FR3114675A1 - Module pour panneau d’affichage digital et panneau d’affichage digital associe - Google Patents
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Abstract
MODULE POUR PANNEAU D’AFFICHAGE DIGITAL ET PANNEAU D’AFFICHAGE DIGITAL ASSOCIE L’invention concerne un module (10) pour panneau d’affichage digital, le module comportant :- une carte électronique (11) dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes ;- un châssis (13) fixé sur une seconde face de la carte électronique ; et - un connecteur perméable à l’eau monté sur la carte électronique ;le châssis (13) comportant une embase entourant le connecteur perméable à l’eau, une partie supérieure de l’embase étant pourvue d’au moins une gorge dans laquelle est inséré un joint, le module comportant un boitier d’alimentation (17) munie d’un connecteur de tension continue entouré d’une ferrite et emmanché dans le connecteur perméable à l’eau, le boitier d’alimentation étant fixée sur le châssis de sorte qu’une plaque inférieure du boitier d’alimentation coopère avec le joint de l’embase pour assurer l’étanchéité autour du connecteur perméable à l’eau et du connecteur de tension continue du boitier d’alimentation. Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
L’invention se rattache au domaine des panneaux d’affichage, et plus précisément des panneaux d’affichages digitaux à diodes électroluminescentes.
L’invention concerne plus particulièrement un module étanche permettant de former un tel panneau d’affichage digital.
Art anterieur
De façon générale, les panneaux d’affichages digitaux sont appréciés pour la possibilité qu’ils offrent de permettre un changement quasi infini des images ou messages à afficher, uniquement limités à la capacité de mémorisation de l’unité centrale électronique qui pilote de tels panneaux. Ces panneaux présentent également l’avantage de pouvoir afficher des images animées, ce qui en fait un support publicitaire de plus en plus apprécié. Ces panneaux peuvent également être connectés à un serveur distant afin de modifier une campagne d’affichage, diffusée sur le panneau, rapidement et sans intervention d’un opérateur.
Ces panneaux d’affichages digitaux comportent une pluralité de diodes électroluminescentes (LEDs), disposées de façon matricielle, et aptes à être éclairées individuellement en fonction de l’affichage souhaité. Diverses architectures matérielles peuvent être envisagées, et en particulier celles décrites dans le document US 5 949 581 dans lequel le panneau comporte une pluralité de modules, renfermant chacun quelques centaines de LEDs.
Classiquement, les modules sont assemblés en cabinets étanches regroupant plusieurs lignes et colonnes de modules. Plusieurs cabinets peuvent ensuite être assemblés, également en plusieurs lignes et colonnes de cabinets pour former le panneau d’affichage digital.
Pour limiter le poids du panneau d’affichage digital, il est connu de supprimer les cabinets en utilisant des modules étanches montés directement sur une structure du panneau. Pour ce faire, chaque module doit être capable de traiter les données à afficher et de recevoir l’alimentation nécessaire au fonctionnement des circuits électroniques et des diodes électroluminescentes.
De manière générale, un module comporte une carte électronique dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes disposées en lignes et en colonnes avec un pas sensiblement constant. La seconde face de la carte électronique intègre le circuit de gestion des diodes électroluminescentes ainsi que les connecteurs pour l’alimentation et les données.
Pour obtenir un module étanche, les connecteurs du module permettant de recevoir l’alimentation et les données correspondent classiquement à des connecteurs étanches. Lorsque les connecteurs sont fixés sur la seconde face de la carte électronique, cette seconde face est recouverte d’une résine assurant l’étanchéité des composants.
Cependant, les connecteurs étanches pour les modules sont particulièrement complexes et onéreux. En outre, en ce qui concerne spécifiquement l’alimentation, certains des connecteurs étanches engendrent des perturbations électromagnétiques car les fils intégrés dans ces connecteurs sont traversés par des courant de relativement forte intensité pouvant atteindre plusieurs dizaines d’Ampères, et car le module est alimenté en basse tension, avec des composantes harmoniques non négligeables. Pour pallier ce problème de perturbations électromagnétiques, il a déjà été proposé d’utiliser des connecteurs souples, sur lesquels est monté un bloc de ferrite formant une inductance sur le circuit d’alimentation, destinée à atténuer les courants de haute fréquence. L’implantation de ce bloc de ferrite oblige à utiliser des conducteurs souples, associés à des connecteurs étanches par des soudures ou des connexions qui sont des points de fragilité de l’ensemble.
