ITMI20131434A1 - Modulo di illuminazione per l'illuminazione basata su led. - Google Patents

Description

"MODULO DI ILLUMINAZIONE PER L'ILLUMINAZIONE BASATA SU LED"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un modulo di illuminazione per l'illuminazione basata su LED.

Negli ultimi anni si assiste ad un sviluppo incessante dell'impiego di sistemi basati su diodi ad emissione luminosa comunemente conosciuti come LED, acronimo inglese di light emitting diode, che risultano sempre più apprezzati per la loro potenzialità di ottenere elevata luminosità, per il basso prezzo e l'elevata efficienza ed affidabilità. Tali sistemi sono spesso compatti e lavorano a bassa tensione, possiedono alta velocità di commutazione e la loro durata è tipicamente di uno-due ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose .

Come risultato, i LED sono sempre più utilizzati in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali quali lampade ad incandescenza, alogene o fluorescenti.

Tipicamente i LED sono inseriti in schede elettroniche le cui dimensioni sono prestabilite in fase di produzione e che ne possono ospitare un numero variabile. L'operatore, sulla base di analisi dell'ambiente da illuminare sceglie le schede che supportano un numero adeguato di LED.

In certi contesti però sono necessarie più schede o addirittura può capitare per sopraggiunte esigenze, quali la richiesta di maggiore luminosità, di dover aggiungere nuovi LED.

Di norma, l'operatore procede con l'installazione di schede addizionali, eventualmente collegandole in maniera artigianale o addirittura provvede alla sostituzione delle esistenti con altre di dimensioni adatte. Ovviamente queste operazioni sono scomode perché richiedono l'intervento di un esperto del settore che deve introdurre modifiche all'impianto esistente, reperire le nuove schede che siano compatibili con le esistenti e collegarle ad esempio utilizzando adattatori proprietari.

I risultati spesso non sono soddisfacenti dal punto di vista tecnico, estetico e della sicurezza .

Compito precipuo del presente trovato è quello di superare i limiti dell'arte nota sopra evidenziati, proponendo quindi un modulo di illuminazione in grado di consentire di realizzare in maniera dinamica un sistema di illuminazione basato sul collegamento modulare di più moduli.

Nell'ambito di questo compito, scopo del presente trovato è quello di proporre un modulo che consenta la creazione di interconnessioni con altri moduli equivalenti o compatibili.

Questo compito e questo ed altri scopi che risulteranno maggiormente chiari nel seguito, sono raggiunti da un modulo secondo la rivendicazione 1 .

Questo compito e questo ed altri scopi che meglio appariranno in seguito sono altresì raggiunti da un metodo secondo la rivendicazione 9 .

Vantaggiosamente, il modulo consente la creazione di interconnessioni in maniera semplice ed efficace .

Convenientemente, il modulo consente flessibilità e facilità di manutenzione.

Preferibilmente, il modulo consente la realizzazione di interconnessioni di moduli che sono meccanicamente ed elettricamente sicure.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla seguente descrizione dettagliata, resa in forma di esempio illustrativo e non limitativo, accompagnata dalle relative figure in cui:

la figura 1A è uno schema a blocchi di un'interconnessione di due moduli secondo il presente trovato;

la figura 1B è uno schema a blocchi di un adattatore utilizzato nel sistema di figura 1A;

le figure 2A e 2B sono schemi a blocchi che mostrano con maggior dettaglio un aspetto dell'interconnessione di figura 1A;

le figure 3A e 3B sono degli schemi a blocchi che mostrano con maggior dettaglio un secondo aspetto dell'interconnessione di figura 1A.

Un'architettura esemplificativa dell'interconnessione di moduli oggetto del presente trovato è sintetizzata nello schema a blocchi di Figura 1A.

