ITPN20090029A1 - ELECTRONIC CONTROL DEVICE FOR DETECTION AND SIGNALING OF THE INSTANTANEOUS POSITION OF A ROLLING OBJECT, IN PARTICULAR A FOOTBALL PLAYING BALL. - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale intitolata : Description of the industrial invention entitled:
“DISPOSITIVO DI CONTROLLO ELETTRONICO PER IL RILEVAMENTO E LA SEGNALAZIONE DELLA POSIZIONE ISTANTANEA DI UN OGGETTO ROTOLANTE, IN PARTICOLARE UN PALLONE DA GIOCO DEL CALCIO†`` ELECTRONIC CONTROL DEVICE FOR THE DETECTION AND SIGNALING OF THE INSTANT POSITION OF A ROLLING OBJECT, IN PARTICULAR A FOOTBALL GAME ...
L’invenzione si riferisce ad un dispositivo di controllo elettronico per il rilevamento e la segnalazione della posizione istantanea di un oggetto rotolante, in particolare un pallone da gioco del calcio. The invention refers to an electronic control device for detecting and signaling the instantaneous position of a rolling object, in particular a football.
I palloni da gioco del calcio di tipo comune vengono normalmente utilizzati per le partite giocate con calciatori professionisti o dilettanti, che sono persone vedenti e possono quindi individuare in ogni momento le traiettorie e le posizioni del pallone durante le varie fasi di gioco di ogni partita. Questo tipo di sport, quindi, non si presta per venire praticato da persone con difficoltà visive oppure non vedenti, sia in ambito amatoriale che professionistico, in quanto tali persone non sono assolutamente in grado di vedere la posizione del pallone e quindi di giocare con lo stesso, e questo fatto impedisce a queste categorie di persone di partecipare a questo gioco popolare largamente diffuso ed apprezzato. Common type footballs are normally used for games played with professional or amateur footballers, who are sighted people and can therefore identify the trajectories and positions of the ball at any time during the various game phases of each match. This type of sport, therefore, is not suitable to be practiced by people with visual difficulties or blind people, both in the amateur and professional field, as these people are absolutely unable to see the position of the ball and therefore to play with it. itself, and this fact prevents these categories of people from participating in this popular and widely popular game.
La presente invenzione si propone lo scopo di consentire anche a queste categorie di persone svantaggiate di giocare con palle o palloni da calcio, grazie al fatto di potere individuare istantaneamente la posizione della palla o del pallone durante le fasi di gioco, mediante segnali sonori che vengono emessi dalla palla o dal pallone e che vengono generati da un dispositivo di controllo elettronico conforme alla presente invenzione. The present invention aims to allow even these categories of disadvantaged people to play with soccer balls or balls, thanks to the fact of being able to instantly identify the position of the ball or of the ball during the game phases, by means of sound signals that are emitted by the ball or ball and which are generated by an electronic control device according to the present invention.
Questo dispositivo di controllo elettronico à ̈ realizzato con le caratteristiche costruttive evidenziate dalle allegate rivendicazioni del presente brevetto. This electronic control device is made with the construction characteristics highlighted by the attached claims of this patent.
L’invenzione verrà meglio compresa dalla seguente descrizione, a solo scopo esemplificativo non limitativo, e con riferimento agli uniti disegni in cui : The invention will be better understood from the following description, by way of non-limiting example only, and with reference to the accompanying drawings in which:
- la fig. 1 mostra schematicamente una parte componente del dispositivo di controllo elettronico conforme all’invenzione, atta a rilevare e segnalare la posizione istantanea di un oggetto rotante, in una prima forma di realizzazione ; - fig. 1 schematically shows a component part of the electronic control device according to the invention, suitable for detecting and signaling the instantaneous position of a rotating object, in a first embodiment;
- la fig. 2 mostra lo schema elettrico della parte componente della fig. 1 , e del circuito integrato ad essa associato ; - fig. 2 shows the electrical diagram of the component part of fig. 1, and the integrated circuit associated with it;
- la fig. 3 mostra la parte componente della fig. 1 applicata ed associata col circuito integrato della 2 ; - fig. 3 shows the component part of fig. 1 applied and associated with the integrated circuit of 2;
- la fig. 4 mostra schematicamente una parte componente del dispositivo di controllo elettronico conforme all’ invenzione, atta a rilevare e segnalare la posizione istantanea di un oggetto rotante, in una seconda forma di realizzazione ; - fig. 4 schematically shows a component part of the electronic control device according to the invention, suitable for detecting and signaling the instantaneous position of a rotating object, in a second embodiment;
- la fig. 5 mostra lo schema elettrico della parte componente della fig. 4, e del circuito integrato ad essa associato ; - fig. 5 shows the electrical diagram of the component part of fig. 4, and the integrated circuit associated with it;
- la fig. 6 mostra lo schema circuitale elettrico del dispositivo di controllo elettronico conforme all’invenzione, comprensivo di una delle parti componenti delle fig. 2 o 5 ; - fig. 6 shows the electrical circuit diagram of the electronic control device according to the invention, including one of the component parts of figs. 2 or 5;
- la fig. 7 mostra il presente dispositivo di controllo elettronico applicato su una palla od un pallone da gioco. - fig. 7 shows the present electronic control device applied to a ball or a game ball.
