MX2015005583A - Sensor de antena, lampara que incluye el mismo y metodo de acondicionamiento del mismo. - Google Patents

Abstract

Un sensor de antena incluye una antena (102) que se puede operar para recibir y/o transmitir señales de radiofrecuencia (RF), y uno o más sensores (104) conectados de manera operativa a la antena y configurado para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor; una sola conexión está provista para conexión a un dispositivo electrónico, para transferir señales de RF desde la antena y señales de sensor desde el uno o más sensores al dispositivo electrónico.

Description

SENSOR DE ANTENA. LÁMPARA QUE INCLUYE EL MISMO Y MÉTODO DE ACONDICIONAMIENTO DEL MISMO ANTECEDENTESDELAINVENCIÓN Varios tipos diferentes de dispositivos electrónicos utilizan una antena conectada de manera operativa a un receptor y/o transmisor para recibir y/o transmitir señales de radiofrecuencia (RF, por sus siglas en inglés). Además, muchos de estos dispositivos incluyen uno o más sensores que supervisan condiciones ambientales o de circuito relacionadas con el dispositivo electrónico. En algunos casos, debe ser deseable agregar uno o más sensores a un dispositivo electrónico existente para aumentar la funcionalidad, pero acondicionar los sensores puede ser costoso y complicado.

Un ejemplo de un dispositivo electrónico que en aumento se diseña para recibir y transmitir señales de RF son lámparas de calle que se emplean en sistemas de iluminación para municipios y autopistas para iluminar vías públicas. Tales lámparas de calle incluyen una fuente de luz en la parte superior de un tubo o poste de soporte y se encienden o iluminan a cierta hora cada noche. Algunas lámparas de calle modernas incluyen fotoceldas sensibles a la luz que funcionan con circuito de control interno para encender las lámparas de calle al anochecer, apagar las lámparas al amanecer y/o activar las lámparas de calle para encenderse en condiciones meteorológicas de obscuridad. Sin embargo, es posible que modelos de lámparas de calle antiguos no incluyan sensores de luz y, por el contrario, se pueden encender con base en un reloj interno y un horario programado en el circuito de control. Algunos de estos modelos de lámparas de calle antiguos incluyen un circuito de control que incluye un receptor de RF con una antena que se puede operar para recibir señales de control desde un centro de comando. El circuito de control utiliza normalmente las señales recibidas para llevar a cabo funciones como cambio del horario programado y/o encender las lámparas de calle y/o apagar las lámparas de calle.

Actualmente se están fabricando luminarias inteligentes que ajustan la salida de luz con base en condiciones de uso y de corriente, y que incluyen receptores y transmisores de RF que operan a través de una configuración de red. Por ejemplo, tales luminarias inteligentes pueden incluir uno o más sensores y circuito de control que pueden diferenciar en automático entre (o clasificar) un peatón de un cielista de un automóvil para que la luminaria pueda ajustar la salida de luz en consecuencia, que pueda supervisar las condiciones tales como velocidad del viento, temperatura e intensidad de la luz ambiental, y que pueda transmitir datos correspondientes a las actividades supervisadas a un centro de comando central, por ejemplo. Tales luminarias también pueden estar configuradas para ajustar los niveles de salida de luz dependiendo de las condiciones viales, tales como la presencia de nieve o lluvia (lo cual puede proporcionar una reflectancia de luz incrementada y, de esta manera, una necesidad reducida de luz). Sin embargo, tales luminarias inteligentes y sistemas de red son caros de instalar y operar, y los costos involucrados para remover luminarias convencionales y remplazarías con luminarias inteligentes y hardware y software de red relacionado puede estar fuera del alcance de varios municipios.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se describen un aparato y métodos para proporcionar un sensor de antena. En una modalidad, el sensor de antena incluye una antena que puede operar para recibir y/o transmitir señales de radiofrecuencia (RF), y uno o más sensores conectados de manera operativa a la antena. Los sensores están configurados para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor. El sensor de antena incluye un solo conector para conexión a un dispositivo electrónico, para transferir señales de RF desde la antena y señales de sensor desde el uno o más sensores al dispositivo electrónico.