In figura 1A sono mostrati moduli 10 ed 11 ed una pluralità di adattatori 3, 4, 5 e 6. Per quanto nel seguito si farà riferimento solo a due moduli, l'esperto del ramo comprende che il loro numero può variare e dipende semplicemente dalle dimensioni dell'impianto da realizzare o dalle scelte dell'operatore.

I moduli 10 ed 11 sono dei dispositivi in grado di fornire illuminazione basata su LED. I moduli 10 ed 11 comprendono ciascuno almeno una scheda elettronica, non mostrata in figura, ed una base metallica.

La scheda elettronica è un dispositivo che è configurato per alloggiare una pluralità variabile di diodi di tipo LED, ad esempio nove per il modulo 10 e quattro per il modulo 11, preferibilmente disposti in maniera uniforme sulla sua superficie. La scheda elettronica è disposta all'interno della base metallica.

La base metallica ha preferibilmente una forma a parallelepipedo. Preferibilmente la parete superiore della base metallica comprende un telaio che offre una protezione IK mentre la superficie inferiore della base è adattata ad ospitare un dissipatore termico connesso per mezzo di un'interfaccia termica. La base metallica possiede sulle pareti laterali delle cavità 2 atte ad ospitare gli adattatori 3, 4, 5 e 6.

Ciascuno degli adattatori 3, 4, 5 e 6 è realizzato al fine di svolgere un particolare compito ma tutti comprendono almeno un corpo connettore che è in grado di ospitare dei contatti elettrici e dei mezzi per il bloccaggio meccanico sui moduli 10 e 11.

Tipicamente il bloccaggio è realizzato mediante perni meccanici connessi a delle staffe 8 fissate sulla base dei moduli.

Preferibilmente il connettore possiede degli alloggiamenti che consentono l'inserimento di guarnizioni a tenuta IP67 per la protezione dei contatti. Le guarnizioni possono essere integrate sul connettore o inserite dall'operatore.

L'adattatore 3 ha lo scopo di interconnettere elettricamente e meccanicamente i moduli 10 e 11 mediante l'inserimento tra due rispettive cavità 2. Nella forma di realizzazione preferita, l'adattatore 3 possiede un corpo connettore che ospita una scheda elettronica dotata di piazzole dorate il cui inserimento mette elettricamente in contatto le schede elettroniche dei moduli 10 e 11 consentendo la connessione elettrica.

In tal modo i due moduli 10 ed 11 una volta interconnessi possono essere visti come una sorgente luminosa unica dotata di tredici LED.

Il corpo connettore dell'adattatore 3 è dotato inoltre di due coppie di perni metallici irreversibili ciascuna fissata sulle rispettive staffe 8 dei moduli 10 ed 11 in modo da rendere l'interconnessione stabile dal punto di vista meccanico .

Una variante dell'adattatore 3 è costituita dall'adattatore 6 il quale prevede due schede di contatto ed un corpo connettore comprendente un cavo .

L'adattatore 6 permette di connettere due moduli che siano distanti o comunque non immediatamente adiacenti. Le interconnessioni di moduli realizzate mediante gli adattatori 3 risultano quindi più compatte rispetto a quelle realizzate mediante gli adattatori 6.

L'adattatore 4 ha il compito di sigillare quelle cavità 2 dei moduli 10 e 11 libere, ovvero che non sono utilizzate per l'interconnessione modulare. L'adattatore 4 possiede un corpo connettore, che ha due sezioni, la prima atta ad essere inserita nella cavità 2 e fissata ad esempio con l'ausilio di perni meccanici alle staffe 8 e la seconda dotata di una guarnizione sigillante con tenuta IP67.

Una volta inserito, l'adattatore 4 permette di proteggere la scheda elettronica dei moduli 10 ed 11 dalla polvere e liquidi e di preservarla da danni dovuti a contatti accidentali causati dall'inserimento di corpi estranei.

L'adattatore 4 può essere munito anche di una scheda elettronica per la chiusura del circuito derivante dall'interconnessione di più moduli.

