IT201900006846A1

IT201900006846A1 - Circuito di controllo per un indumento luminoso e metodo di attivazione di sorgenti luminose su indumenti

Info

Publication number: IT201900006846A1
Application number: IT102019000006846A
Authority: IT
Inventors: Polegato Mario Moretti; Giuliano Gallo
Original assignee: Geox Spa
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-15
Also published as: WO2020230033A1; US20220232675A1; CN113825423A; EP3941295A1

Description

CIRCUITO DI CONTROLLO PER UN INDUMENTO LUMINOSO

E METODO DI ATTIVAZIONE DI SORGENTI LUMINOSE SU INDUMENTI

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

Nel suo aspetto più generale la presente invenzione si riferisce al settore tecnico degli indumenti luminosi e in particolare si riferisce a un circuito di controllo per un indumento luminoso e a un metodo per attivare sorgenti luminose previste su indumenti.

Stato dell’arte

Nel settore dell’abbigliamento è noto realizzare indumenti luminosi, così chiamati perché sono provvisti di schermi luminosi, generalmente a LED. Ad esempio, è noto realizzare calzature, giacche e berretti provvisti di schermi luminosi, la cui funzione è aumentare la visibilità di chi li indossa, oppure a scopo ludico.

Ad esempio, tra le calzature luminose vi sono quelle che comprendono schermi luminosi che utilizzano i cosiddetti circuiti stampati flessibili, conosciuti anche con l’acronimo FPC (Flexible Printed Circuit). Generalmente questi schermi luminosi comprendono un involucro trasparente, un FPC comprendente una pluralità di piste conduttive alloggiato nell’involucro trasparente, una pluralità di elementi luminosi, ad esempio LED (Light-Emitting Diode), posti sull’FPC e ad esso elettricamente collegati, un chip di controllo sempre elettricamente collegato all’FPC e posto su di esso, un supporto anch’esso alloggiato nell’involucro trasparente, atto a sostenere e mantenere in posizione l’FPC all’interno dell’involucro trasparente, e cavi di connessione elettrica per collegare l’FPC ad una batteria.

I circuiti stampati flessibili FPC sono utilizzati anche per realizzare schermi di giacche, berretti e possono essere usati per confezionare pantaloni e altri indumenti luminosi.

La figura 3 mostra un tradizionale circuito di controllo di uno schermo luminoso. Con il riferimento B è indicata la sorgente di tensione, in pratica una batteria, ad esempio da 3 V non ricaricabile, oppure 3,7 V ricaricabile. La batteria B è elettricamente collegata a un processore C (microprocessore) tramite due morsetti 4 e 11. Una o più sorgenti luminose L, ad esempio LED, sono elettricamente collegate al processore C tramite il morsetto 14, e alla batteria B. Un interruttore P di tipo ON/OFF è elettricamente collegato al processore C tramite il morsetto 7, e alla batteria.

Quando il circuito è utilizzato su una calzatura, spesso è presente un sensore di movimento S, elettricamente collegato al processore C tramite il morsetto 10 e alla batteria. Un tipico sensore di movimento S comprende uno stelo metallico inserito in una molla metallica: le sollecitazioni impartite alla calzatura causano la flessione della molla e quando la molla tocca lo stelo metallico, il sensore di movimento invia al processore C un segnale di attivazione. Il processore C comanda l’accensione e lo spegnimento selettivi di ciascuna sorgente luminosa L, secondo i programmi luminosi impostati.

La Richiedente ha riscontrato che i tradizionali circuiti di controllo come quello appena descritto sono affetti dal seguente inconveniente: eventuali infiltrazioni d’acqua o la presenza di condensa, in particolare all’interno dell’interruttore P o in prossimità di morsetti, connettori o terminali presenti in diversi tratti del circuito, possono determinare l’accensione accidentale delle sorgenti luminose, perché l’acqua o la condensa possono chiudere elettricamente il circuito anche quando l’interruttore P si trova nella posizione di apertura. Le infiltrazioni o la condensa possono essere causate dall’accidentale immersione dell’indumento nell’acqua, oppure dall’umidità presente nell’atmosfera, o dai lavaggi, ad esempio in lavatrice.

L’attivazione accidentale delle sorgenti luminose L, causata dall’acqua o dalla condensa, oltre a essere indesiderata, determina uno spreco di energia e può determinare un rapido e incontrollato consumo della batteria B e l’ossidazione di parti del circuito.

Inoltre, l’attivazione accidentale del circuito può provocare un funzionamento anomalo del processore C.

Ad esempio, può capitare che l’acqua impedisca lo spegnimento del processore P, perché anche agendo sull’interruttore P, l’utente non riesce ad aprire il circuito ed evitare che il processore C venga alimentato. In altre parole, può capitare che il processore C resti sempre attivo.

Inoltre, se il processore C è programmato per eseguire un programma luminoso dall’inizio, ogni volta che il sensore di movimento S emette un segnale, il malfunzionamento dell’interruttore P dovuto all’acqua o alla condensa può portare all’accensione continua delle sorgenti luminose quando l’indumento è soggetto a vibrazioni e la molla del sensore di movimento S tocca continuamente lo stelo al suo interno, ad esempio durante la camminata o la corsa dell’indossatore.

