ITPI20100006A1

ITPI20100006A1 - ELECTRIC TORCH WITH SELF-ADJUSTING LIGHT INTENSITY.

Info

Publication number: ITPI20100006A1
Application number: IT000006A
Authority: IT
Inventors: Paolo Maria Gianoglio
Original assignee: Paolo Maria Gianoglio
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-22

Description

Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Description accompanying the patent application for industrial invention entitled:

TORCIA ELETTRICA AD EMISSIONE DI INTENSITA’ LUMINOSA AUTO- ELECTRIC TORCH WITH AUTO-LIGHTING INTENSITY EMISSION

REGOLANTE REGULATOR

Ambito dell’invenzione Scope of the invention

La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei dispositivi da illuminazione di tipo elettrico. In particolare l’invenzione si riferisce ad una innovativa tipologia di dispositivo da illuminazione ad emissione di luce che si auto-regola in funzione della quantità di luce presente nell’ambiente circostante. The present invention relates to the technical sector of electrical lighting devices. In particular, the invention refers to an innovative type of light-emitting lighting device that self-adjusts according to the amount of light present in the surrounding environment.

Brevi cenni alla tecnica nota Brief notes on the known art

Sono oramai da tempo noti numerosi tipi di dispositivi di illuminazione elettrica di forme e dimensioni variabili in funzione degli impieghi specifici a cui risultano adibititi. Tra questi possiamo citare, a titolo di esempio, le torce elettriche del tipo portatile o tascabili di varie forme e potenze, i frontalini montati su caschi per speleologia o altri frontalini per escursionismo da fissare direttamente sulla testa tramite banda elastica. Tutti questi dispositivi sono naturalmente accomunati dalla loro funzionalità, ovvero consentire di illuminare l’ambiente circostante quando ci si trova in condizioni di oscurità. Numerous types of electric lighting devices of variable shapes and sizes according to the specific uses for which they are used have been known for some time. Among these we can mention, by way of example, the portable or pocket type flashlights of various shapes and powers, the faceplates mounted on helmets for caving or other faceplates for hiking to be fixed directly on the head by means of an elastic band. All these devices naturally share their functionality, that is, allowing you to illuminate the surrounding environment when you are in dark conditions.

Strutturalmente tali dispositivi comprendono una alimentazione elettrica la quale, tramite un interruttore, viene elettricamente connessa ad una sorgente luminosa, ad esempio una o più lampadine oppure uno o più LED (diodi emettitori di luce). L’alimentazione è generalmente costituita da una o più batterie portatili e che trovano alloggio entro una apposita sede predisposta nel dispositivo stesso o in apposite locazioni dedicate. Come ben noto esistono inoltre varie tipologie di batterie tra cui, ad esempio, quelle ricaricabili. Structurally, these devices comprise an electric power supply which, by means of a switch, is electrically connected to a light source, for example one or more light bulbs or one or more LEDs (light emitting diodes). The power supply is generally made up of one or more portable batteries and which are housed in a special location set up in the device itself or in special dedicated locations. As is well known, there are also various types of batteries including, for example, rechargeable ones.

Tuttavia un inconveniente legato ai dispositivi di illuminazione attualmente in commercio (si pensi ad esempio alle comuni torce elettriche) è relativo alla intensità luminosa emessa dagli stessi. Tale intensità risulta infatti costante e spesse volte, in virtù di questo, eccessiva rispetto alle specifiche esigenze reali del momento e dunque rispetto all’oscurità dell’ambiente circostante o della zona che si va ad illuminare. In tal senso, l’utilizzo di una torcia ad emissione costante determina sempre un consumo di batteria elevato e spesse volte inutile. However, a drawback associated with lighting devices currently on the market (think for example of common electric torches) is related to the light intensity emitted by them. This intensity is in fact constant and often, by virtue of this, excessive with respect to the specific real needs of the moment and therefore with respect to the darkness of the surrounding environment or the area that is being illuminated. In this sense, the use of a constant emission flashlight always results in a high and often useless battery consumption.

Oltre ad un consumo elevato ed inutile, il quale si traduce sempre in un aggravio di costi di acquisto di nuove batterie o la necessità di ricarica delle stesse, tale inconveniente può persino risultare rischioso. Basti pensare a situazioni critiche, ad esempio durante un’escursione in grotta, in cui è fondamentale la corretta funzionalità del dispositivo di illuminazione(in tal caso montato sul casco da speleologo). Un esaurimento repentino ed inaspettato delle batterie in virtù degli elevati ed inutili consumi può essere causa di gravi pericoli. In addition to a high and useless consumption, which always translates into an increase in the purchase costs of new batteries or the need to recharge them, this drawback can even be risky. Just think of critical situations, for example during a cave excursion, in which the correct functionality of the lighting device is essential (in this case mounted on the speleologist's helmet). A sudden and unexpected depletion of the batteries due to the high and useless consumption can cause serious dangers.