L'adattatore 5 ha lo scopo di fornire energia ai moduli 10 e 11 e comprende, sul lato del corpo connettore che si interfaccia alle cavità 2, una scheda elettronica e sul lato opposto un involucro contenente circuiteria, non mostrata in figura, che consente di alimentare i moduli 10 e 11. L'adattatore 5 è mostrato con maggior dettaglio in figura 1B.

In figura 1B è mostrato in maggior dettaglio l'adattatore di alimentazione 5. In particolare, l'adattatore 5 è dotato di perni metallici 7 adatti ad essere meccanicamente fissati ad una staffa 8 disposta sul modulo 10, 11. Il corpo connettore dell'adattatore 5 contiene una scheda elettrica di contatto 9 dotata di piazzole dorate 13. Le piazzole dorate 13 sono atte ad essere connesse a molle di contatto disposte sulle schede elettroniche dei moduli 10 ed 11. In tal modo, l'alimentazione immessa dal cavo sulla scheda di contatto 9 fluisce mediante le piazzole 13 e le molle di contatto ai moduli 10 e 11.

In figure 2A e 2B è mostrata schematicamente l'interconnessione dei moduli 10 ed 11 realizzata mediante l'adattatore 3. Per mere esigenze di chiarezza descrittiva, in queste figure sono mostrate solo alcune delle componenti elettriche del sistema di figura 1A.

In particolare sono mostrate le rispettive schede elettroniche 10' e 11' dei moduli 10 ed 11 connesse mediante i contatti a molla 19, 19'' alla scheda dotata di contatti elettrici 12 dell'adattatore 3. In questa forma di realizzazione il modulo 11 è inoltre dotato di lenti disposte sui LED.

Nelle figure 3A è 3B sono mostrate rispettivamente, una vista frontale ed una vista dall'alto dell'interconnessione tra i due moduli 10 ed 11 realizzata mediante l'adattatore 3.

L'adattatore 3 comprende elementi 16, 17 e 22. La porzione sinistra delle figura 3A, ovvero quella contenente la scheda elettronica 10', rappresenta la sezione di interconnessione del modulo 10. La porzione destra invece si riferisce al modulo 11.

In particolare nelle figure 3A è 3B è mostrato un corpo connettore 16 sul quale è disposta una scheda con i contatti 17 protetta mediante le guarnizioni 15 di tipo O-Ring.

La scheda provvista di contatti 17 è elettricamente collegata alla scheda elettronica 10', 11' dei moduli 10 ed 11 tramite le molle di contatto 19, 19'.

Preferibilmente le schede 10', 11' sono disposte rispettivamente sotto ad uno strato di resina, preferibilmente epossidica bicomponente o poliuretanica 21, 21' con funzione di protezione IP67 ed estetica.

Preferibilmente i moduli 10 e 11 comprendono una copertura di protezione trasparente 23, 23' che consente alla luce di filtrare. I perni 22 consentono la tenuta meccanica dell'adattatore sulle staffe 8 dei moduli 10 ed 11.

L'interconnessione dei due moduli 10, 11 tramite l'inserimento nella cavità 2 dell'adattatore 3 ha come risultato quella di creare una nuova fonte luminosa composta da tredici LED inseriti in una struttura saldamente connessa .

Si è in pratica constatato come il modulo ed il metodo e descritti assolvano il compito e gli scopi proposti. In particolare, si è visto come il sistema così concepito permetta di superare i limiti qualitativi dell'arte nota consentendo di creare un impianto luminoso facilmente espandibile utilizzando componenti modulari.

Nel caso in cui un modulo risulti difettoso è sufficiente staccarlo, sfilando i perni metallici e sostituendolo con uno equivalente.