Sommario dell’invenzione

Il problema tecnico alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un circuito di controllo per un indumento luminoso, ad esempio una giacca, un berretto o calzature, e un corrispondente metodo di attivazione di sorgenti luminose, che permettano di superare in modo semplice, efficace e con minimo aggravio di costi, i limiti dei sistemi tradizionali, ovvero permettano di ovviare ai problemi causati dalle infiltrazioni di acqua o dalla presenza di condensa.

Un primo aspetto della presente invenzione concerne pertanto un circuito, secondo la rivendicazione 1, per il controllo di sorgenti luminose per un indumento luminoso, ad esempio calzature, giacche, pantaloni, berretti, cinture.

In particolare, il circuito comprende una sorgente di alimentazione elettrica, ad esempio una batteria, un processore, ad esempio un microprocessore, una o più sorgenti luminose, ad esempio LED, e un interruttore. Il processore e le sorgenti luminose sono alimentati dalla sorgente di alimentazione elettrica. Le sorgenti luminose sono collegate al processore, che ne comanda l’accensione e lo spegnimento, ad esempio selettivamente in base a un programma luminoso. L’interruttore è collegato alla sorgente di alimentazione elettrica e al processore, ed è azionabile dall’utente per attivare e spegnere il processore.

Vantaggiosamente il circuito è configurato in modo tale che la resistenza elettrica del processore, tra il contatto con l’interruttore e il contatto con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica, cioè la resistenza interna al processore misurata tra questi due contatti, è maggiore della resistenza del circuito a monte (a monte dal punto di vista logico) del processore stesso, cioè la resistenza compresa tra la sorgente di alimentazione elettrica e il contatto del processore con l’interruttore.

Questo accorgimento permette di ottenere questo risultato tecnico: nel caso in cui acqua o condensa provochino la chiusura del circuito, nonostante l’interruttore si trovi nella posizione aperta, la corrente che alimenta il processore sarà comunque insufficiente a provocarne l’attivazione, e un flusso di corrente scorrerà nella parte di circuito a monte del processore, proprio perché la resistenza sarà inferiore rispetto a quella del processore.

Il cortocircuito causato dall’acqua o dalla condensa che bagnano l’interruttore non causa quindi l’attivazione indesiderata del processore, e quindi non provoca l’accensione accidentale delle sorgenti luminose.

Avendo cura di configurare il circuito a monte del processore in modo tale che la corrispondente resistenza sia complessivamente inferiore alla resistenza interna del processore misurabile tra i suddetti contatti (polo positivo dell’alimentazione, interruttore), l’eventuale flusso di corrente che si genera a causa del cortocircuito si dissiperà in gran parte nel circuito a monte del processore, con la conseguenza che il processore non sarà alimentato a sufficienza per l’attivazione.

Come verrà descritto più avanti, questo effetto tecnico può essere ottenuto con specifiche configurazioni del circuito di controllo.

Preferibilmente la resistenza interna al processore, misurata tra il contatto con l’interruttore e il contatto con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica è uguale a 150 kΩ, o maggiore di questo valore. Si tratta di un valore minimo che, sulla base di prove effettuate, si è dimostrato adatto per le applicazioni su calzature, cioè nei circuiti utilizzabili per confezionare scarpe provviste di schermi luminosi, ad esempio schermi a LED programmabili.

In una prima forma di realizzazione l’interruttore è di tipo ON/OFF, ad esempio è un pulsante a due posizioni, e il circuito comprende almeno un resistore funzionalmente predisposto tra la linea elettrica che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica al processore e la linea elettrica che collega l’interruttore al processore.

Grazie a questa configurazione, l’accidentale chiusura del circuito provocata dall’acqua causerebbe un passaggio di corrente maggiore attraverso il resistore rispetto alla corrente assorbita dal processore, che rimarrebbe pertanto disattivato e le sorgenti luminose resterebbero spente.

In linea di massima la resistenza del resistore R deve essere scelta all’interno di un intervallo:

- deve essere sufficientemente bassa per ottenere l’effetto tecnico di dissipare energia (per effetto Joule) ed impedire l’attivazione del processore in caso di chiusura del circuito causata dall’acqua, e al tempo stesso

- deve essere sufficientemente alta per impedire un eccessivo passaggio di corrente attraverso l’interruttore, che altrimenti potrebbe bruciare, e per evitare di surriscaldare e/o ossidare prematuramente i cavi elettrici del circuito oppure per impedire che la batteria possa danneggiarsi.

In fase di progettazione il tecnico del settore può effettuare delle prove per ciascun processore scelto, semplicemente bagnando l’interruttore e inserendo nel circuito resistori di diversa resistenza, fino a individuare i limiti inferiore e superiore dell’intervallo.

Ad esempio nelle applicazioni per calzature il resistore ha di preferenza una resistenza compresa nell’intervallo 0.1 kΩ - 100 kΩ, e più preferibilmente è pari a 10 kΩ.

Chiaramente, in alternativa al singolo resistore è possibile utilizzare più resistori collegati in serie, oppure in parallelo o in serie/parallelo.

In caso di funzionamento normale del circuito, in assenza di acqua, cioè con circuito asciutto, chiaramente la corrente che attraversa il resistore, o i resistori se più d’uno, è inversamente proporzionale al valore della resistenza del resistore o dei resistori (complessiva), secondo la legge di Ohm.

