ITCR20080018A1 - Dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI COMANDO DI TIPO CAPACITIVO A SFIORAMENTO

DESCRIZIONE

L’invenzione si rivolge al settore dell’impiantistica elettrica. Più nel dettaglio, l’invenzione riguarda un dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento con funzioni di accensione e spegnimento di apparecchiature elettriche alimentate in corrente continua o alternata. Tali dispositivi di comando utilizzano sostanzialmente il principio di funzionamento dei condensatori: componenti elettrici che immagazzinano l'energia in un campo elettrostatico, accumulando al loro interno una certa quantità di carica elettrica.

Tecnicamente un condensatore à ̈ costituito da una coppia di corpi conduttori, detti armature, separati da un materiale isolante. Per caricare un condensatore à ̈ necessario collegare le armature ai capi di un generatore elettrico; al termine del processo, le due armature sono elettricamente cariche, una positivamente, l’altra negativamente, e manifestano una differenza di potenziale, detta tensione, direttamente proporzionale, secondo una costante definita capacità elettrica, alla quantità di carica accumulata. L’energia spesa dal generatore per caricare il condensatore viene immagazzinata tra le due armature sotto forma di energia elettrostatica, che viene restituita nel processo di scarica.

In sostanza, un interruttore capacitivo à ̈ un dispositivo elettrico in grado di percepire la variazione di capacità di un circuito elettrico comprendente condensatori, provocata dal contatto di una parte del corpo dell’utilizzatore, ad esempio un dito o il palmo della mano, quando questo sfiora un particolare elettrodo, fungente da sensore. La superficie attiva di un interruttore capacitivo à ̈ costituita perciò da un elettrodo conduttivo posteriore disposto accoppiato con uno strato di materiale isolante anteriore. Se un individuo sfiora la superficie attiva dell’interruttore, interferisce con il campo elettrico davanti al materiale isolante, questo determina una variazione della capacità del circuito che viene convertita in un comando di commutazione.

La superficie a sfioramento per l’attivazione del comando à ̈ verticale e chiude anteriormente il dispositivo.

Tali dispositivi noti di tipo capacitivo, inoltre, comprendono anche mezzi atti a fornire indicazioni di stato, ad esempio sistemi acustici o ottici a spia luminosa.

I dispositivi di segnalazione luminosa possono in particolare comprendere led retro illuminanti per essere facilmente individuabili anche in caso di completa oscurità.

Gli interruttori capacitivi noti vengono normalmente alloggiati all’interno di scatole in plastica da incassare nello spessore di pareti e sono chiusi esteriormente da una cornice di finitura.

Questi sistemi offrono già alcuni vantaggi rispetto ai tradizionali interruttori elettromeccanici: non ci sono parti meccaniche in movimento, quindi il dispositivo non ha sostanziali problemi di usura, non si verificano scintille durante la fase di commutazione, non provocano disturbi da emissioni elettromagnetiche, possono essere resinati e quindi risultano a tenuta stagna e ben isolati.

Le suddette caratteristiche li rendono particolarmente utilizzati nel settore nautico o in particolari locali tecnici come ad esempio laboratori di analisi, studi di registrazione, ecc...

Svantaggiosamente però la forma di questi interruttori à ̈ poco ergonomica, in quanto la superficie a sfioramento verticale rende meno facile l’attivazione rispetto agli interruttori di tipo tradizionale che hanno una porzione sporgente più accessibile.

Ulteriore svantaggio à ̈ dovuto all’intensità luminosa del led utilizzato per indicare lo stato dell’interruttore: spesso la sorgente luminosa risulta troppo concentrata ed intensa provocando fastidi o intolleranze da parte degli utilizzatori, ad esempio nelle camere da letto o negli ambienti dove à ̈ richiesta un’oscurità pressoché totale.

