ES2833930T3 - Dispositivo de iluminación LED con una sola cavidad de presión - Google Patents

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Abstract

Un accesorio (10) de iluminación que comprende: una porción (27) de cuerpo que comprende una carcasa (25), en donde la carcasa (25) comprende una abertura en un primer extremo; una pluralidad de módulos (11-15) de diodos emisores de luz, en resumen, LED, cada uno de los cuales está ubicado en la abertura, y cada uno de los cuales incluye una placa de circuito y uno o más LEDs; una cavidad (32) del sensor que comprende uno o más sensores (39); y una pluralidad de conductos (44, 46, 48) que proporcionan una ruta sellada entre los módulos (11-15) de LED y la cavidad (32) del sensor de manera que las placas de circuito y los LEDs de los módulos (11-15) de LED, los conductos (44, 46, 48) y la cavidad (32) del sensor exhiben una pluralidad de condiciones ambientales, en donde cada una de la pluralidad de condiciones ambientales se mantiene a un nivel constante correspondiente, y en donde el uno o más sensores (39) están configurados para monitorizar la pluralidad de condiciones ambientales.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de iluminación LED con una sola cavidad de presión
La llegada de luminarias con base en diodos emisores de luz (LED) ha proporcionado a los campos deportivos, estadios, otras instalaciones de entretenimiento y otras instalaciones comerciales e industriales la capacidad de lograr capacidades de encendido y apagado instantáneo, controles inteligentes y capacidad de ajuste a la vez que brinda una excelente calidad de luz, salida de luz constante, y eficiencia energética mejorada. Debido a esto, los usuarios continúan buscando mejoras en los dispositivos de iluminación LED. Por ejemplo, se desean formas nuevas y mejoradas de dirigir la luz en múltiples direcciones, y de proporcionar luminarias con alta salida de luz en un paquete compacto.
El documento JP 2003 178 602 A, por ejemplo, describe un sistema de iluminación que comprende LEDs como fuentes de luz, un disipador de calor capaz de enfriar por aire o por agua los LEDs, un circuito emisor de luz para llevar una corriente para emitir luz a partir de los LEDs, y un sensor de gotas de agua para detectar que el sistema de iluminación está en el agua. Cuando los LEDs no están en el agua, el circuito emisor limita la corriente que se alimenta a los LEDs para impedir el sobrecalentamiento de los LEDs.
Este documento describe nuevos dispositivos de iluminación que están dirigidos a resolver los problemas descritos anteriormente y/u otros problemas.
Resumen
De acuerdo con la invención, se proporciona un accesorio de iluminación como se establece en la reivindicación 1. Se divulgan realizaciones adicionales de la invención, entre otras cosas, en las reivindicaciones dependientes. El accesorio de iluminación incluye una porción de cuerpo con una carcasa. La carcasa tiene una abertura en un primer extremo, y un conjunto de módulos de diodos emisores de luz (LED). Cada módulo de LED incluye una placa de circuito y uno o más LEDs, y se coloca dentro de la abertura. La carcasa también incluye una cavidad del sensor en la cual se colocan uno o más sensores, y conductos que proporcionan una ruta sellada entre los módulos de LED y la cavidad del sensor. De esta manera, las placas de circuito y los LEDs de los módulos de LED, los conductos y la cavidad del sensor están configurados de manera que se mantengan diversas condiciones ambientales a niveles constantes dentro de la ruta sellada. Los sensores están configurados para monitorizar las condiciones ambientales en la ruta sellada.
Opcionalmente, la carcasa también incluye una cavidad de placa de circuito que incluye una placa de circuito con electrónica de control. Si es así, los conductos también proporcionan una ruta sellada entre los módulos de LED, la cavidad del sensor, y la cavidad de la placa de circuito. La carcasa también puede incluir una cavidad de fuente de alimentación que contiene una fuente de alimentación y, si es así, los conductos también pueden proporcionar una ruta sellada entre los módulos de LED, la cavidad del sensor y la cavidad de la fuente de alimentación.
Opcionalmente, cada módulo de LED incluye: una o más lentes, cada una de las cuales se coloca sobre un LED o grupo de LEDs correspondiente; una placa de circuito en la cual se montan uno o más LEDs; y un marco que contiene uno o más LEDs, lentes y placa de circuito.
Los sensores pueden incluir uno o más de los siguientes: un sensor de presión, un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor de sustancias químicas, un sensor de fuego, un sensor de partículas, un sensor de agente biológico, un sensor de humedad, un sensor detector de velocidad de aire o un sensor de orientación. Las condiciones ambientales pueden incluir una o más de las siguientes: presión, temperatura, humedad, presencia de sustancias químicas o presencia de material en partículas.
El accesorio de iluminación también puede incluir un procesador en comunicación con uno o más sensores y un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación. Las instrucciones de programación pueden configurarse para hacer que el procesador reciba datos correspondientes a las condiciones ambientales de uno o más sensores, y analizar los datos para determinar si al menos una de las condiciones ambientales ha sufrido una o más de las siguientes: (i ) un cambio de manera que el valor de al menos una condición ambiental supere un nivel umbral; (ii) un cambio de umbral en comparación con el nivel constante correspondiente; (iii) o una tasa de cambio que sea mayor que un valor de umbral. En respuesta a detectar un cambio que exceda el nivel de umbral, el cambio de umbral o la tasa de cambio que es mayor que el valor de umbral, el procesador puede hacer que el accesorio de iluminación ejecute una medida correctiva y/o genere una alerta. Ejemplos de medidas correctivas incluyen, pero no se limitan a, apagar la energía a uno de los módulos de LED del accesorio de iluminación, apagar la energía a todos los módulos de LED del accesorio de iluminación, o hacer que un motor ajuste una orientación del accesorio de iluminación.