Anche in una seconda forma di realizzazione l’interruttore è di tipo ON/OFF e il circuito comprende almeno un resistore, ma l’almeno un resistore è previsto lungo la linea elettrica che collega l’interruttore al processore, a monte dell’interruttore rispetto al processore.

Preferibilmente nella seconda forma di realizzazione la resistenza del resistore, o la resistenza complessiva dei resistori, è inferiore a 150 kΩ, ed è preferibilmente pari a 100 kΩ. Valori della resistenza maggiori di 150 kΩ non permetterebbero l’attivazione dei comuni processori utilizzati nei circuiti luminosi di indumenti, e in particolare di calzature.

Ad esempio nel caso in cui la resistenza dell’acqua è pari a 80 kΩ, il resistore può avere una resistenza massima di 100 kΩ, per ottenere l’effetto tecnico e al tempo stesso consentire il normale funzionamento del circuito asciutto, cioè permettere l’attivazione del processore alla chiusura dell’interruttore, considerando un comune processore usato nei circuiti delle calzature.

Ad esempio, un tipico processore utilizzato per controllare l’accensione di LED nelle calzature funziona con una tensione di esercizio compresa nell’intervallo 2-5.5 V e assorbe una corrente di esercizio pari a 0.1 mA in assenza di carico, cioè con i LED spenti; l’assorbimento di corrente col processore in stand-by è pari a 2 µA. L’assorbimento di corrente durante il funzionamento con il carico, cioè con i LED alimentati, è pari a 11 mA.

In una terza forma di realizzazione l’interruttore è un deviatore avente un contatto normalmente chiuso NC, che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica al processore C, e un contatto normalmente aperto NO, che collega il polo negativo della sorgente di alimentazione elettrica al processore. Il contatto normalmente chiuso NC e il contatto normalmente aperto NO sono tra loro collegati, in un punto tra il deviatore e il processore. Se il contatto NO venisse accidentalmente chiuso dall’acqua, la resistenza dell’acqua risulterebbe comunque maggiore della resistenza del contatto NC e pertanto non si verificherebbe passaggio di corrente attraverso il contatto NO chiuso dall’acqua, con la conseguenza che il processore non verrebbe attivato.

Rispetto alla prima e alla seconda forma di realizzazione, nella terza forma di realizzazione non si ha dissipazione di energia in un resistore.

Una quarta forma di realizzazione è simile alla terza, ma in aggiunta prevede almeno un resistore funzionalmente predisposto tra il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica e il contatto normalmente chiuso del deviatore.

Una quinta e una sesta forma di realizzazione sono simili alla terza, ma in aggiunta prevedono almeno un resistore funzionalmente predisposto tra il contatto normalmente chiuso NC del deviatore P’ e il processore C.

In particolare, nella quinta forma di realizzazione l’almeno un resistore è funzionalmente predisposto tra il contatto normalmente chiuso NC del deviatore e il processore C, a monte rispetto al collegamento del contatto normalmente chiuso NC con il contatto normalmente aperto NO. Nella sesta forma di realizzazione l’almeno un resistore è funzionalmente predisposto tra il contatto normalmente chiuso NC del deviatore e il processore C, a valle rispetto al collegamento del contatto normalmente chiuso NC con il contatto normalmente aperto NO.

Ad esempio in queste forme di realizzazione provviste di deviatore la resistenza del resistore, o dei resistori collegati, è preferibilmente minore di 150 kΩ.

Preferibilmente le connessioni filari del circuito sono realizzate con fili in rame stagnato, per eliminare o minimizzare il problema dell’ossidazione, altrimenti accentuato dall’eventuale presenza di acqua nell’indumento.

Un secondo aspetto della presente invenzione concerne un metodo, secondo la rivendicazione 13, per attivare sorgenti luminose di un indumento luminoso, ad esempio una giacca, calzature, un berretto. Il metodo comprende:

a) realizzare un circuito di controllo comprendente un processore, una o più sorgenti luminose e un interruttore,

b) alimentare il processore e le sorgenti luminose con una sorgente di alimentazione elettrica,

c) collegare le sorgenti luminose al processore e subordinare l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose al processore,

d) collegare l’interruttore alla sorgente di alimentazione elettrica e al processore, in modo tale che l’attivazione e lo spegnimento del processore siano comandati dall’interruttore.

Vantaggiosamente il metodo prevede anche:

e) configurare il circuito in modo tale che la resistenza (interna) del processore tra il contatto con l’interruttore e il contatto con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica sia maggiore della resistenza del circuito compresa tra la sorgente di alimentazione elettrica e il contatto del processore con l’interruttore.

In linea con quanto spiegato sopra in relazione al circuito, il concetto alla base del suddetto metodo è di rendere il circuito resistente all’acqua facendo in modo che l’eventuale chiusura del circuito causata dall’acqua provochi dissipazione di energia attraverso i rami del circuito a monte (dal punto di vista logico) del processore così che il processore non riceva energia sufficiente per attivarsi. Il vantaggio è di evitare che l’acqua o la condensa eventualmente presenti nell’indumento provochino l’accensione indesiderata delle sorgenti luminose e l’impossibilità di spegnerle.