L’invenzione si propone di superare questi limiti, realizzando un dispositivo di comando di tipo capacitivo di forma ergonomica, più facilmente accessibile per l’utilizzatore, di dimensioni combinabili con componentistica elettrica già in commercio, con un sistema di segnalazione luminosa di stato idonea a non creare inutili fastidi agli occhi o ad interferire con l’ambiente circostante.

Tali scopi sono raggiunti con un dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento atto ad essere contenuto in un alloggiamento ricavato in una parete piana comprendente:

- una scheda elettronica di supporto di un circuito elettrico capacitivo di tipo noto, comprendente almeno un microprocessore, in cui la variazione di capacità di almeno un condensatore comanda almeno un’apparecchiatura elettrica;

- mezzi di attivazione di detto circuito capacitivo;

caratterizzato dal fatto che detti mezzi di attivazione comprendono una lastra, realizzata in materiale elettricamente isolante rivestito con un opportuno strato di deposizione elettroconduttiva sulla sua faccia posteriore, che realizza un’armatura del condensatore appartenente al circuito sul quale viene effettuata la misura della variazione della capacità, e che detta lastra à ̈ aggettante rispetto a detta parete piana formando con essa un angolo acuto.

La lastra, sporgente dalla sede di alloggiamento, presenta (o può presentare) un effetto visivo specchiato, dovuto allo strato di deposizione elettroconduttiva su policarbonato o al fatto di essere costituita da vetro di tipo basso emissivo.

La lastra comprende almeno una scanalatura disposta sulla sua faccia posteriore che interessa lo strato di deposizione elettroconduttiva e penetra all'interno del materiale della lastra stessa.

I mezzi di attivazione a lastra sono sostenuti da una guida longitudinale e possono essere utilizzati anche per una pluralità di comandi, semplicemente interrompendo lo strato di deposizione elettroconduttiva con delle soluzioni di continuità.

A detta guida à ̈ associata anche una scheda elettronica che supporta il circuito elettrico, i contatti elettrici dei singoli interruttori e i led di segnalazione luminosa. Detti led, atti a segnalare lo stato del dispositivo, sono preferibilmente puntiformi, del tipo monocromatico, RGB o bicolori. La loro luce à ̈ convogliata all’interno di stretti canali, ricavati nella guida, viene rifratta dal materiale della lastra e trova sbocco in una scanalatura, realizzata preferibilmente in mezzeria della lastra stessa.

Secondo una variante di realizzazione il dispositivo può comprendere un cicalino o un segnalatore acustico indicativo dell’avenuta attivazione del comando.

L’invenzione presenta altri vantaggi oltre a quelli tipici dei dispositivi a sfioramento capacitivo noti: che cioà ̈ non si usurano poiché non esiste alcuna attivazione meccanica che si può consumare, sono più sicuri per l’assoluta assenza di scintillamenti e disturbi elettromagnetici tipici dell’apertura e chiusura dei contatti elettrici tradizionali, sono silenziosi per l’assoluta assenza di rumorosità nel comando.

Più vantaggiosamente rispetto all’arte nota, il trovato presenta infatti una forma ergonomica che lo rende di più facile accesso e utilizzo; garantisce un’emissione luminosa di segnalazione meno invasiva, rispettando le condizioni ambientali circostanti.

La possibilità di utilizzare un’unica lastra per ottenere un comando plurimo à ̈ ulteriore vantaggio del trovato: con un solo formato si possono soddisfare più moduli con un risparmio economico sulla produzione.

Queste peculiarità rendono il sistema di assoluta affidabilità anche per applicazioni industriali e nel settore della nautica senza tralasciare la possibilità di adattarsi ad ambienti di prestigio e design innovativo, garantendo un’ottima qualità estetica.

