IT202100020336A1 - Apparecchio di illuminazione con sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica - Google Patents
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Description
APPARECCHIO DI ILLUMINAZIONE CON SISTEMA INTEGRATO DI FISSAGGIO MECCANICO E DI CONNESSIONE ELETTRICA
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un apparecchio di illuminazione di emergenza e di illuminazione ordinaria associato a sistemi integrati di fissaggio meccanico, connessione elettrica e distribuzione dell?impianto elettrico.
Pi? in particolare, l?invenzione concerne un apparecchio di illuminazione di emergenza e di illuminazione ordinaria, in cui i nodi di interconnessione e distribuzione dell?energia elettrica dell?impianto contengono anche parti funzionali dell?apparecchio di illuminazione, che ne aumentano la modularit? e la flessibilit?; inoltre, l?apparecchio di illuminazione di emergenza e di illuminazione ordinaria ? realizzato con sistemi elettro-ottici adattabili, che l?installatore pu? facilmente conformare alle condizioni di installazione, configurandoli su misura.
L?invenzione riguarda quindi il settore applicativo dell?illuminazione di emergenza in particolare e il settore impiantistico per l?installazione generica di apparecchi di illuminazione.
Gli apparecchi di illuminazione ordinaria e di illuminazione di emergenza utilizzano da sempre sistemi di fissaggio rapido, che consentono anche la automatica connessione delle parti elettriche; si tratta di staffe o ?brackets?, che integrano anche connettori elettrici e morsettiere, fungendo quindi anche da scatole di connessione (?junction boxes?).
Allo stato dell?arte la connessione elettrica di alimentazione di un insieme di apparecchi di illuminazione (ordinaria e/o di emergenza) prevede la distribuzione dell?energia lungo linee elettriche di distribuzione da cui vengono derivate in parallelo le alimentazioni dei singoli apparecchi tramite apposite e rispettive scatole di derivazione.
Ogni singolo apparecchio di illuminazione pu? anche prevedere un sistema rapido di collegamento allo spezzone di linea derivata, mediante una staffa elettrificata. I conduttori elettrici della linea in derivazione arrivano alla staffa elettrificata e sono collegati ad una morsettiera. L?installatore fissa poi l?apparecchio di illuminazione alla staffa e i collegamenti elettrici si realizzano automaticamente mediante un sistema di connettori elettrici.
Una diversa topologia di connessione, sempre di tipo tradizionale, ? costituita dal sistema di cablaggio passante, anche detto ?entra-esci?, secondo cui gli apparecchi di illuminazione sono connessi in serie ed una linea elettrica di distribuzione entra in un primo apparecchio per poi uscire e rientrare immediatamente in un secondo apparecchio e cos? via.
Esistono anche apparecchi di illuminazione costruiti in modo da agevolare la connessione passante. Questi prevedono al loro interno morsettiere gi? predisposte anche a questo tipo di cablaggio. Solitamente, in questo caso, si prevede di utilizzare il fondo della lampada come una scatola di derivazione (?junction box?), all?interno della quale vengono effettuati i cablaggi, che possono essere terminali o passanti. Per completare l?installazione occorre generalmente collegare la parte attiva dell?apparecchio di illuminazione, alloggiato nel coperchio, al fondo della lampada, disporre in modo ordinato i cablaggi interni e chiudere l?apparecchio mediante soluzioni a incastro oppure mediante viti di fissaggio.
Tuttavia, non esistono ancora soluzioni che prevedano la completa integrazione di una scatola di derivazione (?junction box?) con il sistema di aggancio e connessione rapida dell?apparecchio di illuminazione in modo da agevolare il lavoro di installazione e cablaggio elettrico, nonch? l?intera realizzazione dell?impianto e la relativa manutenzione.
Non sono neppure noti apparecchi di illuminazione singoli per ottenere varie configurazioni ottiche.
Infatti, le uniche alternative attualmente percorribili sono quelle relative all?utilizzo di apparecchi di illuminazione diversi per ogni configurazione ottica oppure alla possibilit? di cambiare fisicamente le lenti dell?apparecchio per ottenere le diverse configurazioni.
Per quanto riguarda il sistema di connessione e fissaggio, l?alternativa attualmente utilizzabile ? quella di fissare una staffa di montaggio dell?apparecchio di illuminazione su una scatola di derivazione incassata a muro, ma in questo caso si perde la comodit? di montaggio e smontaggio dell?apparecchio.
Scopo della presente invenzione ? quindi quello di realizzare un apparecchio di illuminazione con sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, che consenta all?installatore di realizzare l?impianto elettrico secondo le proprie consuetudini, in quanto ? sufficiente per l?installatore predisporre delle scatole di derivazione del tutto analoghe a quelle che utilizza normalmente; infatti, le scatole di derivazione secondo l?invenzione sono predisposte all?aggancio e connessione automatica degli apparecchi di illuminazione.
Altro scopo dell?invenzione ? quello di realizzare un apparecchio di illuminazione con sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, che, oltre a rendere pi? agevole l?installazione, consenta di semplificare e velocizzare la manutenzione e la sostituzione degli apparecchi di illuminazione.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un apparecchio di illuminazione con sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, che presenti un corretto ed efficiente dimensionamento illuminotecnico in relazione alla sua collocazione geometrica negli ambienti.