Sintesi dell’invenzione Summary of the invention

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di illuminazione che risolva i suddetti inconvenienti. It is therefore an object of the present invention to provide a lighting device which solves the aforementioned drawbacks.

In particolare è scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di illuminazione che sia in grado di modulare la luce emessa in funzione della quantità di luce riflessa dalla superficie illuminata, consentendo dunque un corretto ed idoneo risparmio dei consumi. In particular, it is an object of the present invention to provide a lighting device that is able to modulate the light emitted as a function of the quantity of light reflected by the illuminated surface, thus allowing a correct and suitable saving in consumption.

Questi e altri scopi sono ottenuti attraverso il presente dispositivo di illuminazione (1) secondo la rivendicazione 1. These and other objects are achieved through the present lighting device (1) according to claim 1.

In particolare il dispositivo di illuminazione (1) comprendente una alimentazione elettrica (4) attraverso cui alimentare una sorgente luminosa (5). Un regolatore di tensione (6) è tarato per regolare la tensione sempre ad uno stesso valore di riferimento. Un partitore di tensione (7) viene utilizzato per fornire una tensione di riferimento al regolatore. Inserendo in almeno un ramo del partitore di tensione (7) almeno un elemento fotosensibile a resistenza R variabile in funzione della quantità di luce su di esso incidente, si otterrà un effetto tale per cui il suddetto ramo varierà conseguentemente di valore resistivo. In tal maniera si otterrà una modulazione della tensione in uscita del regolatore di tensione (6) in maniera inversamente proporzionale alla quantità di luce incidente sull’elemento fotosensibile. Il regolatore di tensione (6) è dunque costretto ad adeguare la tensione in uscita per avere sempre la stessa tensione di riferimento. In particular, the lighting device (1) comprising an electric power supply (4) through which to power a light source (5). A voltage regulator (6) is calibrated to always regulate the voltage to the same reference value. A voltage divider (7) is used to provide a reference voltage to the regulator. By inserting in at least one branch of the voltage divider (7) at least one photosensitive element with variable resistance R as a function of the quantity of light incident thereon, an effect will be obtained such that said branch will consequently vary in resistive value. In this way, modulation of the output voltage of the voltage regulator (6) will be obtained in an inversely proportional manner to the amount of light incident on the photosensitive element. The voltage regulator (6) is therefore forced to adjust the output voltage to always have the same reference voltage.

In tal maniera il regolatore di tensione risulta “controllato” dalla quantità di luce ricevuta dall’elemento fotosensibile. Il risultato ottenuto è la modulazione della potenza luminosa prodotta dal dispositivo emettitore di luce, la quale varia in funzione della tensione fornita in uscita dal regolatore di tensione. Il dispositivo emettitore di luce 5 riceverà ogni qualvolta, in funzione della luce esterna presente, una diversa tensione emettendo dunque, proporzionalmente, una diversa quantità di luce. La variazione della luce emessa può variare da nessuna emissione di luce (dispositivo emettitore spento) all’emissione massima prevista, ottenuta quando la luce incidente sull’elemento fotosensibile sarà scesa alla quantità minima prevista. In this way, the voltage regulator is "controlled" by the amount of light received by the photosensitive element. The result obtained is the modulation of the light power produced by the light emitting device, which varies according to the voltage supplied at the output by the voltage regulator. The light emitting device 5 will receive a different voltage each time, depending on the external light present, thus emitting, proportionally, a different quantity of light. The variation of the light emitted can vary from no light emission (emitting device off) to the maximum expected emission, obtained when the light incident on the photosensitive element has dropped to the minimum expected amount.

Una tale soluzione risolve dunque il problema di un consumo eccessivo ed inadeguato allorquando le condizioni ambientali consentono al dispositivo di ridurre la quantità di luce generata. Such a solution therefore solves the problem of excessive and inadequate consumption when the environmental conditions allow the device to reduce the amount of light generated.