I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui viene descritta una modalità preferita di realizzazione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure dove: la Fig. 1 rappresenta una vista frontale di un dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento secondo il trovato con comando unico; la Fig. 2 rappresenta una vista frontale di un dispositivo a sfioramento con comando plurimo;

la Fig. 3 rappresenta una vista laterale di un dispositivo a sfioramento alloggiato in una parete;

la Fig. 4 rappresenta una sezione trasversale lungo il piano verticale IV-IV del dispositivo a sfioramento di Figg. 1 e 2;

la Fig. 5 rappresenta una vista frontale dal lato interno di un particolare costituente il dispositivo secondo il trovato;

la Fig. 6 rappresenta una vista dall’alto dello stesso particolare di Fig. 5;

la Fig. 7 rappresenta una sezione secondo la linea VII-VII di Fig. 6.

Con riferimento alle figure à ̈ mostrato un dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento associato ad un telaio 1, applicato ad una parete 2, eventualmente appartenente direttamente all’apparecchiatura elettrica da comandare, ove à ̈ stato opportunamente predisposto un alloggiamento 20 con tecniche di tipo noto. Per nascondere il telaio funzionale 1 ed eventuali porzioni di alloggiamento 20 scoperte à ̈ prevista una cornice di finitura 14, personalizzabile nei colori e nelle forme.

Il circuito elettrico capacitivo di tipo noto che sovrintende al funzionamento del dispositivo à ̈ associato ad una scheda elettronica 3, comprendente almeno un microprocessore o microcontrollore, connessa elettricamente a mezzi di attivazione 4 a sfioramento.

Detti mezzi di attivazione 4 comprendono una lastra 5, non necessariamente piana, fungente da sensore, realizzata in policarbonato con uno strato di deposizione elettroconduttiva 6 sulla sua faccia posteriore, cioà ̈ rivolta verso l’alloggiamento 20, oppure con un vetro basso emissivo, che conferisce un effetto tipo specchiato alla lastra stessa.

Detto strato 6 realizza un’armatura di un condensatore appartenente al circuito elettrico capacitivo sul quale viene effettuata la misura della variazione della capacità quando l’utilizzatore sfiora la lastra 5.

Il piano medio della lastra 5 forma con la parete piana 2 un angolo acuto a , che la rende aggettante rispetto al piano d'installazione.

Detta lastra 5 presenta, sulla sua faccia posteriore, una scanalatura 13 ottenuta mediante un solco orizzontale che interessa lo strato 6 e penetra all’interno del materiale della lastra stessa. Il solco à ̈ preferibilmente situato nella porzione centrale della lastra 5.

I mezzi di attivazione 4 sono sorretti da una guida longitudinale 7, a sua volta fissata al telaio 1 del dispositivo mediante una lamiera sagomata 15. Detta guida 7 supporta la scheda elettronica 3 e comprende fori 12 attraverso i quali si incanala la luce emessa da led 9 a loro volta montati sulla scheda 3 e collegati al circuito elettrico capacitivo.

I fori 12 sono posizionati in corrispondenza dei led 9 e si affacciano sulla sommità della lastra in asse alla scanalatura 13, per consentire alla luce di diffondersi per rifrazione all’Interno della lastra 5 ed emergere con particolare risalto in corrispondenza della scanalatura 13 stessa.

I led 9 sono preferibilmente del tipo puntiforme, del tipo RGB o bicolore, e possono variare la colorazione in relazione allo stato di attivazione del dispositivo.

Nelle Figure 2, 5, 6 e 7 à ̈ illustrata una variante del dispositivo, comprendente una pluralità di comandi.

In particolare la Fig. 2 illustra due soluzioni di continuità 11 atte ad interrompere lo strato di deposizione 6 in modo da suddivide in tre porzioni elettricamente indipendenti i mezzi di attivazione 4 pur mantenendo l’integrità della lastra 5.

Al fine di garantire le funzionalità e le caratteristiche sopradescritte anche per ogni singolo comando, ogni porzione prevede la presenza di una scanalatura 13, e la guida 7 comprende tre fori 12 per il passaggio della luce di tre rispettivi led 9.