Nelle suddette figure, viene illustrato schematicamente il dispositivo di controllo elettronico conforme all’invenzione, atto a rilevare e segnalare la posizione istantanea di un oggetto rotolante, in particolare di un pallone da gioco del calcio, al fine di permettere di individuare la posizione del pallone durante le fasi di gioco alle persone con difficoltà visive oppure non vedenti. In the aforementioned figures, the electronic control device according to the invention is schematically illustrated, suitable for detecting and signaling the instantaneous position of a rolling object, in particular of a football ball, in order to identify the position of the ball during the game phases to people with visual difficulties or blind people.
Nelle fig. 1-5 viene mostrata una parte componente del presente dispositivo di controllo vale a dire un sensore di rilevamento e di segnalazione della posizione istantanea dell’oggetto rotolante, eseguito in una prima forma di realizzazione nelle fig. 1-3 ed in una seconda forma di realizzazione nelle fig. 4 e 5, mentre nella fig. 6 viene mostrato lo schema circuitale elettrico completo del presente dispositivo di controllo elettronico, comprensivo di una delle parti componenti (sensori) delle fig. 2 o 5, e nella fig.7 viene mostrato questo dispositivo di controllo elettronico applicato internamente ad una palla od un pallone da gioco. In figs. 1-5 shows a component part of the present control device, ie a sensor for detecting and signaling the instantaneous position of the rolling object, carried out in a first embodiment in figs. 1-3 and in a second embodiment in figs. 4 and 5, while in fig. 6 shows the complete electrical circuit diagram of the present electronic control device, including one of the component parts (sensors) of figs. 2 or 5, and in fig. 7 this electronic control device applied internally to a ball or a game ball is shown.
In riferimento alla fig. 1, si nota che in questa prima forma di realizzazione il sensore di rilevamento e di segnalazione della posizione dell’oggetto rotolante à ̈ sostanzialmente costituito da un tradizionale accelerometro capacitivo 5 a tre assi X, Y e Z equidistanziati fra loro nello spazio, che rappresentano le diverse direzioni di spostamento e rotolamento del corpo rotolante, del quale deve venire rilevata e segnalata la relativa posizione spaziale istantanea. With reference to fig. 1, it is noted that in this first embodiment the sensor for detecting and signaling the position of the rolling object is substantially constituted by a traditional capacitive accelerometer 5 with three axes X, Y and Z equidistant to each other in space, which they represent the different directions of displacement and rolling of the rolling body, of which the relative instantaneous spatial position must be detected and signaled.
Come noto, un accelerometro à ̈ uno strumento di misura in grado di rilevare e/o misurare l’accelerazione, in questi caso l’accelerazione del corpo rotolante lungo ciascuno degli assi spaziali ortogonali fra loro X, Y e Z, e si basa sui principio di rilevare l’inerzia di una massa quando viene sottoposta ad un’accelerazione. Nell’ accelerometro capacitivo 5 della fig. 1, ciascuno degli assi X, Y e Z comprende una massa mobile spostabile rispetto ad una massa stabile, di cui la massa mobile à ̈ formata da un elettrodo mobile 6, interposto fra due elettrodi fissi 7 e 8, leggermente distanziati fra loro, formanti la massa stabile. L’ancoraggio della massa mobile (ovvero, dell’elettrodo mobile 6 di ciascuno degli assi X, Y e Z, al corpo del sensore avviene con due relativi elementi meccanici elastici 9 e 10 fungenti da molle di richiamo, e anche gli elettrodi fissi 7 e 8 vengono ancorati a tale corpo del sensore. Nella fig. 3 si nota l’applicazione sia di tali masse mobili 6 ed elementi elastici 9 e 10 e sia degli elettrodi fissi 7 e 8 al corpo 11 del sensore, che in questo caso à ̈ conformato come circuito integrato 12 costituito dai componenti elettronici che verranno descritti. As is known, an accelerometer is a measuring instrument capable of detecting and / or measuring the acceleration, in this case the acceleration of the rolling body along each of the orthogonal spatial axes X, Y and Z. based on the principle of detecting the inertia of a mass when subjected to an acceleration. In the capacitive accelerometer 5 of fig. 1, each of the X, Y and Z axes comprises a movable mass displaceable with respect to a stable mass, of which the movable mass is formed by a movable electrode 6, interposed between two fixed electrodes 7 and 8, slightly spaced apart, forming the stable mass. The anchoring of the mobile mass (that is, of the mobile electrode 6 of each of the X, Y and Z axes, to the sensor body occurs with two relative elastic mechanical elements 9 and 10 acting as return springs, and also the electrodes fixed electrodes 7 and 8 are anchored to this sensor body. Fig. 3 shows the application of both these mobile masses 6 and elastic elements 9 and 10 and of the fixed electrodes 7 and 8 to the sensor body 11, which in this case is shaped as an integrated circuit 12 consisting of the electronic components that will be described.