E? noto, infatti, che la normativa del settore richiede per l?illuminazione di emergenza (o di sicurezza) un certo grado di illuminazione a terra in funzione del tipo di locale (corridoi, uffici, locali da pranzo, ecc.) e che gli apparecchi di illuminazione di emergenza sono generalmente sovradimensionati in modo da produrre illuminazione in condizioni di blackout a livelli superiori ai minimi normativi, ma questo, di solito, ha come conseguenza una inefficienza che si traduce in maggiore ingombro e minore gradevolezza estetica e funzionale, dovuti alle batterie incorporate negli apparecchi stessi, che devono essere sovradimensionate per produrre una intensit? di luce maggiore del necessario per il tempo richiesto dalla normativa (1 ora, 2 ore, 3 ore o altri intervalli).
Lo scopo ? quindi quello di realizzare soluzioni innovative, che consentono, in modo semplice e funzionale per l?installatore, di adattare ogni apparecchio di illuminazione alla particolare condizione di installazione dosando la luce al livello richiesto e per il tempo richiesto; il tutto realizzando apparecchi di illuminazione di emergenza particolarmente compatti ed esteticamente non invasivi.
Questi ed altri scopi sono raggiunti da un sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, secondo la rivendicazione 1 allegata; ulteriori caratteristiche tecniche di dettaglio sono presenti nelle rivendicazioni dipendenti successive.
In modo vantaggioso, si utilizza una scatola di derivazione multifunzione che diventa automaticamente la sede per l?installazione di un apparecchio di illuminazione ordinaria (come luci di servizio, proiettori e/o riflettori) e di emergenza (come lampade anti-panico e/o lampade segnaletiche), costituendo cos? un punto luce; la scatola ? utilizzata direttamente in ogni punto dove ? previsto un punto luce e semplifica il lavoro dell?installatore, perch? in molti casi egli la pu? utilizzare anche come scatola di derivazione, in quanto presenta esattamente le dimensioni e la predisposizione delle scatole di derivazione tradizionali, con la necessit? della stessa tipologia di raccordi, viti, tasselli, ecc.
In particolare, la nuova scatola di derivazione (?junction box?) secondo l?invenzione ? perfettamente compatibile con le scatole di derivazione standard e con gli accessori di installazione ad esse correlati (canaline e tubi) ed integra i connettori elettrici e i meccanismi di aggancio per la rapida installazione sulla scatola stessa di un apparecchio di illuminazione.
La scatola di derivazione ? inoltre concepita in modo da alloggiare al suo interno, oltre ai cablaggi operati dall?installatore, anche parti ridondanti dell?apparecchio di illuminazione o accessori funzionali dello stesso.
Inoltre, l?apparecchio di illuminazione pu? essere dotato di pi? lenti con emissioni diverse tra loro (ad esempio concentranti, grandangolari e ad emissione laterale ellittica, cio? con lobi allungati lungo l?asse longitudinale dell?apparecchio) e ciascun gruppo di lenti dello stesso tipo ? pilotato con un set di LED indipendente, la cui corrente di pilotaggio ? governata da un microprocessore, il quale, programmato in fase di installazione, adatta l?emissione luminosa e quindi il solido fotometrico complessivo alle specifiche condizioni di installazione (montaggio a soffitto, a parete, lungo in corridoio, in un?aula, ecc.).
La scatola di derivazione presenta una serie di connettori elettrici dedicati al collegamento rapido con l?apparecchio di illuminazione ed un sistema di aggancio a incastro che consente il posizionamento e il fissaggio meccanico dell?apparecchio stesso sulla scatola di derivazione.
La scatola contiene inoltre un vano speciale che pu? ospitare un accessorio dell?apparecchio di illuminazione, ad esempio una batteria aggiuntiva, un modulo di comunicazione, un modulo di misura.
Vantaggiosamente, la nuova parte ottica dell?apparecchio di illuminazione include pi? insiemi di lenti dello stesso tipo. Ciascun insieme di lenti ? illuminato da uno stesso insieme di LED e ciascun insieme di LED ? pilotato da un generatore di corrente indipendente dagli altri. Un microprocessore governa ciascun generatore di corrente regolandone l?intensit? a un valore predeterminato in fase di installazione.
Ancora in modo vantaggioso, la nuova scatola con connessione e aggancio rapido ospita al suo interno abbondante spazio per i cablaggi dei conduttori dell?impianto elettrico, sia passante che in derivazione, e consente all?installatore di realizzare in modo completo l?impianto anche senza avere ancora montato l?apparecchio di illuminazione.
Un vano speciale della nuova scatola con connessione e aggancio rapido ospita un eventuale accessorio aggiuntivo consentendo all?installatore di utilizzare sempre e in qualunque punto di installazione lo stesso identico apparecchio di illuminazione, personalizzandone le funzioni mediante l?accessorio associato alla scatola. In caso di manutenzione per guasto dell?apparecchio di illuminazione (l?elemento dell?insieme che ha la minore affidabilit?), l?installatore ? in grado di sostituire l?apparecchio con un apparecchio standard senza curarsi delle funzioni speciali perch? l?accessorio che ne personalizza le funzioni ? all?interno della scatola di derivazione.
Con finalit? differente, nel caso che l?installatore desideri potenziare l?autonomia di un apparecchio di illuminazione di emergenza, pu? utilizzare il vano speciale inserendovi una batteria aggiuntiva che consente di aumentare il flusso luminoso emesso dall?apparecchio oppure di aumentarne l?autonomia. Anche in questo caso l?apparecchio di illuminazione di emergenza che l?installatore andr? a montare su quella scatola ? quello standard e, in caso di manutenzione, non dovr? ricorrere a un apparecchio speciale, poich? la particolarizzazione ? all?interno della nuova scatola di derivazione.
