ITTO20010480A1 - Presa controllata per applicazioni di domotica. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo:

“PRESA CONTROLLATA PER APPLICAZIONI DI DOMOTICA”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale al settore dell'automazione di casa, e più in particolare ad una presa elettrica che, nell'ambito di un sistema per l’automazione di un ambiente domestico, viene controllata per gestire l’alimentazione della corrente elettrica ad una utenza collegata con la presa.

Come è noto, il settore dell'automazione di casa, anche chiamato domotica, ha per oggetto lo sviluppo di soluzioni per governare in modo integrato ed automatico gli impianti, le utenze, e gli elettrodomestici tipici di una casa, quali l'impianto di riscaldamento, di illuminazione, di anti-furto, di video-citofono, di apertura e chiusura porte e cancelli, il frigorifero, la lavatrice, ecc...

In questo modo la domotica si prefigge non solo lo scopo di automatizzare operazioni e funzioni tuttora svolte manualmente da un operatore, nell’ambito di un ambiente domestico, ma anche di rendere nel complesso più comodo, sicuro e confortevole un tale ambiente.

Attualmente la tecnica nota propone numerose soluzioni che appaiono in grado di risolvere, alcune in modo più soddisfacente ed altre meno, i numerosi e svariati problemi legati alla realizzazione di un sistema di automazione domestica che sia sicuro, efficiente, flessibile, di facile uso, compatibile con le abitudini acquisite dagli utenti, e, non ultimo, tale da poter essere proposto sul mercato con una buona probabilità di successo commerciale.

Solitamente le soluzioni note per l'automazione domestica prevedono una unità centrale ed una pluralità di moduli e/o componenti, includenti in particolare delle prese elettriche, che vengono installati in vari punti della casa per controllare in modo automatico, sotto il governo dell'unità centrale, gli impianti e le utenze di casa.

A loro volta i moduli sono collegati con l'unità centrale tramite appositi cavi che corrono lungo le pareti di casa, per consentire lo scambio di segnali fra i moduli e l'unità centrale.

Un programma, residente nell'unità centrale, può essere impostato in modo da delegare al sistema di automazione la gestione di determinati impianti e utenze di casa, e pertanto esonerare l'utente daH'intervenire in modo manuale.

In particolare il sistema di automazione di casa può essere impostato per reagire automaticamente al verificarsi di certe situazioni critiche, ad esempio per chiudere la tapparelle di casa in caso di pioggia.

In genere i sistemi di automazione domestica, attualmente in uso, mantengono la possibilità che l'operatore, se vuole, possa sempre intervenire nel modo tradizionale, ovvero con comandi impartiti manualmente, per controllare le apparecchiature di casa.

Alcuni sistemi noti, recentemente sviluppati per l'automazione domestica, offrono la possibilità di interfacciarsi con le reti esterne di comunicazione, in modo da consentire ad un utente di potere controllare da una postazione remota lo stato degli impianti e delle apparecchiature di casa.

In particolare questi sistemi consentono all'utente di collegarsi dall'esterno, tramite la rete telefonica fissa o cellulare, con il sistema di domotica, onde conoscerne lo stato in ogni momento, ed eventualmente intervenire se lo ritiene opportuno.

L'utente può ad esempio controllare da distanza la temperatura all'interno della casa, per decidere se è il caso di attivare o meno l'impianto di riscaldamento.

Analogamente l'utente, collegandosi da lontano, può controllare la gestione di determinati elettrodomestici, quali il forno o la lavatrice.

A sua volta il sistema di automazione attraverso la rete di comunicazione può avvertire l'utente in caso di guasti, per consentirgli di intervenire con prontezza.

Soluzioni più sofisticate consentono di collegarsi al sistema di automazione della propria casa mediante un usuale calcolatore o computer attraverso la cosiddetta rete “internet", così da poter sfruttare tutte le potenzialità offerte da questo moderno mezzo di comunicazione in sempre maggiore e rapida espansione.