También se describe una lámpara que incluye un alojamiento, una fuente de luz soportada en el alojamiento, circuito accionador en el alojamiento que incluye un conector de entrada de radiofrecuencia (RF) y un sensor de antena conectado de manera operativa al circuito accionador. El circuito accionador está conectado de manera operativa a la fuente de luz y está configurado para controlar la fuente de luz. El sensor de antena incluye una antena que se puede operar para por lo menos recibir o transmitir señales de RF, y por lo menos un sensor conectado de manera operativa a la antena y configurado para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor. Una sola conexión al conector de entrada de RF transmite las señales de RF desde la antena y las señales del sensor desde el por lo menos un sensor al circuito accionador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de una disposición de antena de sensor de acuerdo con una modalidad de la invención; la figura 2 es un diagrama de circuito de una disposición de antena de sensor que incluye una antena y un fotodetector de acuerdo con una modalidad de la invención; la figura 3 es un diagrama de bloques esquemático de un ensamble de lámpara que incluye la disposición de antena de sensor de la figura 1; la figura 4 es una vista lateral en corte parcial de un ensamble de cabezal de luminaria de acuerdo con una modalidad de la invención; y la figura 5 ¡lustra una modalidad de una disposición modular de sensor de antena, dibujado a escala, de acuerdo con I una modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de una disposición de antena de sensor 100 de acuerdo con una modalidad. La antena de sensor 100 incluye una antena 102 para recibir señales de radio frecuencia (RF) y un sensor 104. En la modalidad de la figura 1, la antena está conectada de manera operativa al sensor 104 a través de un cable coaxial 106. Además, se puede proporcionar una salida del sensor 104 a través de un cable coaxial 108 que puede incluir un conector de versión A sub-miniatura (un conectar SMA) 109. Los conectares SMA son conectares de RF coaxiales que se utilizan para conectar dos porciones de un cable coaxial. El conector SMA 109 se puede conectar a, por ejemplo, la entrada de un circuito accionador de un dispositivo electrónico (no mostrado). Se puede proporcionar un alojamiento 110 para alojar y proteger la antena 102 y el sensor 104.

Se debe comprender que el sensor 104 puede incluir uno más sensores que funcionan para obtener y/o para proporcionar uno o más tipos de información que se pueden relacionar con la operación o el ambiente del dispositivo electrónico. Ejemplos de tales sensores incluyen, pero no se limitan a, fotodetectores, sensores de movimiento, sensores de temperatura, sensores de velocidad del viento y sensores de audio. Tales sensores se pueden utilizar de manera individual o en cualquier combinación. Además, se debe comprender que la disposición de antena de sensor 100 se puede utilizar con cualquier cantidad de dispositivos electrónicos que utilicen comunicación por RF durante su operación. Por ejemplo, la disposición de antena de sensor 100 se puede integrar con, o estar configurada para adaptarse a, un dispositivo de rastreo (tal como un dispositivo de GPS), una lámpara de calle que también puede incluir circuito para operar la lámpara, un dispositivo asistente auditivo, un dispositivo de telemetría biomédica, un dispositivo interruptor selector de entrada de cable, un dispositivo de banda de ciudadanos (CB, por sus siglas en inglés) y/o a un circuito controlador de automóviles.

La figura 2 es un diagrama de circuito de una disposición de antena de sensor 200 de acuerdo con una modalidad que incluye una antena 202 y un fotodetector representado por la línea punteada 204. La disposición de antena de sensor 200 es similar a la disposición de antena de sensor 100 de la figura 1, e incluye una antena 202 conectada de manera operativa a través de un cable coaxial 206 al circuito del sensor fotodetector 204. El sensor fotodetector 204 incluye un fotodiodo 206 para detectar luz incidente que está conectado entre un circuito de afinación de salida 208 y un circuito de afinación de entrada 210. En algunas modalidades, el circuito de afinación de entrada 210 incluye un conectar SMA 212 para entrada a un dispositivo electrónico (no mostrado) que utiliza comunicación por RF durante la operación. De esta manera, una entrada de señal de RFA (desde la antena 202) y una señal de entrada del sensor (una señal análoga desde el sensor 206) son emitidas en un solo cable coaxial RF para entrada, por ejemplo al circuito accionador inteligente (el cual se explicará más adelante).

