ITMC20120006A1 - Sistema di luci ad effetti sincronizzati. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
"SISTEMA DI LUCI AD EFFETTI SINCRONIZZATI"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un sistema di luci ad effetti sincronizzati, atto a generare innumerevoli effetti di luci, movimenti ed eventualmente effetti colore.
Sono noti in commercio vari tipi di sistemi di luci a intermittenza.
In Fig. 1 viene illustrato un sistema di luci intermittenti secondo la tecnica nota, indicato complessivamente con il numero di riferimento (100).
Il sistema (100) comprende una pluralità di gruppi di luci (1, 2, 3, … N). Ciascun gruppo di luci comprende un’unità elettronica di controllo (U) alla quale sono collegate una pluralità di sorgenti luminose (L1, L2, L3, … LM).
Ciascun’unità di controllo (U) à ̈ collegata alla rete elettrica (R) per prelevare l’alimentazione elettrica (Vac) della rete e alimentare le sorgenti luminose.
Inoltre, ciascun’unità di controllo (U) à ̈ dotata di un proprio oscillatore, quale ad esempio un oscillatore al quarzo, per alimentare le sorgenti luminose (L1, … LM) secondo una sequenza stabilità e legata alla frequenza dell’oscillatore dell’unità di controllo (U).
In questo caso, le unità di controllo (U) dei vari gruppi luminosi (1, ... N) sono indipendenti tra loro e quindi i gruppi luminosi avranno effetti indipendenti tra loro e non possono essere sincronizzati. Dopo un breve periodo di tempo dall’accensione dei vari gruppi, generalmente pochi minuti, non si rispettano più le costanti di tempo dei vari componenti elettronici delle unità di controllo (U) e ciascun gruppo luminoso (1, … N) si illumina con un effetto casuale non prevedibile.
In seguito, elementi uguali o corrispondenti a quelli già descritti sono indicati con gli stessi riferimenti e si omette la loro descrizione dettagliata.
La Fig. 2 illustra un sistema di luci intermittenti sincronizzato (200) secondo la tecnica nota.
Il sistema (200) prevede che almeno un’unità di controllo (U) funga da master (M) e le altre unità di controllo (U) fungano da slave (S). Il master (M) à ̈ provvisto di un trasmettitore (Tx) e gli slave (S) sono provvisti di rispettivi ricevitori (Rx).
Il trasmettitore (Tx) e i vari ricevitori (Rx) sono collegati tra loro mediante un bus (B) per la trasmissione di dati. Il bus (B) può essere un cavo elettrico intrecciato, quale ad esempio un doppino telefonico. In questo modo, il master (M) trasmette sul bus (B) una sequenza di impulsi indicativo della sequenza di accensione delle varie sorgenti luminose (L1, … LM) dei vari gruppi (1, … N). Gli slave (S) ricevono gli impulsi trasmessi sul bus (B) ed in conformità accendono le proprie sorgenti luminose.
Tale sistema (200) risulta essere complesso per la difficoltà di far passare il bus (B) in un impianto elettrico preesistente. Inoltre anche il cablaggio delle unità di controllo (U) risulta essere maggiormente complesso, poiché tali unità di controllo, oltre ad essere collegate alla rete (R), devono essere collegate al bus (B), raddoppiando le operazioni di cablaggio.
Gli inconvenienti summenzionati sono risolti parzialmente nel sistema di luci intermittenti sincronizzate (300), di tipo noto, illustrato in Fig. 3.
Il sistema (300) prevede la sincronizzazione delle unità di controllo (U) dei vari gruppi luminosi (1, … N) mediante onde convogliate inviate sulla rete di alimentazione elettrica (R).
In questo caso, il trasmettere (Tx) del master (M) Ã ̈ accoppiato alla rete (R), mediante un modulatore (MOD) atto a modulare un segnale dati per poterlo inviare sulla rete. Invece i ricevitori (Rx) degli slave (S) sono accoppiati alla rete (R), mediante un demodulatore (DEM) atto a demodulare il segnale dati presente sulla rete.
Il modulatore (MOD) e i demodulatori (DEM) delle varie unità (U) possono essere realizzati mediante trasformatori (T) e capacità di disaccoppiamento (C, C’).
Il sistema (300) presenta l’inconveniente di elevati costi per la previsione del modulatore e dei demodulatori. Inoltre, il sistema (300) à ̈ soggetto a elevati disturbi, soprattutto se alla rete elettrica (R) sono collegati altri modem.
Per risolvere i problemi inerenti al cablaggio, Ã ̈ noto un sistema (400) di luci intermittenti sincronizzate comandate mediante comunicazione radio.
In questo caso il trasmettitore del master à ̈ provvisto di un’antenna trasmittente (AT) atta a trasmettere un segnale dati modulato in radiofrequenza e i ricevitori degli slave sono provvisti di un’antenna ricevente (AR) atta a ricevere il segnale dati trasmesso dal master (M).