Da quanto detto, appare quindi chiaro che le possibilità e le combinazioni di funzioni offerte già oggi dai sistemi di domotica sono innumerevoli, e che comunque esse sono certamente destinate ad espandersi ulteriormente, tenendo conto delle prevedibili future richieste ed esigenze da parte della gente verso ambienti domestici sempre più confortevoli e sicuri.

Un problema che le applicazioni di domotica non possono trascurare, ma che anzi dovrebbero risolvere nel modo migliore possibile, è rappresentato dal controllo dei carichi elettrici che alimentano gli impianti e le utenze di casa, ed in particolare dalla gestione di situazioni critiche e anomale di assorbimento elettrico, ad esempio di sovraccarico, quali spesso si verificano a seguito di un corto circuito o di altre cause, quasi sempre imprevedibili.

Infatti un efficiente controllo dei carichi e dei sovraccarichi elettrici è essenziale sia per ottimizzare i costi di gestione deH'ambiente domestico, e sia per preservare quest'ultimo da possibili danni, e non ultimo per assicurare la massima sicurezza ed efficienza del sistema di domotica.

Purtroppo le soluzioni offerte dalla tecnica nota non sempre appaiono in grado di risolvere in modo soddisfacente il problema di realizzare una presa elettrica che, oltre ad essere atta a controllare il carico elettrico assorbito attraverso la presa medesima, sia agevolmente e rapidamente installabile in un qualsiasi ambiente abitativo, ed inoltre sia anche capace di integrarsi in modo flessibile con le altre parti di un sistema di domotica.

Pertanto lo scopo principale della presente invenzione è quello di realizzare una presa elettrica ad incasso, particolarmente idonea per un uso nell'ambito di un sistema di automazione domestica, che abbia un funzionamento rapido e sicuro, ed in generale più efficiente rispetto alle prese attualmente disponibili, e che nello stesso tempo possa essere installata in un ambiente domestico senza richiedere specifiche predisposizioni, ma utilizzando quelle già esistenti per gli impianti elettrici tradizionali.

Questi scopi sono raggiunti dalla presa controllata avente le caratteristiche definite nella rivendicazione principale indipendente.

Grazie alle sue caratteristiche, la presa dell'invenzione presenta rilevanti vantaggi, ed in particolare quello di potere essere montata nelle scatole ad incasso conformi agli standard attuali ed in uso, pertanto senza implicare la realizzazione di specifiche opere di predisposizione nelle strutture e nei muri di casa.

Caratteristiche, scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione seguente, fatta a titolo esemplificativo ma non limitativo, con il supporto degli annessi disegni, di cui :

Fig. 1 è una vista schematica di un sistema per l'automazione domestica integrante una o più prese controllate conformi alla presente invenzione;

Fig. 2 è una vista prospettica che mostra, in scala ingrandita ed in forma assemblata, una generica delle prese controllate schematizzate in Fig. 1;

Fig. 3 è una vista prospettica, in forma esplosa, che mostra nel dettaglio le varie parti di cui è composta la presa controllata di Fig. 2; e Fig. 4 è una vista prospettica che mostra la presa controllata di Fig. 2 accoppiata con una mostrina.

Con riferimento alla Fig. 1, una pluralità di prese 110, conformi alla presente invenzione ed atte a consentire il collegamento di utenze all'impianto elettrico civile di casa, sono schematicamente rappresentate nell'ambito di un più ampio e complesso sistema di automazione domestica, o demotica, a sua volta indicato genericamente con 11.

È chiaro comunque che, senza uscire dall'ambito della presente invenzione, la presa elettrica 110 può essere utilizzata nell'impiantistica in generale, come anche nel contesto di sistemi di automazione non espressamente dedicati all'ambiente domestico, ed installati ad esempio in ambienti industriali.

Il sistema di domotica 11 verrà descritto nel seguito in modo sommario e al solo fine di supportare la descrizione della presa 110, oggetto della presente invenzione.

A questo riguardo, si fa anche presente che il sistema di domotica 11 , di cui la presa elettrica 110 costituisce un componente, è oggetto di ed è pertanto dettagliatamente descritto in una specifica domanda di brevetto, depositata dal Richiedente contestualmente alla presente domanda, e qui incorporata a scopo di riferimento per una più approfondita e dettagliata informazione sulle caratteristiche e le peculiarità del sistema di domotica 11.

