una pared de oficina. Dado que la luz exterior,
preveniente de, por ejemplo, el sol o un poste de luz exterior entra
a la oficina a través de la ventana 301, el primer sensor y el
segundo sensor monitorizarán continuamente respectivamente las
superficies 302, 303. Tal y como se ha descrito anteriormente, los
resultados de las mediciones se comparan a unos valores de
referencia proporcionados por la interfaz de usuario 105. Se calcula
un ratio, se comparan el ratio y los valores de referencia
proporcionados, y se calculan los valores de diferencia. Si los
valores de diferencia son superiores o inferiores a un umbral
predefinido, por ejemplo, de entre el 1% y el 10% de uno de los
valores de referencia, las intensidades de las fuentes de luz 107,
107' se ajustan para minimizar los valores de diferencia,
transmitiendo señales de control a las fuentes de luz 107, 107' por
la interfaz DALI 108.
La medición y la monitorización pueden llevarse
a cabo a intervalos de tiempo predefinidos, como, por ejemplo, cada
segundo, cada minuto, o cada hora. Realizando medicaciones
consecutivas y promedios de los resultados de las mediciones, es
posible minimizar los parpadeos de luz que de otra manera se
producirían cuando, por ejemplo, se mueve una nube alejándose del
sol y dejando pasar la luz, entrando ésta a la sala. Resulta
preferente realizar un ciclo de mediciones directamente si se
ajusta la interfaz de usuario 105.
La fuente de luz 107 puede, por ejemplo, ser un
foco que enfoca la luz hacia el plano de trabajo 302, mientras que
la fuente de luz 107' puede ser, por ejemplo, una instalación de luz
montada en el techo. En caso de que se indique que ni siquiera una
gran reducción de las intensidades podrá minimizar los valores de
diferencia por debajo del umbral, pueden controlarse unos medios
304 para el ajuste de la cantidad de luz que pasa a través de la
ventana 301, como por ejemplo una persiana enrollable eléctrica o
una cortina eléctrica, por la interfaz DALI 108 para limitar la
cantidad de luz que entra por la ventana 301. Además, resulta
preferente limitar la cantidad de luz que entra por la ventana 301,
puesto que la luz natural tiene un efecto positivo sobre el entorno
de trabajo y, ya que el uso maximizado de la luz natural reducirá el
coste y reducirá el consumo de energía al iluminar, por ejemplo, un
entorno de oficinas.
La persona experta en la materia sabe que la
presente invención no se limita en modo alguno a las formas de
realización preferentes anteriormente descritas. Al contrario, son
posibles muchas modificaciones y variaciones dentro del alcance de
las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, es posible proporcionar
también al sistema de control un sensor de presencia para controlar
también la iluminación global dentro del establecimiento para
reducir aún más el consumo de energía. Además, un sistema de control
según la presente invención puede utilizarse preferentemente para
medir el factor de la luz de día. El factor de la luz de día se
define como el ratio entre la luminancia interior en un punto dado
sobre un plano dado (por lo general, el plano de trabajo) y la
luminancia exterior (referencia) bajo las mismas condiciones de
cielo cubierto, por ejemplo, la distribución para cielo cubierto
CIE.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es solamente para conveniencia del lector. La misma no
forma parte del documento de patente europea. A pesar de que se ha
tenido mucho cuidado durante la recopilación de las referencias, no
deben excluirse errores u omisiones y a este respecto la OEP se
exime de toda responsabilidad.
- \bullet US 4701669 A
- \bullet US 4347461 A
\bullet The effects of light on human health
and behaviour: relevance to architectural lighting. BRAINARD,
G.C.; J.P. HANIFIN. Symposium '04 'Light and Health:
non-visual effects. 2004
Claims (16)
1. Sistema (100) para el control de por lo menos
un dispositivo de iluminación (107, 107'), en el que dicho sistema
(100) comprende:
- -
- Un primer sensor (101) dispuesto para medir una primera intensidad de luz percibida que se refleja desde una primera superficie (302); y
- -
- Un segundo sensor de luz (102)
Caracterizado porque el segundo sensor de
luz (102) se dispone para medir una segunda intensidad de luz
percibida que se refleja desde una segunda superficie (303), la
segunda superficie es diferente de la primera superficie y el
sistema (100) comprende adicionalmente una unidad de control (104),
en el que dicha unidad de control (104) se adapta para:
- -
- Calcular una primera diferencia de intensidades entre dicha primera intensidad de luz medida percibida y un primer valor de referencia de intensidad;
- -
- Calcular una segunda diferencia de intensidades entre dicha segunda intensidad de luz medida percibida y un segundo valor de referencia de intensidad; y
- -
- Ajustar dicho por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107') de tal manera que se minimicen las diferencias de intensidad.