Anche il sistema (400) à ̈ molto costoso, a causa della previsione dei ricetrasmettitori a radiofrequenza e delle antenne e non à ̈ immune da disturbi radio.
Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti delle tecniche note, fornendo un sistema di luci ad effetti sincronizzati, che sia versatile, pratico, economico, di semplice istallazione e di semplice realizzazione.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il sistema di luci secondo l’invenzione à ̈ atto ad essere collegato ad una rete elettrica avente una tensione di rete in corrente alternata. Il sistema comprende una pluralità di gruppi di luci, in cui ciascun gruppo di luci comprende un’unità elettronica di controllo alla quale sono collegate una pluralità di sorgenti luminose. Ciascun’unità di controllo à ̈ collegata alla rete elettrica in modo da ottenere l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose.
Ciascuna unità di controllo comprende:
- un rilevatore di passaggio per lo zero atto a rilevare tutti i passaggi per lo zero della tensione elettrica; e
- un processore atto a contare detti passaggi per lo zero, e in conformità comandare l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose.
Appaiono evidenti i vantaggi del sistema secondo l’invenzione in cui, tutte le unità di controllo sono sincronizzate con la frequenza di rete. Il sistema secondo l’invenzione à ̈ maggiormente immune ai disturbi rispetto ai sistemi noti e si evitano cablaggi complessi e l’utilizzo di costosi dispositivi, quali ricetrasmettitori, modulatori e demodulatori.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita alle sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 Ã ̈ uno schema a blocchi illustrante un sistema di luci intermittenti, secondo la tecnica nota;
la Fig. 2 Ã ̈ uno schema a blocchi illustrante un sistema di luci intermittenti, sincronizzate mediante un bus, secondo la tecnica nota;
la Fig. 3 Ã ̈ uno schema a blocchi illustrante un sistema di luci intermittenti, sincronizzate mediante onde convogliate, secondo la tecnica nota;
la Fig. 4 Ã ̈ uno schema a blocchi illustrante un sistema di luci intermittenti, sincronizzate mediante onde radio, secondo la tecnica nota;
la Fig. 5 à ̈ uno schema a blocchi illustrante un sistema di luci ad effetti sincronizzati, in cui le luci sono sincronizzate mediante frequenza di rete, secondo l’invenzione;
la Fig. 6 à ̈ uno schema a blocchi, illustrante in maggiore dettaglio l’unità di controllo di un gruppo di sorgenti luminose del sistema di Fig. 5;
la Fig. 7 à ̈ uno schema illustrante la trasmissione dei segnali che controllano il funzionamento del sistema di Fig. 5, la Fig. 8 à ̈ uno schema a blocchi illustrante un perfezionamento del sistema di luci intermittenti sincronizzato di Fig. 5, che include l’invio di micro-interruzioni per la programmazione dei parametri di ogni singola unità ; e
la Fig. 9 mostra due grafici illustranti l’andamento della tensione sulla rete all’ingresso delle unità di controllo e il segnale di comando generato dalle unità di controllo.
Per ora con riferimento alle Figg. 5 – 7 viene descritto il sistema di luci intermittenti, sincronizzate secondo l’invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (500).
Il sistema (500) comprende una pluralità di gruppi di luci (1, 2, 3, … N). Ciascun gruppo di luci comprende un’unità elettronica di controllo (UC) alla quale sono collegate una pluralità di sorgenti luminose (L1, L2, L3, … LM).
Ciascun’unità di controllo (UC) à ̈ collegata alla rete elettrica (R) destinata all’alimentazione delle sorgenti luminose.
Con riferimento a Fig. 6, l’unità di controllo (UC) comprende un rilevatore di passaggio per lo zero (10) atto a rilevare tutti i passaggi per lo zero della tensione alternata di rete (Vac) che, come à ̈ noto, ha un andamento sinusoidale con una semionda positiva e una semionda negativa; quindi il rilevatore di passaggio per lo zero (10) rileverà un passaggio per lo zero ogni volta che la tensione di rete (Vac) passa da postiva (+) a negativa (–) e viceversa.
Anche se inseguito si parlerà specificatamente di rilevatore di passaggio per lo zero, l’invenzione si estende a qualsiasi circuito equivalente che può rilevare ad esempio i massimi, i minimi o punti intermedi della sinusoide della tensione di rete (Vac), con una frequenza proporzionale alla frequenza di rete.
Il rilevatore di passaggio per lo zero (10) può essere realizzato, in modo noto, con un amplificatore operazionale o con transistor MOS, ad effetto di campo FET o bipolare BJT.