De plus, les connecteurs étanches sont complexes à monter et à démonter car ils intègrent plusieurs bagues assurant l’étanchéité.
Ainsi, chaque manipulation du connecteur risque de dégrader l’étanchéité assurée par le connecteur limitant les opérations de maintenance du module.
Le problème technique de l’invention est donc de fournir un module étanche avec des connecteurs plus simples à manipuler et limitant les perturbations électromagnétiques.
Pour répondre à ce problème technique, l’invention propose d’utiliser un boitier d’alimentation avec un connecteur de tension continue intégrant une ferrite de sorte à limiter les perturbations électromagnétiques. Pour assurer l’étanchéité et faciliter les opérations de maintenance, le connecteur de tension continue du boitier d’alimentation est emmanché dans un connecteur perméable à l’eau de la carte électronique dans un environnement étanche. L’environnement étanche est créé par une embase sur laquelle est monté un joint coopérant avec une plaque inférieure du boitier d’alimentation.
A cet effet, selon un premier aspect, l’invention concerne un module pour panneau d’affichage digital, le module comportant :
- une carte électronique dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes disposées en lignes et en colonnes avec un pas sensiblement constant ;
- un châssis fixé sur une seconde face de la carte électronique, opposée à la première face ; et
- un connecteur perméable à l’eau monté sur la seconde face de la carte électronique.
- une carte électronique dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes disposées en lignes et en colonnes avec un pas sensiblement constant ;
- un châssis fixé sur une seconde face de la carte électronique, opposée à la première face ; et
- un connecteur perméable à l’eau monté sur la seconde face de la carte électronique.
L’invention se caractérise en ce que le châssis comporte une embase entourant le connecteur perméable à l’eau, une partie supérieure de l’embase étant pourvue d’au moins une gorge dans laquelle est inséré un joint. Le module comporte un boitier d’alimentation munie d’un connecteur de tension continue entouré d’une ferrite et emmanché dans le connecteur perméable à l’eau.
Le boitier d’alimentation est fixé sur le châssis de sorte qu’une plaque inférieure du boitier d’alimentation coopère avec le joint de l’embase pour assurer l’étanchéité autour du connecteur perméable à l’eau et du connecteur de tension continue du boitier d’alimentation.
L’invention permet ainsi d’obtenir un module étanche avec un boitier d’alimentation facilement démontable puisqu’il suffit de désolidariser le boitier d’alimentation du châssis pour retirer le boitier d’alimentation. Dans cette configuration, la plaque inférieure du boitier d’alimentation ne coopère plus avec le joint et le connecteur de tension continue du boitier d’alimentation peut simplement être extrait du connecteur perméable à l’eau de la carte électronique.
De plus, la liaison entre le circuit électronique du boitier d’alimentation et la carte électronique du module se fait par l’intermédiaire d’un seul élément conducteur par polarité, d’un côté soudé sur la carte du boitier d’alimentation et de l’autre côté, enfiché dans une fiche femelle soudée sur la carte électronique du module. Les perturbations électromagnétiques sont limitées par la présence de la ferrite intégrée dans le boitier d’alimentation. Cette ferrite est présente autour des éléments conducteurs du connecteur de tension continue, qui sont en pratique rectilignes.
Par exemple, la ferrite peut présenter une hauteur comprise entre 25 et 30 mm, un diamètre interne compris entre 15 et 20 mm et un diamètre externe compris entre 25 et 30 mm de sorte à entourer un connecteur de tension continue présentant un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne de la ferrite.
De préférence, pour assurer la réversibilité de la fixation entre le boitier d’alimentation et le châssis, la fixation du boitier d’alimentation sur le châssis est assurée par au moins deux vis traversant une ouverture de la plaque inférieure de l’alimentation et vissée dans des plots de fixation du châssis.
Par exemple, quatre vis de fixation peuvent être utilisées et des ergots de détrompage du montage peut être ménagés sur le châssis pour coopérer avec des ouvertures de la plaque inférieure.
Outre l’étanchéité assurée par la coopération de la plaque inférieure du boitier d’alimentation et du joint de l’embase, l’étanchéité du boitier d’alimentation est préférentiellement assurée par une résine thermique injectée dans le boitier d’alimentation. En variante ou en complément, l’étanchéité entre le capot et la plaque inférieure peut être assurée par un joint enserré à l’interface entre le capot et la plaque inférieure.