En una realización, el accesorio de iluminación incluye un procesador en comunicación con uno o más sensores, y un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para hacer que el procesador apague uno o más de los módulos de LED tras la recepción de datos de uno o más sensores que indican que un nivel de presión de aire o nivel de humedad dentro de la ruta sellada se ha elevado por encima de un nivel de umbral superior.
En una realización, el accesorio de iluminación incluye: un respiradero; un procesador en comunicación con uno o más sensores; y un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para hacer que el procesador abra el respiradero tras la recepción de datos de uno o más sensores que indican que el nivel de presión de aire o el nivel de humedad dentro de la ruta sellada ha aumentado por encima de un nivel de umbral superior.
En una realización, el accesorio de iluminación incluye: una bomba; un procesador en comunicación con uno o más sensores; y un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el accesorio inicie la operación de la bomba tras la recepción de datos de uno o más sensores que indican que el nivel de presión de aire o el nivel de humedad dentro de la ruta sellada ha caído por debajo de un nivel de umbral más bajo.
En una realización, el accesorio de iluminación incluye: un procesador en comunicación con uno o más sensores; un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para hacer que el procesador reciba datos de uno o más sensores y hacer que el accesorio de iluminación realice una función de autodiagnóstico; y un transmisor configurado para transmitir los datos a partir de uno o más sensores, una salida de la función de autodiagnóstico, o ambos a un receptor remoto.
En algunas realizaciones, la cavidad del sensor se coloca cerca de un extremo posterior de la porción de cuerpo que está opuesta a la abertura, y los conductos pasan a partir de la abertura a la cavidad del sensor a través de la porción de cuerpo. En algunas realizaciones, la porción de cuerpo comprende un disipador de calor entre la abertura y la cavidad del sensor.
En una realización, un método para realizar un autodiagnóstico en un accesorio de iluminación incluye recibir datos correspondientes a las condiciones ambientales de uno o más sensores. Los sensores se colocan en una cavidad de sensor de un accesorio de iluminación, y un conjunto de conductos proporcionan una ruta sellada entre un grupo de módulos de LED del accesorio de iluminación y la cavidad del sensor tal como los módulos de LED. Un procesador analizará los datos para determinar si al menos una de las condiciones ambientales en la ruta sellada ha sufrido uno o más de los siguientes cambios: un cambio de manera que un valor de la al menos una condición ambiental exceda un nivel de umbral; un cambio de umbral en comparación con un nivel constante correspondiente; o una tasa de cambio que es mayor que un valor de umbral. En respuesta a detectar que al menos una de las condiciones ambientales ha sufrido al menos uno de los cambios, el método incluirá implementar automáticamente una medida correctiva en el accesorio de iluminación.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra una vista frontal de un ejemplo de una realización de los dispositivos de iluminación divulgados en este documento.
La Figura 2 proporciona una vista en perspectiva del dispositivo de la Figura 1.
La Figura 3 ilustra una realización del dispositivo de iluminación, visto a partir de atrás.
La Figura 4 ilustra una vista del disipador de calor, visto a partir de la abertura (frontal) del dispositivo con los módulos de LED retirados.
Las Figuras 5 y 6 ilustran vistas en corte del dispositivo de iluminación de la Figura 1, que muestra una ruta entre los módulos de LED y la fuente de alimentación contenida dentro del disipador de calor.
La Figura 7 ilustra un diagrama de flujo para un método de ejemplo de realizar autodiagnósticos en un dispositivo de iluminación de la Figura 1, de acuerdo con una realización.
Descripción detallada
Como se usa en este documento, las formas singulares “un”, “una” y “el” incluyen referencias en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen los mismos significados que los entendidos comúnmente por un experto en la técnica. Como se usa en este documento, el término “que comprende” significa “que incluye, pero no se limita a”.
Cuando se utilizan en este documento, términos como “arriba” y “abajo”, “superior” e “inferior”, o “frontal” y “posterior”, no pretenden tener orientaciones absolutas, sino que pretenden describir posiciones relativas de diversos componentes entre sí. Por ejemplo, un primer componente puede ser un componente “superior” y un segundo componente puede ser un componente “inferior” cuando un accesorio de iluminación está orientado en una primera dirección. Las orientaciones relativas de los componentes pueden invertirse, o los componentes pueden estar en el mismo plano, si se cambia la orientación de un accesorio de iluminación que contiene los componentes. Las reivindicaciones pretenden incluir todas las orientaciones de un dispositivo que contiene dichos componentes.
La “comunicación electrónica” se refiere a la capacidad de transmitir datos a través de una o más señales entre dos o más dispositivos electrónicos, ya sea a través de una red por cable o inalámbrica, y ya sea directa o indirectamente a través de uno o más dispositivos intermediarios.
Cuando este documento usa el término “procesador” o “dispositivo de procesamiento”, a menos que se indique expresamente lo contrario, se pretende incluir realizaciones que consisten en un solo dispositivo de procesamiento de datos, así como realizaciones que incluyen dos o más dispositivos de procesamiento de datos que juntos realizan diversas etapas de un proceso descrito.
