ITUA20164413A1

ITUA20164413A1 - Multi-purpose container that can be opened, also with the function of building tile for lighting applications, home automation and audio amplification

Info

Publication number: ITUA20164413A1
Application number: ITUA2016A004413A
Authority: IT
Inventors: Simone Marini
Original assignee: Simone Marini
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-15

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE AVENTE PER TITOLO: DESCRIPTION OF THE INVENTION HAVING BY TITLE:

“Contenitore multiuso apribile, anche con funzione di piastrella edilizia per applicazioni di illuminotecnica, domotica ed amplificazione audio”. "Multipurpose container that can be opened, also with the function of building tile for lighting, home automation and audio amplification applications".

BACKGROUND DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

Campo di applicazione dell’invenzione. Field of application of the invention.

I campi di applicazione dell'Invenzione possono essere identificati in: The fields of application of the invention can be identified in:

1. Materiali tecnologici per applicazioni edilizie e di arredamento di nuova generazione, con funzioni integrate di alimentazione elettrica e comunicazione. 1. Technological materials for new generation building and furnishing applications, with integrated power supply and communication functions.

2. Sistemi di illuminazione, diffusione audio e sensori ambientali per applicazioni IoT degli interni e/o esterni integrati nell'architettura degli edifici. 2. Lighting systems, audio diffusion and environmental sensors for indoor and / or outdoor IoT applications integrated in the architecture of buildings.

3. Impiantistica Elettrica civile ed industriale. 3. Civil and industrial electrical systems.

4. Apparecchiature Audio Consumer. 4. Consumer Audio Equipment.

La presente Invenzione si riferisce ad un nuovo tipo di contenitore tecnologico multiuso e modulare, capace di essere applicato nella sua essenza, sia in dispositivi domotici, di arredamento, di illuminazione e diffusione audio ma anche in applicazioni edili, facente funzione di piastrella per pavimentazioni o applicazioni murarie verticali. Il trovato secondo l'idea dell'Invenzione integra funzioni elettroniche derivanti dalla trasmissione della potenza elettrica in modalità Wireless basata sul protocollo WPC (Wireless Power Solutions WPC – 1.x - Qi compliance) al quale viene aggiunto secondo l'Idea dell'Invenzione, uno o più canali di comunicazione bidirezionali di dati digitali. Tale scenario presenta i vantaggi della tecnica Wireless nella progettazione dell'architettura degli interni di abitazioni civili ed industriali senza le problematiche della sicurezza derivata dell'esposizione umana alle onde elettromagnetiche. The present invention refers to a new type of multipurpose and modular technological container, capable of being applied in its essence, both in home automation, furniture, lighting and audio diffusion devices but also in building applications, acting as a tile for flooring or vertical masonry applications. The invention according to the idea of the invention integrates electronic functions deriving from the transmission of electrical power in Wireless mode based on the WPC protocol (Wireless Power Solutions WPC - 1.x - Qi compliance) to which it is added according to the Idea of the Invention, one or more bidirectional digital data communication channels. This scenario presents the advantages of the Wireless technique in the design of the interior architecture of civil and industrial homes without the problems of safety derived from human exposure to electromagnetic waves.

Stato dell'Arte. State of the art.

Nei materiali edili, attualmente, non esiste un'integrazione con tutta quella serie di dispositivi elettronici spesso presenti all'interno di un’abitazione civile o un edificio industriale. Tali dispositivi elettronici oggi si affidano sempre più alla tecnologia di comunicazione Wireless, oppure vengono cablati fra di loro o verso i punti di fornitura dell'energia elettrica e comunicazione (Rete Internet e/o Intranet). In building materials, currently, there is no integration with all that series of electronic devices often found inside a residential house or an industrial building. These electronic devices today rely more and more on wireless communication technology, or are wired together or to the points of supply of electricity and communication (Internet and / or Intranet).