In particolare, nell'ambito di tale sistema 11, le prese 110 possono essere collocate in differenti zone dell'ambiente abitativo, indicato genericamente con 15 e definito schematicamente da una pluralità di pareti 16, per consentire un comodo collegamento alle prese 110 di utenze, quali elettrodomestici e/od altri dispositivi di abituale uso in casa.

Il sistema di domotica 11 comprende anche una unità centrale 12 che svolge funzioni generali di governo e di supervisione dell'intero sistema 11 ; una pluralità di moduli 10, 10a, alimentati dall'impianto elettrico civile oppure da una batteria, che sono incassati nelle pareti 16 e svolgono essenzialmente una funzione di interfaccia fra le varie parti del sistema; una centralina 71 per il controllo da una postazione centrale dei carichi elettrici alimentati alle utenze collegate con le prese 110; ed una pluralità di sensori 72, quali sensori di intrusione, di pioggia, di temperatura, ecc...., posizionati in vari punti delia casa, che svolgono funzioni di rilevazione nel l'ambito del sistema 11.

La centralina 71 è solitamente collocata in un nodo deirimpianto elettrico di casa, ed è atta a misurare sia la potenza elettrica assorbita globalmente dall'impianto elettrico, e sia la potenza elettrica puntuale assorbita da ogni singola utenza, al fine di eventualmente intervenire per scollegare determinate utenze dell’impianto elettrico, nel caso di situazioni di sovraccarico elettrico.

Gli impianti e le apparecchiature gestite dal sistema di domotica 11 possono essere costituite dall’impianto di riscaldamento e/o dall’impianto di illuminazione e/o dall'impianto di sicurezza e/o dall'impianto di videocitofono e/o da altri tipi di impianti di cui l’abitazione è dotata, nonché dagli usuali elettrodomestici presenti in una casa, quali il frigorifero, la lavatrice, la lavastoviglie, ecc .

Ciascuna presa 110, analogamente ad altre parti del sistema 11 come mostrato in Fig. 1, è collegata, mediante una rispettiva morsettiera, con una rete elettrica 13, costituita da cavi di tipo tradizionale, che corre lungo le pareti di casa.

Le prese 110 hanno una forma scatolare e sono alloggiate e fissate stabilmente con sistemi di fissaggio noti, ad esempio mediante viti, in scatole incassate, indicate con 18, predisposte lungo le pareti 16 di casa e conformi agli standard usuali.

In particolare ciascuna presa 110 è installata in una rispettiva scatola parai lelepipeda del tipo usualmente chiamato a tre moduli, conforme al modello “503” della Ditta Bticino, che costituisce una dei formati di scatole da incasso, per impianti elettrici civili, attualmente più diffuse sul mercato.

L'unità centrale 12 è costituita preferibilmente da un'apparecchiatura che è collegata con una rete telefonica esterna, indicata con 17, per consentire uno scambio di dati e informazioni fra l'ambiente esterno alla casa ed il sistema 11 , ad esempio per permettere ad un utente di accedere da una postazione remota al sistema 11.

Convenientemente l'unità centrale 12 può essere del tipo chiamato in inglese “webphone”, ed essere pertanto provvista della funzionalità di accesso alla rete di comunicazione internet.

In questo modo il collegamento dall’esterno al sistema di domotica può avvenire in modo estremamente agevole, per il tramite un normale calcolatore personale o computer, e sfruttando tutte le potenzialità offerte dalla rete internet.

L'unità centrale 12, le prese 110, la centralina 71, le interfacce 10 ed i sensori 72 comunicano tra loro via onde radio, indicate genericamente con 19, attraverso lo spazio circostante, ovvero il volume interno dell'ambiente 15, ed a questo scopo sia l'unità centrale 12, sia ognuno degli altri componenti 110, 71, 10 e 72 è equipaggiato con una rispettiva unità di ricezione e trasmissione, più avanti dettagliatamente descritta con espresso riferimento alla presa 110.