La fase e) è preferibilmente attuata secondo una delle seguenti modalità: e’) installando un interruttore di tipo ON/OFF e inserendo almeno un resistore a monte dell’interruttore rispetto al processore, oppure a valle dell’interruttore tra la linea che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica al processore e la linea che collega l’interruttore al processore, oppure

e”) installando un interruttore deviatore avente un contatto normalmente chiuso NC, che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica al processore, e un contatto normalmente aperto NO, che collega il polo negativo della sorgente di alimentazione elettrica al processore, e in cui il contatto normalmente chiuso NC e il contatto normalmente aperto NO sono tra loro collegati in un punto intermedio tra il deviatore e il processore.

Il funzionamento e i vantaggi di queste configurazioni sono gli stessi descritti in relazione al circuito secondo la presente invenzione.

A sua volta la fase e”) è preferibilmente attuata predisponendo, in aggiunta, almeno un resistore:

- tra il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica e il contatto normalmente chiuso NC del deviatore, oppure

- tra il contatto normalmente chiuso NC del deviatore e il processore, a monte oppure a valle rispetto al collegamento del contatto normalmente chiuso NC con il contatto normalmente aperto NO.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dall’esame della seguente descrizione dettagliata di alcune forme preferite ma non esclusive di realizzazione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista in prospettiva, posteriore, di una calzatura luminosa, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale di una giacca luminosa, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 3 è una vista schematica di un circuito di controllo per indumenti luminosi, secondo la tecnica nota;

- la figura 4 è una vista schematica di una prima forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 5 è una vista schematica di una seconda forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 6 è una vista schematica di una terza forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 7 è una vista schematica di una quarta forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 8 è una vista schematica di una quinta forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione;

- la figura 9 è una vista schematica di una sesta forma di realizzazione di un circuito di controllo per indumenti luminosi, in accordo con la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento alla figura 1, è mostrata una calzatura 1 secondo la presente invenzione, provvista di una suola 2 e di una tomaia associata alla suola 2. Sulla suola 2, in corrispondenza della zona posteriore, è presente uno schermo luminoso 5 comprendente una pluralità di sorgenti luminose L, preferibilmente LED. Lo schermo 5 è azionato da un circuito di controllo secondo la presente invenzione, non visibile in figura 1, alloggiato nella calzatura 1, elettricamente connesso allo schermo luminoso 5, ad esempio per mezzo di un connettore. Le sorgenti luminose L sono selettivamente accese e spente dal circuito di controllo secondo uno o più programmi luminosi, per formare scritte, loghi, disegni, ecc.. Un interruttore P, non visibile, è posizionato frontalmente sulla calzatura, in corrispondenza della linguetta.

In figura 2 è frontalmente mostrata una giacca 6 secondo la presente invenzione, comprendente due schermi luminosi 5, simili allo schermo luminoso descritto sopra. I due schermi luminosi sono azionati da uno stesso circuito di controllo secondo la presente invenzione, o ciascuno schermo 5 da un circuito di controllo dedicato.

La figura 3 mostra un circuito di controllo secondo la tecnica nota, la cui descrizione è stata fornita nei paragrafi iniziali. Una batteria B fornisce la tensione necessaria per alimentare un processore C, le sorgenti luminose L e il sensore di movimento S. Un interruttore P, di tipo ON/OFF e attivabile manualmente dall’utente, comanda l’accensione e lo spegnimento del circuito. Quando l’indumento è bagnato, oppure ha assorbito umidità che a sua volta ha generato condensa, può accadere che l’interruttore P venga elettricamente chiuso dall’acqua anche quando si trova nella posizione di apertura (OFF). In altre parole, può accedere che l’acqua causi l’attivazione indesiderata e incontrollata del circuito, rendendo impossibile disattivare le sorgenti luminose L e, quindi, provocando un anomalo consumo della batteria B. Se il sensore di movimento S fosse continuamente sollecitato, infatti, come avverrebbe quando l’indossatore corre, provocherebbe la continua accensione delle sorgenti luminose L da parte del processore C e, per via del cortocircuito causato dall’acqua, non sarebbe possibile per l’utente spegnere le sorgenti luminose L nemmeno agendo fisicamente sull’interruttore P.

Nelle figure allegate i numeri di riferimento uguali indicano gli stessi componenti, o componenti tra loro equivalenti.

La figura 4 mostra un circuito di controllo 100 secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il circuito di controllo 100 comprende una sorgente di tensione, ad esempio una batteria B tradizionale da 3 Volt o ricaricabile da 3,7 Volt, un processore C, ad esempio un microprocessore o un circuito integrato programmabile sul quale è installato un firmware, una o più sorgenti luminose L, preferibilmente LED montati su una stripe LED, a formare uno schermo 5 montabile sull’indumento, a vista, un interruttore P di tipo ON/OFF azionabile dall’utente, e un sensore di movimento S, ad esempio del tipo descritto sopra.

Preferibilmente il processore C comanda l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose L selettivamente, in base a uno o più programmi luminosi memorizzati in una memoria del processore C ed eseguiti dal firmware.

Le sorgenti luminose possono essere collegate in serie, in parallelo o in serie/parallelo.

