ITRM980727A1

ITRM980727A1 - Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente.

Info

Publication number: ITRM980727A1
Application number: IT000727A
Authority: IT
Inventors: Antonio Pontetti; Giorgia Pontetti
Original assignee: G & A Eng Srl
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-05-27
Also published as: EP1005055A3; ITRM980727A0; EP1005055A2; US6210010B1; IT1302883B1

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di breveto per l’invenzione industriale dal titolo: “PULSANTE LUMINOSO CON COLORAZIONE VARIABILE ELETTRONICAMENTE”

L’invenzione presentata riguarda un pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente e luce emessa da dispositivi allo stato solido, ad azione momentanea o bistabile senza commutazione elettromeccanica. Come è noto, per “azione momentanea” si intende la generazione di un segnale, elettrico od elettronico, per tutto il tempo in cui il pulsante viene mantenuto attivo. Per “azione bistabile” si intende la generazione di un segnale elettrico o elettronico che commuta alternativamente di stato ad ogni attivazione del pulsante. La parte luminosa è costituita da un display, che può essere suddiviso in zone indipendenti, illuminato di luce visibile, generata internamente al pulsante, ed avente lunghezza d’onda qualsiasi e programmabile in modo operativo, semioperativo o fisso, in modo indipendente per ogni zona: le zone possono essere di numero a piacere. (Viene qui usata l’espressione inglese “display”, entrata ormai in uso comune e che indica la parte visibile, che si illumina, di un dispositivo. In questo caso viene cosi indicata la parte che s’illumina di un pulsante e che viene digitata per Γ attivazione). Pur potendo essere, dette zone di numero a piacere, per comodità verrà descritto il pulsante luminoso con quattro zone soltanto.

L’invenzione si colloca nel campo dei dispositivi elettronici e può essere impiegato dovunque sia necessario disporre di pulsanti luminosi di comando e/o controllo; su impianti meccanici, elettrici, elettronici, ecc., funzionanti in qualsiasi ambiente operativo. Per quanto concerne il settore spaziale, avionico, navale e campale, vale la pena dire che L invenzione risponde ai requisiti previsti per questi impieghi, per es. è in grado di sopportare, anche quando il dispositivo è in funzione, tutte le sollecitazioni del caso. L’invenzione segna un passo avanti nella tecnica di progettazione e realizzazione dei pulsanti luminosi di controllo soprattutto in quanto:

- la luce del display è ottenuta grazie a componenti a stato solido;

- la configurazione del display luminoso è suddiviso in zone ciascuna delle quali può colorarsi di uno tra i colori programmati, in base alle informazioni che gli arrivano ovvero ad allarmi e/o stati operativi specifici.

I pulsanti luminosi attualmente disponibili sul mercato, almeno per quanto è a conoscenza degli inventori, si compongono anch’essi essenzialmente dell’ interruttore e del display ma, Linterruttore solitamente è di tipo meccanico, e quindi il numero di commutazioni è limitato dalla vita delle parti meccaniche che lo costituiscono, come elementi a bilanciere e a molla: elementi che comportano presenza di rimbanzi di commutazione nella posizione di chiusura, causando false commutazioni da eliminare con artifici elettronici. Fino ad ora, nei pulsanti di questo tipo, la parte che deve essere attivata dall’operatore (il display), è resa luminosa dall’impiego di lampadine che generano una luce di base vicina al bianco e, per ottenere diverse colorazioni, vengono impiegati filtri e correzioni ottiche. Dette lampadine non permettono di generare cambiamenti nella colorazione della luce emessa ma solo remissione di luce ad un colore o mancanza di luce. Queste considerazioni non consentono di soddisfare il requisito di base previsto nell’impiego operativo che è quello di avere un display sempre illuminato con luce che possa cambiare colore e luminosità in base alle necessità dello stato operativo e quindi della funzione a cui ci si riferisce. Ad esempio, le norme operative e quelle di ingegneria umana, prescrivono l’uso di illuminazione di differente colorazione per una stessa informazione operativa, in funzione del significato della stessa, per es.: luce bianca, per consentire la lettura delle indicazioni e quindi Γ identificazione del comando da parte dell’operatore; luce rossa, per segnalare il sopravvenire di un allarme: ecc. e luminosità variabile in funzione dell’ illuminazione dell’ambiente operativo. Le lampade hanno una vita operativa limitata e quindi il loro impiego richiede una frequente accessibilità alle parti interne del pulsante luminoso per la sostituzione di quelle non funzionanti con necessità di manutenzione preventiva e correttiva. Per verificare la presenza di lampade rotte è necessario consentire all’operatore l’attivazione di tutte le lampade utilizzando uno specifico comando aggiuntivo. Lo stato di lampada spenta, com’è noto, crea ambiguità tra la condizione di stato non segnalato o lampada rotta.