Con riferimento anche a Fig. 7, il rilevatore di passaggio per lo zero (10) emette in uscita un treno di impulsi (S), in cui ciascun impulso si trova in corrispondenza del passaggio per lo zero della sinusoide della tensione di rete (Vac). Pertanto la frequenza degli impulsi del treno di impulsi (S) emesso dal rilevatore (10) Ã ̈ il doppio della frequenza di rete.
Quindi, se la tensione di rete (Vac) à ̈ una sinusoide con una frequenza di 50 Hz, cioà ̈ un periodo di 0,02 secondi, il treno di impulsi (S) avrà una frequenza di 100 Hz e un periodo di 0,01 secondo.
Il treno di impulsi (S) viene inviato ad un processore (20) dell’unità di controllo (UC) che comprende un contatore (21). Il contatore (21) conta gli impulsi del treno di impulsi (S) ed emette in uscita un segnale numerico (D) corrispondente ad una sequenza di numeri in base agli impulsi contati.
L’unità di controllo (UC) comprende una memoria (30) in cui à ̈ memorizzato un programma contenete valori numerici (M) indicativi delle varie sorgenti luminose (L1, L2 … LM) da accendere, e la sequenza di accensione e spegnimento di tali sorgenti luminose. Tali valori numerici (M) sono preimpostati in ciascun memoria (30).
Il segnale numerico (D) uscente dal contatore (21) e i valori numerici (M) memorizzati nella memoria (30) sono inviati ad un comparatore (22) facente parte del processore (20) dell’unità di controllo (UC). Il comparatore (22) confronta i numeri del segnale numerico (D) proveniente dal contatore (21) con i valori numerici (M) memorizzati nella memoria (30). Quando i numeri del segnale numerico (D) sono uguali ai valori numerici (M) della memoria, il comparatore (22) invia rispettivi segnali di comando (C1, C2, C3, … CM) a rispettivi dispositivi di potenza (P1, P2, P3, … PM) che comandano le rispettive sorgenti luminose (L1, … LM).
I dispositivi di potenza (P1, … PM) possono essere triac o dispositivi equivalenti, montati nell’unità di controllo (UC). Le sorgenti luminose (L1, … LM) possono essere lampade, colorate o meno, LED, o preferibilmente LED di tipo RGB in modo da generare diversi colori, in conformità alle loro combinazioni di accensione e spegnimento.
Con riferimento a Fig. 7 viene illustrato un esempio in cui dopo un secondo dall’accensione del sistema (500) si desidera l’accensione di due sorgenti luminose (L1, L2) del primo gruppo di luci (1).
In questo caso, nella memoria (30) dell’unità di controllo (UC) sono memorizzati i numeri 100 e 300. Conseguentemente, dopo che il contatore (21) ha contato 100 impulsi a partire dall’accensione del sistema, cioà ̈ dopo che à ̈ passato un secondo, il compratore (22) invia segnali controllo di tipo ON (C1, C2) ai due dispositivi di potenza (P1, P2) che possono essere consideri come interruttori normalmente aperti che quindi vengono chiusi per alimentare le sorgenti luminose (L1, L2).
Dopo che il contatore (21) ha contato 300 impulsi a partire dall’accensione del sistema, cioà ̈ dopo che sono passati due secondi dall’accensione delle sorgenti luminose (L1, L2), il compratore (22) invia segnali controllo di tipo OFF (C1, C2) ai due dispositivi di potenza (P1, P2) aprendo gli interruttori in modo da spegnere le sorgenti luminose (L1, L2).
Bisogna considerare che tutti i gruppi di luci (1, … N) sono sincronizzati con la frequenza della rete (R), mediante le loro unità di controllo (UC), pertanto con il sistema (500) si riesce ad ottenere una perfetta sincronizzazione dei vari gruppi di luce, completamente immune da disturbi ed evitando complessi cablaggi delle unità di controllo (UC) e l’utilizzo di costosi dispositivi, quali ricetrasmettitori, modulatori e demodulatori.
Nella forma di realizzazione illustrata in Fig. 5, le sequenze di accensione e spegnimento delle varie sorgenti luminose dei vari gruppi di luci sono strettamente vincolate ai valori numerici (M) preimpostati e memorizzati nelle memorie (30) delle rispettive unità di controllo (UC).
La Fig. 8 illustra una variante del sistema (500) che consente una programmazione degli intervalli di accensione e spegnimento delle sorgenti luminose dei vari gruppi di luce, in modo da ottenere diversi effetti luce.
In questo caso, un’interfaccia (50) à ̈ collegata alla rete elettrica (R), a monte di almeno un gruppo di luci (1, …N).
L’interfaccia (50) comprende un interruttore comandato (51) atto a generare brevissime interruzioni (passaggi per lo zero) della tensione di alimentazione. L’interruttore (51) à ̈ normalmente chiuso e può essere comandato da un processore (P) programmabile da un operatore.