La tecnologia Wireless permette la comunicazioni di più dispositivi senza l'utilizzo di un cablaggio fisico. E' ampiamente diffusa in parecchi campi di applicazione ed rappresenta lo Stato dell'Arte in molte apparecchiature (Router, Pc, Stampanti, Tablet, sensori di vario tipo, diffusori acustici etc.) Lo schema di base è visualizzato nella [Fig1] dove il dispositivo trasmettitore [Fig1 (10)] converte un flusso dati [Fig1 (16)] ricevuto via cavo, in un flusso di onde radio tramite la sua l'antenna [Fig1 (14)]. Il ricevitore [Fig1 (11)] con la sua antenna [Fig1 (15)] riceve le onde radio e ripropone su livello fisico cablato i dati ricevuti [Fig1 (17)]. Entrambi i dispositivi [Fig1 (10)(11)] sono alimentati dalla rete elettrica [Fig1 (12)(13)]. Questa tecnologia si occupa di distribuire principalmente Dati e non Potenza Elettrica per alimentare gli apparati, anche se sono possibili applicazioni di tal genere. A tale proposito il documento EP2953108 spiega come sia possibile alimentare dispositivi elettronici in modalità Wireless. Gli studi sulla sicurezza della salute durante l'esposizione umana a tali segnali radio ed al campo elettromagnetico ad essi associato, però, pongono una seria limitazione nell'applicazione di questa tecnologia. Esiste, inoltre, una limitazione tecnica data dal fatto che la potenza da trasmettere in antenna per alimentare elettricamente un dispositivo ricevitore è vincolata alla distanza reciproca dei due apparati. Tale potenza incide di conseguenza sulle considerazione della pericolosità delle onde elettromagnetiche negli ambienti domestici. Per i motivi di cui sopra, in molte applicazioni, quindi, la tecnologia Wireless per la distribuzione di Potenza Elettrica non è facilmente attuabile in tutte le applicazioni. Per quegli apparati che invece sono in stretto contatto tra di loro, è stato possibile prevedere un sistema per la distribuzione della Potenza Elettrica che potesse eliminare il cablaggio, ovvero capace di fornire alimentazione elettrica agli apparati utilizzatori in modalità wireless. In sostanza, un segnale sinusoidale o ad onda quadra generata da un Oscillatore [Fig3 (32)] ed un apposito Driver [Fig3 (31)] sotto il controllo di un processore [Fig3 (33)] e di un circuito di retroazione [Fig3 (34] pilota la Bobina elettrica [Fig3 (35)] del Trasmettitore, il quale si accoppia, per il principio della Mutua Induzione, quando posta in stretta vicinanza ad una Bobina elettrica [Fig3 (36)] di un Ricevitore. Tali Bobine sono accordate sulla stessa frequenza. La distanza massima delle Bobine per ottenere tale trasferimento di Energia è di 3cm. I circuiti di Rettifica [Fig3 (37)] e conversione della potenza [Fig3 (300)] adattano tale Energia al carico elettrico. Anche nel Ricevitore è presente un circuito di Sensing [Fig3 (38)] controllato da una logica [Fig3(39)]. Essendo i circuiti del Trasmettitore e del Ricevitore mutuamente accoppiati tra di loro per la stretta vicinanza delle rispettive Bobine, non si ha una significativa emissione di campo elettromagnetico nell'ambiente circostante. La Potenza Elettrica viene quindi trasferita in maggior parte dal Trasmettitore all'apparato Ricevitore. Oltretutto, le frequenze dell'oscillazione che generano il campo elettromagnetico sono state scelte convenientemente, considerando al vicinanza degli apparati, nell'ordine delle centinaia di KHz, ovvero range di frequenze per le quali i tessuti biologici presentano un'alta reiezione a qualsiasi disturbo o supposta patologia indotta da questo campi elettromagnetici. La standard che si occupa della tecnologia per questa trasmissione di potenza tramite bobine mutuamente accoppiate è discusso nel WPC (Wireless Power Consortium). Tale tecnologia, per i motivi di cui sopra, è estremamente sicura per le applicazioni domestiche, a differenza di quelle Wireless a distanza. Una delle applicazioni più diffuse è quella dei dispositivi per la ricarica dei telefoni cellulari. Con questa applicazione infatti un telefono cellulare [Fig2 (20)] quando posto su di una specifica base di ricarica [Fig2 (21)] alimentata dalla Rete elettrica [Fig2 (22)] non ha bisogno di connessioni cablate per ricaricare la batteria interna. L'accoppiamento elettromagnetico delle antenne Base [Fig2 (26)] e telefono [Fig2 (27)] sotto il controllo dei rispettivi processori [Fig2 (25)(200)], driver e rettificatore [Fig2 (24)(29)] e convertitori di potenza [Fig2 (23)(28)] permette al telefono di ricaricare le proprie batterie [Fig2 (210)] senza ricorrere a nessun cablaggio fisico tra i due dispositivi. Wireless technology allows the communication of multiple devices without the use of physical cabling. It is widely used in several fields of application and represents the state of the art in many devices (Routers, PCs, Printers, Tablets, sensors of various types, loudspeakers, etc.) The basic diagram is displayed in [Fig1] where the transmitter device [Fig1 (10)] converts a data stream [Fig1 (16)] received via cable, into a stream of radio waves through its antenna [Fig1 (14)]. The receiver [Fig1 (11)] with its antenna [Fig1 (15)] receives the radio waves and repeats the received data on a physical wired level [Fig1 (17)]. Both devices [Fig1 (10) (11)] are powered by the mains [Fig1 (12) (13)]. This technology mainly deals with distributing Data and not Electric Power to power the equipment, even if such applications are possible. In this regard, the document EP2953108 explains how it is possible to power electronic devices wirelessly. However, studies on health safety during human exposure to these radio signals and the associated electromagnetic field pose a serious limitation in the application of this technology. There is also a technical limitation given by the fact that the power to be transmitted in the antenna to electrically power a receiver device is bound to the mutual distance of the two apparatuses. This power consequently affects the consideration of the danger of electromagnetic waves in domestic environments. For the reasons mentioned above, in many applications, therefore, the Wireless technology for the distribution of Electric Power is not easily feasible in all applications. For those apparatuses that are instead in close contact with each other, it was possible to provide a system for the distribution of electrical power that could eliminate the wiring, or capable of supplying electrical power to the user equipment wirelessly. Basically, a sinusoidal or square wave signal generated by an Oscillator [Fig3 (32)] and a specific Driver [Fig3 (31)] under the control of a processor [Fig3 (33)] and a feedback circuit [Fig3 (34] drives the electric Coil [Fig3 (35)] of the Transmitter, which is coupled, by the principle of Mutual Induction, when placed in close proximity to an electric Coil [Fig3 (36)] of a Receiver. tuned on the same frequency. The maximum distance of the Coils to obtain this energy transfer is 3cm. The Rectification [Fig3 (37)] and power conversion [Fig3 (300)] circuits adapt this Energy to the electrical load. Also in the Receiver there is a Sensing circuit [Fig3 (38)] controlled by a logic [Fig3 (39)]. Since the Transmitter and Receiver circuits are mutually coupled to each other due to the close proximity of the respective Coils, there is no significant emission of electromagnetic field in the environment surrounding you. The electrical power is then transferred for the most part from the transmitter to the receiver. Moreover, the frequencies of the oscillation that generate the electromagnetic field have been conveniently chosen, considering the proximity of the apparatuses, in the order of hundreds of KHz, i.e. ranges of frequencies for which biological tissues have a high rejection to any disturbance or supposed pathology induced by this electromagnetic fields. The technology standard for this power transmission via mutually coupled coils is discussed in the Wireless Power Consortium (WPC). This technology, for the reasons mentioned above, is extremely safe for home applications, unlike remote wireless ones. One of the most popular applications is that of mobile phone charging devices. With this application, in fact, a mobile phone [Fig2 (20)] when placed on a specific charging base [Fig2 (21)] powered by the mains [Fig2 (22)] does not need wired connections to recharge the internal battery. The electromagnetic coupling of the Base [Fig2 (26)] and telephone [Fig2 (27)] antennas under the control of the respective processors [Fig2 (25) (200)], driver and rectifier [Fig2 (24) (29)] and power converters [Fig2 (23) (28)] allows the phone to recharge its batteries [Fig2 (210)] without resorting to any physical wiring between the two devices.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE. SUMMARY OF THE INVENTION.