Nel caso di impiego di una batteria aggiuntiva, il vano speciale, essendo pi? isolato termicamente dall?apparecchio di illuminazione, consente di mantenere pi? bassa la temperatura della batteria aggiuntiva, aumentandone la durata e la affidabilit?. Inoltre, la manutenzione della batteria pu? essere effettuata senza togliere tensione all?impianto, poich? sganciando l?apparecchio di illuminazione di emergenza anche la batteria aggiuntiva si disalimenta completamente.
Il sistema di regolazione dell?intensit? di corrente e quindi del flusso luminoso emesso da ciascun gruppo omogeneo di lenti consente di adattare l?emissione luminosa dell?apparecchio di illuminazione nelle varie direzioni (il cosiddetto solido fotometrico) alle condizioni di installazione, utilizzando sempre lo stesso apparecchio standard e senza modificarlo meccanicamente (un metodo alternativo utilizzato oggi allo stato dell?arte ? ad esempio cambiare le lenti utilizzate). L?operazione di adattamento viene realizzata via ?software?, nel senso che l?apparecchio non si modifica fisicamente ma viene solo configurato mediante operazioni di programmazione.
In modo vantaggioso, l?invenzione riduce i costi di installazione, semplifica le operazioni di installazione e manutenzione, aumenta l?efficienza dell?illuminazione di emergenza e semplifica l?adattamento fotometrico delle sorgenti di illuminazione di emergenza alle condizioni di installazione.
Inoltre, la scatola di derivazione descritta nella presente invenzione integra i sistemi di connessione e aggancio automatico degli apparecchi di illuminazione e all?interno della scatola, allo stesso tempo, l?installatore trova spazio per i cablaggi dell?impianto, sia in terminazione che passanti.
La nuova scatola di derivazione ha un vano dedicato per la personalizzazione dell?apparecchio di illuminazione, ma l?apparecchio di illuminazione utilizzato ? sempre del medesimo tipo su ogni scatola, in modo da facilitare la manutenzione.
Infine, l?apparecchio di illuminazione di emergenza ? universale e si adatta alla condizione fotometrica di installazione mediante una configurazione ?software?.
La presente invenzione verr? ora descritta, a titolo esemplificativo e non limitativo, secondo alcune sue forme di realizzazione preferite, e con l?ausilio delle figure allegate, in cui:
- la figura 1 mostra una vista prospettica interna di un primo esempio realizzativo di una scatola di derivazione modulare impiegata nel sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, secondo la presente invenzione;
- la figura 2 mostra una vista prospettica frontale e in esploso inerente l?installazione di una prima forma realizzativa di apparecchio di illuminazione sulla scatola di derivazione di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione;
- la figura 3 mostra una vista prospettica frontale dell?apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2, ad installazione avvenuta, secondo l?invenzione;
- la figura 3A mostra una vista prospettica frontale di una seconda forma realizzativa dell?apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2 secondo l?invenzione;
- la figura 3B mostra una vista prospettica frontale di una terza forma realizzativa dell?apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2 secondo l?invenzione;
- la figura 3C mostra una vista prospettica frontale di una quarta forma realizzativa dell?apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2 secondo l?invenzione;
- la figura 3D mostra una vista prospettica frontale di una quinta forma realizzativa dell?apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2 secondo l?invenzione; - la figura 4 mostra una vista prospettica dal retro e in esploso dell?apparecchio di illuminazione di cui alle figure 2 e 3, secondo l?invenzione;
- la figura 5 mostra una vista prospettica frontale dell?apparecchio di illuminazione di cui alle figure 2, 3 e 4, secondo un?altra configurazione di installazione, secondo la presente invenzione;
- la figura 5A mostra una vista prospettica frontale dell?apparecchio di illuminazione di cui alle figure 2, 3, 4 e 5, secondo un?ulteriore configurazione di installazione, secondo la presente invenzione;
- la figura 6 mostra una vista prospettica interna, parziale ed ingrandita, della scatola di derivazione di cui alla figura 1, secondo un?altra forma di realizzazione oggetto della presente invenzione;
- la figura 7 mostra una vista parziale in sezione della scatola di derivazione di cui alle figure 1 e 6 accoppiata ad un apparecchio di illuminazione, secondo la presente invenzione;
- le figure 8 e 9 mostrano ulteriori viste prospettiche interne della scatola di derivazione di cui alle figure 1, 6, 7 e 8, secondo ulteriori forme realizzative oggetto della presente invenzione;
- la figura 10 mostra uno schema a blocchi di una soluzione realizzativa circuitale dei collegamenti elettrici previsti nel sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, secondo la presente invenzione;
- le figure 10A e 10B mostrano rispettivi schemi a blocchi di funzionamento di due forme realizzative di un circuito di controllo atto al comando ed alla regolazione di un apparecchio di illuminazione del sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure menzionate, il sistema integrato di fissaggio meccanico e di connessione elettrica, oggetto della presente invenzione, comprende una scatola di derivazione (?junction box?) 10, che include un dispositivo di connessione elettrica multipolare 11 per il collegamento elettrico di un apparecchio di illuminazione (ordinaria e/o di emergenza) 2, 3, 4, 5, 6 alla rete di un impianto, un meccanismo di aggancio rapido con relative connessioni elettriche per il fissaggio sicuro ed il collegamento dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 alla scatola di derivazione 10, un vano 14 atto ad ospitare opportuni accessori dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 ed uno spazio interno 15 a disposizione dell?installatore per i cablaggi dell?impianto elettrico, che afferiscono in corrispondenza dei raccordi 16 posti lateralmente alla scatola di derivazione 10 (figura 1).