Pour ce faire, le boitier d’alimentation comporte préférentiellement un capot fixé sur la plaque inférieure, une résine thermique étant injectée dans le boitier d’alimentation entre le capot et la plaque inférieure. Cette résine thermique peut être obtenue par l’assemblage de deux composés, par exemple une résine époxy et un agent durcisseur.
Cette résine thermique permet de conduire la chaleur générée par les composants du boitier d’alimentation jusqu’au capot. Ensuite, le capot diffuse par convection la chaleur dans son environnement. Pour ce faire, le capot est préférentiellement réalisé en aluminium et comporte des ailettes de dissipation thermique. De plus, la plaque inférieure peut également être réalisée en aluminium.
Le boitier d’alimentation permet ainsi de réaliser, dans un environnement étanche, une transformation de la tension provenant d’un câble d’alimentation électrique, typiquement une tension alternative, en une tension continue permettant d’alimenter le circuit de gestion et les diodes électroluminescentes. La tension alternative peut être acheminée par un câble introduit dans une ouverture étanche du boitier d’alimentation.
De préférence, le boitier d’alimentation comporte un connecteur alternatif étanche destiné à coopérer avec un connecteur alternatif étanche d’un câble électrique d’alimentation. Ce mode de réalisation permet de faciliter l’installation du boitier d’alimentation car le câble électrique peut être rapporté après la fixation du boitier d’alimentation et il est possible de remplacer uniquement le câble électrique ou le boitier d’alimentation en cas de défaillance.
Pour garantir l’étanchéité de ce connecteur alternatif étanche dans les phases de stockage du boitier d’alimentation, le connecteur alternatif étanche du boitier d’alimentation comporte préférentiellement un bouchon permettant de protéger le connecteur alternatif étanche lorsque le câble électrique d’alimentation n’est pas connecté avec le boitier d’alimentation.
En outre, le joint assurant l’étanchéité entre l’embase et le boitier d’alimentation doit être bien positionné pour éviter toute fuite potentielle. Pour ce faire, l’extrémité supérieure de l’embase peut présenter deux gorges et le joint présente alors une première face comportant deux lèvres pénétrant dans les deux gorges de l’embase et une seconde face présentant une forme hémicylindrique.
Par ailleurs, pour garantir la tenue mécanique de la carte électronique tout en permettant la dissipation thermique de l'énergie dégagée par les diodes électroluminescentes, le châssis comporte préférentiellement une grille centrale sur laquelle est montée l’embase.
Selon un second aspect, l’invention concerne un panneau d’affichage digital comportant un ensemble de modules, selon le premier aspect de l’invention, juxtaposés en lignes et/ou en colonnes.
La manière de réaliser l’invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l’appui des figures annexées dans lesquelles les figures 1 à 8 représentent :
Description détaillée de l’invention
Les figures 1 et 2 illustrent un module LEDs, c'est-à-dire un module10comportant une carte électronique11dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes (ou LEDs) disposées en lignes et en colonnes avec un pas sensiblement constant. Le pas entre deux LEDs peut varier en fonction des applications, par exemple le pas peut être de 4, 6 ou 8 mm. L'ensemble des diodes électroluminescentes est soudé sur une première face de la carte électronique11. Tel qu'illustré sur la figure 3, cette carte électronique11présente des trous débouchant sur une seconde face12de la carte électronique11de sorte à permettre la fixation d'un châssis13.
Ce châssis13comporte une grille centrale15garantissant la tenue mécanique de la carte électronique11tout en permettant la dissipation thermique de l'énergie dégagée par les diodes électroluminescentes. Sur les bords du châssis13, une plaque de fixation14est montée. Cette plaque de fixation14vise à assurer le montage du module10pour former un panneau d'affichage digital. En effet, un panneau d'affichage digital comporte classiquement plusieurs modules10juxtaposés en ligne et/ou en colonne pour former une surface d'affichage de grandes dimensions.
Typiquement, un module10peut présenter des dimensions de l'ordre de 40 par 43 cm, et la surface d'affichage d'un panneau d'affichage digital peut varier en fonction des applications, par exemple 6 m par 3 m, 4 m par 2 m ...
L'invention concerne un module LEDs10étanche. Au sens de l'invention, un module « étanche » correspond à un module qui est capable de résister à une projection d'eau à basse pression sur toutes ses faces. Pour garantir l'étanchéité des diodes électroluminescentes, la face avant de la carte électronique11, c'est-à-dire la face destinée à former la surface d'affichage, peut être recouverte d'une résine transparente.