Attualmente la tecnologia Wireless Power Solutions WPC – 1.x - Qi compliance non prevede un canale di comunicazione Dati bidirezionale a disposizione dell'Utente, bensì solo uno scambio di informazioni per l'allineamento dei parametri elettrici tra trasmettitore e ricevitore ai fini dell'efficienza dello scambio di Potenza Elettrica. Secondo l'idea dell'Invenzione è possibile creare, inserendo opportunamente un dispositivo che agisce a monte della Bobina del Trasmettitore ed un dispositivo che agisce a valle della Bobina nel circuito del Ricevitore, un canale bidirezionale di trasmissione di Dati Utente tra i due apparati. Tale possibilità emerge dalla considerazione che il coefficiente di Mutuo Accoppiamento tra le due Bobine non ha un “Q” elevatissimo, quindi implica un'ipotetica banda di trasmissione tra i due circuiti accoppiati. Tale banda permette il passaggio di almeno una Seconda Armonica e/o n/Armoniche della Portante di trasmissione della Potenza Elettrica quando generata localmente sul Trasmettitore. Secondo l'Idea dell'Invenzione, generando tale Seconda Armonica e/o n/Armoniche in coerenza di fase con la Portante tramite un oscillatore locale [Fig4 (45)] e modulando tali Armoniche [Fig4 (44)] secondo la tecnica nota OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) con dei Dati Utente [Fig4 (46)], è possibile stabilire un canale di trasmissione verso il Ricevitore. Nel Ricevitore un apposito filtro Passa Banda ad alta pendenza [Fig5 (51)] centrato sulle Armoniche modulate del Trasmettitore, eliminerà la Portante ed eventuali spurie, preleverà quindi tali segnali modulati ed inviandoli ad un circuito demodulatore OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) [Fig5 (52)] secondo la tecnica nota, otterrà il flusso Dati Utente [Fig5 (53)] inviato dal Trasmettitore [Fig4]. Alla stessa maniera, nel Ricevitore è possibile inserire un Oscillatore [Fig5 (55)] centrato sulla Seconda Armonica e/o n/Armoniche della Portante del Trasmettitore, modulando seconda la tecnica nota OFDM [Fig5 (54)] dei Dati Utente [Fig5 (56)] ed inviando tali Armoniche modulate alla Bobina del Ricevitore [Fig5 (50)] .Nel Trasmettitore, allo stesso modo del Ricevitore, un circuito Filtro Passa banda [Fig4 (48)] centrato su tale Seconda Armonica e/o n/Armoniche, preleverà il segnale da inviare al demodulatore OFDM [Fig4 (49)], dal quale saranno disponibili i Dati Utente [Fig4 (400)]. L'insieme dei circuiti secondo l'Idea dell'Invenzione permette quindi un comunicazione Bidirezionale. Al fine di ottimizzare il flusso Dati Utente può essere scelta una modalità di trasmissione dati denominata “BURST”, in cui tale trasmissione non è continua, bensì occupa uno time slot molto breve. Secondo l'Idea dell'Invenzione tali dispositivi Trasmettitori e Ricevitori, sono integrati in un contenitore multiuso apribile, anche con funzione di piastrella edilizia, costruito con materiale sintetico o naturale, in qualsiasi finitura o fattura dello stato dell'arte. Il Ricevitore secondo l'Idea dell'Invenzione può essere alloggiato all'interno di superfici sintetiche (plastiche e/o elementi naturali come legno o vetro) che possono fungere da elementi del contenitore in dispositivi come Lampade, Sensori, Diffusori Acustici etc. Scopo dell'Invenzione è la creazione di superfici perfettamente integrate all'interno dell'architettura di un ambiente domestico e/o professionale, capaci, quando a contatto tra di loro, di alimentarsi elettricamente e comunicare mediante un canale di Dati bidirezionali a disposizione dell'Utente. Questa funzionalità secondo l'Idea dell'Invenzione, è ottenuta senza utilizzare una trasmissione di onde elettromagnetiche nel volume di tali ambienti, in quanto i circuiti Trasmettitori e Ricevitori sono mutuamente accoppiati. Currently the Wireless Power Solutions WPC - 1.x - Qi compliance technology does not provide for a bidirectional data communication channel available to the User, but only an exchange of information for the alignment of the electrical parameters between transmitter and receiver for efficiency purposes of the exchange of Electric Power. According to the idea of the invention it is possible to create, by suitably inserting a device that acts upstream of the Transmitter Coil and a device that acts downstream of the Coil in the Receiver circuit, a bidirectional channel for transmitting User Data between the two apparatuses. This possibility emerges from the consideration that the mutual coupling coefficient between the two coils does not have a very high “Q”, therefore it implies a hypothetical transmission band between the two coupled circuits. This band allows the passage of at least one Second Harmonic and / or n / Harmonics of the Transmission Carrier of the Electric Power when generated locally on the Transmitter. According to the Idea of the Invention, generating this Second Harmonic and / or n / Harmonics in phase coherence with the Carrier by means of a local oscillator [Fig4 (45)] and modulating these Harmonics [Fig4 (44)] according to the known technique OFDM ( Ortogonal Frequency Division Multiplexing) with User Data [Fig4 (46)], it is possible to establish a transmission channel towards the Receiver. In the Receiver a special high-slope Band-Pass filter [Fig5 (51)] centered on the modulated harmonics of the Transmitter, will eliminate the Carrier and any spurious, then pick up these modulated signals and send them to an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) demodulator circuit [Fig5 (52)] according to the known technique, it will obtain the User Data stream [Fig5 (53)] sent by the Transmitter [Fig4]. In the same way, in the Receiver it is possible to insert an Oscillator [Fig5 (55)] centered on the Second Harmonic and / or n / Harmonics of the Transmitter Carrier, modulating according to the known technique OFDM [Fig5 (54)] of the User Data [Fig5 (56 )] and sending these modulated harmonics to the Receiver Coil [Fig5 (50)]. In the Transmitter, in the same way as the Receiver, a Bandpass Filter circuit [Fig4 (48)] centered on this Second Harmonic and / or n / Harmonics, will pick up the signal to be sent to the OFDM demodulator [Fig4 (49)], from which the User Data will be available [Fig4 (400)]. The set of circuits according to the Idea of the Invention therefore allows a Bidirectional communication. In order to optimize the User Data flow, a data transmission mode called “BURST” can be chosen, in which this transmission is not continuous, but occupies a very short time slot. According to the Idea of the Invention, these Transmitter and Receiver devices are integrated in a multipurpose container that can be opened, also with the function of building tile, built with synthetic or natural material, in any state of the art finish or manufacture. The Receiver according to the Idea of the Invention can be housed inside synthetic surfaces (plastics and / or natural elements such as wood or glass) which can act as elements of the container in devices such as Lamps, Sensors, Acoustic Diffusers etc. The purpose of the invention is to create surfaces that are perfectly integrated within the architecture of a domestic and / or professional environment, capable, when in contact with each other, of being electrically powered and communicating through a bidirectional data channel available to the User. This functionality according to the Idea of the invention is obtained without using a transmission of electromagnetic waves in the volume of such environments, since the Transmitter and Receiver circuits are mutually coupled.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION.