Il meccanismo di aggancio rapido comprende vantaggiosamente una serie di sedi sagomate 12 ricavate sul retro dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 ove ? alloggiata la scatola di derivazione 10 ed una serie di ganci a molla (non illustrati nelle figure allegate) realizzati sull?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, che si incastrano nelle pareti verticali della scatola di derivazione 10.
La scatola di derivazione 10 ? anche dotata di un coperchio (non mostrato nelle figure allegate) da utilizzare nel caso in cui non sia installato su di essa un apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6.
All?interno della scatola di derivazione 10 ? vantaggiosamente fissata una bolla 171, che consente all?installatore di posizionare facilmente la scatola stessa in posizione perfettamente orizzontale.
Le figure 2, 3 e 4 mostrano, a titolo esemplificativo, un apparecchio di illuminazione ordinaria e/o di emergenza 2 abbinato alla scatola di derivazione 10, ove sono visibili i raccordi 16 e le tubature 17 utilizzabili per le connessioni elettriche alla scatola di derivazione 10, nonch? forme pre-incise sull?apparecchio di illuminazione 2 per la rimozione dei rispettivi setti 21 nel caso di passaggio delle tubature 17 dell?impianto elettrico in direzione parallela (laterale) o perpendicolare al piano che individua la superficie di emissione luminosa 22 dell?apparecchio 2.
Nella figura 3 ? mostrato l?apparecchio di illuminazione 2 in sede di installazione, con le tubature 17 dell?impianto elettrico passanti lateralmente rispetto alla superficie di emissione luminosa 22 dell?apparecchio di illuminazione 2.
Nella figura 4 ? mostrata una vista di dettaglio della conformazione meccanica e delle sedi 12 previste posteriormente (da parte opposta rispetto alla superficie di emissione luminosa 22) sull?apparecchio di illuminazione 2.
I casi esemplificati ed illustrati nelle figure menzionate in precedenza sono relativi a impianti elettrici con canalizzazioni esterne. E? evidente che la scatola di derivazione 10 pu? essere applicata anche a impianti con canalizzazioni interne alle pareti di un edificio. In quest?ultimo caso, le tubature o conduttori elettrici 17 sono progettati per entrare dal fondo della scatola di derivazione 10 e l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 avvolge completamente la scatola di derivazione 10 con un risultato estetico perfetto, nascondendo il rilievo della scatola 10 dal muro, in modo da occultare anche le tubature 17 in uscita lateralmente all?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6. Il fatto di posizionare la scatola di derivazione 10 esternamente alla parete dell?edificio agevola comunque le operazioni di installazione e cablaggio dei conduttori elettrici da parte dell?installatore.
La figura 5 mostra una vista dell?apparecchio di illuminazione 2 applicato alla scatola di derivazione 10 con le tubature 17 dell?impianto elettrico provenienti dall?alto, mentre la figura 5A mostra una vista in trasparenza dell?apparecchio di illuminazione di emergenza 2, nel quale sono visibili il circuito elettronico di funzionamento 23 e le batterie di alimentazione 71; sulla superficie di emissione luminosa 22 sono visibili il riflettore 26, le lenti e i LED 25.
E? chiaro quindi che con l?utilizzo della scatola di derivazione 10 ? possibile in qualsiasi momento trasformare un qualsiasi apparecchio di illuminazione predisposto per la nuova scatola 10 in apparecchio di emergenza, semplicemente collegando in modo meccanico ed elettrico l?apparecchio nelle rispettive sedi 12 della scatola 10, senza effettuare complicati montaggi o cablaggi.
Di fatto, ? possibile decidere ad impianto gi? realizzato quale apparecchio di illuminazione attivare in emergenza e/o spostare gli apparecchi fra loro nelle posizioni desiderate; inoltre, ? possibile fare la manutenzione degli apparecchi senza aprirli e in completa sicurezza senza togliere tensione all?impianto.
Le figure 6, 7, 8 e 9 illustrano una serie di possibili accessori che possono essere alloggiati all?interno del vano 14 della scatola di derivazione 10.
In particolare, il vano 14 pu? contenere una batteria aggiuntiva 61, con un relativo connettore elettrico 62 nel caso di utilizzo di un apparecchio di illuminazione di emergenza.
La batteria aggiuntiva 61 pu? essere utilizzata come elemento ridondante oppure come aggiunta di energia per l?aumento delle prestazioni dell?apparecchio di illuminazione in termini di flusso luminoso o di durata in caso di black-out.
Il connettore elettrico 62 ? dedicato al collegamento dell?apparecchio di illuminazione di emergenza (applicato alla scatola di derivazione 10) ed ? separato dal dispositivo di connessione elettrica principale 11; in tal modo viene mantenuto il corretto isolamento elettrico, consentendo quindi la manutenzione del sistema anche senza togliere tensione all?impianto elettrico.