L’interruttore P può essere, ad esempio, un pulsante ON/OFF a pressione.

La batteria B è collegata al processore C in corrispondenza di morsetti 4 e 11. Anche le sorgenti luminose L, cioè lo schermo 5, e il sensore di movimento S sono alimentati dalla batteria B; in particolare

Le sorgenti luminose L, ovvero lo schermo 5, sono collegati al processore C in corrispondenza di un morsetto 14.

Il sensore di movimento S, se presente, è collegato al processore C in corrispondenza del morsetto 10.

L’interruttore P è collegato al processore C in corrispondenza del morsetto 7.

Chiaramente, il processore C può avere più morsetti rispetto a quelli disegnati e descritti, ad esempio può essere dotato di morsetti per la connessione logica con un’unità esterna per la programmazione del firmware, ad esempio un personal computer o una working station, oppure per la connessione a interfacce di connessione I/O, ad esempio wireless.

Il termine morsetto deve essere interpretato in senso ampio di contatto elettrico: infatti non è necessario che si tratti di un vero e proprio morsetto o di un terminale, ma si potrebbe trattare anche di punti di saldatura in cui i fili di rame sono saldati al circuito stampato del processore C.

Il sensore di movimento S è opzionale in tutte le forme di realizzazione qui descritte.

Se presente, il sensore di movimento S invia al processore C un segnale di attivazione quando l’interruttore P è su ON, cioè il circuito è attivo, e quando il sensore S rileva un movimento, ad esempio l’urto della suola 2 della calzatura 1 contro il terreno, oppure quando rileva le sollecitazioni causate dalla corsa dell’indossatore della giacca 6.

Vantaggiosamente, il circuito 100 comprende almeno un resistore R, oppure più resistori R in serie, elettricamente inserito/i tra i morsetti 4 e 7, cioè tra la linea elettrica del polo positivo della sorgente di tensione B e la linea elettrica dell’interruttore P collegate ai rispettivi morsetti 4 e 7 del processore C. Il valore nominale della resistenza del resistore R o dei resistori R (in serie), espresso in Ohm, è minore della resistenza interna del processore C misurabile tra i morsetti 4 e 7 (quando il processore C è separato dalla batteria B e dall’interruttore P), cioè è minore della resistenza complessiva delle componenti del circuito 100 che si trovano a valle del resistore R o dei resistori R. Questa configurazione permette di ottenere questo vantaggio: a causa dell’indesiderata chiusura del circuito determinata dalla presenza di acqua/umidità nell’indumento 1, 6, quando l’interruttore P è nella posizione OFF, il passaggio di corrente, espresso in Ampere, è maggiore attraverso il resistore R, o i resistori R in serie, rispetto alla corrente che arriva al processore C, che non è sufficiente per l’attivazione del processore C. In altre parole, l’aver funzionalmente predisposto almeno un resistore R tra la batteria B e l’interruttore P impedisce che l’acqua possa provocare l’attivazione indesiderata del processore C, che pertanto resta inattivo fino a quando l’interruttore P viene effettivamente portato nella posizione ON di chiusura del circuito 100. In questo modo anche lo schermo luminoso 5 resta spento, cioè le sorgenti luminose L restano spente fino a quando l’interruttore P è portato su ON.

Il tecnico del settore sceglierà l’almeno un resistore R in modo tale che la resistenza:

- sia sufficientemente bassa, e certamente inferiore alla resistenza interna del processore C, misurabile ai morsetti 4 e 7 quando il processore C è scollegato, per ottenere il funzionamento appena descritto, cioè per limitare il passaggio di corrente al processore C al di sotto del valore necessario a ottenere l’attivazione del processore C; e

- sia sufficientemente alta da evitare un eccessivo passaggio di corrente attraverso l’interruttore P elettricamente chiuso dall’acqua, perché l’interruttore P potrebbe bruciarsi, oppure potrebbe riscaldarsi eccessivamente e/o causare l’ossidazione precoce dei fili elettrici usati per i collegamenti e/o surriscaldare o danneggiare la batteria B.

In altre parole, per ciascun circuito realizzato secondo questi insegnamenti il tecnico del settore dovrà effettuare le misure descritte e scegliere di conseguenza la resistenza del resistore R, o la resistenza complessiva di più resistori R in serie, in modo che corrisponda a un valore all’interno di un intervallo comprendente il minimo e il massimo appena descritti. Si tratta di un metodo empirico che permette di individuare efficacemente e rapidamente il valore della resistenza a seconda dei componenti scelti per realizzare il circuito 100. Ad esempio, test effettuati dalla Richiedente hanno dimostrato che un valore della resistenza compreso tra 0.1 kΩ e 100 kΩ è adatto nella maggior parte dei casi, cioè per i circuiti 100 destinati a controllare schermi luminosi 5 per indumenti 1, 6. Preferibilmente la resistenza è pari a 10 kΩ.

Chiaramente, quando il circuito 100 non è bagnato o affetto dalla presenza di acqua o umidità, il normale utilizzo da parte dell’utente quando porta l’interruttore P in posizione ON provoca un passaggio di corrente anche attraverso il resistore R, o i resistori R in serie, e il valore della corrente è proporzionale al valore della resistenza. Si ottiene perciò una minima dissipazione di energia sottoforma di calore.