In questo accelerometro capacitivo 5, quindi, durante l’avanzamento ed il rotolamento del corpo rotolante (nell’esempio, della palla o del pallone da gioco) si determina un continuo spostamento di ogni massa mobile (ovvero, di ogni elettrodo mobile 6) rispetto ai relativi elettrodi fissi 7 e 8, il quale elettrodo mobile costituisce un’armatura di un primo condensatore elettrico, la cui altra armatura à ̈ formata dal primo elettrodo fisso 7, e costituisce altresì un’armatura di un secondo condensatore elettrico, la cui altra armatura à ̈ formata dal secondo elettrodo fisso 8. In this capacitive accelerometer 5, therefore, during the advancement and rolling of the rolling body (in the example, of the ball or game ball), a continuous displacement of each mobile mass (that is, of each mobile electrode 6) is determined ) with respect to the relative fixed electrodes 7 and 8, which mobile electrode constitutes an armature of a first electric capacitor, whose other armature is formed by the first fixed electrode 7, and also constitutes an armature of a second capacitor electric, whose other armature is formed by the second fixed electrode 8.
In questo modo, durante la rotazione della palla o del pallone l’elettrodo mobile 6 si sposta continuamente rispetto ai relativi elettrodi fissi 7 e 8, con conseguente variazione continua ed istantanea della capacità di entrambi detti primo e secondo condensatore elettrico, che viene rilevata e misurata negli elettrodi fissi, come verrà di seguito descritto, e rappresenta la differenza tra le capacità istantanee di tali primo e secondo condensatore, in modo che quando tale variazione di capacità istantanea tende ad aumentare significa che il sensore rileva un’accelerazione positiva, ovvero un aumento dell’ accelerazione e quindi della velocità della palla o del pallone, e quando tale variazione di capacità istantanea tende a diminuire significa che il sensore rileva un’accelerazione negativa, ovvero una diminuzione dell’accelerazione e quindi della velocità della palla o del pallone. Le variazioni di capacità istantanee che si producono di volta in volta vengono convertite in un segnale analogico di grandezza direttamente proporzionale all’accelerazione dell’oggetto rotolante. Riferendosi ora alla fig. 2, in cui viene illustrato lo schema elettrico del sensore di rilevamento e di segnalazione sopra descritto, le cui parti componenti vengono contraddistinte con gli stessi riferimenti numerici, si nota che i due elettrodi fissi 7 e 8 dei relativi assi spaziali X, Y e Z vengono collegati agli ingressi 13, 14, 15 di un corrispondente amplificatore operazionale 16, 17 e 18, tutti e tre realizzati separati tra loro ed incorporati nel suddetto circuito integrato 12, nonché alimentati con una bassa tensione continua da una batteria elettrica autonoma 19 (vedi fig. 6) montata internamente alla palla od al pallone, e provvisti di una relativa uscita 20, 21 e 22. In this way, during the rotation of the ball or balloon, the mobile electrode 6 moves continuously with respect to the relative fixed electrodes 7 and 8, with consequent continuous and instantaneous variation of the capacity of both said first and second electric capacitors, which is detected and measured in the fixed electrodes, as will be described below, and represents the difference between the instantaneous capacities of such first and second capacitors, so that when this instantaneous capacitance variation tends to increase it means that the sensor detects a positive acceleration, that is, an increase in acceleration and therefore in the speed of the ball or ball, and when this variation in instantaneous capacity tends to decrease, it means that the sensor detects a negative acceleration, or a decrease in the acceleration and therefore in the speed of the ball or ball. The instantaneous capacity variations that occur each time are converted into an analog signal of magnitude directly proportional to the acceleration of the rolling object. Referring now to FIG. 2, which illustrates the wiring diagram of the detection and signaling sensor described above, whose component parts are marked with the same numerical references, it is noted that the two fixed electrodes 7 and 8 of the relative spatial axes X, Y and Z they are connected to the inputs 13, 14, 15 of a corresponding operational amplifier 16, 17 and 18, all three made separate from each other and incorporated in the aforementioned integrated circuit 12, as well as powered with a low direct voltage from an autonomous electric battery 19 ( see fig. 6) mounted inside the ball or ball, and provided with a relative outlet 20, 21 and 22.
