MXYU06000003A - Semaforo unifocal tricolor con cuenta regresiva. - Google Patents

Abstract

La invencion denomina Semaforo unifocal tricolor con cuenta regresiva corresponde a una tarjeta de LED's en la cual se encuentran distribuidos y organizados 207 LED's rojos, agrupados en paquetes de 9 LED's en serie, 207 LED's ambar, agrupadazos en paquetes de 9 LED's en serie, 198 LED's verdes agrupados en paquetes de 6 LED's en serie. Este modulo presenta de manera unifocal los tres colores utilizados en la regulacion del trafico vial; y con la particularidad de que en la parte central de la tarjeta se encuentra un indicador o un arreglo de LED's en 7 segmentos que hace visual una cuenta regresiva de los segundos faltantes para el cambio de color, de verde a rojo pasando por el ambar.

Description

SEMÁFORO UNIFOCAL TRICOLOR CON CUENTA REGRESIVA DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente ¡nvención se refiere a una sección de semáforo unifocal tricolor con cuenta regresiva, que consiste en un módulo de LED's que emite los tres colores utilizados en los estándares de vialidad: verde, ámbar y rojo; controlado por una tarjeta electrónica con diseño exclusivo para este módulo de LED's. En este módulo se puede visualizar una cuenta regresiva o descendente de números del 9 al 0, formando los números con segmentos de LED's apagados y el resto de LED's encendidos durante la emisión del color verde. Con la presente invención se demuestra el ahorro de energía además de incrementar la vida útil en la aplicación de semáforos.

TÉCNICA ANTECEDENTE La patente MX 146322 da a conocer una mejora en semáforos de orientación visual, la cual comprende un cuerpo de semáforos compuesto por dos sectores con superficie transparente y en colores verde y rojo, así como una superficie de color neutro; caracterizadas en que el espacio de tal superficie ocupa parcial y respectivamente una parte de la superficie de cada uno de los dos sectores, rojo y verde, adecuado para la presentación visual de un dígito numérico regresivo de 9 a 0, combinados con un sincronizmo con los dispositivos de mando del semáforo.

La solicitud de patente MX 9201039 se refiere a mejoras de semáforos; específicamente a un semáforo que combinando una pluralidad de módulos luminosos interconectados entre sí, puede alternadamente o coincidentemente, en la misma pantalla, enviar señales mediante figuras ya sean luces, flechas, líneas, letras o números.

La patente US6087962 da a conocer un semáforo electrónico, visual, numérico y sonoro que ofrece las tres señales de regulación vial, pero en módulos diferentes. Las luces son controladas por un procesador ligado eléctricamente a un contador óptico y numérico. El circuito de la formación numérica se programa para enviar señales de la interrupción de la fuente de alimentación, simultáneamente con el circuito óptico a ciertos sectores de las luces para proporcionar la visualización de números. Además, simultáneamente con el circuito óptico y numérico, emite un sonido con cada color. Una voz grabada en forma digital, anuncia a los peatones "Cruce", "Espere" o "Pase" de acuerdo a la luz indicada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE FIGURAS La FIG. 1 es una vista frontal del semáforo tricolor unifocal con sólo la distribución de los LED's en color ámbar. La FIG. 2 es una vista frontal del semáforo tricolor unifocal con sólo la distribución de los LED's en color Rojo. La FIG. 3 es una vista frontal del semáforo tricolor unifocal con sólo la distribución de los LED's en color verde. La FIG. 4 es un diagrama esquemático electrónico de la tarjeta de control.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El semáforo que es el objeto de la presente solicitud de patente es un semáforo unifocal tricolor con cuenta regresiva diseñado con LED's, que se reduce considerablemente el consumo de energía eléctrica, en comparación de los semáforos convenciones de lámparas incandescentes, propiciando un ahorro de energía eléctrica.