E’ comunque evidente come al posto della resistenza R1 potrebbe utilizzarsi un elemento diverso quale ad esempio un potenziometro che, azionato manualmente, modifica il valore di un ramo del partitore, costringendo il regolatore ad adeguare la tensione in uscita per avere sempre la stessa tensione di riferimento. However, it is clear that instead of the resistor R1, a different element could be used, such as a potentiometer which, operated manually, modifies the value of a branch of the divider, forcing the regulator to adjust the output voltage to always have the same voltage. reference.

Vantaggiosamente il partitore comprende una o più resistenze R<1>poste in parallelo con l’elemento fotosensibile (7’) ed in serie con una resistenza R<2>. E’ poi previsto un elemento di esclusione (15) dell’elemento fotosensibile (7’) controllabile tra una condizione di chiusura in cui collega l’elemento fotosensibile (7’) a dette una o più resistenze R<1>ed una condizione di apertura in cui esclude l’elemento fotosensibile. Advantageously, the divider comprises one or more resistors R <1> placed in parallel with the photosensitive element (7 ') and in series with a resistance R <2>. An exclusion element (15) of the photosensitive element (7 ') is then provided which can be controlled between a closing condition in which it connects the photosensitive element (7') to said one or more resistors R <1> and a condition of opening in which the photosensitive element is excluded.

In questa maniera, l’esclusione dell’elemento fotosensibile fa sì che la tensione generata sia sempre costante. In tal caso l’emissione di luce sarà costante ed ad esempio settata ad un valore di massimo. In this way, the exclusion of the photosensitive element ensures that the voltage generated is always constant. In this case the light emission will be constant and for example set to a maximum value.

È ovviamente possibile utilizzare soluzioni più sofisticate utilizzando altri elementi fotosensibili oppure amplificando il segnale uscente dalla fotoresistenza prima di inviarlo al comparatore di tensione del regolatore che provvede ad alimentare il dispositivo illuminante al fine di aumentarne la sensibilità, ma il rapporto prezzo-prestazioni in questo caso non appare giustificato, tenendo conto anche della maggior complessità circuitale del dispositivo nel suo insieme. La maggior complessità circuitale aumenta infatti inevitabilmente la probabilità di guasti, evenienza da scongiurare il più possibile in quanto ciò potrebbe tradursi nell’impossibilità di poter disporre di luce. It is obviously possible to use more sophisticated solutions by using other photosensitive elements or by amplifying the signal outgoing from the photoresistor before sending it to the voltage comparator of the regulator which supplies the lighting device in order to increase its sensitivity, but the price-performance ratio in this case it does not appear justified, also taking into account the greater circuit complexity of the device as a whole. The greater circuit complexity in fact inevitably increases the probability of failures, an event to be avoided as much as possible as this could result in the impossibility of being able to have light.

Tra le varie possibili soluzioni, l’elemento di esclusione (15) del fotoresistore può essere selezionato tra almeno uno dei seguenti componenti a scelta: Among the various possible solutions, the exclusion element (15) of the photoresistor can be selected from at least one of the following components of your choice:

− Un interruttore meccanico SW selettivamente apribile/richiudibile; - A mechanical SW switch which can be selectively opened / closed;

− Un commutatore elettronico. - An electronic switch.

Naturalmente, analoga soluzione può essere adottata per l’inserimento in parallelo ad R<1>di altri resistori fissi per regolare il livello di emissione su più valori fissi (fotoresistore escluso) o variabili (fotoresistore inserito). Of course, a similar solution can be adopted for the insertion in parallel with R <1> of other fixed resistors to adjust the emission level on several fixed values (photoresistor excluded) or variable (photoresistor inserted).

Vantaggiosamente il regolatore di tensione comprende un ingresso (8), una uscita (9) e una regolazione (14), detto partitore di tensione (7) essendo connesso ai capi dell’uscita (9) e della regolazione (14) in modo tale da consentire la modulazione della potenza luminosa. Advantageously, the voltage regulator comprises an input (8), an output (9) and a regulation (14), said voltage divider (7) being connected to the ends of the output (9) and of the regulation (14) in such a way to allow the modulation of the light power.

Vantaggiosamente l’elemento fotosensibile è realizzato in modo tale da diminuire il proprio valore di resistenza R all’aumentare della intensità di luce esterna che lo colpisce e viceversa. Advantageously, the photosensitive element is made in such a way as to decrease its resistance value R as the intensity of external light that hits it increases and vice versa.

Tra le varie possibili soluzioni, l’elemento fotosensibile (7) è una fotoresistenza (7). Among the various possible solutions, the photosensitive element (7) is a photoresistor (7).

Alternativamente l’elemento fotosensibile può essere un foto-diodo o altro componente elettronico fotosensibile. Alternatively, the photosensitive element can be a photo-diode or other photosensitive electronic component.