Tali interruzioni di alimentazione hanno una durata dell’ordine di qualche micro secondo (micro-interruzione) e sono inviate alle unità di controllo (UC) in discordanza con la frequenza di rete. In Fig. 9 à ̈ illustrato un esempio, in cui durante un periodo della sinusoide della tensione di rete, sono state inviate quattro micro-interruzioni, conseguentemente il contatore (21) conterà sei passaggi per lo zero anziché due.
Conseguentemente, a causa di tali micro-interruzioni, il processore (20) dell’unità di controllo vede un conteggio più rapido rispetto alla frequenza di rete. Quindi le microinterruzioni indicano al processore (20) che si intende procedere alla variazione del programma contenuto nella memoria (30).
In conformità alle micro interruzioni contate dal contatore (21), il processore (20) dell’unità di controllo sospende l’esecuzione del programma della memoria (30), passa in una modalità di programmazione e ri-programma i valori numerici contenuti nella memoria (30). Pertanto, in questo la memoria (30) di ciascun’unità di controllo deve essere di tipo scrivibile, per poter essere riprogrammata grazie alle microinterruzioni generate dall’interfaccia (50).
Alle presenti forme di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1) Sistema (500) di luci a intermittenza atto ad essere collegato ad una rete elettrica (R) avente una tensione di rete (Vac) in corrente alternata, detto sistema (500) comprendendo una pluralità di gruppi di luci (1, 2, 3, … N), in cui ciascun gruppo di luci comprende un’unità elettronica di controllo (UC) alla quale sono collegate una pluralità di sorgenti luminose (L1, L2, L3, … LM), ciascun’unità di controllo (UC) essendo collegata alla rete elettrica (R) per prelevare la tensione elettrica (Vac) della rete e alimentare le sorgenti luminose in modo da ottenere l’accensione e lo spegnimento delle sorgenti luminose, caratterizzato dal fatto che ciascuna unità di controllo (UC) comprende: - un rilevatore di passaggio per lo zero (10) atto a rilevare tutti i passaggi per lo zero della tensione elettrica (Vac) della rete, e - un processore (20) atto a contare detti passaggi per lo zero della tensione elettrica (Vac) della rete e in conformità comandare l’accensione e lo spegnimento di dette sorgenti luminose (L1, … LM).
- 2) Sistema (500) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto rilevatore di passaggio per lo zero (10) emette in uscita un treno di impulsi (S) in cui ciascun impulso à ̈ emesso nell’istante in cui la tensione elettrica di rete (Vac) passa per lo zero.
- 3) Sistema (500) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ciascuna unità di controllo (UC) comprende una memoria (30) in cui sono memorizzati valori numerici (M), indicativi di una sequenza di accensione e spegnimento delle varie sorgenti luminose (L1, … LM) di ciascun gruppo di luci (1, … N).
- 4) Sistema (500) secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto processore (20) di ciascuna unità di controllo comprende un contatore (21) per contare gli impulsi del treno di impulsi (S) uscente dal rilevatore di passaggio per lo zero (10) in modo da emettere in uscita un segnale numerico (D) indicativo del numero di impulso contato.
- 5) Sistema (500) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto processore (20) di ciascuna unità di controllo comprende un comparatore (22) che confronta il segnale numerico (D) uscente dal contatore (21) con i valori numerici (M) memorizzati nella memoria (30).
- 6) Sistema (500) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascuna unità di controllo (UC) comprende una pluralità di unità di potenza (P1, … PM) per alimentare le rispettive sorgenti luminose, dette unità di potenza (P1, … PM) essendo collegate al comparatore (22) per ricevere segnali di comando (C1, … CM) quando i numeri del segnale numerico (D) uscente dal contatore (21) sono uguali ai valori numerici (M) memorizzati nella memoria (30).
- 7) Sistema (500) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un’interfaccia programmabile (50) collegata alla rete elettrica (R) a monte di almeno un gruppo di luci per interrompere la tensione elettrica di alimentazione, in modo da generare micro-interruzioni dell’ordine di qualche micro secondo inviate alle unità di controllo (UC) in discordanza con la frequenza di rete, in modo da variare la sequenza di accensione e spegnimento di dette sorgenti luminose.
- 8) Sistema (500) secondo le rivendicazioni 3 e 7, caratterizzato dal fatto che detta memoria (30) dell’unità di controllo à ̈ una memoria di tipo scrivibile che viene riprogrammata quando detto processore (20) dell’unità di controllo rileva la presenza di dette micro-interruzioni sulla tensione di alimentazione.
- 9) Sistema (500) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere un processore (P) collegato a detta interfaccia programmabile (50) per consentire ad un operatore di programmare detta memoria (30) dell’unità di controllo in conformità a dette micro-interruzioni generate da detta interfaccia programmabile (50).
- 10) Sistema (500) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette sorgenti luminose (L1, … LM) sono LED di tipo RGB.
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