La figura 7 mostra un dettaglio del sistema di interconnessione elettrica tra la scatola di derivazione 10 e l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, ove con 71 ? indicata una batteria standard contenuta nell?apparecchio di illuminazione di emergenza.
Anche in questo caso, vantaggiosamente, l?installatore pu? modificare l?apparecchio di illuminazione inserendo la batteria aggiuntiva 61 per ottenere le funzioni desiderate di incremento delle prestazioni dell?apparecchio di illuminazione di emergenza in condizioni ordinarie e/o di garanzia di una scorta di energia nel caso di malfunzionamento della batteria principale.
E? chiaro quindi che, secondo l?invenzione, si possono ottenere tali funzioni senza aprire l?apparecchio di illuminazione e che l?installatore pu? modificare la configurazione dell?impianto anche in una seconda fase, cos? come ? in grado di effettuare la manutenzione del sistema senza aprire l?apparecchio di illuminazione e in completa sicurezza, poich? non ? necessario togliere tensione all?impianto.
Inoltre, la batteria aggiuntiva 61 pu? lavorare in condizioni ottimali poich? non subisce il surriscaldamento interno alla lampada dell?apparecchio di illuminazione e quindi potr? avere una vita pi? lunga rispetto alle soluzioni tradizionali.
Di conseguenza ? possibile anche prevedere l?uso di apparecchi di illuminazione di emergenza che presentano solo una batteria ausiliaria esterna, in modo da ridurre i costi di manodopera per la manutenzione.
All?interno del vano 14 pu? essere altres? alloggiato un modulo di comunicazione radio 81, con connessioni elettriche dello stesso tipo di quelle della batteria ausiliaria 61, che consente di creare reti di apparecchi di illuminazione interconnessi e controllabili da remoto (figura 8).
Il modulo di comunicazione radio 81 pu? integrare un sensore di temperatura per rilevare i veloci incrementi di temperatura localizzati, per esempio provocati da un incendio, e/o altri sensori di posizionamento per controllare la posizione delle persone all?interno di un edificio, il traffico ed i percorsi e/o dispositivi di collegamento a sistemi di emergenza dinamici per gestire i percorsi di evacuazione in funzione di ipotetici incendi e della posizione delle persone.
Il modulo di comunicazione radio 81 pu? anche integrare un sistema di ripetizione del segnale Wi-Fi, portandolo anche all?esterno degli edifici.
Nel vano 14 pu? anche essere alloggiato un modulo di monitoraggio e misura 91, avente connessioni elettriche dello stesso tipo di quelle della batteria ausiliaria 61 e costituito da un circuito elettronico per il monitoraggio dell?impianto elettrico e la misura della potenza e dell?energia consumate da utenze elettriche dell?impianto o dagli apparecchi di illuminazione associati (figura 9). Il modulo 91 presenta un ricevitore incorporato per la comunicazione radio e la gestione da remoto.
Anche in questo caso ? possibile attivare le funzioni di monitoraggio e contabilizzazione dell?energia, nonch? ulteriori funzioni domotiche, semplicemente impiegando il modulo 91 e senza effettuare particolari montaggio o cablaggi.
Inoltre, il modulo 91 pu? anche essere installato in un secondo tempo o ancora pu? essere utilizzato per una diagnosi energetica su alcuni apparecchi di illuminazione e poi spostato su altri, per poter realizzare analisi e statistiche senza dover acquistare un impianto domotico completo.
L?apparecchio di illuminazione ordinaria o di emergenza 2, 3, 4, 5, 6, incorpora una serie di lenti e LED 25 sulla superficie di emissione luminosa 22; si tratta in pratica di una serie di emettitori elettroottici con intensit? regolabili al fine di ottenere una variet? infinita di diagrammi fotometrici adattabili alle molteplici condizioni di installazione.
In particolare la parte di emissione luminosa dell?apparecchio 2, 3, 4, 5, 6, che corrisponde al riflettore 26 della superficie 22, ? costituita da una serie di stringhe di LED bianchi e ciascun insieme di LED di una stringa ? associato ad uno specifico tipo di lente ottica, come negli esempi realizzativi illustrati nelle figure 2, 3, 3A, 3B, 3C, 3D, 5 e 5A.
Per esempio, nel caso di tre diversi tipi di lenti 25, ? possibile realizzare un riflettore 26, con:
- lenti di tipo 1 o concentranti (tele-obiettivo); - lenti di tipo 2, a largo angolo di emissione (grandangolare);
- lenti di tipo 3, a diagramma ellittico (?side emitting?), secondo cui il fascio di emissione luminosa ? allungato in una direzione e stretto nella direzione ad esso ortogonale.
Per esempio, nelle forme realizzative dell?apparecchio di illuminazione mostrato nelle figure 2, 3, 5 e 5A, la parte emissiva del riflettore 26 comprende tre stringhe di LED 25, ciascuna associata a un tipo di lente. Ogni stinga ? regolabile separatamente dalle altre da un opportuno circuito elettronico 23 dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6. In particolare, dosando le intensit? luminose e/o accendendo o spegnendo selettivamente una o pi? stringhe di LED 25, ? possibile costruire un diagramma desiderato di emissione luminosa dell?apparecchio di illuminazione.