Preferibilmente, in tutte le forme di realizzazione qui descritte la resistenza interna del processore C, misurata ai morsetti 4 e 7, è maggiore o uguale a 150 kΩ.

Ad esempio, un processore C adatto a controllare LED di un indumento, ad esempio una calzatura, ha le caratteristiche tecniche descritte nella seguente tabella 1, fornita dal fabbricante:

Tabella 1

La figura 5 mostra un circuito di controllo 200 in accordo con una seconda forma di realizzazione della presente invenzione. Questo circuito 200 si differenzia dal circuito 100 descritto sopra per il fatto che il resistore R (o la serie di resistori R) è posizionato in serie tra l’interruttore P e la batteria B. In altre parole, l’interruttore P è posizionato lungo una corrispondente linea elettrica, tra il resistore R e il morsetto 7 del processore C. In questa forma di realizzazione la chiusura accidentale del circuito dovuta alla presenza di acqua equivale ad aggiungere una resistenza – quella dell’acqua appunto – in serie rispetto alla resistenza del resistore R. Il valore della corrente che arriva al morsetto 7 del processore C è inversamente proporzionale alla somma delle resistenze in serie e il resistore R è scelto con caratteristiche tali per cui il valore della corrente è inferiore al valore necessario per provocare l’attivazione del processore C.

Ad esempio, prove effettuate su un circuito 200 destinato al controllo di uno schermo 5 di una calzatura 1 hanno permesso di identificare il valore massimo della resistenza del resistore R, o dei resistori in serie usati in alternativa. Tale valore massimo è 150 kΩ. Oltre questo valore, in condizioni di normale funzionamento del circuito 200 l’energia dissipata dal resistore R sarebbe eccessiva e la corrente in arrivo al processore C non sarebbe sufficiente a provocarne l’attivazione.

Più in dettaglio, nel caso di un circuito 200 destinato a controllare lo schermo 5 di una calzatura, il valore della resistenza del resistore R (o dei resistori in serie) sommato al valore della resistenza dell’acqua infiltrata, che accidentalmente chiude il circuito, deve essere superiore a 150 kΩ; dato che la resistenza dell’acqua di rete, usata ad esempio nelle lavatrici, è pari a circa 80 kΩ, un valore adatto della resistenza del resistore R è ad esempio 100 kΩ. In questo esempio la somma delle resistenze del resistore R e dell’acqua è pari a 180 kΩ a fronte di una resistenza del solo resistore R pari a 100 kΩ, quindi sufficientemente bassa da consentire l’attivazione del processore C durante il normale utilizzo del circuito 200 asciutto.

A parità di valore della resistenza del resistore R e della tensione di alimentazione fornita dalla batteria B, l’energia dissipata dal resistore R è minore nel circuito 200 rispetto al circuito 100.

La figura 6 mostra un circuito di controllo 300 in accordo con una terza forma di realizzazione della presente invenzione. Questo circuito 300 si differenzia dai circuiti 100 e 200 descritti sopra per il fatto che l’interruttore P non è di tipo ON/OFF, ma è un interruttore deviatore P’, preferibilmente un pulsante deviatore. I morsetti del contatto normalmente chiuso (NC) sono connessi rispettivamente al polo positivo della batteria B e al morsetto 7 del processore C. I morsetti del contatto normalmente aperto (NO) sono connessi rispettivamente al polo negativo della batteria B e al morsetto 7 del processore C.

Per semplicità, l’interruttore deviatore P’ verrà semplicemente definito interruttore P’.

Nella condizione accidentale in cui dell’acqua crea un ponte elettrico tra i contatti NO dell’interruttore P’, la resistenza elettrica dell’acqua è maggiore della resistenza elettrica del contatto NC dello stesso interruttore P’. Ne consegue che il passaggio di corrente si verifica prevalentemente attraverso il contatto NC e la corrente che può attraversa il processore C tra i morsetti 4 e 7 non è sufficientemente elevata per ottenere l’attivazione del processore C. Il morsetto 7 del processore C resta connesso al polo positivo della batteria B e il processore C non viene attivato.

A differenza dei circuiti 100 e 200 descritti sopra, il circuito 300 non prevede dissipazione di energia elettrica in un resistore, e questa caratteristica può risultare vantaggiosa.

Nelle forme di realizzazione 400, 500 e 600 che verranno ora descritte, il resistore R è funzionalmente interposto tra il polo positivo della batteria B e il morsetto 7 del processore C, in corrispondenti configurazioni.

La figura 7 mostra un circuito di controllo 400 in accordo con una quarta forma di realizzazione della presente invenzione. Questo circuito 400 comprende gli stessi componenti del circuito 300, e quindi comprende un interruttore P’, preferibilmente un pulsante deviatore, e in aggiunta un resistore R funzionalmente posizionato tra il polo positivo della batteria B e il contatto NC dell’interruttore P’.

La figura 8 mostra un circuito di controllo 500 in accordo con una quinta forma di realizzazione della presente invenzione in cui, diversamente dal circuito 400, il resistore R è posizionato tra il contatto NC dell’interruttore P’ e il morsetto 7, in parallelo rispetto al contatto NO.