Il trovato à ̈ un dispositivo elettronico capacitivo facente funzione di interruttore o commutatore per punti luce o apparecchiature elettriche. Il funzionamento à ̈ basato su un sistema di rilevazione delia variazione di capacità di un circuito elettrico capacitivo quando la lastra 5 entra in contatto con una parte del corpo umano. In particolare, quando il dito o il palmo della mano dell’utilizzatore sfiorano la lastra 5 aggettante, il condensatore creato tra lo strato di deposizione 6, la lastra 5 e il corpo umano, provoca una variazione della capacità complessiva del circuito ed attiva il comando, qualsiasi esso sia. Il colore della luce del led 9, percepibile in particolare attraverso la scanalatura 13, varia opportunamente per segnalare il cambiamento di stato dell'interruttore. Se presente la funzione, il circuito emette un segnale acustico all’attivazione del comando.

Il trovato à ̈ realizzabile in numerose varianti di forma e colore, costituendo quindi anche un valido strumento creativo per arredatori e architetti che possono proporre un design innovativo unito ad una tecnologia all’avanguardia. A tale proposito la lastra fungente da sensore può essere realizzata con materiali aventi le caratteristiche sopra esposte, ma con natura e forme rispondenti alle varie richieste di design. Ad esempio i materiali utilizzabili, oltre al vetro e policarbonato, sono il cristallo naturale o artificiale, tagliato in modo da ottenere forme diverse mantenendo la stessa funzione di comando e segnalazione.

E’ chiaro che il dispositivo secondo il trovato possiede tante diverse applicazioni: può essere utilizzato per l’accensione di punti luce, l’attivazione di apparecchiature elettriche ed in ogni altra applicazione dove si richiede l’uso di un interruttore di comando, avendo inoltre la possibilità di effettuare una comunicazione dati, nel caso in cui fosse dotato di un’interfaccia esterna atta a realizzare una rete di interruttori di comando, sempre raggiungendo i vantaggi che sono stati più sopra evidenziati.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di comando di tipo capacitivo a sfioramento atto ad essere contenuto in un alloggiamento (20) ricavato in una parete piana (2) comprendente: - una scheda elettronica (3) di supporto di un circuito elettrico capacitivo di tipo noto, comprendente almeno un microprocessore, in cui la variazione di capacità di almeno un condensatore comanda almeno un’apparecchiatura elettrica; - mezzi di attivazione (4) di detto circuito capacitivo; caratterizzato dal fatto che detti mezzi di attivazione comprendono una lastra (5), realizzata in materiale elettricamente isolante rivestito con un opportuno strato (6) di deposizione elettroconduttiva sulla sua faccia posteriore, che realizza un’armatura del condensatore appartenente al circuito sul quale viene effettuata la misura della variazione della capacità; e che detta lastra (5) à ̈ aggettante rispetto a detta parete piana (2) formando con essa un angolo acuto (a).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta lastra (5) comprende almeno una scanalatura (13) disposta sulla sua faccia posteriore che interessa lo strato (6) e penetra all’interno del materiale della lastra (5).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dai fatto che detti mezzi di attivazione (4) sono sostenuti tramite una guida (7) di supporto orizzontale superiore con funzione di sostegno e alloggiamento della scheda elettronica (3) che supporta almeno un led (9) del circuito elettrico.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta lastra (5) comprende almeno una soluzione di continuità (11) dello strato conduttivo (6), ottenendo un dispositivo di comando plurimo con una sola lastra (5).
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta scheda elettronica (3) comprende almeno un led (9) per ogni comando associato alla lastra (5).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il led (9) Ã ̈ del tipo ad emissione puntiforme, per segnalare lo stato del dispositivo.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta guida (7) comprende fori (12) atti a convogliare e mantenere più stretto l’angolo di emissione della luce prodotta dal led (9).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la lastra (5) diffonde a mezzo di rifrazione la luce del led (9) che trova sbocco nella scanalatura (13) segnalando lo stato del dispositivo di comando.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito elettrico comprende un cicalino o un segnale acustico attivato dal cambio di stato.