ITVI20130065A1 - Dispositivo di rilevamento di ostacoli per un cancello motorizzato o simili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione avente per TITOLO “Dispositivo di rilevamento di ostacoli per un cancello motorizzato o simili†a nome di “BFT S.P.A.†,

Il presente trovato riguarda un dispositivo per il rilevamento della presenza di ostacoli, applicato a un sistema automatico di chiusura per cancelli, con particolare riferimento ai cancelli scorrevoli e a battente, alle barriere, alle porte automatiche e simili, secondo la parte generale della rivendicazione 1.

L’applicazione delle recenti direttive europee per il settore delle automazioni per porte e cancelli, in particolare la direttiva macchine e la norma ENI 3241-1, obbliga il costruttore di una porta motorizzata all’ installazione di accessori con la funzione di prevenire o ridurre gli effetti dell’urto e dello schiacciamento di persone, animali o cose presenti nel raggio di manovra dell’anta. La stessa normativa obbliga, in molte condizioni d’installazione, ad applicare almeno un dispositivo di rilevamento della presenza di tipo ottico. Tipicamente il rilevamento della presenza avviene con l’applicazione di un fascio luminoso nel campo dell’infrarosso, tra un’unità trasmittente e un’unità ricevente, poste ai lati opposti del varco il cui accesso à ̈ controllato da una barriera o da un cancello. Quando il fascio luminoso intercetta una persona o una cosa interposta, l’unità ricevente invia un segnale all’unità di controllo, che lo interpreta come un comando di fermata e inversione del moto attuatore. Nell’uso comune sono applicate più coppie di sensori installati in vari punti e a varie altezze dei pilastri del varco di accesso del cancello o della porta, sia dalla parte interna, che a quella esterna dello stesso.

Le esigenze di sicurezza sempre più stringenti obbligano di frequente gli installatori a realizzare un perimetro attorno all’area pericolosa, anche a diverse altezze, Tipicamente l’altezza può essere su due livelli, dalla stessa parte della porta, in particolare se in aree frequentate dal pubblico, o ancora in aree in cui il traffico veicolare à ̈ costituito da veicoli commerciali che hanno un’altezza da terra tale da non essere intercettata da una singola coppia installata. In queste configurazioni complesse possono crearsi interferenze tra coppie di sensori. In particolare, se almeno due coppie di sensori sono installate dalla stessa parte rispetto alla porta, il fascio luminoso emesso dalla trasmittente della prima coppia potrebbe essere intercettato anche dalla ricevente della seconda coppia, costituendo in questo modo una situazione di potenziale pericolo. L’ostruzione da parte di un ostacolo del fascio luminoso della prima coppia non sarebbe più interpretato come tale e nessun segnale di commutazione verrebbe trasmesso alla centralina di controllo, che continuerebbe a comandare la manovra di chiusura, senza interromperla, come invece accadrebbe nel caso di installazione di una singola coppia di sensori. Paradossalmente questa installazione, senza precauzione alcuna, porterebbe a un livello di rischio maggiore rispetto a quello che si verifica nella configurazione di una singola coppia di sensori. Per ovviare a questo inconveniente i costruttori di automatismi e di dispositivi di rilevamento presenza hanno adottato diverse strategie. La prima e la più banale, à ̈ quella di suggerire all’ installatore una configurazione contrapposta delle due coppie trasmittente e ricevente. In altre parole la trasmittente della prima coppia deve essere installata dalla stessa parte rispetto al varco sorvegliato della ricevente della seconda coppia e viceversa. In questo modo si annulla la probabilità d’interferenze tra coppie di dispositivi, delegando però all’installatore le precauzioni del caso. Nulla vieta che incautamente l’installazione sia realizzata senza tener conto di questa cautela, in quanto si tratta di una indicazione del manuale di installazione della quale non necessariamente l’installatore tiene conto, tanto più che modifiche nel tempo dell’allineamento tra trasmittente e ricevente porterebbero l’installatore a non individuare subito Γ interferenza. Alcuni costruttori hanno tentato di ovviare a questo inconveniente, adottando soluzioni che intrinsecamente impediscono qualsiasi interferenza.