Gli inconvenienti su descritti vengono superati dal pulsante luminoso, oggetto della domanda di brevetto qui presentata in quanto:

- il pulsante ha un display costituito da componenti allo stato solido in grado di emettere luce (per es. led), nei tre colori fondamentali rosso, verde e blu, e tale da generare luce di qualsiasi colore nello spettro del visibile senza uso di filtri.

- la commutazione e l’intensità del colore sono ottenuti elettronicamente; - esso è in grado di attivare dispositivi di commutazione elettrici/elettronici come organi di commutazione in gomma conduttiva, dispositivi di commutazione allo stato solido (fototransistor/fotodiodi) ecc.

- è possibile effettuare milioni di operazioni senza incorrere in inconvenienti dovuti all’usura.

- i valori di MTBF (medium time beetween failure), che si raggiungono sono tali da eliminare qualsiasi attività di manutenzione.

Questo pulsante luminoso è ideato anche per essere impiegato nei “cockpits”, espressione con cui si identifica il posto di pilotaggio di aeromobili, e nei pannelli di comando e controllo di apparati meccanici, elettrici ed elettronici.

L’illuminazione del display è uno degli aspetti innovativi. Essa è ottenuta da componenti allo stato solido, a mezzo dei quali è possibile generare luce di qualsiasi colore incluso il bianco. Il display ha una vita operativa illimitata rispetto a soluzioni precedenti.

- Non occorre effettuare il “controllo delle lampade” né le conseguenti operazioni di sostituzione delle stesse, in quanto non vi sono lampade.

- Il display risulta freddo al tatto anche in condizioni di massima luminosità. Il display è suddivisibile in zone, illuminabili in modo indipendente sia per la luminosità che per il colore.

- Il colore di ogni zona può essere variato dinamicamente in accordo con la condizione operativa. La possibilità di variare il colore della luce in modo dinamico consente di incontrare qualsiasi prescrizione normativa. E’ quindi possibile illuminare ogni zona di luce bianca, per renderne leggibile la legenda, e modificarne la colorazione della scritta o dello sfondo, in accordo con la normativa, al modificarsi dello stato operativo rendendola leggibile anche in condizioni di luce ambiente battente.

- Viene impiegato uno speciale attuatore, spintore, in grado di comandare dispositivi interruttori realizzabili senza contatti meccanici, per es. con gomma conduttiva o con elementi ottici allo stato solido, in grado di sostenere un numero di manovre illimitato, mantenendo un corretto funzionamento anche in condizioni severe di shock e vibrazioni.

Pur riferendoci all’esempio preferito di realizzazione dell’invenzione, il pulsante luminoso può assumere differenti configurazioni per semplice modificazione dei circuiti elettronici interni allo stesso. Per esempio modificando adeguatamente i circuiti elettronici si può: ottenere la funzione bistabile del contatto elettrico, il controllo da comando esterno diretto dei componenti generatori di luce, il controllo e comando del pulsante luminoso attraverso linea seriale di vari tipi, ecc..

Infatti nella versione, attualmente preferita dagli inventori, sono previsti alloggiamenti calcolati per contenere parti elettroniche di differenti complessità incluso l’uso di un microcontrollore interno potendo cosi realizzare le funzionalità sopra citate ed altre richiedibili dal mercato.

Un altro vantaggio offerto dall’invenzione è che i pulsanti luminosi possono essere montati su pannelli, singolarmente o in matrice, utilizzando in quest’ultimo caso un apposito contenitore. La versione in matrici realizzabile anche in fabbrica, offre maggiore compattezza e riduzione di ingombri, peso e costo e maggiore qualità grazie al minor numero di parti utilizzate. 1 pulsanti possono essere applicati (montati) sia dal fronte che dal retro del pannello. Ciò facilita le attività di assemblaggio e quelle eventuali di manutenzione.