2. Sistema (100) según la reivindicación 1, en
el que dicha primer superficie (302) es un plano de trabajo, y en
el que dicha segunda superficie (303) es una superficie adyacente
dentro el entorno visual de dicho plano de trabajo.
3. Sistema (100) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha unidad de control (104)
se adapta adicionalmente para:
- -
- Calcular un ratio de intensidades entre dicha primera intensidad de luz medida y dicha segunda intensidad de luz medida;
- -
- Calcular una diferencia de ratios entre dicho ratio de intensidades y un valor de referencia del ratio;
- -
- Ajustar dicho por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107') de tal manera que se minimice la diferencia de ratios.
4. Sistema (100) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos uno de dichos
valores de referencia lo proporciona un usuario a través de una
interfaz de usuario (105).
5. Sistema (100) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho sistema (100) comprende
adicionalmente un sensor de temperatura para la detección de la
temperatura y proporciona una señal de temperatura a dicha unidad
de control (104), y en el que dicha unidad de control (104) se
adapta adicionalmente para ajustar dichas intensidades de luz
medidas para compensar una desviación de temperatura.
6. Sistema (100) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichos sensores de luz (101,
102) están provistos de un filtro adaptado para permitir de manera
selectiva la transmisión de luz.
7. Sistema (100) según la reivindicación 6, en
el que dicho filtro se adapta para permitir de manera selectiva la
transmisión de luz entre 380 nm y 780 nm, más preferentemente entre
450 nm y 700 nm.
8. Sistema (100) según la reivindicación 6, en
el que dicho filtro se adapta para permitir de manera selectiva la
transmisión de luz entre 380 nm y 550 nm.
9. Sistema (100) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los sensores de luz (101,
102) se adaptan para tener un ángulo de recepción (\alpha_{1},
\alpha_{2}) de entre 1º y 60º, más preferentemente de entre 10º
y 30º.
10. Procedimiento para el control de por lo
menos un dispositivo de iluminación (107, 107') que comprende las
etapas de:
- -
- Medición de una primera intensidad de luz percibida que se refleja desde una primera superficie (302) por medio de un primer sensor de luz (101); y
- -
- Medición de una segunda intensidad de luz por medio de un segundo sensor de luz (102),
\newpage
Caracterizado porque el segundo sensor de
luz (102) se dispone para medir una segunda intensidad de luz
percibida que se refleja desde una segunda superficie (303), la
segunda superficie es diferentes a la primera superficie y el
procedimiento comprende adicionalmente las etapas de:
- -
- Calcular una primera diferencia de intensidades entre dicha primera intensidad de luz percibida y un primer valor de referencia de intensidad;
- -
- Calcular una segunda diferencia de intensidades entre dicha segunda intensidad de luz percibida y un segundo valor de referencia de intensidad; y
- -
- Ajustar dicho por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107') de tal manera que se minimicen dichas diferencias de intensidad.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que dicha primera superficie (302) es un plano de trabajo, y en
el que dicha segunda superficie (302) es una superficie adyacente
dentro del entorno visual inmediato de dicho plano de trabajo.
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 11, que comprende adicionalmente las etapas
de:
- -
- Calcular un ratio de medidas entre dicha primera intensidad de luz medida y dicha segunda intensidad de luz medida;
- Calcular una diferencia de ratios entre dicho ratio de medidas y un valor de referencia del ratio;
- -
- Ajustar dicho por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107') de tal manera que se minimice la diferencia de ratios.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, que comprende adicionalmente las etapas
de:
- -
- Disposición de un sensor de temperatura adaptado para proporcionar una señal de temperatura; y
- -
- Ajuste de dichas intensidades de luz medidas para compensar una desviación de temperatura.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en el que por lo menos uno de dichos
valores de referencia es proporcionado por un usuario a través de
una interfaz de usuario (105).
15. Sistema de iluminación (300), que
comprende:
- -
- Por lo menos un dispositivo de iluminación (107, 107'); y
- -
- Un sistema (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
16. Sistema de iluminación según la
reivindicación 15, en el que dicho sistema de control (100) se
dispone dentro de un establecimiento que tiene por lo menos una
ventana (301), y en el que dicho sistema de control (100) comprende
adicionalmente unos medios (304) para ajustar la cantidad de luz que
pasa a través de dicha ventana (301).
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-
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- 2006-02-15 PL PL06101708T patent/PL1821582T3/pl unknown
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