La figura 3 es un diagrama de bloques esquemático de un ensamble de lámpara 300 que incluye la disposición de antena de sensor 100 de la figura 1. En particular, el ensamble de lámpara 300 incluye componentes que funcionan para controlar una fuente de luz, tal como una lámpara de calle. La disposición de antena de sensor 100 incluye una antena 102 y un sensor 104 y está conectado de manera operativa a un accionador inteligente 302. El accionador inteligente 302 incluye un controlador 304, un receptor de RF 306 y un suministro de energía 308, y está conectado de manera operativa a un suministro de energía principal de corriente alterna (AC) 310. El accionador inteligente 302 también está conectado de manera operativa a una fuente de luz o lámpara 312 que puede incluir una pluralidad de diodos emisores de luz (LED). En algunas implementaciones/la antena 102 se puede operar para recibir señales de control transmitidas desde, por ejemplo, un centro de comando de iluminación (no mostrado) que puede ser operado por un municipio o similar. Tal centro de comando de iluminación puede transmitir señales de comunicación por RF que son recibidas por la antena 102 y alimentadas al receptor de RF 306 a través del cable coaxial 108 para su interpretación y/o uso por el controlador 304. Además, las señales del sensor desde el sensor 104 son alimentadas al accionador inteligente 302 a través del mismo cable coaxial 108 para su interpretación y/o uso por el controlador. De esta manera, el controlador está configurado para recibir tanto señales de comunicación por RF desde la antena 104 como señales del sensor desde el sensor 102 y, de esta manera, también está configurado para separar y diferenciar entre las señales de comunicación por RF y la señales del sensor. Por ejemplo, el controlador puede operar para multiplexar las señales de RF desde la antena y las señales análogas desde el sensor (por ejemplo, al utilizar una protocolo multiplexor de división de tiempo asincrono (ATD)) para aislar las señales y después funciona para corresponder las señales separadas con operaciones específicas para controlar la lámpara 312. De esta manera, el accionador inteligente 302 es capaz de recibir, separar y diferenciar entre múltiples señales de comunicación y de control y para controlar las funciones de la lámpara 312.

En la modalidad de la figura 3, la lámpara 312 puede consistir en una pluralidad de diodos emisores de luz (no mostrados) que pueden estar configurados para producir de manera colectiva luz blanca. Los LED son cada vez más adoptados para una variedad de tareas de iluminación debido a su larga vida, bajos requerimientos de energía y baja generación de calor. De esta manera, varias comunidades ya han instalado tales lámparas de LED en sus luminarias para obtener los beneficios de sistemas a base de LED. La lámpara 312 puede estar controlada por el controlador 304 para operar de acuerdo con un horario (por ejemplo, a través del uso de un reloj interno ajustado a la hora en que ocurre el anochecer para encender la lámpara, y ajustado a la hora en que ocurre el amanecer para apagar la lámpara), y también puede determinar los niveles de energía aplicados a la lámpara. El controlador 304 puede funcionar para, por ejemplo, cambiar el horario de iluminación de la lámpara o iluminar la lámpara o extinguir la lámpara como respuesta a las señales de comunicación recibidas por la antena 102 o como respuesta a las señales de sensor por parte del sensor 104. Por ejemplo, una señal de control para encender la lámpara se puede transmitir desde una estación de control central cuando ocurre un clima de tormenta durante las horas diurnas, o el sensor puede ser un fotosensor que proporcione señales de comando para encender la luminaria cuando los niveles de luz existentes caigan por debajo de un umbral predeterminado. El controlador 304 también se puede programar de manera remota por medio de señales de comando recibidas por el receptor RF 306 a través de la antena 102 para lograr otras tareas.

La figura 4 es una vista lateral en corte parcial de un ensamble de cabezal de luminaria 400 de acuerdo con una modalidad. El ensamble de cabezal de luminaria 400 incluye un alojamiento 402 y un domo transparente 404 que están conectados a un tubo largo de soporte 406 (mostrado de manera solo parcial) para estar elevado del piso. El domo transparente 404 rodea y protege a una pluralidad de LED 408a, 408b, 408c y 408d, y el alojamiento 402 encierra al circuito de lámpara de calle, tal como los componentes para implementar el sistema 300 de la figura 3. En algunas modalidades, la disposición de antena de sensor 100 puede ser de una construcción modular y puede estar configurada para facilitar la conexión física al alojamiento 402 al utilizar hardware de montaje existente (no mostrado) y, de esta manera, se puede ajustar a la porción superior del alojamiento, por ejemplo, al retirar una antena existente. La disposición del sensor de antena 100 puede incluir uno o más tipos de sensores que se pueden operar para supervisar o detectar condiciones externas y/o eventos, tales como, por ejemplo, el nivel de luz ambiental, movimiento, sonido, velocidad del viento y/o temperatura. De esta manera, como se muestra, la disposición de antena 100 está conectada de manera operativa a través de un cable coaxial 108 al· circuito accionador inteligente 302, que a su vez está conectado de manera operativa a la fuente de luz o lámpara 312 que consiste en los LED 408a-408d. De esta manera, en algunas modalidades, la disposición de antena de sensor 100 está conectada a la lámpara de calle a través de cableado de RF existente y conectores. En algunas otras modalidades, la disposición de antena de sensor 100 es integral a todo el ensamble de cabezal de luminaria 400.