Le connessioni elettriche dei pulsanti sono realizzate con connettori ad innesto indiretto (maschio femmina) sia con “motherboard” (circuito stampato madre) oppure cablatura a pinzare.

L’invenzione viene di seguito descritta, facendo riferimento ad una versione attualmente preferita dagli Inventori ed in base alle tavole di disegno allegate:

Fig. 1 - Vista di Iato del pulsante luminoso.

Fig. 2 Vista dall’alto del pulsante luminoso.

Fig. 3 - Rappresentazione di uno spaccato del pulsante.

Fig. 4 - Vista esplosa dell’assieme display.

Fig. 5 - Vista esplosa dell’assieme pulsante.

Fig. 6 - Alcune delle possibili configurazioni del display.

Fig. 7 - Contenitore per pulsanti da assiemare a matrice.

Fig. 8 - Assieme di pulsanti realizzato a matrice.

Con riferimento alla Fig. 1, l’assieme display 5, costituito dalla parte mobile 3 e dalla parte fissa 4, include la flangia 2 utilizzata per il montaggio sul pannello 36 ed è unito all’assieme interruttore 6 per costituire l’assieme pulsante. 11 distanziale di serraggio 8, serrato dalla camma di serraggio 9, è l’elemento di contrasto della flangia 2, per l’ancoraggio al pannello 36 e la compressione della guarnizione di tenuta della flangia 1 1. Sulla parte posteriore l’assieme pulsante 37 è chiuso da una copertura 7 dalla quale fuoriesce il connettore 10.

Con riferimento alla Fig. 2, sono visibili l’area illuminata 1 del pulsante, la flangia 2 e la parte mobile del display 3.

Con riferimento alla Fig. 3, il pulsante luminoso è composto da:

- assieme display, riportato in configurazione esplosa in Fig. 4, costituito dalla copertura 12 che è connessa meccanicamente al supporto display 13, a mezzo del blocco meccanico 27, all’interno del quale (supporto display) sono contenuti gli elementi ottici 18 costituiti da elemento trasparente 40, legenda 41, diffusore 42, e tutto quanto necessario a realizzare le prestazioni ottiche volute caso per caso. 11 riflettore 14 è utilizzato per orientare remissione luminosa degli elementi allo stato solido 15. Il supporto display 13 include le guide di scorrimento 28 per consentire alla parte mobile 3 del display lo scorrimento lungo l’asse di azionamento. La guarnizione di tenuta 20, visibile in Figg. 3 e 5, è utilizzata per impedire l’accesso all’umidità o di altri elementi contaminanti nella zona assieme interruttore 6 (Fig, 1). La guarnizione di tenuta 11 che non appare nella Fig. 4, è montata sotto la flangia 2 per realizzare la tenuta ad agenti esterni, come acqua, ecc. Il circuito flessibile 16, ancorato dalla vite 43, e sigillato nelle zone 17 e 21, realizza le connessioni elettriche dell’assieme display 5, verso le restanti parti del pulsante luminoso. La.renuta agli agenti esterni è realizzata frontalmente dalla guarnizione 19. La trasmissione del movimento nella parte pulsante è realizzata dal supporto spintore 44.

- assieme interruttore, indicato con 6 Fig. 1, comprende, Fig. 5, il supporto interruttore 51, la copertura posteriore 7, il guida molla 32, l’asse spintore 31, lo spintore 25, la molla 33, il pulsante 24. 11 movimento sull’asse verticale effettuato dall’attivazione del pulsante luminoso e quindi dallo spostamento della parte mobile display 3 sposta lo spintore 25 e quindi schiaccia la molla 33 contenuta nel guidamolla 32 e attiva il pulsante 24 realizzando la funzione di interruttore. Il movimento sull’asse verticale dello spintore è guidato dalla guida di scorrimento 29. La guida di scorrimento 29 con la rondella 50, proteggono anche le parti metalliche, essendo esse in materiale plastico, da danneggiamento derivente da usura per abrasione. Le connessioni elettriche del pulsante sono realizzate dal circuito flessibile 23 e la gestione funzionale dalle parti elettroniche 30.

Il connettore 22 connette l’assieme display all’assieme interruttore. Le parti elettroniche vengono alloggiate nelle zone indicate con 26. Le connessioni elettriche del pulsante verso l’esterno sono realizzate dal connettore/i 10 montato sul circuito flessibile 23.