La disposizione degli emettitori luminosi (lenti e/o LED 25) pu? anche essere realizzata disponendo tutte le lenti (concentranti, allarganti ed ellittiche) e i LED 25 su un'unica fila, semplificando cos? la costruzione, come nelle figure 3A, 3B e 3C, e le prestazioni luminose relative tra le varie realizzazioni pratiche possono, a parit? di tipologia delle lenti, essere rese equivalenti tra loro variando l?intensit? di pilotaggio dell?insieme di lenti e/o LED 25.
Inoltre, la soluzione con una singola fila lenti e/o LED 25 consente l?utilizzo di un numero limitato di LED, con rilevanti vantaggi in termini di ingombri e di cosi. Tale soluzione consente altres? di realizzare tutte le parti elettriche ed elettroniche su un unico circuito, comprese le interconnessioni elettriche con la morsettiera di ingresso e con gli eventuali moduli esterni. Un progetto ottico di questo tipo ? decisamente razionale e consente una buona ottimizzazione delle lenti.
Come detto, i collegamenti elettrici tra la scatola di derivazione 10 e l?apparecchio di illuminazione ordinaria e/o di emergenza 2, 3, 4, 5, 6 comprendono i connettori 11 e 62, elettricamente isolati tra loro.
In particolare, il connettore elettrico principale 11 fornisce all?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 l?energia elettrica proveniente dalla rete di alimentazione elettrica 31 dell?impianto, mentre il connettore 62 collega l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 ad uno o pi? accessori contenuti nella scatola di derivazione 10, come mostrato nello schema di una possibile soluzione realizzativa di figura 10, in cui l?esempio ? riferito ad un apparecchio di illuminazione di emergenza.
Il connettore elettrico principale 11 (di alimentazione) presenta i 4 conduttori provenienti dalla morsettiera 32 e relativi alle alimentazioni della tensione di rete, quella permanente e quella interrotta.
Il connettore elettrico 62 degli accessori presenta le seguenti connessioni:
- Batt, polo positivo della batteria aggiuntiva 61; - -Batt, polo negativo della batteria aggiuntiva 61; - Sense/data, segnale di misura per la verifica della connessione della batteria 61 o di misura della temperatura di lavoro della batteria 61, oppure canale di comunicazione seriale bidirezionale a divisione di tempo per il colloquio con un eventuale circuito di diagnostica/ricarica incorporato nella batteria aggiuntiva 61;
- TX_data, linea seriale di trasmissione dati per la comunicazione tra l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 e il modulo radio 81;
- RX_data, linea seriale di ricezione dati per la comunicazione tra l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 e il modulo radio 81;
- Vaux, tensione ausiliaria fornita dall?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 per l?eventuale alimentazione del modulo radio 81 o di un modulo ausiliario;
- COM, filo comune (negativo comune tra TX, RX e Vaux).
Lo schema a blocchi della figura 10A illustra i componenti e il funzionamento del circuito elettronico di controllo 23 dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, che integra tutte le funzioni di comando e regolazione dei vari elementi elettrici costitutivi, secondo una prima forma possibile di realizzazione.
In particolare, il circuito elettronico di controllo 23 comprende un microprocessore 33, che, connesso ad un blocco 34 contenente un alimentatore, un carica-batteria e sensori di presenza della rete elettrica, governa il funzionamento dell?intero apparecchio 2, 3, 4, 5, 6 e dell?intero sistema e coordina i vari sottosistemi, secondo le funzionalit? seguenti.
Il microprocessore 33 gestisce la logica di funzionamento dell?illuminazione in generale e dell?illuminazione di emergenza in particolare, accendendo e spegnendo il fascio luminoso emesso in caso di black-out conformemente alle prescrizioni normative internazionali, dipendentemente dalle condizioni delle linee elettriche a 230VAC (o altre tensioni di distribuzione a seconda degli Stati) monitorate.
Inoltre, il microprocessore 33 gestisce la carica della batteria 71 interna all?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 e, mediante una specifica interfaccia 36, gestisce la carica della batteria ausiliaria 61 inserita nella scatola di derivazione 10.
Ancora, il microprocessore 33 gestisce un?ulteriore interfaccia seriale 37 verso la scatola di derivazione 10 colloquiando con l?eventuale modulo funzionale presente nella scatola stessa, nonch? accende, spegne e modula una serie di LED di segnalazione 38 che indicano lo stato dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 e legge la configurazione di eventuali selettori di configurazione 35 dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 (dip-switches, ponticelli, selettori rotativi, ecc.).
Infine, il microprocessore 33 regola, tramite una serie di rispettivi regolatori di corrente 39, l?intensit? di corrente di pilotaggio di ciascuna diversa stringa 40 di LED emettitori (tipo 1 o concentranti, tipo 2 o allarganti e tipo 3 o ellittici) agendo sui suddetti regolatori di corrente relativi 39.
I regolatori di corrente 39, che pilotano le stringhe 40 sono tutti del tipo a commutazione ad alta frequenza e ad elevata efficienza di conversione. In una realizzazione preferita, tali regolatori 39 sono del tipo buck e sono governati dal microprocessore 33 mediante opportuni canali PWM di uscita del microprocessore stesso 33. In tal caso, il microprocessore 33 regola l?intensit? delle tre correnti modulando il duty-cycle dei tre canali PWM.
In una seconda possibile realizzazione del circuito elettronico di controllo 23 (mostrata nello schema a blocchi di figura 10B), i LED emettitori sono pilotati da un secondo piccolo microprocessore 41 alloggiato in un circuito (circuito LED 42) separato dal circuito principale 43. In questo caso, il secondo microprocessore 41 colloquia con il microprocessore principale 33 mediante una linea seriale 44.