Cuatro LED 408a-408d se muestran en la figura 4 para facilidad de comprensión, pero se debe comprender que, dependiendo de la salida de luz requerida, una luminaria particular puede contener más o menos LED y/o pares de LED. Por ejemplo, pares de LED pueden estar dispuestos en hileras o en círculos concéntricos o en otras configuraciones, siempre y cuando sus salidas de luz se mezclen de manera adecuada cuando estén activos los LED de un par. Además, cada LED puede ser un dispositivo empacado por separado (como se muestra en la figura 4) que incluye un chip de LED rodeado por un domo de resina. En algunas modalidades, pares de chips de LED pueden estar empacados juntos como un solo paquete.

La figura 5 ilustra una modalidad de una disposición de sensor de antena modular 500 que no está dibujada a escala. El sensor modular incluye una base 502 que soporta a un foto detector 504, el cual está conectado a un circuito de fotodetector asociado 506, un primer conecto 508 y a un circuito de afinación de salida asociado 510, y un segundo conectar 512 y circuito de afinación de entrada asociado 514. La base 502 puede incluir hardware de montaje (no mostrado) que está configurado para fácil acoplamiento a hardware de montaje existente disponible en un alojamiento de dispositivo electrónico, por ejemplo, el alojamiento de lámpara 402 mostrado en la figura 4. Además, el primer conectar 508 puede ser un conectar SMA para fácil acoplamiento a la salida de una antena (no mostrada) y el segundo conectar 512 también puede ser un conectar SMA para fácil acoplamiento a una entrada de antena (no mostrada) de, por ejemplo, un circuito de accionador inteligente (no mostrado). El circuito del fotodetector 504, el circuito de afinación de salida 510 y el circuito de afinación de entrada 514 pueden estar configurados para ser compatibles con una antena y circuito de accionador inteligente relacionados con un dispositivo electrónico, tal como la lámpara de calle descrita anteriormente con referencia a las figuras 3 y 4.

Así, la disposición de antena de sensor como se describe aquí, opera al multiplexar la función del cableado de radiofrecuencia (RF) existente, conectares y hardware de montaje, que elimina la necesidad de usar cualesquier conectares de cableado adicionales y hardware de montaje. La reducción de cableado de interfaz y conectares reduce de manera benéfica el riesgo de introducir transmisiones espectrales no deseadas en y fuera de los dispositivos internos, y al mismo tiempo reducir de manera significativa los gastos de mantenimiento e instalación relacionados con tener que usar conectares de sensor separados, cableado y hardware de montaje. Además, tal configuración permite comunicar de manera directa la información de sensor entre los sensores montados de manera externa y el circuito interno de dispositivo de supervisión.

Una modalidad de una disposición de antena de sensor se ha descrito aquí en el contexto de acondicionamiento a una lámpara de calle, pero se debe comprender que una disposición de antena de sensor de acuerdo con los aspectos aquí descritos se podrían usar junto con cualquier tipo de dispositivo que recibe señales de RF a través de una antena. Por ejemplo, una disposición de sensor se puede agregar a un circuito de control de automóvil al acondicionar tal disposición de sensor entre la antena del auto y el controlador del automóvil. Además, aunque el mismo sensor ha sido descrito anteriormente en el contexto de un fotodetector para una lámpara de calle, cualesquier otros tipos de sensores se podrían utilizar, ya sea por sí solos o en cualquier combinación. Ejemplos de tales sensores incluyen, pero no se limitan a sensores de movimiento, sensores de temperatura, sensores de velocidad del viento y sensores de audio que se podrían utilizar por sí solos o en combinación.

La descripción anterior y/o los dibujos acompañantes no pretenden imponer un orden fijo o secuencia de pasos para ningún procedimiento antes referido; por el contrario, se puede llevar a cabo cualquier procedimiento en cualquier orden que sea ejecutable, incluyendo pero sin limitarse al desempeño simultáneo de pasos indicados como secuenciales.