Il contenitore secondo l'Idea dell'Invenzione è costituito da un telaio in materiale sintetico [Fig6 (60)] o naturale, dotato ad esempio delle dimensioni esterne tipiche dei formati delle mattonella da posa per pavimentazioni o altre applicazioni murarie verticali, quando utilizzato in applicazioni edilizie. Si possono quindi avere forme rettangolari, quadrate o altre forme [Fig6 (61)]. Nell'applicazione edilizia il telaio [Fig7 (70)] viene messo in posa come una normale mattonella. The container according to the Idea of the Invention consists of a frame in synthetic [Fig6 (60)] or natural material, equipped, for example, with the typical external dimensions of the tile sizes for flooring or other vertical wall applications, when used in building applications. It is therefore possible to have rectangular, square or other shapes [Fig6 (61)]. In the building application, the frame [Fig7 (70)] is laid like a normal tile.

Questo telaio può essere anche costruito in forme differenti e spessori differenti quando inserito nei materiali di arredamento [Fig13 (131)] (legno ad esempio, o sintetici) per creare le superfici degli oggetti di arredamento (tavoli, mensole, piani per cucine etc) e anche dispositivi elettronici presenti nelle abitazioni. Quando utilizzato come piastrella edilizia, il telaio ospita uno o più Trasmettitori [Fig7 (71)] secondo l'Idea dell'Invenzione, costituito dai circuiti di trasmissione Dati Utente e Potenza Elettrica con le rispettiva Bobina [Fig7 (72)] ed è raggiunto da una canalizzazione dell'impianto elettrico dell'abitazione [Fig7 (73)] che permette il collegamento elettrico ai rispettivi circuiti. E' possibile durante la posa in opera, affiancare due o più piastrelle [Fig8 (80)(81)(82)]. La piastrella secondo l'Idea dell'Invenzione presenta degli agganci [Fig9 (90)] per fissare al suo telaio un coperchio superiore [Fig9 (91)] che funge da superficie, anche calpestabile quando posta come pavimento, dotata di tutte le finiture tipiche di una piastrella per pavimentazione, ma realizzata in materiale sintetico ad alta rigidità oppure dello stesso materiale ceramico delle piastrelle. Unica limitazione al materiale costituente il coperchio, è quella di utilizzare un materiale non suscettibile ai campi elettromagnetici. Una volta finita la posa della piastrella secondo l'Idea dell'Invenzione [Fig10 (100)], viene inserito il coperchio [Fig11 (110)] e la finitura presenta un'omogeneità di aspetto simile a quella di una normale finitura edilizia o dell'arredamento [Fig12 (120)]. Essendo il Trasmettitore secondo l'Idea dell'Invenzione compliance con lo standard WPC 1.x e Qi, un qualsiasi apparato Ricevitore anch'esso WPC 1.x compliance e Qi compliance può funzionare con tale Trasmettitore. Nella [Fig13] il contenitore in materiale sintetico [Fig13 (131)] inserita all'interno di un profilo di un mobile per l'arredamento di interni [Fig13 (130)] che ospita il Trasmettitore e la Bobina secondo l'Idea dell'invenzione, può essere utilizzato per alimentare una lampada [Fig13 (132)] che ospita il Ricevitore e la Bobina secondo l'idea dell'invenzione, quando appoggiata sopra l'area in cui è contenuto il Trasmettitore [Fig13 (131)]. Alla stessa maniera se viene appoggiato sopra suddetta area un telefono cellulare [Fig13 (133)] con funzione di ricarica batteria Qi compliance, tale dispositivo potrà caricare le proprie batterie interne grazie all'accoppiamento delle rispettive Bobine. Ai fini di ottenere un canale di comunicazione dei Dati Utente con una banda di trasmissione più elevata, è possibile integrare nella piastrella e/o superficie per applicazione edile e/o di design degli interni secondo l'idea dell'Invenzione [Fig14 (140)] un circuito separato di comunicazione secondo lo stato dell'arte del Livello Fisico NFC (Near Field Communication). L'NFC utilizza lo stesso principio delle Bobine accoppiate per Mutua Induzione per stabilire delle connessioni Dati. La possibilità di inserire il WPC e l'NFC all'interno della piastrella secondo l'Idea dell'Invenzione, è confermata dalla notevole differenza delle frequenze di lavoro tipica degli standard WPC e NFC. L'ordine di grandezza della WPC è quella data dal range 100 -250 KHz mentre la NFC lavora nell'intorno dei 13 MHz. Constatata la notevole differenza della dimensione delle rispettive Bobine, è possibile inserire la Bobina NFC [Fig14 (144)] all'interno dell'area della Bobina WPC [Fig14 (143)] senza avere nessun effetto di riduzione di prestazioni ed influenza reciproca dei due protocolli di trasmissione della potenza e del canale di comunicazione dei Dati Utente. I due rispettivi circuiti di controllo [Fig14 (142)(141)] vengono alloggiati all'interno del contenitore secondo l'Idea dell'Invenzione ed alimentati (rete elettrica e dati utente) dalla canalizzazione dell'impianto elettrico dell'edificio [Fig14 (145)]. This frame can also be built in different shapes and different thicknesses when inserted into the furnishing materials [Fig13 (131)] (wood for example, or synthetic) to create the surfaces of the furnishing objects (tables, shelves, kitchen tops, etc.) and also electronic devices in homes. When used as a building tile, the frame houses one or more Transmitters [Fig7 (71)] according to the Idea of the Invention, consisting of the User Data and Electric Power transmission circuits with the respective Coil [Fig7 (72)] and is reached from a ducting of the electrical system of the house [Fig7 (73)] which allows the electrical connection to the respective circuits. During installation, it is possible to place two or more tiles side by side [Fig8 (80) (81) (82)]. The tile according to the Idea of the Invention has hooks [Fig9 (90)] to fix an upper cover to its frame [Fig9 (91)] which acts as a surface, which can also be walked on when placed as a floor, equipped with all the typical finishes of a flooring tile, but made of high-rigidity synthetic material or the same ceramic material as the tiles. The only limitation to the material making up the lid is to use a material that is not susceptible to electromagnetic fields. Once the laying of the tile according to the Idea of the Invention [Fig10 (100)] is finished, the cover is inserted [Fig11 (110)] and the finish has a homogeneous appearance similar to that of a normal building finish or of the furniture [Fig12 (120)]. Since the Transmitter according to the Idea of the Invention is compliant with the WPC 1.x and Qi standards, any Receiver apparatus which is also WPC 1.x compliant and Qi compliant can work with this Transmitter. In [Fig13] the container in synthetic material [Fig13 (131)] inserted inside a profile of a piece of furniture for interior furnishing [Fig13 (130)] which houses the Transmitter and the Coil according to the idea of invention, it can be used to power a lamp [Fig13 (132)] which houses the Receiver and the Coil according to the idea of the invention, when placed over the area where the Transmitter is contained [Fig13 (131)]. In the same way, if a mobile phone [Fig13 (133)] with Qi compliance battery recharging function is placed above the aforesaid area, this device will be able to charge its own internal batteries thanks to the coupling of the respective Coils. In order to obtain a User Data communication channel with a higher transmission band, it is possible to integrate into the tile and / or surface for building and / or interior design application according to the idea of the Invention [Fig14 (140) ] a separate communication circuit according to the state of the art of the NFC (Near Field Communication) Physical Level. The NFC uses the same principle of the Coils coupled for Mutual Induction to establish Data connections. The possibility of inserting the WPC and the NFC inside the tile according to the Idea of the Invention is confirmed by the considerable difference in the frequencies of typical work of WPC and NFC standards. The order of magnitude of the WPC is that given by the range 100 -250 KHz while the NFC works around 13 MHz. Having noticed the considerable difference in the size of the respective Coils, it is possible to insert the NFC Coil [Fig14 (144)] all inside the WPC Coil area [Fig14 (143)] without having any effect on performance reduction and mutual influence of the two power transmission protocols and the User Data communication channel. The two respective control circuits [Fig14 (142) (141)] are housed inside the container according to the Idea of the Invention and powered (electrical network and user data) by the ducting of the building's electrical system [Fig14 ( 145)].