Nel documento US7291998B2 si adotta una soluzione di sincronizzazione del segnale molto semplice. Il sistema alimenta in alternanza di fase la prima coppia e la seconda coppia, utilizzando una sorgente di alimentazione alternata, in genere 24VAC: in un periodo la semionda positiva alimenta una coppia di dispositivi ed in quello successivo la semionda negativa alimenta l’altra coppia. Non sono necessari circuiti per generare un segnale modulato (oscillatori o microcontrol lori), in quanto à ̈ la sorgente di alimentazione non raddrizzata che fornisce un semplice ed elementare sincronismo al sistema, alimentando in alternanza una coppia piuttosto che l’altra. Ogni interferenza à ̈ quindi eliminata, senza dover ricorrere a inversione del verso della coppia trasmettente e ricevente. Questa soluzione ha il suo limite principale nel fatto che non à ̈ compatibile con una alimentazione in corrente continua, laddove ormai tutte le centraline di controllo utilizzano tensioni raddrizzate per alimentare non solo i motori che sono ormai quasi sempre in corrente continua, ma anche i servizi accessori.

Un’altra soluzione adottata à ̈ un collegamento di tipo seriale “BUS†tra una centrale di tipo cosiddetto “Master†ed i dispositivi accessori di tipo cosiddetto “Slave†, compreso i sensori di rilevamento degli ostacoli: una volta attribuiti a questi ultimi degli indirizzi identificativi, la centrale interroga periodicamente lo stato degli “Slave†, ottenendo una risposta secondo un protocollo che comprende sia lo stato della coppia di sensori (impegnata da un ostacolo, non impegnata), che l’indirizzo della coppia. In questo modo à ̈ possibile indirizzare, nelle soluzioni comunemente implementate a tutf oggi, fino a sedici dispositivi accessori. L’architettura del sistema à ̈ complessa e non à ̈ compatibile con sistemi di azionamento di tipo tradizionale; inoltre ogni dispositivo accessorio deve essere dotato di un microcontrollore e la complessità ed i costi sono sproporzionati ai benefici che si ricavano, almeno per la soluzione del problema oggetto del presente trovato.

Scopo del presente trovato à ̈ la realizzazione di un dispositivo di rilevamento di ostacoli, atto all’installazione su porte e cancelli motorizzati, che permetta in modo semplice ed intrinsecamente poco costoso di eliminare l’interferenza tra almeno due coppie di fotocellule installate, superando tutte le limitazioni delle soluzioni citate come stato dell’arte della tecnica conosciuta. L’interferenza tra le due coppie di sensori à ̈ eliminata tramite remissione di un fascio luminoso ad infrarossi ad impulso e a periodo variabile su almeno due valori distinti, essendo trasmettitore e ricevente della stessa coppia sincronizzati in fase di installazione per inviare e per ricevere un segnale con stessa frequenza di impulso. I mezzi di regolazione possono essere del tipo a “DIP-Swilch†, o a ponticelli; inoltre semplificando ed eliminando dei componenti, la regolazione può essere ottenuta aprendo una pista del circuito stampato, predisposto in una parte terminale e accessibile, per essere tagliato dall’operatore durante la fase di installazione.

Il presente trovato sarà ora illustrato e descritto in dettaglio, con riferimento ad una sua forma particolare di realizzazione resa a titolo di esempio non limitativo, con l’aiuto delle allegate tavole di disegno, dove:

-in fig.l (tav. I) Ã ̈ illustrata una vista generale di un sistema di motorizzazione con due coppie di fotocellule posizionate a diverse altezze;

-in fig.2 (tav. Il) Ã ̈ illustrata la variazione della frequenza di emissione del fascio luminoso, su due valori distinti di frequenza di impulso;

-in fig.3 (tav.IIF) Ã ̈ illustrata una parte del circuito per la regolazione della frequenza di impulso del segnale trasmesso;

-nelle fìgg. 4 e 9 (tav.IV) à ̈ illustrato in sequenza un metodo di settaggio e di ripristino della frequenza di impulso del segnale trasmesso.

Come visibile in fig.l, il varco di accesso 1 à ̈ chiuso da una barriera mobile o cancello 2, azionata dal motore 3 tramite una cremagliera 4, lungo il binario 5 tra i fermi meccanici 6. Ai montanti laterali 7 e 8 del varco di accesso e sulle colonnine 9 sono fissate l’unità trasmittente 10 e quella ricevente 1 1 della prima coppia di sensori e l’unità trasmittente 12 e quella ricevente 13 della seconda coppia 12-13, che intercettano mediante i fasci di raggi infrarossi 16 e 17 eventuali ostacoli presenti durante l’azionamento, inviando un segnale opportuno all’unità di controllo del motore 3, essendo inoltre da essa alimentati. A titolo di esempio nella fig.l à ̈ stata aggiunta una ulteriore coppia trasmittente-ricevente 14 e 15, che non fa parte del presente trovato. Come si può notare in fig. l, le due coppie 10-1 1 e 12-13 trasmittente e ricevente hanno lo stesso verso di trasmissione, pur essendo la distanza reciproca non sufficiente per evitare interferenze tra le due coppie, cosa questa normalmente sconsigliata nelle installazioni alio stato dell’arte attuale.