Questa seconda realizzazione ha il vantaggio di una maggiore standardizzazione, poich? il circuito principale 43 ? universale e si pu? utilizzare in tutti gli apparecchi di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, indipendentemente dalle dimensioni e dalla configurazione ottica specifica, mentre il circuito LED 42 ? ci? che personalizza eventualmente modelli diversi con configurazioni geometriche dei LED diverse.
Il microprocessore principale 33 colloquia con il microprocessore 41 della stringa di LED mediante una linea seriale che pu? essere di tipo monodirezionale a un solo filo (solo comandi inviati dal microprocessore 33 al microprocessore 41), bidirezionale a un solo filo (comandi inviati dal microprocessore 33 e risposte ricevute dal microprocessore 41 a divisione di tempo) e bidirezionale a due fili (comandi inviati dal microprocessore 33 e risposte ricevute dal microprocessore 41 in parallelo).
La prima e la seconda soluzione sono preferite perch? minimizzano il costo della interconnessione tra i due circuiti 42 e 43, che pu? cos? essere realizzata a soli 3 fili: V, TX(RX) e filo comune.
Il circuito LED 42 ? di semplice ed economica realizzazione, perch?, preferibilmente, i convertitori a commutazione che regolano le intensit? di corrente delle stringhe 40 di LED ad alta frequenza ed alta efficienza sono realizzati aggiungendo pochi componenti di potenza alle porte del microprocessore 41 che generano i tre segnali PWM di regolazione. Tutti i componenti, compresi i LED emettitori, sono del tipo SMT (Surface Mount Technology) e sono montati sulla stessa scheda elettronica che ? collegata alla scheda principale, mediante un connettore, con un cavetto a tre poli.
Il funzionamento del sistema integrato di fissaggio meccanico e connessione elettrica, secondo la presente invenzione, ? sostanzialmente il seguente.
In presenza di alimentazione a 230Vac, una volta installato, un apparecchio di illuminazione di emergenza 2, 3, 4, 5, 6 realizza le funzioni di sicurezza proprie, quali l?accensione dei propri LED 25 in caso di blackout, la carica della propria batteria 71 e il monitoraggio del proprio stato di funzionamento in presenza di alimentazione.
In fase di configurazione, l?installatore pu? agire in vari modi per programmare la modalit? di funzionamento dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6:
? agendo sui selettori di configurazione 35, che possono essere dip-switches, ponticelli, selettori rotativi o altri dispositivi elettromeccanici integrati nel circuito principale 43;
? interagendo con l?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 tramite un modulo esterno di comunicazione collegato all?interfaccia seriale 37; per esempio, se ? collegato un modulo radio 81, l?installatore pu? programmare le modalit? di funzionamento mediante una interfaccia utente residente su PC o su uno smartphone o su un tablet eventualmente collegato remotamente via internet o mediante interfaccia cloud.
L?installatore pu? anche configurare le modalit? di funzionamento di base dell?apparecchio di illuminazione di emergenza 2, 3, 4, 5, 6, quali:
? la modalit? di accensione della luce, tra ?sempre accesa? o ?solo emergenza?;
? la durata dell?accensione in caso di blackout, cio? il numero di ore di accensione desiderato in assenza di rete elettrica;
? le modalit? di autodiagnosi e di esecuzione dei test periodici.
In aggiunta, l?installatore ? in grado di configurare la modalit? di utilizzo dell?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6 in relazione alle condizioni geometriche di installazione. Ad esempio, possono essere catalogate le seguenti diverse condizioni di installazione:
? Segnaletica;
? Corridoio a Parete;
? Corridoio Soffitto;
? Sopra-Porta;
? Grande Aera Parete;
? Grande Area Soffitto.
A ciascuna di queste condizioni ? associata una diversa distribuzione spaziale della luce che viene ottenuta regolando opportunamente l?intensit? di ciascuna stringa 40 di LED. Ad esempio dovendo illuminare un corridoio la luce sar? emessa principalmente da lenti ellittiche di tipo 3.
La seguente tabella riporta, a titolo di esempio, uno schema di ottimizzazione realizzato con il pilotaggio di tre insiemi di lenti di tipo ?Side emitting? (tipo 3), ?Lungaluce? (tipo 1), ?Largaluce? (tipo 2):
In questo modo, l?installatore, utilizzando un unico tipo di apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, lo pu? adattare mediante la configurazione iniziale a qualsiasi condizione di installazione.
La configurazione pu? essere anche personalizzata in base alla simulazione illuminotecnica effettuata in sede di progettazione di un impianto di illuminazione di emergenza, ritagliando le prestazioni illuminotecniche ?su misura?. Una volta effettuata la simulazione illuminotecnica, un apposito programma di calcolo fornisce le percentuali di pilotaggio dei tre canali della stringa 40 di LED, che vengono inviate, via cloud, mediante l?interfaccia di comunicazione radio 81. L?apparecchio di illuminazione 2, 3, 4, 5, 6, quindi, una volta installato, riceve, ad esempio via radio tramite il modulo di comunicazione 81 alloggiato nella scatola di derivazione 10, la propria configurazione illuminotecnica ottimizzata relativa alla propria posizione. Si realizza cos? una ottimizzazione della distribuzione della luce di sicurezza per quella specifica installazione; inoltre, la batteria 71 viene utilizzata nel modo migliore possibile avendo scelto in fase di progettazione se privilegiare l?intensit? luminosa o la durata e la distribuzione spaziale desiderata della luce.