Una volta realizzata l'interconnessione, è possibile espanderla connettendo un nuovo modulo in qualunque momento utilizzando una delle cavità 2 libere dei moduli. La connessione elettrica e di segnale, (preferibilmente comprendente fino a otto piste) , così come quella meccanica, risulta, grazie alla particolare struttura dei connettori, completamente mascherata alla vista. In tal modo l'interconnessione da un lato appare come un'aggregazione luminosa senza soluzione di continuità dall'altro garantisce un'adeguata rigidità strutturale. Ovviamente l'esperto del ramo comprende senza sforzo inventivo che è possibile realizzare anche dei connettori che siano visibili, quando usati per interconnettere i moduli, ad un osservatore esterno.

Inoltre, grazie al grado di protezione IP67, l'interconnessione tra modulo e connettore può essere considerata stagna. Altre caratteristiche, ad esempio l'utilizzo di resine per aggregarne i vari componenti, garantiscono lo stesso livello di protezione alle altre parti del modulo.

Per quanto nella presente descrizione si sia fatto riferimento ai due moduli 10 ed 11, l'esperto del ramo comprende che il presente trovato consente di interconnettere un numero svariato di moduli, anche di differenti dimensioni, utilizzando le cavità 2 presenti sulla base metallica.

Inoltre, è possibile collegare all'intercon-nessione modulare anche altri apparati che siano però dotati di adeguate caratteristiche strutturali (quali l'impiego di particolari materiali e finiture) . Tali apparati potrebbero comprendere alimentatori, driver elettronici basati su vari protocolli quali quello DALI, acronimo per Digital Addressable Lighting Interface, fotocellule , telecamere, gruppi di emergenza, ricevitori, emettitori, sensori utilizzabili tra l'altro anche come semplici distanziatori .

Chiaramente, numerose modifiche sono evidenti e possono essere prontamente eseguite dall'esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

Ad esempio, per quanto ci sia riferiti alla base metallica come avente la forma di parallelepipedo, essa può assumere anche altre forme poliedriche.

Inoltre il modulo potrebbe prevedere delle lenti integrate nel sistema, ovvero nel telaio per la protezione IK, e fissate sulla scheda elettronica mediante della resina epossidica o poliuretanica. Ad esempio il modulo potrebbe essere provvisto di una lente primaria quale un ragnetto plastico o una protezione plastica IK. Entrambi i tipi di lenti sono preferibilmente utilizzabili con basi metalliche che abbiano almeno cinque facce. Il telaio strutturato può essere trasparente o trattato superficialmente per una diffusione programmata della luce.

E' possibile inoltre prevedere anche lenti secondarie atte ad orientare la luce emessa dai LED così da formare un solido fotometrico preciso. Queste lenti possono essere fissate alla scheda elettronica con adesivo o resine, o inserite in cavità ottenute durante la fase di stampaggio della protezione IK.

Preferibilmente i LED sono monocromatici, RGB, RGB white, o comprendono schede Oled.

Il modulo potrebbe anche essere privo di lenti ma comprendere un telaio di protezione aggiuntivo integrato nel telaio per la protezione IK. O ancora, il modulo potrebbe non avere, se non necessaria, la protezione IK.

Inoltre i moduli potrebbero essere muniti di circuiteria aggiuntiva atta a pilotare una pluralità di moduli ad esso connessi.

Il modulo provvisto di questa circuiteria potrebbe avere varie funzionalità quali la gestione dei colori dei LED, fungere da alimentatore o da batteria di emergenza o da modulo DALI, incorporare un rilevatore di presenza ed un ricevitore radiocomando ed essere atto alla trasmissione di dati mediante un modulo BUS.

Inoltre, il modulo stesso può costituire un apparecchio di illuminazione.