In questa condizione, allora, i tre segnali analogici generati dalle variazioni di capacità istantanee prodotte nei relativi assi spaziali X, Y e Z vengono introdotti nei corrispondenti ingressi 13, 14 e 15 di tali amplificatori operazionali 16, 17 e 18, dove essi vengono amplificati e resi disponibili livelli maggiori alle relative uscite 20, 21 e 22 degli stessi amplificatori operazionali. In this condition, then, the three analog signals generated by the instantaneous capacitance variations produced in the relative spatial axes X, Y and Z are introduced into the corresponding inputs 13, 14 and 15 of these operational amplifiers 16, 17 and 18, where they are amplified and made higher levels available at the relative outputs 20, 21 and 22 of the same operational amplifiers.
Questi segnali analogici amplificati verranno poi convertiti, come verrà descritto, in corrispondenti segnali digitali che serviranno per alimentare un dispositivo sonoro come un cicalino, un buzzer 23 ecc.. di tipo elettrico (vedi fig. 6), collegato nel presente circuito di controllo elettronico e montato internamente alla palla od al pallone, al fine di emettere in continuazione dei suoni proporzionali alla velocità di rotazione del corpo rotolante, e quindi di livello e con una frequenza crescente quando la palla od il pallone si sposta con un’accelerazione crescente, e di livello e con una frequenza decrescente quando la palla od il pallone si sposta con un’accelerazione decrescente, e di emettere dei suoni con un livello e con una frequenza minore dei suoni precedenti quando la palla od il pallone sono fermi. In tutti questi casi, i suoni emessi indicano alla persona che gioca la direzione e la posizione in cui si trova la palla od il pallone, in modo che la persona possa venire guidata da questi suoni e raggiungere così la posizione dove si trova di volta in volta la palla od il pallone, per riprendere il gioco. Riferendosi ora alla fig. 6, in cui viene illustrato lo schema circuitale elettrico del presente dispositivo di controllo elettronico, ed anche del sensore elettronico di rilevamento e di segnalazione descritto in precedenza, si nota che questo dispositivo di controllo elettronico à ̈ costituito da un microprocessore elettronico 24 collegato operativamente con detto sensore elettronico di rilevamento e di segnalazione e comprendente, in successione, un convertitore elettronico analogico/digitale 25, 26 e 27 dei relativi segnali analogici generati negli assi spaziali X, Y e Z, un circuito sommatore elettronico 28, un circuito integratore elettronico 29, un circuito comparatore elettronico 30, un oscillatore elettronico a tensione controllata 31, un timer elettronico 32, ed un interruttore elettrico statico 33, tutti questi componenti essendo alimentati dalla suddetta batteria elettrica autonoma 19, assieme ai vari componenti del sensore di rilevamento e di segnalazione, attraverso una linea BUS 34. Vantaggiosamente, la batteria elettrica 19 à ̈ costituita da una batteria al litio ad alta efficienza sia del tipo a perdere che del tipo ricaricabile. These amplified analog signals will then be converted, as will be described, into corresponding digital signals which will be used to power a sound device such as a buzzer, a buzzer 23, etc. of the electrical type (see fig. 6), connected in the present electronic control circuit. and mounted inside the ball or ball, in order to continuously emit sounds proportional to the rotation speed of the rolling body, and therefore of level and with an increasing frequency when the ball or the ball moves with an increasing acceleration, and of level and with a decreasing frequency when the ball or the ball moves with a decreasing acceleration, and to emit sounds with a lower level and frequency than the previous sounds when the ball or the ball is stationary. In all these cases, the sounds emitted indicate to the person playing the direction and the position in which the ball or ball is, so that the person can be guided by these sounds and thus reach the position where he is once. in turn the ball or the ball, to resume the game. Referring now to FIG. 6, in which the electrical circuit diagram of the present electronic control device is illustrated, and also of the electronic detection and signaling sensor described above, it is noted that this electronic control device is constituted by an electronic microprocessor 24 operatively connected with said electronic detection and signaling sensor and comprising, in succession, an electronic analog / digital converter 25, 26 and 27 of the relative analog signals generated in the spatial axes X, Y and Z, an electronic summing circuit 28, an electronic integrator circuit 29 , an electronic comparator circuit 30, an electronic oscillator with controlled voltage 31, an electronic timer 32, and a static electric switch 33, all these components being powered by the aforementioned autonomous electric battery 19, together with the various components of the detection and signaling sensor , through a BUS line 34. Advantagesame nte, the electric battery 19 consists of a high-efficiency lithium battery of both the disposable and rechargeable type.