In fig. 2 sono rappresentati due esempi di fascio luminoso infrarosso ad impulsi trasmessi in almeno due modalità distinte, con frequenza configurata in su due valori, restando ampiezza e durata dell’ impulso invariate. Nel caso illustrato in tale figura, l’impulso luminoso ha una durata di venti microsecondi in tutte e due le coppie di sensori, mentre il tempo che intercorre tra un impulso e l’altro à ̈ variabile, in particolare TI à ̈ di 3ms per la coppia di elementi 10-11 rappresentata dalla serie di impulsi 18, T2 ha il valore di 4ms per la coppia 12-13, rappresentato dalla serie di impulsi 19. La ricevente 13 evidentemente non può riconoscere il segnale trasmesso dalla trasmittente della coppia 10 e viceversa.

In fìg. 3 à ̈ illustrata la modalità di regolazione di almeno una delle due coppie di sensori, mediante una resistenza in sé nota di tipo “PULL UP†20, essendo 23 l’ingresso logico del microcontrollore 2! sia della trasmittente che della ricevente della stessa coppia di sensori. Aprendo il circuito nell’apertura 22, sia nella trasmittente, che nella ricevente, la tensione dell’ingresso logico 23 passa da valore nullo (“ground†) a 5V e viceversa. L’operazione à ̈ eseguita dall’installatore su entrambi i dispositivi trasmittente e ricevente della stessa coppia, in questo modo à ̈ possibile il riconoscimento del segnale proveniente dalla trasmittente ad esso accoppiata, essendo impossibili interferenze con qualsiasi altra coppia di sensori, ad esempio con quelli indicati con i riferimenti 12 e 13. Nelle fìgg. 4 e 9 (TAV. IV) à ̈ illustrato invece un metodo semplificalo per eseguire l’operazione di apertura del circuito in corrispondenza del punto 22 dello stampato, operazione eseguita sia sulla trasmittente, che sulla ricevente, tagliando una parte terminale dello stampato, essendo indicata con 24 la configurazione di defaull, con 25 configurazione modificata in quanto riguarda con la frequenza, e con 26 la configurazione iniziale ripristinata mediante saldatura.

Gli elementi esecutivi del presente trovato possono variare in forma, dimensioni, materiali e disposizione senza uscire dall’ambito dell’idea adottata e restando quindi nell’ambito della tutela accordata dalle seguenti rivendicazioni.

Elenco degli elementi indicati nelle illustrazioni.

1 Varco di accesso

2 Cancello

3 Motore di azionamento

Cremagliera

Binario guida

Fermi meccanici

Montante laterale sinistro

Montante laterale destro

Colonnine porta fotocellule

Trasmittente infrarossa della prima coppia Ricevente infrarossa della prima coppia Trasmittente infrarossa della seconda coppia Ricevente infrarossa della seconda coppia Trasmettente infrarossa della terza coppia Ricevente infrarossa della terza coppia

Fascio di raggi infrarossi prima coppia di sensori Fascio di raggi infrarossi seconda coppia di sensori Impulso prima della configurazione in frequenza Impulso dopo la configurazione della frequenza Resistenza di “pull-upâ€

Microcontrollore

Apertura del circuito

Ingresso logico del microcontrolfore Configurazione di default

Configurazione modificata

Configurazione iniziale ripristinata.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DI OSTACOLI PER UN CANCELLO MOTORIZZATO O SIMILI, comprendente almeno due coppie, ognuna delle quali formata da una trasmittente e da una ricevente, (10, 1 1 e 12, e 13), un fascio di raggi infrarossi (16 e 17), posti ai lati esterni del varco di accesso (1), controllato dal cancello (2) o simili e segnalanti all’unità di controllo del motore (3) del cancello l’ostruzione da parte di un ostacolo di detto segnale, detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che una trasmittente (12) e una ricevente ( 13) appartenenti alla stessa coppia sono confìgurabili per emettere e per ricevere un segnale infrarosso in corrispondenza di almeno due frequenze d’impulso.
2. 2. DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DI OSTACOLI, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la configurazione della frequenza d’impulso della trasmittente ( 12) e della ricevente (13) della stessa coppia avviene attraverso la modifica della tensione di un ingresso logico (23) del microcontrollore (21) in corrispondenza di almeno due valori di tensione corrispondenti ad almeno due distinte frequenze di emissione e ricezione.
3. 3 DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DI OSTACOLI, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la configurazione della frequenza d’impulso avviene attraverso il taglio di un circuito stampato.
4. 4 DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DI OSTACOLI, secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la configurazione della frequenza iniziale di default (24) à ̈ ripristinabile attraverso un’operazione di saldatura.