Perciò, l'ambito di protezione delle rivendicazioni non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite illustrate nella descrizione sotto forma di esempi, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile che risiedono nella presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Modulo (10, 11) per l'illuminazione comprendente una scheda elettronica (10', 11') atta ad ospitare una pluralità di diodi ad emissione luminosa (LED), ed una base metallica (20, 20') comprendente cavità (2) atte a ricevere adattatori (3, 4, 5, 6), detti adattatori comprendendo un corpo connettore provvisto di: a) mezzi atti ad alloggiare contatti elettrici (9, 13) per l'interconnessione con detta scheda elettronica (10', 11'); b) mezzi atti ad alloggiare guarnizioni per la schermatura di detti contatti (9, 13); e c) mezzi (7) per il bloccaggio meccanico (7) di detti adattatori (3, 4, 5, 6) su detto modulo (10, 11).
2. 2. Modulo (10, 11) in accordo con la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta base metallica (20, 20') ha la forma sostanzialmente di parallelepipedo avente le pareti laterali atte ciascuna ad ospitare una di dette cavità (2); detta base metallica (20, 20') avendo inoltre la parete inferiore ulteriormente atta ad ospitare un' interfaccia termica connessa ad un dissipatore termico; detta base metallica (20, 20') avendo inoltre la parete superiore atta ad ospitare un telaio di protezione trasparente.
3. 3. Modulo (10, 11) in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio comprendono perni metallici (7) e detta base metallica (20, 20') comprende staffe (8) per l'interconnessione con detti perni (7).
4. 4. Modulo (10, 11) in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta scheda elettronica (10', 11') è connessa a detti contatti elettrici (9, 13) per mezzo di contatti a molla (19, 19'), detta scheda elettronica (10', 11') essendo ulteriormente atta a ricevere una pluralità di lenti connesse per mezzo di uno strato di resina o materiale adesivo (21, 21').
5. 5. Modulo (10, 11) in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto adattatore (3) comprende un corpo connettore contenente una scheda dotata di contatti elettrici, detto corpo connettore comprendendo due sezioni identiche e simmetriche ciascuna dotata di una coppia di perni metallici (7).
6. 6. Modulo (10, 11) in accordo con la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette sezioni di detto adattatore (6) sono connesse mediante un cavo.
7. 7. Modulo (10, 11) in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto adattatore (5) comprende un corpo connettore avente una scheda di contatti elettrici (9, 13) ed un cavo estensibile connesso all'alimentazione elettrica.
8. 8. Modulo (10, 11) in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto adattatore (4) è ulteriormente atto a sigillare detta cavità (2) per mezzo dì una guarnizione atta a garantire l'isolamento elettrico di detta scheda elettronica (10', 11').
9. 9. Metodo per l'interconnessione di moduli (10, 11) per l'illuminazione, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel: - fornire almeno due moduli (10, 11) comprendenti una scheda elettronica (10', 11’) atta ad ospitare una pluralità di diodi ad emissione luminosa (LED), ed una base metallica (20, 20') comprendente cavità (2) atte a ricevere adattatori (3, 4, 5, 6), detti adattatori comprendendo un corpo connettore provvisto di: a) mezzi atti ad alloggiare contatti elettrici (9, 13) per l'interconnessione con detta scheda elettronica (10', 11’); b) mezzi atti ad alloggiare guarnizioni per la schermatura di detti contatti; e c) mezzi (7) per il bloccaggio meccanico di detti adattatori (3, 4, 5, 6) su detti moduli (10, 11); - interconnettere le schede elettroniche (10', 11') di detti moduli (10, 11) mediante l'inserimento in dette cavità (2) di un adattatore (3, 6) contenente una scheda dotata di contatti elettrici .
10. 10. Metodo in accordo con le rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase che consiste nel - alimentare detti moduli (10, 11) per mezzo di un adattatore (5) connesso mediante un cavo elettrico ad una fonte di energia; - sigillare le cavità (2) per mezzo di adattatori (4) aventi una guarnizione atta a garantire l'isolamento elettrico; - fissare detti adattatori (3, 4, 5, 6) mediante perni metallici (7) connessi a staffe (8, 18, 18') disposte su detti moduli (10, 11).
11. 11. Apparecchio di illuminazione, caratterizzato dal fatto di essere costituito da un modulo (10, 11) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.