Aunque la presente invención se ha descrito en relación con modalidades ejemplares específicas, se debe comprender que varios cambios, sustituciones y alteraciones evidentes para los expertos en la téenica se pueden llevar a cabo a las modalidades descritas sin alejarse del espíritu y alcance de la invención, tal como se establece en las reivindicaciones anexas.

Claims (18)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1. Un aparato que comprende: una antena que puede operar para por lo menos uno de recibir o transmitir señales de radiofrecuencia (RF); y por lo menos un sensor conectado de manera operativa a la antena y configurado para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor; en donde una sola conexión a un dispositivo electrónico transmite señales de RF desde la antena y señales del sensor desde el por lo menos un sensor a un dispositivo electrónico.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende adicionalmente un circuito electrónico en el dispositivo electrónico configurado para combinar y separar las señales de RF y las señales del sensor.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque por lo menos un sensor comprende adicionalmente un circuito de afinación conectado de manera operativa entre la antena y el por lo menos un sensor.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque por lo menos un sensor comprende adicionalmente un circuito de afinación conectado de manera operativa entre el por lo menos un sensor y el dispositivo electrónico.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque adicionalmente comprende un cable coaxial conectado a por lo menos un sensor y que termina en un conector de versión A sub-miniatura (SMA) que está configurado para acoplarse con un conector de entrada del dispositivo electrónico.

6. Una lámpara que comprende: un alojamiento; una fuente de luz soportada dentro del alojamiento; circuito accionador soportado dentro del alojamiento y conectado de manera operativa a la fuente de luz, el circuito accionador está configurado para controlar la fuente de luz e incluye un conector de entrada de radio frecuencia (RF); y un sensor de antena que comprende: una antena que puede operar para por lo menos uno de recibir o transmitir señales de RF; y por lo menos un sensor conectado de manera operativa a la antena y configurado para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor; en donde una sola conexión al conector de entrada de RF transmite las señales de RF desde la antena y las señales del sensor desde el por lo menos un sensor al circuito accionador.

7. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el circuito accionador comprende un suministro de energía, un receptor de RF y un controlador, en donde el controlador está configurado para recibir y separar las señales de RF de las señales del sensor.

8. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el sensor de antena comprende adicionalmente un circuito de afinación conectado de manera operativa entre la antena y el por lo menos un sensor.

9. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el sensor de antena comprende adicionalmente un circuito de afinación conectado de manera operativa entre el por lo menos un sensor y el circuito accionador.

10. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque adicionalmente comprende un cable coaxial que conecta la antena al por lo menos un sensor.

11. La lámpara de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque adicionalmente comprende un cable coaxial que conecta el por lo menos un sensor a un conectar de versión A sub-miniatura (SMA) que está configurado para acoplarse con el conectar de entrada de RF.

12. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el sensor de antena comprende adicionaimente un alojamiento de antena que incluye una base configurada para montarse a un hardware de montaje existente ubicado en el alojamiento.

13. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la fuente de luz comprende por lo menos un diodo emisor de luz (LED).

14. La lámpara de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el circuito accionador comprende un controlador, un receptor de RF y un suministro de energía.

15. La lámpara de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque el controlador está configurado para separar las señales de RF de las señales del sensor.

16. La lámpara de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el controlador utiliza un protocolo multiplexor de división de tiempo asincrono (ATD) para separar las señales de RF de las señales del sensor.

17. La lámpara de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el controlador está configurado para corresponder las señales separadas con operaciones específicas para controlar la fuente de luz.

18. Un método para acondicionar un sensor de antena a un dispositivo electrónico, que comprende: proporcionar un sensor de antena que comprende: un alojamiento de antena que incluye hardware de conexión; una antena dentro del alojamiento de antena que se puede operar para por lo menos uno de recibir o transmitir señales de radiofrecuencia (RF); por lo menos un sensor dentro del alojamiento de antena conectado de manera operativa a la antena y configurado para supervisar por lo menos una condición y para emitir señales del sensor; y un conector de salida de RF para conexión a un dispositivo electrónico para transmitir señales de RF desde la antena y señales del sensor desde el por lo menos un sensor al dispositivo electrónico; conectar la salida de RF a un conector de RF de entrada del dispositivo electrónico; y conectar el hardware de conexión del alojamiento de antena a hardware de conexión existente del dispositivo electrónico.