L?invenzione cos? concepita e qui illustrata ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo delle rivendicazioni allegate.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Infine, i componenti impiegati, purch? compatibili con l?uso specifico, nonch? le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati acclusi al solo scopo di aumentare l?intelligibilit? delle rivendicazioni e, di conseguenza, tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull?interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.
Claims (12)
1. Sistema integrato di fissaggio meccanico e connessione elettrica, caratterizzato dal fatto di comprendere una scatola di derivazione (10) ed un apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6), in cui detta scatola di derivazione (10) include un primo connettore elettrico multipolare (11) per il collegamento elettrico di detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) alla rete elettrica (31) di un impianto, un meccanismo di aggancio ed un secondo connettore elettrico (62) per il fissaggio ed il collegamento elettrico di detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) a detta scatola di derivazione (10), un vano (14) atto ad ospitare accessori dell?apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) ed uno spazio interno (15) a disposizione dell?installatore per i cablaggi dell?impianto elettrico che passano in corrispondenza di raccordi (16) posti lateralmente e/o sul fondo di detta scatola di derivazione (10).
2. Sistema integrato come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo di aggancio comprende una serie di sedi sagomate (12) praticate sul retro di detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) e da parte opposta rispetto ad una superficie (22) di emissione luminosa dell?apparecchio (2, 3, 4, 5, 6), atte all?alloggiamento di detta scatola di derivazione (10), ed una serie di ganci a molla realizzati su detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6), che si incastrano nelle pareti di detta scatola di derivazione (10).
3. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta scatola di derivazione (10) ? dotata di un coperchio amovibile a copertura di detto vano (14) e di detto spazio interno (15).
4. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all?interno di detta scatola di derivazione (10) ? fissata una bolla (171), atta a posizionare detta scatola di derivazione (10) in posizione orizzontale.
5. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) presenta, sulle rispettive pareti laterali e/o su pareti di fondo opposte a detta superficie (22) di emissione luminosa dell?apparecchio (2, 3, 4, 5, 6), forme preincise per la rimozione di rispettivi setti (21), al fine di consentire il passaggio di tubature (17) di un impianto elettrico.
6. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all?interno di detto vano (14) della scatola di derivazione (10) ? presente una batteria ausiliaria (61), connessa a detto secondo connettore elettrico (62), per il collegamento a detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6).
7. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all?interno di detto vano (14) della scatola di derivazione (10) ? presente un modulo di comunicazione radio (81), connesso a detto secondo connettore elettrico (62), per la realizzazione di reti di apparecchi di illuminazione interconnessi e controllabili da remoto.
8. Sistema integrato come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto modulo di comunicazione radio (81) integra un sensore di temperatura e/o altri sensori di posizionamento e/o dispositivi di collegamento a sistemi di emergenza e/o sistemi di ripetizione del segnale Wi-Fi.
9. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all?interno di detto vano (14) della scatola di derivazione (10) ? alloggiato un modulo elettronico (91), connesso a detto secondo connettore elettrico (62), per il monitoraggio dell?impianto elettrico di cui detta scatola di derivazione (10) fa parte e la misura della potenza e dell?energia consumate da utenze elettriche dell?impianto elettrico o dagli apparecchi di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) associati a detto impianto elettrico.
10. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) presenta una serie di lenti e/o LED (25) su detta superficie (22) di emissione luminosa, posti in modo tale che una porzione riflettente (26) di detta superficie (22) di emissione luminosa presenti una o pi? stringhe (40) di LED e che ciascun insieme di LED di una stringa (40) sia associato ad una specifica tipologia di lente ottica, in cui le lenti ottiche sono progettate in modo da creare un fascio luminoso concentrato, allargato ed ellittico.
11. Sistema integrato come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) presenta un circuito elettronico di controllo (23) comprendente un primo microprocessore (33), che ? connesso ad un blocco (34) contenente un alimentatore, un carica-batteria e sensori di presenza della rete elettrica e che ? configurato per gestire il funzionamento di detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) e la carica di una batteria principale (71) di detto apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) e di detta batteria ausiliaria (61) inserita nella scatola di derivazione (10), detto primo microprocessore (33) essendo connesso ad un?interfaccia seriale (37) per comunicare con detta scatola di derivazione (10) ed essendo atto a regolare, tramite una serie di rispettivi regolatori di corrente (39), l?intensit? di corrente di pilotaggio di ciascuna stringa (40) di LED.
12. Sistema integrato come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto primo microprocessore (33) ? connesso, tramite una linea seriale (44), ad un secondo microprocessore (41), che ? atto a pilotare ciascuna stringa (40) di LED tramite rispettivi regolatori di corrente (39), detto circuito elettronico di controllo (23) essendo suddiviso in un circuito elettronico principale (43), che comprende detto primo microprocessore (33), detto blocco (34) contenente detto alimentatore, detto carica-batteria e detti sensori di presenza della rete elettrica, detta batteria principale (71) dell?apparecchio di illuminazione (2, 3, 4, 5, 6) e detta interfaccia seriale (37), e in un circuito elettronico secondario (42), che comprende detto secondo microprocessore (42), detti regolatori di corrente (39) e dette stringhe (40) di LED.
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