APPLICAZIONI SECONDO L'IDEA DELL'INVENZIONE. APPLICATIONS ACCORDING TO THE IDEA OF THE INVENTION.

E' possibile realizzare un qualsiasi dispositivo di illuminazione integrato con il Ricevitore secondo l'Idea dell'Invenzione. Alimentando il Trasmettitore [Fig15 (151)] all'interno della piastrella edilizia posta a pavimento [Fig15 (150)] secondo l'Idea dell'Invenzione, tramite la canalizzazione elettrica dell'edificio [Fig15 (156)], ed appoggiando sopra di essa un dispositivo di illuminazione, ad esempio una lampada di qualsiasi forma e tipo [Fig15 (153)] nel cui interno è stato predisposto il contenitore con un Ricevitore [Fig15 (154)] secondo l'Idea dell'invenzione, si verifica una accoppiamento delle due rispettive Bobine del Trasmettitore [Fig15 (152)] e del Ricevitore [Fig15 (155)]. Il Ricevitore viene così ad alimentare la sorgente di illuminazione [Fig15 (157)] senza l'utilizzo di alcun tipo di cablaggio verso la rete elettrica. Questa caratteristica dona un'estrema pulizia architettonica ai dispositivi che utilizzano il l'Idea dell'Invenzione rendendo anche possibile l'utilizzo di diverse categorie di dispositivi nella medesima area del Trasmettitore integrato nella piastrella, secondo l'Idea dell'Invenzione. Ad esempio se la lampada secondo l'Idea dell'Invenzione [Fig16 (160)] è predisposta con un display [Fig16 (161)] o altro tipo di supporto di visualizzazione Dati, è possibile sfruttare la connessione Dati Utente data dalla tecnologia dell'Invenzione [Fig16 (162)] e visualizzare informazioni che possono provenire dall'impianto domotico dell'abitazione connesso al Trasmettitore [Fig16 (163)]. It is possible to realize any lighting device integrated with the Receiver according to the Idea of the Invention. Powering the Transmitter [Fig15 (151)] inside the building tile placed on the floor [Fig15 (150)] according to the Idea of the Invention, through the electrical ducting of the building [Fig15 (156)], and placing it on top of it is a lighting device, for example a lamp of any shape and type [Fig15 (153)] inside which the container with a Receiver has been arranged [Fig15 (154)] according to the Idea of the invention, a coupling occurs of the two respective Coils of the Transmitter [Fig15 (152)] and of the Receiver [Fig15 (155)]. The Receiver thus powers the lighting source [Fig15 (157)] without using any type of wiring to the electrical network. This feature gives an extreme architectural cleanliness to the devices that use the Idea of the Invention, also making it possible to use different categories of devices in the same area as the Transmitter integrated in the tile, according to the Idea of the Invention. For example, if the lamp according to the Idea of the Invention [Fig16 (160)] is set up with a display [Fig16 (161)] or other type of Data display support, it is possible to exploit the User Data connection given by the technology of the Invention [Fig16 (162)] and display information that may come from the home automation system connected to the Transmitter [Fig16 (163)].