De la même manière, la face arrière12de la carte électronique11peut être recouverte d'une résine thermique configurée pour permettre la dissipation thermique du circuit électronique et des LEDs montées sur la carte électronique11.
Pour obtenir le fonctionnement recherché d'un module LEDs10, il est également nécessaire d'acheminer l'alimentation électrique ainsi que les données permettant de contrôler la surface d'affichage. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les données sont transmises par des fibres optiques30par l'intermédiaire d'un connecteur étanche ou d’un élément assurant l’étanchéité autour d’un connecteur perméable à l’eau.
L'invention vise plus particulièrement un boitier d’alimentation étanche17permettant de transformer l'énergie électrique provenant d'un câble18jusqu'à un connecteur perméable à l’eau16soudé sur la carte électronique11. De manière classique, la transformation réalisée dans le boitier d’alimentation17correspond à une conversion alternatif continu basée sur un montage redresseur de tension.
Typiquement, le câble18peut être connecté à un réseau basse tension, par exemple un réseau de tension alternatif de 220V avec une fréquence de 50Hz et un courant nominal de 2A. A la sortie du boitier d’alimentation17, un connecteur de tension continue28alimente la carte électronique11avec une tension continue comprise entre 3 et 12V et un courant compris entre 10 et 60A. Par exemple, le connecteur de tension continue28peut présenter une tension de 4.2V et un courant de 40A.
La fixation du boitier d’alimentation17sur le châssis13est assurée par des vis traversant une plaque inférieure25du boitier d’alimentation17coopérant avec des plots de fixation22du châssis13. En outre, le connecteur de tension continue28du boitier d’alimentation17est emmanché dans le connecteur perméable à l’eau16soudé sur la carte électronique11.
Pour assurer l’étanchéité autour de ces deux connecteurs16,28, une embase21est ménagée sur le châssis13autour du connecteur perméable à l’eau16.
Tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, cette embase21présente une forme cylindrique et l'extrémité supérieure de cette forme cylindrique présente au moins une gorge dans laquelle est placé un joint torique23. De préférence, l’extrémité supérieure de l’embase21présente deux gorges, tel qu’illustré sur les figures 4 et 9. Le joint23présente alors une première face comportant deux lèvres pénétrant dans les deux gorges et une seconde face présentant une forme hémicylindrique.
L’étanchéité autour des deux connecteurs16,28est assurée par la coopération entre la plaque inférieure25du boitier d’alimentation17et le joint23. En effet, lorsque la plaque inférieure25est visée sur les plots de fixation22du châssis13, celle-ci vient comprimer le joint23est assurer l’étanchéité autour des connecteurs16,28si bien qu’il est possible de réduire les contraintes sur les connecteurs16,28et d’utiliser des connecteurs16,28perméables à l’eau.
En outre, la réduction des contraintes mécaniques sur le connecteur de tension continue28du boitier d’alimentation17permet d’intégrer une ferrite26autour de ce connecteur de tension continue28, c’est-à-dire de monter une ferrite de manière coaxiale avec le connecteur de tension continue28. Pour limiter efficacement les perturbations électromagnétiques avec une ferrite26intégrée dans un boitier d’alimentation17d’un module LEDs10, il a été observé qu’une ferrite26avec une hauteur comprise entre 25 et 30 mm, un diamètre interne compris entre 15 et 20 mm et un diamètre externe compris entre 25 et 30 mm est efficace. Pour pouvoir utiliser une telle ferrite26, la hauteur du boitier d’alimentation17doit être aménagée. Dans l’exemple des figures 7 à 9, un capot14permet d’obtenir la hauteur recherchée du boitier d’alimentation17pour intégrer la ferrite26. Tel qu’illustré sur la figure 9, la carte électronique33du boitier d’alimentation17est préférentiellement placée au plus proche de la face supérieure du capot14pour limiter l’absorption de la chaleur émise pour la carte électronique11du module10.
La carte électronique33du boitier d’alimentation17est préférentiellement reliée à un connecteur alternatif étanche19de sorte que le câble électrique d’alimentation18puisse être désolidarisé du boitier d’alimentation17. Pour ce faire, le câble18comporte un connecteur alternatif étanche20coopérant avec le connecteur alternatif étanche19du boitier d’alimentation17. De préférence, le connecteur20du câble18correspond à un connecteur male et le connecteur19du boitier d’alimentation17correspond à un connecteur femelle.