Le Figg. 2 e 3 mostrano nel dettaglio rispettivamente la struttura esterna, in forma assemblata, e la struttura interna, in forma scomposta, della presa 110 dell'invenzione.

In particolare la presa 110 comprende un guscio esterno 121, di tipo flangiato, aperto lungo un lato anteriore in modo da formare un’apertura 121 a; un coperchio 122 adibito a chiudere l’apertura 121 a; ed un gruppo elettrico interno, genericamente indicato con 123, alloggiato all'interno del guscio 121.

Anteriormente il guscio 121 è provvisto di una flangia 121 b che si estende tutta attorno all’apertura 121 a ed è provvista di due fori laterali 121c per il fissaggio a vite della presa 110 alla scatola 18, segnatamente del tipo 503, predisposta nel muro 16 di casa.

In particolare la flangia 121 b, una volta fissata sulla scatola 18, risulta disposta in una configurazione in cui sia la flangia 121 e sia il coperchio 122, che definiscono il lato anteriore della presa 110, sono disposti a filo della parete 16.

Analogamente alle prese elettriche note, il coperchio 122 comprende una contattiera 122a, del tipo femmina, avente una serie di fori atti a ricevere una spina elettrica, ed è inoltre provvisto anteriormente di un risalto 122b che forma attorno alla contattiera 122a una sede atta a guidare la spina, durante la fase di inserimento nella contattiera 122a.

Il gruppo elettrico 123 comprende una piastra elettronica laterale 126, sulla quale è montato un microprocessore 125; una piastra elettronica superiore 127; ed una piastra elettronica inferiore 128, entrambe orientate perpendicolarmente alla piastra laterale 126 e fissate ad una rispettiva estremità alla piastra 126, in modo da formare una struttura del tipo a U La piastra superiore 127 supporta una unità di ricezione/trasmissione in radio frequenza 129, o unità R/F, per lo scambio di segnali via radio fra la presa 110 e le altri parti del sistema di domotica.

In particolare questa unità di radio frequenza 129, nascosta nei disegni da uno schermo di protezione 132, è prevista per operare in una banda di frequenza compresa fra 868,0 e 868,6 MHz, ed a questo scopo comprende un’antenna 131 per ricevere e trasmettere i segnali attraverso il volume interno della casa.

L'antenna 131 è costituita da un filo, ripiegato a forma di L, il quale ha una prima porzione rettilinea, di ridotta lunghezza, perpendicolare alla piastra 127, ed una seconda porzione rettilinea, sensibilmente più lunga, che si estende adiacentemente e parallelamente ad un lato 127a, della piastra 127, disposto verso il lato anteriore della presa 110, ovvero verso il coperchio 122.

In questo modo, quando la presa 110 è alloggiata nella scatola 18 e quindi incassato nella parete 16 della casa, l’antenna 131 assume una posizione adiacente ed allineata al filo della parete 16, così da consentire una trasmissione ed una ricezione ottimali dei segnali radio 19 scambiati fra la presa 110 e le altre parti del sistema di domotica, in particolare la centralina 71.

Lo schermo di protezione 132 è costituito da un lamiera sottile ripiegata a forma di C ed è disposto sopra l’unità R/F 129 per proteggerla da eventuali disturbi elettromagnetici.

L'antenna 131 può essere realizzata con forme differenti da quella rettilinea sopra descritta e ad esempio può assumere una forma di tipo elicoidale.

La piastra inferiore 128 è adibita a supportare ed a integrare la parte di potenza, o di attuazione vera e propria del gruppo elettrico 123, ed in particolare comprende un relè 141, il quale ha la funzione di abilitare o meno l’alimentazione, da parte dell’impianto elettrico civile di casa 13, di un’utenza collegata con la presa 110.

Tipicamente questo relè 141 interviene per interrompere l’erogazione dell'energia ad un’utenza collegata con la presa 110, nel caso di un sovraccarico.

La piastra inferiore 128 porta anche una morsettiera 120 per il collegamento elettrico delia presa 110 alla linea di alimentazione elettrica 13.