Diffusore acustico attivo secondo l'idea dell'Invenzione. Active acoustic diffuser according to the idea of the invention.

E' possibile progettare un diffusore acustico attivo [Fig17 (170)] con all'interno il contenitore con la Bobina [Fig17 (176)] ed il Ricevitore secondo l'Idea dell'Invenzione [Fig17 (171)], in cui il blocco Ricevitore fornisce sia il flusso audio digitale demodulato [Fig17 (172)] ad un convertitore Digital to Analog [Fig17 (173)] e sia l'alimentazione elettrica [Fig17 (178)] ad un amplificatore in banda audio [Fig17 (174)] che pilota gli altoparlanti [Fig17 (175)]. Ovviamente il flusso Dati Utente deve provenire da una sorgente audio. Nella realizzazione di impianti audio domestici HiFi o impianti Home Theatre tale soluzione permette la scomparsa totale dei cavi per gli altoparlanti [Fig22]. Il cablaggio, infatti, rappresenta uno dei problemi più rilevanti della tecnologia audio multicanale. Anche se i cablaggi sono possibili all'interno delle canalizzazioni durante la realizzazione degli impianti domotici, debbono essere sempre esser presenti delle placche a muro [Fig19 (191)] da dove effettuare il cablaggio verso i diffusori [Fig19 (190)]. E' da notare che lo stato dell'arte già prevede diffusori con ricezione Wireless del solo flusso audio, tuttavia questa tecnologia presenta due grossi inconvenienti: It is possible to design an active acoustic diffuser [Fig17 (170)] with inside the container with the Coil [Fig17 (176)] and the Receiver according to the Idea of the Invention [Fig17 (171)], in which the block Receiver supplies both the demodulated digital audio stream [Fig17 (172)] to a Digital to Analog converter [Fig17 (173)] and the power supply [Fig17 (178)] to an audio band amplifier [Fig17 (174)] which drives the loudspeakers [Fig17 (175)]. Obviously the User Data stream must come from an audio source. In the construction of HiFi domestic audio systems or Home Theater systems, this solution allows the total disappearance of the cables for the loudspeakers [Fig22]. In fact, cabling represents one of the most significant problems of multichannel audio technology. Even if the wiring is possible inside the ducts during the construction of home automation systems, wall plates must always be present [Fig19 (191)] from which to carry out the wiring to the diffusers [Fig19 (190)]. It should be noted that the state of the art already provides speakers with wireless reception of the audio stream only, however this technology has two major drawbacks:

1. il diffusore deve prevedere sempre una connessione alla rete elettrica cablata per alimentare l'amplificatore interno. 1. the loudspeaker must always have a connection to the wired mains to power the internal amplifier.

2. Il segnale Wireless pone le problematiche citate nel capitolo “Stato dell'Arte” circa l'esposizione continua e multipla a sorgenti elettromagnetiche di alta frequenza. 2. The Wireless signal poses the problems mentioned in the “State of the Art” chapter regarding continuous and multiple exposure to high frequency electromagnetic sources.

Essendo il canale Dati Utente bidirezionale, in caso di malfunzionamento del Diffusore acustico, interrompendo la riproduzione musicale, si possono inviare dati del guasto [Fig17 (177)] verso la sorgente audio predisposta, la quale potrà visualizzarla o inoltrarla ad altro dispositivo. Since the User Data channel is bidirectional, in the event of a loudspeaker malfunction, by interrupting music playback, it is possible to send the failure data [Fig17 (177)] to the preset audio source, which can display it or forward it to another device.

Supporto da pavimento facente funzione di amplificatore audio secondo l'Idea dell'Invenzione. Floor stand acting as an audio amplifier according to the Idea of the Invention.

Per ottenere una compatibilità con i diffusori acustici passivi (non dotati di amplificatore interno) già esistenti, è possibile realizzare un contenitore [Fig20 (200)] con il Ricevitore [Fig20 (201)] con la sua Bobina [Fig20 (202)] secondo l'idea dell'Invenzione, aggiungendo un convertitore Digital to Analog e un amplificatore audio [Fig20 (203)] (preferibilmente in classe D per ottimizzare lo spazio) da porre sopra la piastrella secondo l'Idea dell'Invenzione [Fig20 (209)]. Da tale supporto di materiale sintetico e/o naturale un collegamento cablato [Fig20 (204)] collega l'amplificatore al diffusore passivo standard [Fig20 (205)]. In questo caso il cablaggio è solo di pochi centimetri, ovvero dal contenitore [Fig20 (200)] al diffusore [Fig20 (205)]. Per i diffusori bookshelf o in generale diffusori che necessitano di un supporto da pavimento, è possibile inserire il Ricevitore [Fig21 (211)] e la Bobina di accoppiamento secondo l'idea dell'Invenzione [Fig21 (212)] con un convertitore Digital to Analog ed un amplificatore audio [Fig21 (213)] all'interno dello stesso stand [Fig21 (210)]. Il segnale amplificato in uscita dall'amplificatore è applicato dei morsetti integrati nello stand [Fig21 (214)] cui viene collegato il diffusore acustico passivo [Fig21 (215]. To obtain compatibility with existing passive loudspeakers (not equipped with internal amplifier), it is possible to make a container [Fig20 (200)] with the Receiver [Fig20 (201)] with its Coil [Fig20 (202)] according to the idea of the Invention, adding a Digital to Analog converter and an audio amplifier [Fig20 (203)] (preferably in class D to optimize space) to be placed on the tile according to the Idea of the Invention [Fig20 (209) ]. From this support of synthetic and / or natural material a wired connection [Fig20 (204)] connects the amplifier to the standard passive speaker [Fig20 (205)]. In this case the wiring is only a few centimeters, ie from the container [Fig20 (200)] to the diffuser [Fig20 (205)]. For bookshelf speakers or speakers in general that require a floor stand, it is possible to insert the Receiver [Fig21 (211)] and the Coupling Coil according to the idea of the invention [Fig21 (212)] with a Digital to Analog and an audio amplifier [Fig21 (213)] inside the same stand [Fig21 (210)]. The amplified signal output from the amplifier is applied to the terminals integrated in the stand [Fig21 (214)] to which the passive acoustic diffuser is connected [Fig21 (215].