Vantaggiosamente il regolatore di tensione può essere del tipo switching ad esempio del tipo step-down. Advantageously, the voltage regulator can be of the switching type, for example of the step-down type.

E’ inoltre qui descritto un casco da speleologia caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di illuminazione descritto. Also described here is a caving helmet characterized by the fact that it includes a described lighting device.

E’ infine ulteriormente descritto un metodo per regolare la quantità di emissione luminosa (5) di un dispositivo di illuminazione (1) comprende le operazioni di: Finally, a method for regulating the amount of light emission (5) of a lighting device (1) is further described, including the operations of:

− Confronto tra una tensione in uscita (9) da un regolatore di tensione (6) e una tensione di riferimento in ingresso (14) al regolatore e proveniente da un partitore (7); - Comparison between an output voltage (9) from a voltage regulator (6) and an input reference voltage (14) to the regulator and coming from a divider (7);

− Variazione della tensione in uscita in funzione della tensione di riferimento in ingresso; - Variation of the output voltage as a function of the input reference voltage;

ed in cui la tensione del regolatore è modulata in funzione della luce esterna incidente su un elemento fotosensibile inserito nel partitore di tensione (7) per la generazione della tensione di riferimento. and in which the voltage of the regulator is modulated as a function of the external light incident on a photosensitive element inserted in the voltage divider (7) for the generation of the reference voltage.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del presente dispositivo, secondo l’invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: − La figura 1 mostra uno schema elettrico del presente dispositivo; Further characteristics and advantages of the present device, according to the invention, will become clearer with the following description of an embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which: - Figure 1 shows a wiring diagram of this device;

− La figura 2 mostra su di un grafico cartesiano di riferimento la variazione della resistenza dell’elemento fotosensibile in funzione della intensità luminosa incidente; - Figure 2 shows on a reference Cartesian graph the variation of the resistance of the photosensitive element as a function of the incident light intensity;

− La figura 3 mostra un esempio di applicazione di tale dispositivo. - Figure 3 shows an example of application of this device.

Descrizione di una forma realizzativa preferita Con riferimento alla figura 1 è descritto schematicamente un circuito 1 relativo ad un dispositivo di illuminazione secondo l’invenzione e dunque in grado di modulare l’intensità luminosa emessa. Description of a preferred embodiment With reference to Figure 1, a circuit 1 relating to a lighting device according to the invention and therefore capable of modulating the light intensity emitted is schematically described.

In particolare è evidenziata una uscita 3 per una sorgente luminosa 5 ed un ingresso 2 di tensione V. In particolare l’ingresso è elettricamente connesso, tramite apposito interruttore di accensione, ad un pacco batterie 4 in modo da caricarsi con un predeterminato potenziale equivalente, ad esempio 12V. L’uscita 3 è invece connessa alla sorgente luminosa 5, costituita da uno o più LED 5. Come ben noto dallo stato della tecnica, il pacco batterie 4 alimenta gli emettitori di luce 5 in modo tale che, attraverso la corrente circuitante, queste si accendano irradiando con una emissione di luce ad intensità dipendente dalla potenza delle stesse e dalla stabilità nel tempo della tensione fornita dalla sorgente di alimentazione. Naturalmente, in base all’assorbimento massimo della sorgente luminosa il pacco batterie avrà una predeterminata durata. In particular, an output 3 for a light source 5 and an input 2 of voltage V are highlighted. In particular, the input is electrically connected, by means of a suitable ignition switch, to a battery pack 4 so as to be charged with a predetermined equivalent potential, for example 12V. The output 3 is instead connected to the light source 5, consisting of one or more LEDs 5. As is well known from the state of the art, the battery pack 4 powers the light emitters 5 in such a way that, through the circulating current, they are turn on by irradiating with an emission of light with an intensity dependent on the power of the same and on the stability over time of the voltage supplied by the power source. Of course, based on the maximum absorption of the light source, the battery pack will have a predetermined duration.

In accordo con la presente invenzione, come sempre descritto in figura 1, un regolatore di tensione 6 del tipo “switching” a commutazione (molto più efficiente dei regolatori di tipo lineare) è interposto tra l’ingresso 4 e l’uscita 5 ed è configurato in modo tale da modulare il valore di tensione V in ingresso alla sorgente luminosa 5 (e conseguenzialmente la corrente I assorbita). In accordance with the present invention, as always described in Figure 1, a switching voltage regulator 6 of the "switching" type (much more efficient than linear regulators) is interposed between input 4 and output 5 and is configured in such a way as to modulate the voltage value V at the input to the light source 5 (and consequently the absorbed current I).