A questo scopo il guscio 121 è provvisto, lungo un lato posteriore 121d, di una zona perforata 121 e, attraverso la quale è possibile accedere dall’esterno alla morsettiera 120 e pertanto realizzare tale collegamento elettrico durante la fase di installazione del modulo di incasso 10 nella corrispondente scatola 18.

La presa 110 può essere anteriormente accoppiata con una mostrina estetica 111 come mostrato in Fig. 4.

Nella fase dì installazione, ciascuna presa 110 viene sistemata in una corrispondente scatola standard, tipo 503, già predisposta lungo la parete 16 di casa, e collegata alla rete elettrica 13 di casa per mezzo della morsettiera 120.

La fase di installazione comprende anche una sotto-fase di impostazione avente lo scopo di stabilire lo schema di priorità che la centralina 71 dovrà seguire per comandare lo scollegamento elettrico di utenze o gruppi di utenze collegate con le prese 110, al verificarsi di situazioni anomale. Questa impostazione viene eseguita, in funzione delle esigenze dell'utente, mediante l'unità centrale 12.

In seguito, nel funzionamento normale, la centralina 71 misura il carico elettrico puntuale assorbito da ciascuna utenza attraverso la rispettiva presa 110 e, nel caso di una situazione di sovraccarico, ovvero quando la corrente elettrica assorbita supera un valore prestabilito, invia via onde radio segnali alle varie prese 110 per distaccare dall'impianto elettrico le utenze collegate con esse, seguendo lo schema di priorità predefinito.

È altresì chiaro che ulteriori modifiche e varianti possono essere apportate alla presa controllata senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Presa elettrica (110) particolarmente adatta per l'automazione di un ambiente domestico (15), comprendente un guscio esterno (121), ed un gruppo elettronico (123) sistemato all'interno di detto guscio (121), caratterizzata da ciò che detto gruppo elettronico (123) include almeno una unità di radio frequenza (129) per la trasmissione e la ricezione di segnali radio (19), e da ciò che detta presa (110) è atta ad essere condizionata da detti segnali (19) per controllare la corrente elettrica alimentata ad un’utenza attraverso detta presa (110).
2. 2. Presa elettrica (110) secondo la rivendicazione 1, in cui detti segnali radio (19) sono scambiati con una centralina di controllo (71), caratterizzata da ciò che detta presa (110) è atta a determinare, in risposta ad un segnale di sovraccarico ricevuto da detta centralina (71), il distacco dalla rete elettrica (13) di detta utenza.
3. 3. Presa elettrica (110) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata da ciò che detta presa è controllata via detti segnali radio in conformità ad uno schema di priorità prestabilito, al fine di distaccare l’utenza con essa collegata.
4. 4. Presa elettrica (110) secondo la rivendicazione 1 atta ad essere montata in una parete (16) in una configurazione incassata con un lato anteriore (122) di detta presa (110) disposto sostanzialmente a filo di detta parete, caratterizzata da ciò che detta unità di radio frequenza (129) è disposta sostanzialmente adiacente a detto lato anteriore (122) di detta presa (110), così da consentire una trasmissione ed una ricezione ottimali di detti segnali radio (19), quando detta presa (110) è incassata in detta parete (16).
5. 5. Presa secondo la rivendicazione 4, caratterizzato da ciò che detta unità di radio frequenza (129) comprende una antenna (131) avente una porzione rettilinea disposta adiacente e parallela a detto lato anteriore (122).
6. 6. Modulo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato che detto gruppo elettronico ha una struttura del tipo a U, definita da una piastra superiore (127) portante l'unità di radio-frequenza, una piastra laterale (126) portante un mcroprocessore, ed una piastra inferiore (128) sostanzialmente parallela a detta piastra superiore (127).
7. 7. Presa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da ciò che detto guscio (121) ha una forma scatolare compatibile con il montaggio ad incasso in una scatola a muro (18) conforme al formato 503.
8. 8. Presa controllata sostanzialmente come descritta con riferimento agli annessi disegni.