Ai fini di ottenere un canale di comunicazione del flusso audio con una banda di trasmissione più elevata, onde prevedere future evoluzioni della qualità nella riproduzione della musica e del parlato, è possibile inserire un circuito separato di comunicazione Dati Utente utilizzando la tecnologia dello stato dell'arte NFC [Fig18 (182)(183)] (Near Field Communication) all'interno del diffusore acustico attivo [Fig18 (180)] al supporto [Fig.20] ed allo stand [Fig21] come spiegato nel capitolo “DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE” (pag.9 riga18/pag.10 riga 14). L'alimentazione elettrica [Fig18 (186)] ai circuiti interni del diffusore acustico attivo [Fig18 (182)(183)(184)], secondo l'idea dell'Invenzione verrà fornita dal circuito Ricevitore [Fig18 (181)] secondo lo stato dell'arte WPC 1.x, mentre il flusso dei Dati audio [Fig18 (185)] verrà fornito al convertitore Digital to Analog [Fig18 (183)] ed all'amplificatore [Fig18 (184)] dal circuito di comunicazione NFC [Fig18 (182)] . In order to obtain a communication channel of the audio stream with a higher transmission band, in order to foresee future evolutions of the quality in the reproduction of music and speech, it is possible to insert a separate User Data communication circuit using the state-of-the-art technology. arte NFC [Fig18 (182) (183)] (Near Field Communication) inside the active loudspeaker [Fig18 (180)] to the support [Fig.20] and to the stand [Fig21] as explained in the chapter "DETAILED DESCRIPTION OF THE 'INVENTION ”(page 9 line 18 / page 10 line 14). The power supply [Fig18 (186)] to the internal circuits of the active acoustic diffuser [Fig18 (182) (183) (184)], according to the idea of the invention, will be supplied by the Receiver circuit [Fig18 (181)] according to the state of the art WPC 1.x, while the audio data stream [Fig18 (185)] will be supplied to the Digital to Analog converter [Fig18 (183)] and to the amplifier [Fig18 (184)] by the NFC communication circuit [ Fig18 (182)].

VANTAGGI DELL'UTILIZZO DI TRASMETTITORI E RICEVITORI INTEGRATI NEI CONTENITORI SECONDO L'IDEA DELL'INVENZIONE. ADVANTAGES OF USING INTEGRATED TRANSMITTERS AND RECEIVERS IN THE CONTAINERS ACCORDING TO THE IDEA OF THE INVENTION.

Vengono qui elencati i vantaggi dati dall'utilizzo dei dispositivi che utilizzano l'Idea dell'Invenzione. The advantages of using the devices that use the Idea of the Invention are listed here.

1. L'utilizzo dei dispositivi secondo l'Idea dell'Invenzione è assolutamente innocuo per le persone e gli animali e non pone dubbi circa le problematiche HealthCare che oggi lo stato dell'arte delle applicazioni Wireless richiedono. Il campo elettromagnetico delle due Bobine del Trasmettitore e del Ricevitore è infatti mutuamente accoppiato ed operante nel range di frequenze delle centinaia di Khz. 1. The use of the devices according to the Idea of the Invention is absolutely harmless for people and animals and does not raise doubts about the HealthCare problems that today the state of the art of Wireless applications require. The electromagnetic field of the two Coils of the Transmitter and Receiver is in fact mutually coupled and operating in the frequency range of hundreds of Khz.

2. I dispositivi secondo l'idea dell'Invenzione possono alimentare elettricamente e ricevere Dati Utente utilizzando il medesimo livello fisico della Wireless Power Solutions WPC – 1.x – Qi compliance. 2. The devices according to the idea of the invention can electrically power and receive User Data using the same physical layer as the Wireless Power Solutions WPC - 1.x - Qi compliance.

3. I dispositivi secondo l'Idea dell'Invenzione essendo apribili, possono essere facilmente riparati in caso di guasto. 3. Since the devices according to the Idea of the invention can be opened, they can be easily repaired in case of failure.

4. I dispositivi secondo l'Idea dell'Invenzione mantengono la loro funzione e la loro estetica originale. 4. The devices according to the Idea of the Invention maintain their original function and aesthetics.

5. I dispositivi che contengono il Ricevitore secondo l'Idea dell'Invenzione, sono totalmente liberi da cablaggi AC e/o DC verso la Rete Elettrica e totalmente liberi dalla connessione Dati perché trasmessa anch'essa dall'accoppiamento delle due Bobine del Trasmettitore e del Ricevitore. 5. The devices that contain the Receiver according to the Idea of the Invention are totally free from AC and / or DC wiring to the Electric Grid and totally free from the Data connection because it is also transmitted by the coupling of the two Transmitter Coils and of the Receiver.

6. I dispositivi secondo l'Idea dell'Invenzione possono essere integrati in svariati ambiti come le applicazioni audio [Fig.22] o le applicazioni per l'illuminotecnica [Fig23]. 6. The devices according to the Idea of the Invention can be integrated in various fields such as audio applications [Fig.22] or applications for lighting engineering [Fig23].

CONSIDERAZIONI TECNICHE E MISURE ELETTRICHE. TECHNICAL CONSIDERATIONS AND ELECTRICAL MEASUREMENTS.