Cuando este documento utiliza los términos “memoria”, “dispositivo de memoria”, “memoria legible por ordenador”, “medio legible por ordenador” o “instalación de almacenamiento de datos”, a menos que se indique expresamente lo contrario, se pretende incluir realizaciones que consisten en un solo dispositivo de memoria, realizaciones que incluyen dos o más dispositivos de memoria que juntos almacenan un conjunto de datos o instrucciones, o uno o más sectores u otras porciones de un dispositivo de memoria.
La Figura 1 ilustra una vista frontal de un ejemplo de una realización de los dispositivos de iluminación divulgados en este documento. La Figura 2 ilustra una vista a partir de un lado del dispositivo de la Figura 1, a la vez que la Figura 2 proporciona una vista en perspectiva. El dispositivo 10 de iluminación incluye una carcasa 25 que encierra diversos componentes de un accesorio de iluminación. Como se muestra en la Figura 1, la carcasa 25 incluye una abertura en la cual un conjunto de módulos 11 - 15 de diodos emisores de luz (LED) están asegurados para formar una estructura de LED de múltiples módulos. Los módulos 11 - 15 de LED están colocados para emitir luz lejos del accesorio. Cada módulo de LED incluye un marco que retiene un conjunto de LEDs dispuestos en una matriz u otra configuración. En diversas realizaciones, el número de LEDs en cada módulo puede ser cualquier número que sea suficiente para proporcionar un dispositivo de LED de alta intensidad. Cada módulo de LED también incluirá un sustrato sobre el cual se montan los LEDs, diversos conductores y/o dispositivos electrónicos y lentes para los LEDs.
La abertura de la carcasa 25 puede ser circular, cuadrada o en cuadrada con esquinas redondeadas como se muestra en la Figura 1, aunque son posibles otras formas. Los módulos 11 - 15 de LED pueden incluir cinco módulos como se muestra, con cuatro de los módulos 11 - 14 colocados en un cuadrante de la abertura y el quinto módulo 15 colocado en el centro como se muestra. Alternativamente, cualquier otro número de módulos de LED, tales como uno, dos, tres, cuatro o más módulos de LED, se pueden colocar dentro de la abertura en cualquier configuración.
La carcasa 25 del dispositivo incluye una porción 27 de cuerpo y una porción 29 de cubierta opcional. La porción 27 de cuerpo sirve como un disipador de calor que disipa el calor generado por los módulos de LED. El cuerpo/disipador 27 de calor puede estar formado de aluminio y/u otro metal, plástico u otro material, y puede incluir cualquier número de aletas 22a ... 22n en el exterior para aumentar su área de superficie que entrará en contacto con un medio de enfriamiento circundante (normalmente, aire). Por lo tanto, la porción 27 de cuerpo o toda la carcasa 25 puede tener la forma de un tazón como se muestra, los módulos 11 - 15 de LED pueden encajar dentro de la abertura del tazón y el calor de los módulos 11 - 15 de LED puede extraerse de los módulos de LED y se disipa a través de las aletas 22a ... 22n en el exterior del tazón.
A la vez que los módulos de LED están colocados en la parte delantera de la porción 27 de cuerpo, el lado opuesto de la porción de cuerpo puede unirse a una unidad 30 de fuente de alimentación, opcionalmente a través de una placa de interfaz térmica. La unidad 30 de fuente de alimentación puede incluir una batería, un panel solar, o un circuito para recibir energía de una fuente externa y/u otra interna. Se puede colocar una unidad 30 de fuente de alimentación en la parte posterior del cuerpo (es decir, en la parte inferior del tazón), y el interior de la unidad puede incluir cableado u otros elementos conductivos para transferir energía y/o señales de control de la unidad 30 de fuente de alimentación a los módulos 11 - 15 de LED. La fuente 30 de alimentación puede colocarse en o cerca de la parte posterior del cuerpo como se muestra, o puede colocarse en la carcasa de manera que esté a ras o sustancialmente a ras con la parte posterior del cuerpo 27, o puede configurarse para extenderse a algún punto entre estar a ras con la porción 27 de cuerpo y una posición extendida. Una cavidad 32 del sensor puede estar unida a la fuente de alimentación y/u otra parte del dispositivo como se muestra, y puede contener sensores y/o hardware de control y comunicaciones para detectar parámetros y controlar el dispositivo, recibir comandos y transmitir datos a dispositivos de control remoto.
La carcasa 25 puede estar formada como una sola pieza, o puede estar formada por dos piezas que encajen juntas como en una estructura de tipo concha. En un diseño de concha, una porción de la pared interior de la concha cerca de su abertura puede incluir una ranura, resalte, u otra estructura de soporte que esté configurada para recibir y asegurar la estructura de LED en la abertura cuando la concha está cerrada. Además, las aletas 22a ... 22n pueden estar curvadas o arqueadas como se muestra, con la base de la curva/arco de cada aleta colocada cerca de la abertura/módulos de LED, y el vértice de la curva/arco de cada aleta colocado distal de la abertura/módulos de LED para ayudar aún más a extraer el calor de los módulos de LED. La carcasa puede estar unida a una estructura 40 de soporte, tal como una base o un yugo de montaje, opcionalmente mediante uno o más conectores 81. Como se muestra, los conectores 81 pueden incluir ejes alrededor de los cuales la carcasa y/o la estructura de soporte pueden girar para permitir que el accesorio de iluminación se posicione para dirigir la luz en un ángulo deseado. El accesorio de iluminación puede incluir o estar conectado a un motor 82 que, cuando se acciona, hace que la carcasa gire alrededor de los conectores y ajuste la orientación del dispositivo de iluminación. Se pueden usar otros motores en diferentes ubicaciones (tales como los que están unidos al yugo de montaje) para ajustar el cabeceo, la guiñada, u otros aspectos posicionales del dispositivo de iluminación.