Come ben noto dallo stato della tecnica un regolatore di tensione comprende un ingresso 8, una uscita 9 ed una regolazione 14, denominata generalmente feedback. As is well known from the state of the art, a voltage regulator comprises an input 8, an output 9 and a regulation 14, generally referred to as feedback.

Attraverso la regolazione 14 il regolatore è in grado di comprendere se, per effetto del carico, la tensione in uscita tende ad aumentare o diminuire, correggendola così di conseguenza. A tal scopo, un opportuno partitore di tensione 7 è predisposto all’uscita 9 del regolatore di tensione per fornire una tensione di riferimento. In tal maniera, in funzione della variazione del carico, che si traduce in una variazione della tensione in ingresso alla regolazione 14, il regolatore di tensione 6 agisce di conseguenza aumentando o diminuendo la tensione in uscita allo scopo di mantenerla al valore di riferimento costante tipico del regolatore 6 in uso. Through the adjustment 14 the regulator is able to understand if, due to the effect of the load, the output voltage tends to increase or decrease, thus correcting it accordingly. For this purpose, a suitable voltage divider 7 is arranged at the output 9 of the voltage regulator to provide a reference voltage. In this way, as a function of the load variation, which results in a variation of the input voltage to the regulation 14, the voltage regulator 6 acts accordingly by increasing or decreasing the output voltage in order to keep it at the typical constant reference value. of the controller 6 in use.

Il partitore di tensione 7 comprende dunque un elemento fotosensibile 7’, indicato con l’acronimo FR, il quale in accordo alla configurazione preferita dell’invenzione è una fotoresistenza 7’. La fotoresistenza 7’ viene dunque predisposta nel partitore in modo da essere investita esclusivamente dalla luce esterna. The voltage divider 7 therefore comprises a photosensitive element 7 ', indicated by the acronym FR, which according to the preferred configuration of the invention is a photoresistor 7'. The photoresistor 7 'is therefore arranged in the divider so as to be invested exclusively by external light.

Sempre lo schema elettrico di figura 1 evidenzia, per chiarezza, una pluralità di frecce rappresentanti la quantità di luce incidente entrante dall’ambiente circostante sulla fotoresistenza stessa. In tal maniera FR è in grado di modulare il proprio valore di resistenza R abbassandolo o aumentandolo in funzione della variazione di intensità luminosa esterna ricevuta. Also the wiring diagram of Figure 1 shows, for clarity, a plurality of arrows representing the amount of incident light entering from the surrounding environment on the photoresistor itself. In this way FR is able to modulate its resistance value R by lowering or increasing it according to the variation in external light intensity received.

Nel caso di incremento di quantità di luce che investe l’elemento fotoresistivo, il valore di resistenza R diminuisce sensibilmente sino ad un valore minimo di soglia Rmin tipico dell’elemento fotoresistivo prescelto, mentre al diminuire dell’intensità luminosa esterna il valore di resistenza R aumenta fino al valore massimo Rmax. In the case of an increase in the quantity of light that strikes the photoresist element, the resistance value R decreases significantly up to a minimum threshold value Rmin typical of the chosen photoresist element, while as the external light intensity decreases the resistance value R increases up to the maximum value Rmax.

La figura 2 indica infatti in un grafico cartesiano, a scopo di chiarezza, un tipico andamento lineare di variazione di resistenza. Si evidenzia dunque come in corrispondenza di una luce esterna massima Lmax corrisponda un valore minimo di resistenza Rmin e come ad un valore minimo Lmin di luce esterna corrisponda invece un valore Rmax di resistenza. In fact, figure 2 indicates in a Cartesian graph, for the sake of clarity, a typical linear trend of resistance variation. It is therefore evident that in correspondence with a maximum external light Lmax corresponds a minimum resistance value Rmin and how a minimum value Lmin of external light corresponds instead to a resistance value Rmax.

Naturalmente l’andamento lineare non è il solo possibile, essendo prevedibili anche variazioni di resistenza in funzione della luce esterna non necessariamente lineari. Of course, the linear trend is not the only possible one, as resistance variations are also predictable as a function of the external light and are not necessarily linear.

In ogni caso le fotoresistenze sono caratterizzate da buona linearità ed alcune hanno una risposta ai colori simile all’occhio umano. In any case, the photoresistors are characterized by good linearity and some have a color response similar to the human eye.