La presente invención ayuda a que el conductor frene poco a poco en el momento adecuado en el cambio de luces a la llegada del crucero donde existen semáforos, ya que cuando el semáforo esté en verde, una cuenta regresiva se pone en marcha con el intervalo del 9 al 0, manteniendo el tiempo de cada número a un segundo del tiempo total de la luz, evitando así, que el conductor realice frenajes bruscos e innecesarios que a la larga generan fallas en los vehículos.

El semáforo unifocal tricolor con cuenta regresiva está constituido principalmente por dos partes: una tarjeta de LED's y una tarjeta de control.

La tarjeta de LED's está diseñada con tres tipos de LED's: 198 LED's verdes (3), 207 LED's ámbar (1 ) y 207 LED's rojos (2), los LED's utilizados son de 9,000 milicandelas cumpliendo con los estándares de semaforización en cuanto a la cantidad de luz emitida por cada lámpara. Se diseñó en el centro del módulo un arreglo de LED's en 7 segmentos (4) de color verde para formar los dígitos del 9 al 0. Los segmentos están formados por 6 LED's en serie, el resto de los LED's verdes se distribuyeron en paquetes de 6 LED's en serie ordenado uniformemente dentro de la tarjeta. Los LED's rojos y ámbar se distribuyeron en paquetes de 9 LED's en serie dentro de la tarjeta uniformemente. Los LED's verdes tienen las siguientes especificaciones eléctricas: 3V y 20mA, mientras que los LED's ámbar y rojos tienen: 2.1 V y 20mA, factor por el cual se agruparon los LED's en serie en cantidades de 6 y 9 respectivamente, basado en la consideración de una fuente de alimentación de 18V.

Todos los paquetes de 6 LED's en serie de color verde se conectaron en paralelo, los paquetes de 9 LED's en serie de color rojo se conectaron también en paralelo, lo mismo con los paquetes de LED's de color ámbar; formando así 3 grupos de LED's. Todos los ánodos principales de cada serie de LED's se conectaron a un punto en común para su alimentación, resultando que la tarjeta cuente con un bus de 11 líneas las cuales tienen las siguientes funciones: 7 líneas de salidas para la activación de los 7 segmentos, 3 líneas de salidas (cátodo común de cada color) para activación de los grupos de LED's y 1 línea de entrada de alimentación.

La tarjeta de control está constituida por tres etapas principales que son: fuente de alimentación, etapa de sensores y etapa de control.

La fuente de alimentación (5) está constituida principalmente por un transformador de 18 Volts a 3 Ampers, un puente rectificador, un capacitor electrolítico, un capacitor cerámico y un regulador de voltaje de 5V. La etapa de alimentación proporciona un, voltaje de 18V y 5V; los 18V son para alimentar la tarjeta de LED's y los 5V para la etapa de sensores y control.

La etapa de sensores (6) está compuesta por 3 puentes rectificadores, 9 resistencias, 3 capacitores electrolíticos, 3 diodos zener de 5.1V y 3 optoacopladores 4N25. Estos componentes tienen la finalidad de detectar qué color de luz se está emitiendo en el semáforo; lo cual se realiza de la siguiente forma: cuando se enciende una de las lámparas del semáforo se presenta un nivel de voltaje de 110Vac en sus conexiones, se rectifica este voltaje, se aplica un divisor de voltaje regulando con el diodo zener, el cual indica al optoacoplador que detectó un nivel de voltaje de 5.1V; éste representa que se encendió una luz del semáforo; mientras que el voltaje desaparece cuando se apaga la lámpara. Este caso sucede para cada una de las lámparas, con un sensor para cada una de ellas.

La etapa de control está constituida por un Microcontrolador PIC16F628 de Microchip funcionando a 4MHz (7), el cual se encarga de verificar el color de luz a emitir a través de los optoacopladores, y de enviar la señal correspondiente de dicho color al semáforo unifocal tricolor de LEDs.

El microcontrolador realiza el encendido y apagado de LED's activando o desactivando un transistor TIP41 (8) para cada grupo de LED's, enviándolo a corte o saturación. Para activar o desactivar los 7 segmentos se utiliza el circuito integrado ULN2003 (9) que trae internamente 7 transistores tipo darlington.