La unidad 30 de fuente de alimentación puede ser desmontable del resto de la carcasa 25 del dispositivo de iluminación de manera que pueda ser reemplazada y/o removida para mantenimiento sin la necesidad de quitar todo el dispositivo de una ubicación instalada, o de manera que pueda ser montada de manera remota para reducir el peso. La unidad 30 de fuente de alimentación y/o una porción de la carcasa 25 de la unidad de iluminación pueden incluir una o más antenas, transceptores u otros dispositivos 85 de comunicación que pueden recibir señales de control a partir de una fuente externa. Por ejemplo, el dispositivo de iluminación puede incluir un receptor inalámbrico y una antena configurada para recibir señales de control a través de un protocolo de comunicación inalámbrica. Opcionalmente, una porción de la carcasa 25 de la unidad de iluminación o la cubierta 29 (descrita a continuación) puede estar equipada con un puntero láser adjunto que se puede usar para identificar un punto distal en un entorno al cual el dispositivo de iluminación dirige su luz. Por tanto, el puntero láser puede ayudar con la instalación y alineación del dispositivo al punto focal deseado.
Las Figuras 1 y 2 muestran que el dispositivo puede incluir una cubierta 29 que protege y blinda los módulos 11 - 15 de LED de la lluvia y los escombros, y que puede ayudar a dirigir la luz hacia una superficie de iluminación prevista. La cubierta 29 puede tener cualquier ancho adecuado de manera que una porción superior colocada en la parte superior de la carcasa sea más ancha que una porción inferior colocada en la parte inferior y/o a lo largo de los lados de la abertura de la carcasa. Esto puede ayudar a reducir la cantidad de luz desperdiciada en la atmósfera al reflejar y redirigir la luz parásita hacia abajo, hacia la superficie de iluminación deseada. La Figura 2 ilustra que en una realización, algunas o todas las aletas 22a - 22n de la carcasa pueden ser contiguas con las porciones 23a - 23n de aletas que se extienden a través de la cubierta 29. Con esta opción, la cubierta 29 también puede servir como parte del disipador de calor.
Las aletas 22a ... 22n pueden colocarse sustancialmente de manera vertical (es decir, longitudinalmente a partir de una porción superior de la estructura de matriz de LED y la cubierta 29 hasta una porción inferior de la misma). Opcionalmente, uno o más soportes laterales se pueden interconectar con las aletas para proporcionar soporte a la carcasa. Los soportes laterales pueden colocarse sustancialmente paralelos al eje de las aletas, o pueden estar curvados para extenderse lejos de la estructura del LED, o pueden tener cualquier forma adecuada y colocarse en cualquier posición. Cada soporte puede conectar dos o más de las aletas. Las aletas y los soportes opcionales forman la porción 27 de cuerpo como una rejilla, y el aire caliente puede subir a través de los espacios que existen entre las aletas y los soportes de la rejilla. Además, la precipitación puede caer libremente a través de las aberturas de la rejilla. Además, cualquier residuo pequeño (tal como polvo o excrementos de pájaros) que quede atrapado en la rejilla puede ser arrastrado cuando ocurra la próxima precipitación.
La Figura 3 ilustra una realización del dispositivo de iluminación visto a partir de atrás. Al igual que con las otras vistas, las aletas 22a ... 22n pueden colocarse sustancialmente de manera vertical para formar un disipador de calor. La fuente 30 de alimentación y la cavidad 32 del sensor pueden conectarse en la parte posterior del dispositivo como se muestra.
La Figura 4 muestra la parte frontal del dispositivo con los módulos de LED retirados, para exponer una superficie 41 de acoplamiento en la cual están montados los módulos de LED. La superficie 41 de acoplamiento está conectada a las aletas y tiene una superficie frontal con una dimensión lateral que es paralela a las aletas, de manera que la superficie de acoplamiento llena sustancialmente la abertura en frente del dispositivo de iluminación, y las aletas se extienden lejos de la superficie de acoplamiento hacia la parte posterior del dispositivo. En una realización, la superficie de acoplamiento y las aletas pueden formarse fundiéndose o moldeándose a partir de un material común, tal como aluminio, una aleación o un material cerámico. La superficie 41 de acoplamiento incluye diversas almohadillas 61 - 65 de descanso que corresponden al número de módulos de LED. Cada almohadilla de descanso comprende un área de la superficie con uno o más conectores 43 (tales como aberturas para recibir un perno) que están configurados para asegurar un módulo de LED a la superficie 41 de acoplamiento. Cada almohadilla de descanso también puede incluir una o más aberturas 51- 54 que sirven como aberturas para conductos (descritos más adelante en la discusión de las Figuras 5 y 6) que proporcionan una ruta sellada entre los módulos de LED y otros componentes del dispositivo de iluminación.