Tornando alla figura 1, è descritto un possibile esempio realizzativo di un partitore di tensione 7, in cui l’elemento fotosensibile 7’ FR è posto in parallelo con una prima resistenza R<1>. Una seconda resistenza R<2>è posta in serie a R<1>e completa il partitore per la generazione della tensione di riferimento del regolatore. Un elemento di esclusione 15 (denominato anche interruttore SW) consente di chiudere selettivamente il circuito per porre in parallelo R<1>con FR oppure aprire il circuito e isolare R<1>. Returning to Figure 1, a possible embodiment of a voltage divider 7 is described, in which the photosensitive element 7 'FR is placed in parallel with a first resistance R <1>. A second resistor R <2> is placed in series with R <1> and completes the divider for generating the regulator reference voltage. An exclusion element 15 (also called switch SW) allows to selectively close the circuit to put R <1> in parallel with FR or to open the circuit and isolate R <1>.

In uso, dunque, con SW aperto l’elemento fotoresistivo è escluso, e pertanto la quantità di luce emessa sarà fissa al valore massimo dipendente da R<1>e R<2>, mentre a SW chiuso la fotoresistenza FR sarà posta in parallelo a R<1>e pertanto la resistenza complessiva risultante è data dal parallelo R<1>+ FR in serie con R<2>. In tal maniera si realizza un partitore con almeno un ramo a resistenza variabile e collegato all’uscita del regolatore. In use, therefore, with SW open, the photoresistive element is excluded, and therefore the quantity of light emitted will be fixed at the maximum value depending on R <1> and R <2>, while with SW closed the photoresistor FR will be placed in parallel to R <1> and therefore the resulting overall resistance is given by the parallel R <1> + FR in series with R <2>. In this way, a divider is created with at least one branch with variable resistance and connected to the regulator output.

In un esempio di funzionamento del partitore in oggetto, se si riduce il valore di R1 per diminuire la tensione in uscita, la tensione sul nodo del partitore (collegamento R1-R2) tenderà ad aumentare. In tal caso, immediatamente, il regolatore di tensione 6 ridurrà la tensione in uscita per riportare la tensione di riferimento ottenuta sul nodo del partitore (collegamento R1-R2) al valore previsto. In an example of operation of the divider in question, if the value of R1 is reduced to decrease the output voltage, the voltage on the divider node (connection R1-R2) will tend to increase. In this case, immediately, the voltage regulator 6 will reduce the output voltage to bring the reference voltage obtained on the divider node (connection R1-R2) back to the expected value.

Naturalmente, in uso, la fotoresistenza deve essere opportunamente schermata tramite idoneo alloggiamento rispetto alla luce emessa dalla sorgente 5 e dalle luci provenienti lateralmente per evitare false variazioni di resistenza R con conseguenti diminuzioni o fluttuazioni non desiderate della potenza luminosa emessa. La fotoresistenza viene dunque predisposta in modo tale da affacciarsi direttamente sull’ambiente esterno con opportuna limitazione dell’ampiezza del suo “campo visivo”. Naturally, in use, the photoresistor must be suitably shielded by means of a suitable housing with respect to the light emitted by the source 5 and the lights coming laterally to avoid false variations in resistance R with consequent undesired decreases or fluctuations in the emitted light power. The photoresistor is therefore arranged in such a way as to directly overlook the external environment with appropriate limitation of the width of its "field of view".

In tal maniera è dunque possibile agire sulla tensione ai capi della sorgente luminosa 5 e conseguentemente sulla corrente I circolante nella stessa sorgente luminosa 5. In particolare il valore di tensione V o di corrente I in ingresso alle lampade 5 oscilla entro un predeterminato range funzione della intensità di luce presente nell’ambiente esterno o riflessa variando così di conseguenza l’emissione di luce da parte dei LED, in particolare, il LED può essere addirittura spento o emettere la massima intensità luminosa prevista . In this way it is therefore possible to act on the voltage at the ends of the light source 5 and consequently on the current I circulating in the same light source 5. In particular, the value of voltage V or current I in input to the lamps 5 oscillates within a predetermined range depending on the intensity of light present in the external environment or reflected, thus varying the emission of light by the LEDs accordingly, in particular, the LED can even be turned off or emit the maximum expected light intensity.

Entrando in un maggior dettaglio descrittivo di figura 1, si evidenzia come il regolatore di tensione 6 possa essere realizzato secondo svariate modalità. Entering into a greater descriptive detail of Figure 1, it can be seen how the voltage regulator 6 can be made in various ways.