La Fig. 6 mostra alcune delle possibili configurazioni del display.

La Fig. 7 rappresenta uno dei possibili contenitori 45 per il montaggio in matrice di pulsanti luminosi singoli 46. L’esempio mostra una matrice di quattro riche per tre colonne che quindi può contenere 12 pulsanti singoli. Ogni pulsante si inserisce nel verso di inserzione 47 mostrato ed assume, quando assiemato, la posizione rappresentata 46. Anche la flangia 48 di questa matrice prevede una guarnizione 49 di tenuta contro gli agenti contaminanti.

La Fig. 8 mostra una matrice di pulsanti assemblata in sede di fabbricazione che nell’esempio è di quattro righe e due colonne, e cioè di otto pulsanti luminosi. In questo caso, le parti fisse display 4, rappresentate nella Fig. 3, sono sostituite da un’unica flangia 54 sulla quale sono assemblate le parti costituenti il pulsante luminoso 46.

L’attivazione del pulsante avviene applicando un’opportuna pressione sull’elemento 1. Quest’azione provoca lo scorrimento della parte mobile display 3 e quindi il movimento sull’asse dello spintore 25, lo schiacciamento del pulsante 24 sino all’attivazione dell’ interruttore e quindi generazione del comando elettrico del pulsante. La corsa della parte mobile display 3 è limitata dalla battuta meccanica del guidamolla 32 sulla guida 29, mentre la molla 33 provvede al ripristino della posizione iniziale del pulsante al cessare dell’azione di pressione sull’elemento 1. L’illuminazione è attivata da comando elettronico applicato a mezzo connettore 10, flessibile 24, parti elettriche 30, connettore 22, flessibile 16, elementi a stato solido 15, come led o componenti analoghi..

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, caratterizzato dal fatto di essere costituito da: - assieme,· interruttore comprendente il supporto interruttore (51), la copertura posteriore (7), il guida molla (32), l’asse spintore (31), lo spintore (25), la molla (33), il pulsante (24), la guarnizione di tenuta (20), la guida di scotimento spintore (29), il flessibile di connessione interruttore (23) contenente il connettore (10) e le parti elettroniche (30): - assieme display, comprendente la copertura (12) che è connessa meccanicamente al supporto display (13), a mezzo del blocco meccanico (27), all’interno del quale sono contenute le parti ottiche (18), il riflettore (14), gli elementi allo stato solido (15), il supporto spintore 44; detto supporto display (13) include le guide di scorrimento (28); la guarnizione di tenuta (20); la guarnizione di tenuta (11) montata sotto la flangia (2); il flessibile di connessione indicatore (16) sigillato nelle zone (17) e (21).
2. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. 1, caratterizzato dal fatto che la luce è emessa dagli elementi a stato solido (15) , ad es. led, che emettono luce nei tre colori fondamentali rosso, verde e blu. e che in combinazione con il riflettore (14) e le parti ottiche (18) costituite dall’elemento trasparente (40), dalla legenda (41) e dal diffusore (42).
3. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. 1, caratterizzato dal fatto che la funzione interruttore è realizzata agendo sul pulsante (24) attraverso l’azione di uno spintore (25) azionato dall’asse spintore (31), dal supporto spintore (44) comandato dalla parte mobile display (3).
4. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv 3, caratterizzato dal fatto che la parte mobile display (3) scorre con accoppiamento calibrato nella parte fissa diplay (4) attraverso le guide di scorrimento (28) e che la parte mobile display (3) è connessa meccanicamente con l’asse spintore (31) che scorre con accoppiamento calibrato nella guida di scorrimento (29).
5. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. 3, caratterizzato dal fatto che neiraccoppiamento tra assieme display (5) e assieme interruttore (6) è inserita la guarnizione di tenuta pulsante (20).
6. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. o, caratterizzato dal fatto di utilizzare all’ interno parti elettroniche (30) che includono un microcontrollore.
7. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. 1, caratterizzato dal fatto che il display è suddiviso in zone e che queste sono realizzate, grazie al riflettore (14) ed agli elementi stato solido (15) illuminabili in modo indipendente.
8. Pulsante luminoso con colorazione variabile elettronicamente, secondo la Riv. 1, caratterizzato dal fatto di utilizzare per la connessione tra parte mobile display (3) e parte fissa display (4) una connessione elettrica realizzata dal circuito flessibile (16).