La Figura 5 ilustra una vista en corte del dispositivo 10, en el cual la unidad 30 de fuente de alimentación está conectada a una placa 37 de control electrónico y uno o más sensores 39 que están contenidos en la cavidad 32 del sensor. Algunos o todos los módulos 15 de LED están conectados a la carcasa y también a uno o más conductos 48 que proporcionan una ruta sellada a través de la cual se extienden los cables u otros conductores entre la cavidad 32 del sensor, la fuente 30 de alimentación y/o la placa 37 de control y los módulos 15 de LED para la entrega de energía y/o señales de control. En una realización alternativa, también se pueden incluir uno o más sensores en el conducto. Cada módulo de LED puede incluir un conducto correspondiente de manera que cada LED pueda recibir sus señales de energía y control a partir de la placa 37 de control, y de manera que el entorno dentro del conducto pueda ser monitorizado por los sensores 39 en la cavidad 32 del sensor y/o el conducto. La Figura 6 ilustra una sección en corte diferente que muestra cómo los conductos 44, 46 pueden conducir a partir de los módulos 12, 13 de LED a un canal que contiene la placa 37 de control. Ejemplos de uno o más sensores pueden incluir, sin limitación, un sensor de presión (tal como un barómetro), un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor de sustancias químicas, un sensor de fuego, un sensor de partículas, un sensor de agente biológico, un sensor de humedad, un detector de velocidad del aire, un sensor de tipo de sistema microelectromecánico (tal como un acelerómetro, giroscopio u otro sensor de orientación, un sensor de presión) o similares.
Los conductos 44, 46, 48 pueden estar hechos de aluminio, plástico u otro material ligero resistente a la intemperie. Los conductos 44, 46, 48 están sellados a los módulos de LED en un extremo y a la cavidad 32 del sensor en el otro extremo, y por tanto proporcionan una ruta sellada que está sellada a elementos externos y es hermético y resistente al agua. De esta manera, se pueden mantener las condiciones óptimas deseadas en el conducto (ruta sellada), tal como una presión de aire constante, una temperatura constante o similares. Por ejemplo, en una realización, la ruta sellada se puede mantener a una presión de aproximadamente 0.9 atm a aproximadamente 1.1 atm. Además, los sensores pueden monitorizar las condiciones dentro de la ruta sellada sin influencia externa, lo cual puede usarse como una indicación de las condiciones asociadas con los módulos de LED y/o los LEDs. Por ejemplo, los sensores pueden incluir un sensor de humedad, temperatura y/o presión colocado para monitorizar la presión del aire, la temperatura y/o la humedad dentro de la ruta sellada. Puede incluirse un sensor quími detectar la presencia de una o más sustancias particulares en la ruta sellada.
En una realización, los sensores pueden estar conectados directamente a o cerca de la parte posterior de los módulos de LED. Alternativa y/o adicionalmente, los sensores pueden colocarse de modo que uno o más de otros componentes, tales como la fuente de alimentación y la placa de control, también estén en la ruta sellada. Debido a que la ruta está sellada del entorno externo, pueden ser suficientes un solo sensor de presión, un solo sensor de temperatura, un solo sensor de humedad y/o un solo sensor químico para monitorizar la presión, temperatura, humedad o sustancia química dentro de la carcasa de componentes electrónicos, módulos de LED y los conductos intermedios.
Los componentes de un dispositivo de iluminación pueden funcionar mal si las condiciones que rodean a los módulos de LED y/u otros componentes varían de las condiciones óptimas deseadas (con base en valores de umbral) y/o cambian repentinamente. Por ejemplo, la humedad o los niveles de humedad por encima de un nivel de umbral pueden causar un cortocircuito, la presencia de partículas como polvo por encima de un nivel de umbral puede afectar la calidad de la luz u otras fallas similares. Alternativa y/o adicionalmente, dichos cambios en las condiciones que rodean los módulos de LED y/u otros componentes pueden ser una indicación de fallas actualmente existentes en el dispositivo de iluminación. Los ejemplos pueden incluir, sin limitación, un cambio en la temperatura puede ser indicativo de una falla en el disipador de calor del dispositivo de iluminación el cual, si no se controla, puede conducir a la avería del dispositivo de iluminación; un cambio en la presión puede ser indicativo de grietas o fallas en la cubierta de la lente de un dispositivo de iluminación; la presencia de una sustancia química puede ser indicativa de desgasificación (por ejemplo, de los devanados de una bobina magnética inductiva) o de la degradación de un componente que puede depositarse adversamente sobre una superficie de visualización; o similares. Por lo tanto, es importante monitorizar las condiciones que rodean los módulos de LED y/u otros componentes de un dispositivo de iluminación, detectar cambios y/o tasas de cambio, realizar etapas de corrección de errores, y/o generar una alerta en respuesta a la detección. Por lo tanto, en una realización, el dispositivo de iluminación puede incluir software y/o firmware que usa datos detectados por los sensores para realizar una función de autodiagnóstico para detectar cambios y/o tasas de cambio, realizar etapas correctivas (tales como activar una bomba 83 para aumentar la presión o abrir un respiradero 84 para aliviar la presión en la ruta sellada), y/o generar una alerta en respuesta a la detección.
En una realización, el dispositivo de iluminación puede incluir una tarjeta de control y/o un procesador que está en comunicación electrónica con la cavidad del sensor de manera que pueda recibir datos, recibir datos generados por uno o más sensores y procesar los datos anteriores para realizar la función de autodiagnóstico. Alternativa y/o adicionalmente, el procesador puede transmitir los datos detectados a un dispositivo remoto y recibir instrucciones para realizar algunas o todas las funciones de autodiagnóstico.
El dispositivo de iluminación también puede incluir un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que, cuando se ejecutan, hacen que el procesador del dispositivo de iluminación analice los datos recibidos de la cavidad del sensor para detectar cambios y/o tasas de cambio, realizar etapas de corrección de errores y/o generar una alerta en respuesta a la detección.