Tutti i suddetti componenti elettronici del microprocessore 24 sono montati in una scheda In particolare, i convertitori elettronici 25, 26 e 27 sono collegati con i loro rispettivi ingressi e 37 con le corrispondenti uscite 20, 21 e 22 di detti amplificatori operazionali 16, 17 e 18, e con le loro rispettive uscite 38, 39 e 40 con i relativi ingressi 41, 42 e 43 del circuito sommatore 28. Ogni convertitore elettronico 25, 26 e 27 à ̈ predisposto per convertire i segnali analogici provenienti dalle relative uscite 20, 21 e 22 di detti amplificatori operazionali 16, 17 e 18 in corrispondenti segnali digitali binari con una risoluzione fissa, nell’esempio con una risoluzione di 12 bit., ed i segnali digitali così generati risultano pure proporzionali all’accelerazione dell’oggetto rotolante in ciascuno degli assi spaziali X, Y e Z, e vengono trasmessi contemporaneamente ai relativi ingressi 41, 42 e 43 del circuito sommatore 28. Tutti i convertitori elettronici 25, 26 e 27, inoltre, sono tarati per rilevare nel loro rispettivo ingresso 35, 36 e 37 i segnali analogici con livelli minimi prestabiliti, nell’esempio a partire dal livello minimo di 1,6 V, i quali segnali sono generati come sopra descritto e provengono dalle corrispondenti uscite 20, 21 e 22 di detti amplificatori operazionali 16, 17 e 18, e ciò al fine di produrre successivamente come verrà descritto dei suoni udibili attraverso il cicalino, buzzer ecc.. 23. A sua volta, il circuito sommatore 28 à ̈ predisposto per sommare algebricamente tutti i segnali digitali ricevuti ai suoi ingressi 41, 42 e 43 da parte di detti convertitori elettronici 25, 26 e 27, e per formare un unico segnale digitale che dall’unica uscita 44 di tale circuito sommatore 28 viene trasmesso all’unico ingresso 45 del circuito integratore elettronico 29, che provvede a smussare e livellare i picchi di questo segnale digitale, generando inoltre un segnale digitale che dall’uscita 46 del circuito integratore elettronico 29 viene trasmesso contemporaneamente all’ingresso 47 dell’oscillatore elettronico a tensione controllata 31 ed all’ingresso 48 del circuito comparatore elettronico 30. Scopo di quest’ultimo circuito à ̈ di confrontare il livello del segnale digitale ricevuto al suo ingresso 48 e proveniente dall’uscita 46 di detto circuito integratore elettronico, con un livello di segnale di riferimento prestabilito impostato in questo circuito comparatore elettronico 30, in modo che da questo confronto si possa rilevare se il livello del segnale digitale sia maggiore o identico a detto livello di riferimento. All the aforementioned electronic components of the microprocessor 24 are mounted in a board.In particular, the electronic converters 25, 26 and 27 are connected with their respective inputs and 37 with the corresponding outputs 20, 21 and 22 of said operational amplifiers 16, 17 and 18, and with their respective outputs 38, 39 and 40 with the relative inputs 41, 42 and 43 of the summing circuit 28. Each electronic converter 25, 26 and 27 is designed to convert the analog signals coming from the relative outputs 20, 21 and 22 of said operational amplifiers 16, 17 and 18 in corresponding binary digital signals with a fixed resolution, in the example with a resolution of 12 bits., and the digital signals thus generated are also proportional to the acceleration of the object rolling in each of the spatial axes X, Y and Z, and are simultaneously transmitted to the relative inputs 41, 42 and 43 of the adder circuit 28. All electronic converters 25, 26 and 27, moreover and, are calibrated to detect in their respective inputs 35, 36 and 37 the analog signals with minimum predetermined levels, in the example starting from the minimum level of 1.6 V, which signals are generated as described above and come from the corresponding outputs 20, 21 and 22 of said operational amplifiers 16, 17 and 18, and this in order to produce subsequently, as described, some sounds audible through the buzzer, buzzer, etc. 23. In turn, the summing circuit 28 is set up to add algebraically all the digital signals received at its inputs 41, 42 and 43 by said electronic converters 25, 26 and 27, and to form a single digital signal which from the single output 44 of said summing circuit 28 is transmitted to the Single input 45 of the electronic integrator circuit 29, which smooths and smoothes the peaks of this digital signal, also generating a digital signal which from the output 46 of the electronic integrator circuit 29 is transmitted simultaneously to input 47 of the controlled voltage electronic oscillator 31 and to input 48 of the electronic comparator circuit 30. The purpose of this last circuit is to compare the level of the digital signal received at its input 48 and coming from the output 46 of said electronic integrator circuit, with a predetermined reference signal level set in this electronic comparator circuit 30, so that from this comparison it can be detected whether the level of the digital signal is greater than or identical to said reference level.