Nei circuiti 400 e 500 il valore della resistenza del resistore R è inferiore alla resistenza dell’acqua. Considerando che la resistenza dell’acqua dipende dalla durezza dell’acqua, che cambia da zona a zona, è consigliabile considerare un valore minimo tra i valori di resistenza rilevati. Se la resistenza del resistore R fosse maggiore della resistenza dell’acqua, nel momento in cui l’acqua chiude il contatto NO dell’interruttore P’ si verificherebbe un passaggio di corrente attraverso il contatto NO cortocircuitato dall’acqua, e dunque il morsetto 7 risulterebbe connesso al polo negativo della batteria B e il processore C verrebbe attivato.

In pratica, in caso di cortocircuito causato dall’acqua la presenza del resistore R permette di diminuire il valore della corrente che attraversa il contatto NC, riducendo il rischio di elettrolisi, e il valore della corrente che attraversa il processore C, alimentata ai morsetti 4 e 7, resta inferiore al valore di soglia oltre il quale si ottiene l’attivazione del processore C.

La scelta del valore della resistenza del resistore R è fatta in base a questa considerazione: un valore molto grande della resistenza causerebbe un corrispondente aumento del valore della corrente al morsetto 4, e questo potrebbe comportare l’indesiderata attivazione del processore C. È pertanto preferibile che la resistenza del resistore R sia bassa, in modo tale da aumentare il passaggio di corrente attraverso lo stesso resistore R e contestualmente abbassare il valore della corrente che attraversa il processore C al di sotto del valore di soglia necessario per l’attivazione.

Preferibilmente la resistenza del resistore R nei circuiti 400 e 500 è compresa tra 0.1 kΩ e 100 kΩ, e più preferibilmente è pari a 10 kΩ, come nell’esempio 100 mostrato in figura 4.

D’altra parte la presenza del resistore R non influenza il comportamento del circuito 400, 500 in condizioni di asciutto, perché chiudendo normalmente il contatto NO la corrente non attraversa il resistore R ma attraversa il processore C, attivandolo.

La figura 9 mostra un circuito di controllo 600 in accordo con una quinta forma di realizzazione della presente invenzione in cui, diversamente dal circuito 400 e dal circuito 500, il resistore R è elettricamente posizionato a valle dei contatti NC e NO dell’interruttore P’ e prima del morsetto 7, cioè in serie rispetto all’interruttore P’ e al morsetto 7.

Nel circuito 600 il valore della resistenza del resistore R può anche essere maggiore della resistenza dell’acqua, senza che questa circostanza incida negativamente sul funzionamento del circuito 600 stesso.

Rispetto ai circuiti 400 e 500 mostrati nelle figure 7 e 8, nel circuito 600 fornisce un minore contributo, trascurabile, alla caduta di tensione che si verifica, in caso di cortocircuito, attraverso il contatto NO; ciononostante, diminuisce il valore di corrente che attraversa il processore C in caso di cortocircuito causato dall’acqua, con il vantaggio di riuscire a impedire l’attivazione indesiderata del processore C.

In caso di circuito 600 asciutto, durante il normale funzionamento si ha dissipazione di energia nel resistore R perché si ha passaggio di corrente. Pertanto è preferibile limitare la dissipazione, per non scaricare inutilmente la batteria B, e per questo motivo la resistenza del resistore R è preferibilmente minore di 150 kΩ, più preferibilmente pari a 100 kΩ. In questo modo, nel caso di normale funzionamento del circuito 600 asciutto, quando il contatto NO viene chiuso si ottiene la stessa configurazione del circuito 200 mostrato in figura 5.

Nelle tre forme di realizzazione 400, 500 e 600 la presenza del resistore R costituisce un vantaggio rispetto alla forma di realizzazione 300, perché in presenza di acqua la corrente che attraversa l’interruttore P’ è minore e questo limita l’usura per elettrolisi.

Preferibilmente, in tutte le forme di realizzazione descritte le linee elettriche sono realizzare utilizzando cavi di rame stagnato, che hanno il vantaggio di resistere maggiormente all’ossidazione rispetto ai tradizionali cavi in rame non stagnati.