La Figura 7 ilustra un diagrama de flujo correspondiente a un método de ejemplo para realizar autodiagnósticos en un dispositivo de iluminación. Como se muestra en la Figura 7, un procesador puede recibir 701 datos de sensor de uno o más sensores en la cavidad del sensor. Como se discutió anteriormente, la cavidad sellada se puede mantener en las condiciones óptimas deseadas tales como temperatura, presión, humedad, etc. En una realización, uno o más sensores en la cavidad del sensor pueden monitorizar las condiciones en la cavidad del sensor y pueden transmitir los datos monitorizados al procesador continuamente, a intervalos de tiempo fijos y/u ocurrencia de un evento de activación. Los ejemplos de eventos de activación pueden incluir, sin limitación, instrucciones de usuario, encendido y/o apagado del dispositivo de iluminación, durante la fabricación y pruebas de calidad, y la aparición de una falla o similares.
El procesador puede analizar 702 los datos del sensor recibidos para detectar 703 cambios en una o más condiciones óptimas de una ruta sellada (es decir, el conducto). En una realización, el procesador puede analizar los datos del sensor recibidos comparando los valores recibidos para una condición con un rango y/o valor de umbral y detectar un cambio si el valor recibido está por encima o por debajo de un valor de umbral y/o fuera del rango de umbral. Por ejemplo, el procesador puede detectar un cambio si el valor de presión recibido está fuera de un rango de umbral de aproximadamente 0.9 atm a aproximadamente 1.1 atm. Alternativa y/o adicionalmente, el procesador también puede analizar los datos para detectar cambios en las condiciones de la ruta sellada midiendo una tasa de cambio de una condición y comparándola con un valor de umbral. Por ejemplo, el procesador puede comparar una tasa medida para cambiar y determinar si la tasa de cambio es mayor que un valor de umbral (es decir, cambio rápido). El procesador puede determinar la tasa de cambio analizando los datos detectados durante un período de tiempo.
En una realización, si el procesador detecta un cambio, este puede iniciar medidas 704 correctivas para rectificar fallas actualmente existentes en el dispositivo de iluminación (si el cambio es causado por una falla existente actualmente) y/o prevenir el mal funcionamiento de uno o más componentes del dispositivo de iluminación. Las medidas correctivas son acciones para cambiar una configuración, función u otra propiedad física del dispositivo de iluminación con el fin de permitir que el dispositivo de iluminación continúe funcionando después de una falla, o para proteger el dispositivo de iluminación y/o dispositivos cercanos de posibles fallas. Ejemplos de medidas correctivas incluyen, sin limitación: (i) activar un interruptor o de lo contrario interrumpir la corriente para apagar la energía al módulo de LED en respuesta a la detección de niveles altos de humedad (es decir, un sensor de humedad que detecta un nivel de humedad por encima de un umbral en la cavidad sellada, o una tasa de cambio del nivel de humedad en la cavidad que exceda un umbral) con el fin de impedir el cortocircuito de los componentes, a la vez que otros módulos, tales como los módulos de comunicación, pueden mantenerse activos; (ii) hacer que un motor ajuste una posición del dispositivo en respuesta a la detección de que el dispositivo no está orientado de manera apropiada; (iii) abrir un respiradero (el cual puede incluir una válvula) en la cavidad sellada para liberar la presión en la cavidad hasta que se alcance un umbral de presión; (iv) activar una bomba para aumentar la presión en la cavidad hasta que se alcance un umbral de presión; u otras acciones de protección. En una realización, el procesador puede apagar todos los módulos de LED del dispositivo de iluminación en lugar de un solo módulo. En una realización, el procesador puede apagar el dispositivo de iluminación por completo hasta que se complete la acción correctiva.
Alternativa y/o adicionalmente, el procesador también puede generar alertas 706 tras la detección de un cambio y/o determinar que la tasa de cambio está por encima de un valor de umbral. En una realización, la alerta puede incluir información relacionada con un cambio detectado y/o instrucciones para que un usuario realice acciones correctivas. En una realización, una alerta también puede transmitir información con respecto a las medidas correctivas iniciadas por el procesador (si las hubiera). En una realización, una alerta puede asociarse con un patrón específico que puede configurarse para proporcionar información sobre el cambio detectado. Por ejemplo, las luces que parpadean rápidamente pueden indicar un fallo del disipador de calor que provoca un cambio en la temperatura del dispositivo de iluminación, las luces que parpadean a una tasa diferente pueden estar asociadas con un cambio de humedad, o similares. En una realización, el
Una posible medida correctiva puede incluir la re calibración de la presión del aire dentro de la cavidad sellada. En esta realización, el sistema también puede incluir una bomba colocada para aumentar la presión en la ruta sellada cuando se activa, y un respiradero colocado para aliviar la presión en la ruta sellada cuando está abierto. Sin embargo, una bomba puede no ser necesaria en todas las realizaciones. Por ejemplo, la presión en la ruta sellada puede aumentarse simplemente por el calor generado por los módulos de LED y/o la fuente de alimentación.