Dall'analisi dei parametrici elettrici dei circuiti, emerge quanto segue: From the analysis of the electrical parameters of the circuits, the following emerges:

1. Attualmente lo Stato dell'Arte della WPC riesce a trasferire con una Bobina avvolta in un'area di 7cm x 12cm, una potenza compresa tra i 10W ed i 15W. Tale area è ampiamente compresa in quella delle superfici tipiche dei contenitori dei diffusori acustici, delle piastrelle edilizie, delle lampade, nei quali dispositivi si può ipotizzare una potenza disponibile per l'amplificatore audio di almeno 2 o 3 volte quello della singola Bobina. Questo perché l'area disponibile permette l'utilizzo di più Trasmettitore e Ricevitori. Ad esempio, un diffusore audio potrebbe disporre di 30/45 Watt di potenza per l'amplificatore interno. Tali valori sono ampiamente modificabili dipendentemente dalla progettazione dell'area delle superfici accoppiate. 1. Currently the state of the art of the WPC is able to transfer with a coil wound in an area of 7cm x 12cm, a power between 10W and 15W. This area is widely included in that of the typical surfaces of loudspeaker enclosures, building tiles, lamps, in which devices it is possible to assume an available power for the audio amplifier of at least 2 or 3 times that of the single coil. This is because the available area allows the use of more Transmitter and Receivers. For example, an audio speaker might have 30/45 Watts of power for the internal amplifier. These values are widely modifiable depending on the design of the area of the coupled surfaces.

2. Utilizzando una modulazione dei Dati Utente del tipo OFDM è possibile individuare automaticamente, dalla banda data dal Mutuo Accoppiamento delle Bobine e dai rumori in essa presenti, la giusta quantità di Armoniche facente funzioni di Portanti dei dati Utente, utilizzate per la modulazione. Tale comportamento adattivo è tecnica nota e stato dell'arte dei modulatori OFDM. In tale tecnica il numero delle Portanti ed i Dati modulati sono variabile a seconda della disponibilità di larghezza della banda di trasmissione e presenza di rumori. 2. Using a modulation of the user data of the OFDM type, it is possible to automatically identify, from the band given by the mutual coupling of the coils and from the noises present in it, the right quantity of harmonics acting as carrier functions of the user data, used for the modulation. This adaptive behavior is a known technique and state of the art of OFDM modulators. In this technique the number of Carriers and the modulated Data are variable according to the availability of the transmission bandwidth and the presence of noises.

Claims

CLAIMS 1. Multi-purpose, modular and openable container, also acting as a building tile for horizontal or vertical mounting, in natural or synthetic material [Fig9] divided into two parts: a lower frame [Fig9 (92)] and a removable upper cover [Fig9 (91)], for building applications or integrable in interior furnishing elements and in apparatus for lighting engineering and audio diffusion [Fig13 (131)], capable of containing according to the Idea of the invention a Transmission device or WPC 1.x-compliance and Qi-compliance wireless Power Reception [Fig7 (71)] through a mutually coupled Coil [Fig7 (72)], and equipped with a bidirectional digital data transmission channel available to the user.

2. Electric Power Transmission Apparatus based on mutual induction of a Coil according to the WPC 1.xcompliance and Qi-compliance standard, integrated in the device of Claim 1, in which according to the idea of the invention, a bidirectional channel of User data. The User Data Transmission section [Fig4 (46)] is performed by a generator of the Second Harmonic and / or n / Harmonics of the WPC Electric Carrier [Fig4 (45)], by means of a local oscillator coupled to the Driver of the same Carrier [ Fig4 (47)]. Once these harmonics have been modulated with the User Data [Fig4 (44)] by the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulator [Fig4 (44)] or other modulation technique, they are sent to the mutual induction coil [Fig4 (43)] using the appropriate Driver [Fig4 (47)]. The Data Reception section is composed of a Band Pass Filter [Fig4 (48)] centered on the frequency of the Second Harmonic and / or n / WPC modulated harmonics, received by the coupling of the Coil by mutual induction [Fig4 (43)]. These modulated harmonics, at the output of the band pass filter, are sent to an OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) demodulator [Fig4 (49)] or other demodulation technique, for data extraction [Fig4 (400)].

3. Apparatus of Claim 1 in which the bidirectional digital data transmission channel is obtained with NFC (Near Field Communication) technology [Fig14 (144) (142)].

4. Apparatus of claim 1 wherein a WPC 1.x-compliance and Qi-compliance wireless Electric Power Receiving device and a bidirectional User Data channel are integrated. The User Data Reception section [Fig5 (53)] is composed of a Band-Pass Filter centered on the frequency of the Second Harmonic and / or n / modulated harmonics [Fig5 (51)], received by the coupling of the Coil by mutual induction [Fig5 ( 50)]. The modulated harmonics, at the output of the band pass filter, are sent to an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) demodulator [Fig5 (52)] or other demodulation technique, for the extraction of User Data [Fig5 (53)]. The Data Transmission section is composed of a generator of the Second Harmonic and / or n / Harmonics of the WPC Electric Carrier by means of a local oscillator [Fig5 (55)]. These harmonics, once modulated with the User Data [Fig5 (56)] by the OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) modulator [Fig5 (54)] or other modulation technique, are sent to the mutual induction coil [Fig5 (50) ].

5. Apparatus of Claim 4 in which the bidirectional digital data transmission channel is obtained with NFC (Near Field Communication) technology [Fig14 (144) (142)].

6. Sound amplification device in audio band [Fig20 (200)], equipped with the Device according to Claim 4 [Fig20 (201) (202)], in which a Digital to Analog converter is integrated [Fig20 (206)] to convert the Digital Data provided by the Receiver according to the idea of the Invention [Fig20 (201)], into an analog audio stream, with an attached audio band amplifier [Fig20 (203)] electrically powered by the mutually coupled Receiver [Fig20 ( 201)] to drive any passive loudspeaker connected to it.

7. Apparatus of Claim 6 [Fig20 (200)] in which the User Data transmission channel is obtained with NFC (Near Field Communication) technology [Fig14 (144) (142)].

8. Active acoustic diffuser [Fig17 (170)] one-way or multi-way [Fig17 (175)] provided with an audio amplifier of Claim 6. <9.> Apparatus of Claim 8 in which the bidirectional digital Data channel [Fig18 (185)] is obtained with NFC (Near Field Communication) technology [Fig18 (182) (187)].