Le connecteur19du boitier d’alimentation17peut également être associé à un bouchon permettant de protéger le connecteur19lorsque le câble18n’est pas connecté avec le boitier d’alimentation17.
Pour garantir l'étanchéité à l'intérieur du boitier d’alimentation17, des trous d'injection27permettent d'injecter une résine thermique lorsque le capot24est fixé sur la plaque inférieure25. En variante ou en complément, l’étanchéité entre le capot24et la plaque inférieure25peut être assurée par un joint34enserré à l’interface entre le capot24et la plaque inférieure25, tel qu’illustré sur la figure 9. De préférence, le capot24est réalisé en aluminium et présente des ailettes permettant d'améliorer la dissipation thermique du boitier d’alimentation17. Les composants qui dégagent de la chaleur à l’intérieure du boitier d’alimentation17peuvent donc être noyés dans la résine thermique et la chaleur est conduite à l'intérieur de cette résine jusqu'au capot24qui diffuse cette chaleur dans la partie arrière du module LEDs10.
L'invention permet ainsi d'obtenir un boitier d’alimentation17étanche et permet un montage rapide sur le module LEDs10en vissant la plaque inférieure25au contact du joint23monté sur l’embase21. En outre, le boitier d’alimentation17intègre une ferrite26de sorte à limiter les perturbations électromagnétiques tout en garantissant l’étanchéité car la ferrite26est intégrée dans le boitier étanche du boitier d’alimentation17.
Claims (10)
- Module (10) pour panneau d’affichage digital, le module (10) comportant :
- une carte électronique (11) dont une première face présente un réseau de diodes électroluminescentes disposées en lignes et en colonnes avec un pas sensiblement constant ;
- un châssis (13) fixé sur une seconde face (12) de la carte électronique (11), opposée à la première face ; et
- un connecteur perméable à l’eau (16) monté sur la seconde face (12) de la carte électronique (11) ;
caractérisé en ce que le châssis (13) comporte une embase (21) entourant le connecteur perméable à l’eau (16), une partie supérieure de l’embase (21) étant pourvue d’au moins une gorge dans laquelle est inséré un joint (23), et en ce que le module (10) comporte un boitier d’alimentation (17) muni d’un connecteur de tension continue (28) entouré d’une ferrite (26) et emmanché dans le connecteur perméable à l’eau (16), le boitier d’alimentation (17) étant fixé sur le châssis (13) de sorte qu’une plaque inférieure (25) du boitier d’alimentation (17) coopère avec le joint (23) de l’embase (21) pour assurer l’étanchéité autour du connecteur perméable à l’eau (16) et du connecteur de tension continue (28) du boitier d’alimentation (17). - Module selon la revendication 1, dans lequel la fixation du boitier d’alimentation (17) sur le châssis (13) est assurée par au moins deux vis traversant une ouverture de la plaque inférieure (25) du boitier d’alimentation (17) et vissée dans des plots de fixation (22) du châssis (13).
- Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le boitier d’alimentation (17) comporte un capot (24) fixé sur la plaque inférieure (25), une résine thermique étant injectée dans le boitier d’alimentation (17) entre le capot (24) et la plaque inférieure (25).
- Module selon la revendication 3, dans lequel le capot (24) est réalisé en aluminium.
- Module selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le capot (24) comporte des ailettes de dissipation thermique.
- Module selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le boitier d’alimentation (17) comporte un connecteur alternatif étanche (19) destiné à coopérer avec un connecteur alternatif étanche (20) d’un câble électrique d’alimentation (18).
- Module selon la revendication 6, dans lequel le connecteur alternatif étanche (19) du boitier d’alimentation (17) comporte un bouchon permettant de protéger le connecteur alternatif étanche (19) lorsque le câble électrique d’alimentation (18) n’est pas connecté avec le boitier d’alimentation (17).
- Module selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’extrémité supérieure de l’embase (21) présente deux gorges et le joint (23) présente une première face comportant deux lèvres pénétrant dans les deux gorges de l’embase (21) et une seconde face présentant une forme hemi-cylindrique.
- Module selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le châssis (13) comporte une grille centrale (15) sur laquelle est montée l’embase (16).
- Panneau d’affichage digital comportant un ensemble de modules, selon l’une des revendications 1 à 9, juxtaposés en lignes et/ou en colonnes.
Priority Applications (3)
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