Questo livello di riferimento à ̈ scelto in modo tale che, se il suo livello viene raggiunto o dal livello di detto segnale digitale, quest’ultimo sia in grado di generare nel cicalino, buzzer 23, ecc.., nel modo che verrà descritto, un suono udibile, sia pure di intensità e frequenze diverse, nella condizione in cui la palla o pallone siano in movimento, oppure siano fermi, il quale suono viene fatto terminare automaticamente dopo un tempo prestabilito in cui la palla o pallone siano fermi. L’uscita 46 del circuito integratore elettronico 29 e l’ingresso 48 del circuito comparatore elettronico 30 sono inoltre collegati con l’unico ingresso 47 dell’oscillatore elettronico a tensione controllata 31 , la cui unica uscita 49 à ̈ collegata col dispositivo sonoro come cicalino, buzzer 23 , ecc.., mentre a sua volta l’unica uscita 50 del circuito comparatore elettronico 30 à ̈ collegata attraverso il timer elettronico 32 con l’interruttore elettrico statico 33, a sua volta collegato con la batteria elettrica 19 e atto a venire chiuso od aperto rispettivamente per alimentare o meno la linea BUS 34, e quindi tutti i restanti circuiti elettronici del presente dispositivo, assieme ai vari componenti del suddetto sensore di rilevamento e di segnalazione. Tale interruttore elettrico statico 33 viene chiuso con l’ausilio di un pulsante di start 51 ad esso collegato e viene aperto automaticamente attraverso il timer elettronico 32. This reference level is chosen in such a way that, if its level is reached either by the level of said digital signal, the latter is able to generate in the buzzer, buzzer 23, etc., in the way that will be described , an audible sound, albeit of different intensity and frequencies, in the condition in which the ball or ball is in motion, or is stationary, which sound is automatically terminated after a predetermined time in which the ball or ball is stationary. The output 46 of the electronic integrator circuit 29 and the input 48 of the electronic comparator circuit 30 are also connected to the single input 47 of the controlled voltage electronic oscillator 31, whose single output 49 is connected to the sound device such as buzzer, buzzer 23, etc., while in turn the only output 50 of the electronic comparator circuit 30 is connected through the electronic timer 32 with the static electric switch 33, in turn connected to the electric battery 19 and able to be closed or opened respectively to supply or not the BUS line 34, and therefore all the remaining electronic circuits of the present device, together with the various components of the aforementioned detection and signaling sensor. This static electric switch 33 is closed with the aid of a start button 51 connected to it and is opened automatically by means of the electronic timer 32.