Analoga considerazione vale per eventuali altri resistori fissi da porre in parallelo a R1 per l’ottenimento di valori di tensione di uscita del regolatore inferiori al massimo previsto per ridurre l’emissione luminosa e conseguentemente il consumo del sistema di illuminazione. The same consideration applies to any other fixed resistors to be placed in parallel with R1 to obtain output voltage values of the regulator below the maximum expected to reduce light output and consequently the consumption of the lighting system.

Nonostante esistano in commercio svariate tipologie di elementi fotosensibili capaci di modulare la loro resistenza entro predeterminati range non sempre questi sono perfettamente compatibili con i valori di modulazione necessari per la specifica torcia in progetto. In tal senso è facilmente calibrabile il valore desiderato agendo sui valori dei componenti del partitore di tensione il quale genera la tensione di riferimento per il regolatore di tensione. Although there are various types of photosensitive elements on the market capable of modulating their resistance within predetermined ranges, these are not always perfectly compatible with the modulation values necessary for the specific torch in the project. In this sense, the desired value can be easily calibrated by acting on the values of the components of the voltage divider which generates the reference voltage for the voltage regulator.

In tutte le applicazioni può essere previsto un indicatore dello stato di carica delle batterie o la selezione di diversi valori massimi di potenza luminosa. Con la presente soluzione è infatti possibile mettere a disposizione dell’utilizzatore più livelli di emissione luminosa fissi e/o autoregolanti. È inoltre possibile, prevedere lo spegnimento automatico del dispositivo ad esempio dopo dieci minuti di inattività (LED spenti per effetto dell’elevata quantità di luce che colpisce il fotoresistore). In all applications, an indicator of the state of charge of the batteries or the selection of different maximum values of light output can be provided. With this solution it is in fact possible to make several fixed and / or self-regulating light emission levels available to the user. It is also possible to provide for the automatic shutdown of the device, for example after ten minutes of inactivity (LEDs off due to the high amount of light hitting the photoresistor).

In uso (vedi figura 3) è indicato l’esempio di applicazione su di un casco da speleologo anche se applicazioni del tutto diverse possono tranquillamente essere realizzate. In use (see Figure 3) an example of application on a caving helmet is shown, even if completely different applications can easily be carried out.

In tal caso è previsto l’indicatore dello stato di batteria allo scopo di segnalare la condizione di carica delle stesse. Un primo LED 10 ed un secondo LED 11 del tipo LUXEON STAR da tre watt cadauno sono elettricamente collegati in serie e montati su di un supporto 12 di alluminio, con funzione di riflettore e anche di dissipatore di calore, predisposto in uso sul casco e con l’elemento fotosensibile 13 interposto tra di essi e schermato rispetto alla luce emessa dai LED e dalle luci laterali. In this case, the battery status indicator is provided in order to signal the state of charge of the same. A first LED 10 and a second LED 11 of the LUXEON STAR type of three watts each are electrically connected in series and mounted on an aluminum support 12, with the function of reflector and also of heat sink, prepared for use on the helmet and with the photosensitive element 13 interposed between them and shielded with respect to the light emitted by the LEDs and the side lights.

È inoltre opportuno utilizzare un elemento in materiale plastico trasparente per proteggere i componenti (LED e fotoresistore) da polvere e acqua. Tale elemento può essere realizzato in modo da costituire parte di un gruppo ottico del quale l’apertura del fascio luminoso emesso dal LED e geometria del riflettore fanno parte per conferire al dispositivo le caratteristiche di emissione della luce desiderate dal costruttore. It is also advisable to use a transparent plastic element to protect the components (LED and photoresistor) from dust and water. This element can be made to form part of an optical group of which the opening of the light beam emitted by the LED and the geometry of the reflector are part to give the device the light emission characteristics desired by the manufacturer.

Un apposito pacco pile alimenta il circuito e quindi i LED. Le caratteristiche della sorgente di alimentazione (pacco-pile) dipendono dalle scelte del costruttore. Un regolatore switching del tipo step-down (riduttore di tensione) comprende l’elemento fotosensibile quando inserito tramite il selettore SW e risulta in grado di regolare la tensione del pacco batterie da 12V sino ad un massimo di 7,4V (fotoresistenza in assenza di luce ambiente o riflessa) mentre la tensione minima può scendere ad una tensione inferiore a quella di accensione dei LED, condizione in cui l’assorbimento di corrente del dispositivo diventa irrisorio. A special battery pack powers the circuit and therefore the LEDs. The characteristics of the power source (battery pack) depend on the manufacturer's choices. A switching regulator of the step-down type (voltage reducer) includes the photosensitive element when inserted through the SW selector and is able to regulate the voltage of the 12V battery pack up to a maximum of 7.4V (photoresistor in the absence of ambient or reflected light) while the minimum voltage can drop to a voltage lower than that of the LEDs, a condition in which the current absorption of the device becomes negligible.