Para lograr el conteo regresivo se espera que empiece el parpadeo de la luz verde, para iniciar y sincronizar la cuenta regresiva. El microcontrolador es quien realiza el conteo de los parpadeos que se hacen, y envía la señal como un decodificador de 7 segmentos al circuito integrado ULN2003 para encender o apagar los segmentos y formar dígitos; los números se forman con los segmentos apagados y dejando encendidos los demás LED's verdes.

La tarjeta tiene un bus de 11 líneas (10) las cuales tienen las siguientes funciones: 7 líneas de entrada para la activación de los segmentos, 3 líneas de entrada para la activación de los grupos de LED's y 1 línea de salida de alimentación con un voltaje de 18V.

El principal problema de los semáforos de LED's con cuenta regresiva conocidos, es que el display o indicador está ligado directamente del controlador principal al semáforo. Esto repercute en que necesite forzosamente de un controlador especial para su funcionamiento. Un logro del semáforo unifocal tricolor es que puede conectarse a cualquier sistema de semáforo convencional.

Para la instalación del semáforo unifocal tricolor solo se necesita conectar 120Vac en las terminales 4 y 5 del conector de entrada (11 ). En las terminales 1 , 2 y 3 del conector de entrada (11 ) se conectan las salidas de los TRIACs provenientes de las tarjetas de potencia de cualquier semáforo de lámparas incandescentes o de los cables que salen para encender las luces de los semáforos.

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficiente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: 1. Tarjeta de LED's (1 ), caracterizada porque se constituye de los siguientes elementos: a) 207 LED's rojos, agrupados en paquetes de 9 LED's en serie b) 207 LED's ámbar, agrupados en paquetes de 9 LED's en serie c) 198 LED's verdes, agrupados en paquetes de 9 LED's en serie además, caracterizada porque en dicha tarjeta se encuentran ordenados los LED's en columnas de colores verdes (3), ámbar (1 ) y rojos (2) intercalados entre sí uniformemente dentro de la tarjeta; también la tarjeta permite la visualización de los tres colores: verde, ámbar y rojo de forma individual en el semáforo unifocal tricolor y caracterizada porque en dicha tarjeta se encuentra incrustado un indicador de 7 segmentos en el centro de la tarjeta; cada segmento compuesto por 6 LED's en serie de color verde (4), dicho indicador se utiliza para el conteo regresivo.
2. 2. Tarjeta de control, está constituida por los siguientes elementos: a) Un transformador de 120 a 18V/3A. b) Cuatro puentes rectificadores. c) Un regulador de voltaje de 5V. d) Un regulador de voltaje de 18V. e) Una terminal de 5 tornillos para cable calibre 12 AWG. f ) Un dip-switch de 10 interruptores. g) Tres circuitos optoacopladores 4N25. h) Tres diodos zener de 5.1 V. i) Un circuito integrado ULN2003. j) Un microcontrolador de 28 pines. k) Un oscilador de cristal de 4 MHz. I) Tres transistores NPN. m) Dos diodos emisores de luz. n) Un pushboton de 2 terminales normalmente abierto. o) Tres diodos rectificadores. p) Dos capacitores cerámicos de diferentes capacidades. q) Seis capacitores electrolíticos de diferentes capacidades. r) Trece resistencias de diferentes valores de medio watts. s) Tres resistencias de diferentes valores de un watts. t) Una resistencia de 25 watts. En donde la tarjeta de control, se caracteriza por que dicha tarjeta puede detectar cuando se han encendido o apagado las diferentes luces de colores de los semáforos convencionales.
3. 3. Tarjeta de control, como la reivindicada en la cláusula 2 caracterizada por que en dicha tarjeta se puede deshabilitar o habilitar la cuenta regresiva, permitiendo que el semáforo solo presente los tres colores sin cuenta regresiva.