Il tecnico del ramo comprenderà che tutte le forme di realizzazione sono basate su questo concetto: la resistenza interna del processore C misurabile ai morsetti 4 e 7 deve essere maggiore della resistenza del circuito agli stessi morsetti 4 e 7, affinché l’eventuale chiusura del circuito causata dall’acqua o dalla condensa non provochi l’attivazione indesiderata del processore C e, quindi, delle sorgenti luminose L. Grazie a questa soluzione, infatti, si otterrà un passaggio di corrente, e dissipazione di energia, attraverso i componenti del circuito a monte dei morsetti 4 e 7, cioè l’interruttore P, P’ e l’eventuale resistore R (o resistori) e la corrente assorbita dal processore C non sarà sufficiente a provocarne l’attivazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un circuito (100-600) di controllo di sorgenti luminose (L) per un indumento luminoso (1, 6), comprendente una sorgente di alimentazione elettrica (B), un processore (C), una o più sorgenti luminose (L) e un interruttore (P, P’), in cui il processore (C) e le sorgenti luminose (L) sono alimentati dalla sorgente di alimentazione elettrica (B), e in cui le sorgenti luminose (L) sono collegate al processore (C), che comanda l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose (L), e in cui l’interruttore (P, P’) è collegato alla sorgente di alimentazione elettrica (B) e al processore (C), e comanda l’attivazione e lo spegnimento del processore (C), caratterizzato dal fatto che la resistenza elettrica del processore (C) tra il contatto (7) con l’interruttore (P, P’) e il contatto (4) con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) è maggiore della resistenza del circuito compresa tra la sorgente di alimentazione elettrica (B) e il contatto (7) del processore (C) con l’interruttore (P, P’).
2. Circuito (100-600) secondo la rivendicazione 1, in cui la resistenza interna al processore (C), misurata tra il contatto (7) con l’interruttore (P, P’) e il contatto (4) con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B), è uguale a, o maggiore di, 150 kΩ.
3. Circuito (100) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui l’interruttore (P) è di tipo ON/OFF e il circuito comprende almeno un resistore (R) funzionalmente predisposto tra la linea elettrica che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C) e la linea elettrica che collega l’interruttore (P) al processore (C).
4. Circuito (100) secondo la rivendicazione 3, in cui la resistenza del resistore (R), o la resistenza complessiva dei resistori (R), è compresa nell’intervallo 0.1 kΩ - 100 kΩ, ed è preferibilmente pari a 10 kΩ.
5. Circuito (200) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui l’interruttore (P) è di tipo ON/OFF e il circuito comprende almeno un resistore (R) sulla linea elettrica che collega l’interruttore (P) al processore (C), a monte dell’interruttore (P) rispetto al processore (C).
6. Circuito (100) secondo la rivendicazione 5, in cui la resistenza del resistore (R), o la resistenza complessiva dei resistori (R), è inferiore a 150 kΩ, ed è preferibilmente pari a 100 kΩ.
7. Circuito (300-600) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui l’interruttore (P’) è un deviatore avente un contatto normalmente chiuso (NC), che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C), e un contatto normalmente aperto (NO), che collega il polo negativo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C), e in cui il contatto normalmente chiuso (NC) e il contatto normalmente aperto (NO) sono tra loro collegati tra il deviatore (P’) e il processore (C).
8. Circuito (400) secondo la rivendicazione 7, in cui almeno un resistore (R) è funzionalmente predisposto tra il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) e il contatto normalmente chiuso (NC) del deviatore (P’).
9. Circuito (500, 600) secondo la rivendicazione 7, in cui almeno un resistore (R) è funzionalmente predisposto tra il contatto normalmente chiuso (NC) del deviatore (P’) e il processore (C).
10. Circuito (500, 600) secondo la rivendicazione 9, in cui l’almeno un resistore (R) è predisposto a monte oppure a valle rispetto al collegamento del contatto normalmente chiuso (NC) con il contatto normalmente aperto (NO).
11. Circuito (400-600) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 8-10, in cui la resistenza del resistore (R) o dei resistori (R) è inferiore a 150 kΩ.
12. Circuito (100-600) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui le connessioni filari sono realizzate con fili in rame stagnato.
13. Un metodo per attivare sorgenti luminose (L) per un indumento luminoso (1, 6), comprendente: a) realizzare un circuito di controllo (100-600) comprendente un processore (C), una o più sorgenti luminose (L) e un interruttore (P, P’), b) alimentare il processore (C) e le sorgenti luminose (L) con una sorgente di alimentazione elettrica (B), c) collegare le sorgenti luminose (L) al processore (C) e subordinare l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose al processore (C), d) collegare l’interruttore (P, P’) alla sorgente di alimentazione elettrica (B) e al processore (C), in modo tale che l’attivazione e lo spegnimento del processore (C) siano comandati dall’interruttore (P, P’) caratterizzato da e) configurare il circuito (100-600) con la resistenza del processore (C) tra il contatto (7) con l’interruttore (P, P’) e il contatto (4) con il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) maggiore della resistenza del circuito (100-600) compresa tra la sorgente di alimentazione elettrica (B) e il contatto (7) del processore (C) con l’interruttore (P, P’).
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui la fase e) è attuata: e’) installando un interruttore (P) di tipo ON/OFF e inserendo almeno un resistore (R) a monte dell’interruttore (P) rispetto al processore (C), oppure a valle dell’interruttore (P) tra la linea che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C) e la linea che collega l’interruttore (P) al processore (C), oppure e”) installando un interruttore (P’) deviatore avente un contatto normalmente chiuso (NC), che collega il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C), e un contatto normalmente aperto (NO), che collega il polo negativo della sorgente di alimentazione elettrica (B) al processore (C), e in cui il contatto normalmente chiuso (NC) e il contatto normalmente aperto (NO) sono tra loro collegati tra il deviatore (P’) e il processore (C).
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui la fase e”) è attuata predisponendo, in aggiunta, almeno un resistore (R): - tra il polo positivo della sorgente di alimentazione elettrica (B) e il contatto normalmente chiuso (NC) del deviatore (P’), oppure - tra il contatto normalmente chiuso (NC) del deviatore (P’) e il processore (C), a monte oppure a valle rispetto al collegamento del contatto normalmente chiuso (NC) con il contatto normalmente aperto (NO).