Esclusivamente a titolo di esempio si riporta come un LED LUXEON Star abbia una tensione di lavoro tipica di 3,42V ed accetti una tensione massima di 3,90V. In tal senso, essendo stati posti in serie due LED, la tensione tipica è di 7,4V. Il regolatore switching step-down è dunque configurato, selezionando a mezzo di apposito selettore non raffigurato nello schema elettrico di principio, valori diversi di altra resistenza posta in parallelo a R<1>ed inserendo o escludendo FR in modo tale da consentire, ad esempio, una emissione di luce ad intensità costante a tre livelli: massima, media o minima, e inserendo FR tre livelli autoregolanti con emissione massima pari al massimo, medio o minimo previsto. Exclusively as an example, it is reported that a LUXEON Star LED has a typical working voltage of 3.42V and accepts a maximum voltage of 3.90V. In this sense, since two LEDs have been placed in series, the typical voltage is 7.4V. The step-down switching regulator is therefore configured, selecting by means of a special selector not shown in the basic electrical diagram, different values of other resistor placed in parallel to R <1> and inserting or excluding FR in such a way as to allow, for example , a constant intensity light emission at three levels: maximum, average or minimum, and by inserting FR three self-regulating levels with maximum emission equal to the maximum, average or minimum expected.

È anche possibile utilizzare altri tipi di diodi LED, aventi diverse caratteristiche di emissione luminosa (potenza, colore della luce emessa, e di tensione massima di alimentazione rispetto alla quale sarà sufficiente dimensionare opportunamente il regolatore di tensione. It is also possible to use other types of LED diodes, having different characteristics of light emission (power, color of the light emitted, and of maximum power supply voltage with respect to which it will be sufficient to size the voltage regulator appropriately.

Claims

CLAIMS 1. Lighting device (1) comprising an electric power supply (4) through which to power a light source (5) and characterized in that it comprises: - A voltage regulator (6); - A voltage divider (7) configured to generate a reference voltage to the voltage regulator (6), the voltage regulator (6) by adjusting the output voltage in such a way as to maintain the same reference voltage; and in which the voltage divider (7) comprises at least one branch provided with at least one photosensitive element (7 ') with resistance R which varies inversely proportional to the quantity of light incident on it so that the resistive value of said branch of the divider (7) is modular.

Lighting device (1), according to claim 1, wherein said voltage divider (7) comprises: - An exclusion element (15) of the photosensitive element (7 '); - One or more resistors R <1> placed in parallel with the photosensitive element and in series with a resistance R <2>; and in which the exclusion element (15) is controllable between a closing condition in which it connects the photosensitive element (7 ') to said one or more resistors R <1> and an opening condition in which it excludes the element photosensitive.

Lighting device (1), according to claim 2, wherein said exclusion element (15) can be selected from one of the following components at choice: - A mechanical SW switch which can be selectively opened / closed; - An electronic switch.

4. Lighting device (1), according to claim 1, wherein the voltage regulator comprises an input (8), an output (9) and a regulation (14), said voltage divider (7) being connected across the 'output (9) and of the adjustment (14) in such a way as to allow the modulation and / or adjustment of the light power.

5. Lighting device, according to claim 1, in which said photosensitive element is configured in such a way as to decrease its resistance value R as the intensity of external light that hits it increases and vice versa.

6. Lighting device, according to one or more preceding claims 1 to 5, wherein said photosensitive element (7) is a photoresistor (7).

7. Lighting device, according to one or more preceding claims 1 to 5, wherein said photosensitive element is a photo diode or other photosensitive electronic component.

8. Lighting device, according to claim 1, wherein said voltage regulator is switching.

9. A caving helmet characterized in that it comprises a lighting device according to one or more preceding claims.

10. A method of adjusting the amount of light output (5) of a lighting device (1), particularly a caving helmet, and includes the operations of: - Comparison between an output voltage (9) from a voltage regulator (6) and an input voltage (14) to the regulator and coming from a divider (7); - Variation of the regulator output voltage in such a way as to bring it back to a regulator reference value; and in which the voltage of the regulator is modulated as a function of the external light incident on a photosensitive element inserted in the voltage divider (7) for the generation of the reference voltage.