Quando il comparatore elettronico 30 rileva, dal confronto fra il livello di segnale di riferimento prestabilito ed il livello del segnale digitale applicato all’ingresso 48 del comparatore stesso, che questo segnale digitale à ̈ maggiore di tale livello di riferimento, il segnale digitale viene inviato soltanto all’ingresso 47 dell’oscillatore elettronico a tensione controllata 31 , che provvede a generare un segnale di risposta ad onda quadra, con una frequenza proporzionale al livello del segnale digitale e quindi anche alla velocità di movimento del corpo rotolante. Quando la frequenza delle onde quadre del segnale ad onda quadra à ̈ elevata e ravvicinata, nella condizione in cui il livello di detto segnale digitale à ̈ maggiore di detto livello di riferimento, ed il corpo rotolante si sposta con una velocità elevata, crescente o decrescente, il segnale di risposta ad attivare il cicalino, buzzer 23 ecc.. in modo che questi produca un suono di intensità e con When the electronic comparator 30 detects, from the comparison between the predetermined reference signal level and the level of the digital signal applied to the comparator input 48, that this digital signal is greater than this reference level, the digital signal is sent only to input 47 of the controlled voltage electronic oscillator 31, which generates a square wave response signal, with a frequency proportional to the level of the digital signal and therefore also to the speed of movement of the rolling body. When the frequency of the square waves of the square wave signal is high and close, in the condition in which the level of said digital signal is greater than said reference level, and the rolling body moves with a high, increasing or decreasing speed , the response signal to activate the buzzer, buzzer 23 etc. .. so that it produces a sound of intensity and with
elevate, proporzionali alla relativa velocità di spostamento del corpo rotolante. high, proportional to the relative speed of movement of the rolling body.
Nell’esempio preso in considerazione, quando il corpo rotolante si sposta alla massima velocità , il segnale ad onda quadra presenta un livello massimo di 255 bit/sec. In the example taken into consideration, when the rolling body moves at maximum speed, the square wave signal has a maximum level of 255 bit / sec.
Quando la frequenza delle onde quadre del segnale ad onda quadra à ̈ meno elevata e ravvicinata, nella condizione in cui il cui il livello di detto segnale digitale à ̈ più basso del livello precedente ed à ̈ comunque maggiore di detto livello di riferimento, ed il corpo rotolante si sposta con una velocità minore di quella precedente, crescente o decrescente, il segnale di risposta ad attivare il cicalino, buzzer 23 ecc.. in modo che questi produca un suono di intensità e con frequenze meno elevate di quelle precedenti, sempre proporzionali alla velocità di spostamento del corpo rotolante. Nell’esempio preso in considerazione, quando il corpo rotolante si sposta alla velocità sopra citata, il segnale ad onda quadra presenta un livello medio di 127 bit/sec. When the frequency of the square waves of the square wave signal is less high and close, in the condition in which the level of said digital signal is lower than the previous level and is in any case higher than said reference level, and the rolling body moves with a speed lower than the previous one, increasing or decreasing, the response signal to activate the buzzer, buzzer 23 etc. .. so that it produces a sound of intensity and with lower frequencies than the previous ones, always proportional to the speed of movement of the rolling body. In the example taken into consideration, when the rolling body moves at the aforementioned speed, the square wave signal has an average level of 127 bits / sec.
Infine, quando la frequenza delle onde quadre del segnale ad onda quadra à ̈ minima, nella condizione in cui il livello di detto segnale digitale à ̈ minimo ed identico a detto livello di riferimento, ed il corpo rotolante à ̈ fermo, il segnale di risposta prowederà ad attivare il cicalino, buzzer 23 ecc.. in modo che questi produca un suono di intensità e con frequenze minime. Finally, when the frequency of the square waves of the square wave signal is minimum, in the condition in which the level of said digital signal is minimum and identical to said reference level, and the rolling body is stationary, the response signal will proceed to activate the buzzer, buzzer 23 etc .. so that it produces a sound of intensity and with minimum frequencies.
Nell’esempio preso in considerazione, quando il corpo rotolante à ̈ fermo, il segnale ad onda quadra presenta un livello minimo di 1 bit/sec. In the example taken into consideration, when the rolling body is stationary, the square wave signal has a minimum level of 1 bit / sec.
Questo livello minimo del segnale digitale viene rilevato dal comparatore elettronico 30 che prowede a trasmettere questo segnale digitale al timer elettronico 32, che à ̈ tarato per rimanere chiuso per una durata prestabilita dopo l’applicazione di questo segnale digitale, mantenendo così inserito il cicalino, buzzer 23 ecc.., che provvede ad emettere i suoni con intensità e frequenze minime e, dopo che questa durata prestabilita à ̈ trascorsa, detto timer elettronico 32 si apre automaticamente disinserendo così il cicalino, buzzer ecc.. con conseguente termine dei suoni. In questo modo, P alimentazione elettrica del dispositivo sonoro viene sempre interrotta quando la palla od il pallone sono fermi, evitando alla batteria di scaricarsi in questa condizione, con conseguente interruzione anche dell’alimentazione di tutti i sensori di rilevamento e di segnalazione 5 e delle interfacce esterne, riducendo quindi al minimo il consumo elettrico del dispositivo di controllo elettronico conforme all’invenzione. This minimum level of the digital signal is detected by the electronic comparator 30 which proceeds to transmit this digital signal to the electronic timer 32, which is calibrated to remain closed for a predetermined duration after the application of this digital signal, thus keeping the buzzer, buzzer 23 etc .., which emits sounds with minimum intensity and frequencies and, after this predetermined duration has elapsed, said electronic timer 32 opens automatically thus disconnecting the buzzer, buzzer etc .. with consequent termination sounds. In this way, the electrical power supply of the sound device is always interrupted when the ball or the ball is stationary, preventing the battery from discharging in this condition, with consequent interruption of the power supply of all the detection and signaling sensors 5 and of the external interfaces, thus minimizing the electrical consumption of the electronic control device conforming to the invention.