Las realizaciones que incluyen una bomba, la tarjeta de control u otros componentes pueden incluir un medio de almacenamiento con programación (software y/o firmware) configurado para hacer que un procesador active la bomba tras la recepción una señal del sensor de presión que indica que la presión en la ruta sellada ha caído por debajo de un nivel de umbral inferior, y para mantener la bomba en funcionamiento hasta que los datos del sensor de presión indiquen que al menos se ha restablecido el nivel de umbral inferior. El software y/o firmware también pueden configurarse para hacer que un procesador ordene al respiradero que se abra tras la recepción de una señal del sensor de presión que indica que la presión dentro de la ruta sellada ha aumentado por debajo de un nivel de umbral superior, y para cerrar el respiradero cuando la presión se ha aliviado de modo que ha caído por debajo del umbral superior. El software y/o firmware también pueden configurarse para hacer que un procesador ordene a los módulos de LED que se atenúen o se apaguen cuando el(los) sensor(es) detecte(n) que la presión y/o la humedad excedan un valor de umbral superior, o si al menos está presente una cantidad de umbral de una sustancia química. Los módulos de LED pueden permanecer atenuados o apagados durante un período de tiempo establecido, o hasta que el(los) sensor(es) detecte(n) que la presión y/o la humedad y/o la concentración de sustancias químicas ha caído por debajo de un valor de umbral más bajo.
Opcionalmente, la cavidad del sensor, la placa de control, u otros componentes del sistema pueden configurarse para transmitir datos del sensor, una salida de la función de autodiagnóstico, o ambos a un receptor remoto. Por ejemplo, en una realización, el dispositivo de iluminación también puede incluir un módulo de comunicación inalámbrica configurado para enviar y/o recibir información hacia y/o a partir de otro dispositivo. En una realización, el módulo de comunicación puede estar conectado de manera eléctrica (por ejemplo, mediante un protocolo de comunicación I2C) a los sensores y puede transmitir los datos detectados a un dispositivo remoto. Los ejemplos de métodos de comunicación pueden incluir, sin limitación, comunicaciones de corto alcance tales como la comunicación de campo cercano (NFC), Bluetooth o Bluetooth de baja energía (BLE), ZigBee, identificación por radiofrecuencia (RFID), LoRa o Lo-RaWAN, o comunicaciones de largo alcance tales como Wi-Fi, a través de redes celulares o similares.
Volviendo a la Figura 2, la unidad 30 de fuente de alimentación puede ser desmontable de la carcasa 25 del dispositivo de iluminación para que pueda ser reemplazada y/o removida para mantenimiento sin la necesidad de remover todo el dispositivo de una ubicación instalada, o de manera que pueda montarse remotamente para reducir peso. La unidad 30 de suministro de energía, la cavidad 32 del sensor y/o una porción de la carcasa 25 de la unidad de iluminación pueden incluir una o más antenas, transceptores u otros dispositivos de comunicación que pueden recibir señales de control a partir de una fuente externa. Por ejemplo, el dispositivo de iluminación puede incluir un receptor inalámbrico y una antena configurada para recibir señales de control a través de un protocolo de comunicación inalámbrica. Opcionalmente, una porción de la carcasa 25 de la unidad de iluminación o la cubierta 29 puede estar equipada con un puntero láser adjunto que se puede usar para identificar un punto distal en un entorno al cual el dispositivo de iluminación dirige su luz. Por tanto, el puntero láser puede ayudar con la instalación y alineación del dispositivo al punto focal deseado.
Las aletas 22a ... 22n pueden colocarse sustancialmente de manera vertical (es decir, longitudinalmente a partir de una porción superior de la estructura de matriz de LED y la cubierta 29 hasta una porción inferior de la misma). Opcionalmente, uno o más soportes laterales se pueden interconectar con las aletas para proporcionar soporte a la carcasa. Los soportes laterales pueden colocarse sustancialmente paralelos al eje de las aletas, o pueden estar curvados para extenderse lejos de la estructura del LED, o pueden tener cualquier forma adecuada y colocarse en cualquier posición. Cada soporte puede conectar dos o más de las aletas. En esta realización que se muestra en la Figura 4, las aletas y los soportes opcionales forman la porción 27 de cuerpo como una rejilla, y el aire caliente puede ascender a través de los espacios que existen entre las aletas y los soportes de la rejilla. Además, la precipitación puede caer libremente a través de las aberturas de la rejilla. Además, cualquier residuo pequeño (tal como polvo o excrementos de pájaros) que quede atrapado en la rejilla puede ser arrastrado cuando vuelva a haber precipitación.
Se pretende que las porciones de esta divulgación que describen módulos de LED y sistemas y métodos de control no estén limitadas a la realización de los dispositivos de iluminación divulgados en este documento. Los módulos de LED, los sistemas de control y los métodos de control pueden aplicarse a otras estructuras de iluminación LED, tales como las divulgadas en la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 2014/0334149, titulada "High intensity light-emitting diode luminaire assembly" (presentada por Nolan et al. y publicada el 13 de Noviembre de 2014), y en la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos Número, 2015/0167937, titulada "High intensity lEd illumination device" (presentada por Casper et al. y publicada el 18 de Junio de 2015).
Las características y funciones descritas anteriormente, así como las alternativas, pueden combinarse en diversos otros sistemas o aplicaciones. Los expertos en la técnica pueden realizar diversas alternativas, modificaciones, variaciones o mejoras actualmente imprevistas o no anticipadas, cada una de las cuales también se pretende que esté incluida en las realizaciones divulgadas.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un accesorio (10) de iluminación que comprende:
una porción (27) de cuerpo que comprende una carcasa (25), en donde la carcasa (25) comprende una abertura en un primer extremo;
una pluralidad de módulos (11-15) de diodos emisores de luz, en resumen, LED, cada uno de los cuales está ubicado en la abertura, y cada uno de los cuales incluye una placa de circuito y uno o más LEDs;
una cavidad (32) del sensor que comprende uno o más sensores (39); y
una pluralidad de conductos (44, 46, 48) que proporcionan una ruta sellada entre los módulos (11-15) de LED y la cavidad (32) del sensor de manera que las placas de circuito y los LEDs de los módulos (11-15) de LED, los conductos (44, 46, 48) y la cavidad (32) del sensor exhiben una pluralidad de condiciones ambientales, en donde cada una de la pluralidad de condiciones ambientales se mantiene a un nivel constante correspondiente, y en donde el uno o más sensores (39) están configurados para monitorizar la pluralidad de condiciones ambientales.
2. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1, comprendiendo además:
una cavidad de placa de circuito que incluye una placa (37) de circuito con electrónica de control;
en donde la pluralidad de conductos (44, 46, 48) también proporciona una ruta sellada entre los módulos (11-15) de LED, la cavidad (32) del sensor y la cavidad de la placa de circuito.
3. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1:
comprendiendo además una cavidad de fuente de alimentación que contiene una fuente (30) de alimentación; y en donde la pluralidad de conductos (44, 46, 48) también proporciona una ruta sellada entre los módulos (44, 46, 48) de LED, la cavidad (32) del sensor y la cavidad de la fuente de alimentación.
4. El accesorio (10) de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada módulo (11-15) de LED comprende:
una o más lentes, cada una de las cuales está colocada sobre un LED o grupo de LEDs correspondiente;
una placa de circuito en la cual están montados uno o más LEDs; y
un marco que contiene uno o más LEDs, lentes y placa de circuito.
5. El accesorio (10) de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el uno o más sensores (39) comprenden uno o más de los siguientes: un sensor de presión, un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor de sustancias químicas, un sensor de fuego, un sensor de partículas, un sensor de agente biológico, un sensor de humedad, un detector de velocidad del aire o un sensor de orientación.
6. El accesorio (10) de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la pluralidad de condiciones ambientales comprende una o más de las siguientes: presión, temperatura, humedad, presencia de sustancias químicas o presencia de partículas.
7. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1, comprendiendo además:
un procesador en comunicación con uno o más sensores (39); y
un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el procesador:
reciba (701) datos correspondientes a la pluralidad de condiciones ambientales a partir de uno o más sensores (39), y
analizar (702) los datos para determinar si al menos una de la pluralidad de condiciones ambientales ha sufrido una o más de las siguientes:
un cambio de manera que un valor de la al menos una condición ambiental excede un nivel de umbral,
un cambio de umbral en comparación con el nivel constante correspondiente, o
una tasa de cambio que es mayor que un valor de umbral.
8. El accesorio de iluminación de la reivindicación 7, comprendiendo además instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el procesador, en respuesta a la detección de un cambio que excede el nivel de umbral, el cambio de umbral o la tasa de cambio que es mayor que el valor de umbral, realizar una o más de lo siguiente:
ejecutar una medida (704) correctiva; o
generar una alerta (706).
9. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 8, en donde la medida correctiva comprende uno o más de los siguientes:
apagar la energía a uno de los módulos (11-15) de LED del accesorio (10) de iluminación; o
apagar la energía a todos los módulos (11-15) de LED del accesorio (10) de iluminación.
10. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 8, en donde la medida correctiva comprende hacer que un motor (82) ajuste la orientación del accesorio (10) de iluminación.
11. El accesorio (10) de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además:
un procesador en comunicación con el uno o más sensores (39); y
un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el accesorio (10) de iluminación apague uno o más de los módulos (11­ 15) de LED tras la recepción de datos de uno o más sensores (39) que indican que un nivel de presión de aire o nivel de humedad dentro de la ruta sellada se ha elevado por encima de un nivel de umbral superior.
12. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1, comprendiendo además:
un respiradero;
un procesador en comunicación con el uno o más sensores (39); y
un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el accesorio (10) de iluminación abra el respiradero tras la recepción de datos de uno o más sensores (39) que indican que un nivel de presión de aire o el nivel de humedad dentro de la ruta sellada se ha elevado por encima de un nivel de umbral superior.
13. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1, comprendiendo además:
una bomba;
un procesador en comunicación con uno o más sensores (39); y
un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el accesorio (10) de iluminación inicie la operación de la bomba tras la recepción de datos de uno o más sensores (39) que indican que un nivel de presión o nivel de humedad dentro de la ruta sellada ha caído por debajo de un nivel de umbral más bajo.
14. El accesorio de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además:
un procesador en comunicación con el uno o más sensores (39);
un medio legible por ordenador que contiene instrucciones de programación que están configuradas para, cuando son ejecutadas por el procesador, hacer que el procesador instruya al accesorio (10) de iluminación para recibir datos a partir de uno o más sensores (39) y realizar una función de autodiagnóstico; y
un transmisor configurado para transmitir los datos a partir de uno o más sensores (39), una salida de la función de autodiagnóstico, o ambos a un receptor remoto.
15. El accesorio (10) de iluminación de la reivindicación 1, en donde la cavidad (32) del sensor se coloca cerca de un extremo posterior de la porción (27) de cuerpo que está opuesto a la abertura, y los conductos pasan (44, 46, 48) desde la abertura a la cavidad (32) del sensor a través de la porción (27) de cuerpo.
16. El accesorio (10) de iluminación de acuerdo con la reivindicación 15, en donde la porción (27) de cuerpo comprende un disipador de calor entre la abertura y la cavidad (32) del sensor.
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