Per ripristinare il funzionamento del presente dispositivo di controllo, viene esercitata un’opportuna azione di tipo meccanico o magnetico all’esterno del pallone. To restore the operation of this control device, an appropriate mechanical or magnetic action is exerted on the outside of the balloon.
Nella seconda forma di realizzazione del presente dispositivo di controllo elettronico, mostrata nelle fig. 4 e 5, i sensori di rilevamento e di segnalazione sono ancora costituiti dagli stessi condensatori sopra descritti, le cui parti componenti sono contraddistinte con gli stessi riferimenti numerici precedenti e sono collegate fra loro nel circuito elettrico mostrato nella fig. 5, identico al circuito della fig. 2, ed in questo caso tali condensatori sono opportunamente inseriti e sostenuti nelP' intemo di relativi corpi sagomati 52, 53 e 54 identici fra loro, nell’esempio formati da prismi, detti corpi essendo sostenuti dal corpo 11 del sensore in posizioni equidistanziate fra loro nello spazio, in modo da potere ruotare liberamente attorno ai propri assi di rotazione X, Y e Z nell’uno o nell’altro senso di rotazione, con accelerazioni e velocità proporzionali alla velocità di spostamento e rotolamento della palla o pallone, determinando anche in questo caso, come in precedenza, delle variazioni delle capacità dei relativi condensatori elettrici e quindi dei corrispondenti segnali elettrici analogici proporzionali a tali accelerazioni e velocità , che vengono trasmessi ed elaborati attraverso lo stesso circuito elettrico illustrato nella fig. 6, per ottenere sempre dei suoni udibili tramite il dispositivo sonoro 23 o simile. Tali sensori, quindi, fungono da accelerometro giroscopico. Infine, nella fig. 7 si nota che la scheda elettronica 55, in cui sono montati tutti i sensori 5 ed il microprocessore elettronico 24 con le sue varie parti componenti, viene sostenuta da idonei mezzi di sostegno 56 che vengono inseriti ed opportunamente fissati neH’ di una palla o pallone 57. In the second embodiment of the present electronic control device, shown in figs. 4 and 5, the detection and signaling sensors still consist of the same capacitors described above, the component parts of which are marked with the same previous numerical references and are connected to each other in the electrical circuit shown in fig. 5, identical to the circuit of fig. 2, and in this case these capacitors are suitably inserted and supported in the interior of related shaped bodies 52, 53 and 54 identical to each other, in the example formed by prisms, said bodies being supported by the sensor body 11 in equidistant positions between them in space, so as to be able to rotate freely around their axes of rotation X, Y and Z in one or the other direction of rotation, with accelerations and speeds proportional to the speed of movement and rolling of the ball or balloon, determining also in this case, as before, the variations of the capacities of the relative electric capacitors and therefore of the corresponding analogue electric signals proportional to these accelerations and speeds, which are transmitted and processed through the same electric circuit illustrated in fig. 6, to always obtain audible sounds through the sound device 23 or the like. These sensors therefore act as a gyroscopic accelerometer. Finally, in fig. 7 it is noted that the electronic board 55, in which all the sensors 5 and the electronic microprocessor 24 with its various component parts are mounted, is supported by suitable support means 56 which are inserted and suitably fixed in a ball or balloon 57.
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WO1999036859A1 (en) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Silicon Pie, Inc. | A time of motion, speed, and trajectory height measuring device |
EP1232772A2 (en) * | 2001-02-15 | 2002-08-21 | Frank Hielscher | Item of games and sport equipment |
US20070178967A1 (en) * | 2005-01-28 | 2007-08-02 | Outland Research, Llc | Device, system and method for football catch computer gaming |
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2009
- 2009-04-24 IT ITPN2009A000029A patent/IT1396696B1/en active
Patent Citations (3)
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