PL232543B1 - Konfigurowalne źródło światła LED - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia.

Znane jest z opisu zgłoszenia wynalazku P. 387697 źródło światła utworzone z diod LED, które ma diody typu LED o barwie zimnej i diody o barwie ciepłej przy czym diody o barwach zimnej i cieplej są jednocześnie umieszczane w obwodach drukowanych płytki montażowej, tworząc tak zwane układy ledowe mieszane. W układzie ledowym mieszanym, diod o barwie zimnej, jest znacznie mniej niż diod o barwie ciepłej, przy czym stosunek ilości diod o barwie zimnej do diod o barwie ciepłej, wynosi od (5-90)% i są one mieszane w odpowiednich proporcjach. Tak zbudowane układy ledowe mieszane, umożliwiają oświetlenie małych i bardzo dużych powierzchni, praktycznie z dowolnych odległościach. Mogą być stosowane do oświetlania, zwłaszcza ulic, parkingów, placów, elewacji, bilbordów reklamowych i wnętrz wszelkiego rodzaju.

Znane jest z opisu zgłoszenia wynalazku P. 405792 źródło światła LED zasilane z sieci elektrycznej niskiego napięcia poprzez nieizolowany układ zasilania, który ma metalowy korpus, do którego zamocowany jest obwód drukowany o metalowym podłożu z naniesioną warstwą izolacji dielektrycznej, na której naniesione są połączenia elektryczne doprowadzające zasilanie do półprzewodnikowego elementu emitującego światło oraz ma drugą warstwę izolacji umieszczoną pomiędzy metalowym korpusem a metalowym podłożem obwodu drukowanego.

Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku US2014203939 metoda kontroli i monitoringu żarówki LED. Inteligentna dioda elektroluminescencyjna (LED) żarówki obejmuje urządzenie umożliwiające wyłączenie lub włączenie żarówki lub przyciemnienie bez użycia przełącznika sieciowego. Takie urządzenie może zawierać układ reagujący na obracanie części żarówki LED, układ reagujący na dotknięcie lub stuknięcie żarówki lub Bluetooth lub połączenie bezprzewodowe WiFi integracja umożliwia kontrolowanie żarówki używając smartphone lub inne urządzenie mającego aplikację do kontroli żarówki. Inne urządzenie może obejmować mikrofon umożliwiający sterowanie żarówki głosem, dźwiękiem lub muzyką. W innych przykładach, urządzeniem do kontrolowania żarówki przez jej wyłączenie, włączenie lub przyciemnienie może być prowadzone poprzez komunikacyjną linię elektroenergetyczną (PLC) interfejs umożliwiający kontrolę żarówki lub żarówek za pośrednictwem Internetu. Sterowanie gestem może być również prowadzone za pomocą czujnika kamery lub obrazu. System może zawierać wiele inteligentnych żarówek LED.

Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku US2015070897 żarówek LED posiadająca wiele funkcji. Wynalazek ma więcej niż jeden ruchomy poziom (y), który może zmienić pozycję poprzez wybór różnorodnych ruchomych-środków może zaoferować bliskie i odległe oświetlenie, wizerunek, zarówno dowolnej kombinacji z innymi efektami świetlnymi lub cyfrowych obrazów wyświetlanych danych, albo ma więcej niż jedną wiązkę światła emitowaną z żarówki LED, które w ramach więcej niż jednego elementy sterujące, lub (4) ma więcej niż jedną funkcję emitowania wiązki światła zasilaną pilotem, kontrolera podczerwieni, blue-tooth, WiFi, internetu, aplikacji, czujnik ruchu, by wywołać co najmniej jeden wiązki światła do zaoferowania oświetlenia lub obrazu.

Istotą wynalazku jest konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia zawiera szeregowe oraz szeregowo-równoległe połączenie diod LED zasilanych za pomocą stałego napięcia nie mniejszego niż 24V, charakteryzujące się tym, że ma w szeregach ułożone co najmniej 8 diod LED połączonych z uniwersalnym złączem poprzez układy stabilizujące.

Korzystnie diody LED połączone są z układami stabilizującymi wejściem zasilania pierwszego kanału i/lub wejściem zasilania drugiego kanału.

Korzystnie uniwersalne złącze połączone jest z wymiennym sterownikiem, który jest kompatybilny z gniazdem SIM.

Korzystnie uniwersalne złącze z wymiennym elementem sterującym połączone jest bezprzewodowo z interfejsem użytkownika poprzez sterowniki, zwłaszcza oparte na układach linowych.

Wynalazek zawiera wbudowane złącze pod kompatybilny, inteligentny sterownik. Schemat blokowy przedstawia model systemu inteligentnego oświetlenia, z czego uniwersalne złącze, układy stabilizacji i diody LED są umieszczone na module. Wynalazek pozwala na możliwość wykonania wiele wersji montażowych źródła światła LED. Moduły według wynalazku charakteryzują się odpowiednimi właściwościami. Diody LED połączone są w sposób umożliwiający ich podział na dwa (lub więcej) niezależnych kanałów, przy czym wskazane jest aby każdy kanał miał identyczną liczbę diod. Takie

PL 232 543 B1 połączenie pozwala na uzyskanie modułów o jednym, wybranym kolorze, z różną ilością diod oraz dynamie white o zmiennej temperaturze barwowej. Realizacja wariantów stałonapięciowych wymaga zastosowania układów stabilizacji prądowej połączonych tak, aby możliwe było wykonanie wersji stałoprądowych, które są pozbawione tych układów. Zaprojektowane moduły pozwalają na zamontowanie odpowiedniego gniazda złącza, zwłaszcza SIM, kompatybilnego z inteligentnymi sterownikami. Dodatkowo wszystkie wersje montażowe mogą zostać wyposażone w zabezpieczenie termiczne, chroniąc źródło światła przed przegrzaniem. Korzystnym jest wykorzystanie jednej płytki, do realizacji dziewięciu lub wielu różnych wariantów, ponieważ zmniejsza to koszty produkcji. Uniwersalny układ drukowany ogranicza ich liczbę przechowywanych w magazynie, która jest potrzebna do utrzymania odpowiedniej wydajności produkcji.

W celu poprawienia wydajności konfigurowalnych źródeł światła o pojedynczym kolorze lub dynamie white zastosowano połączenia diod LED, zasilanych za pomocą stałego napięcia o wartości nie mniejszej niż 24V. Wykorzystując znane dla znawcy, wysokowydajne układy stabilizujące i nowoczesne diody. Moduły składają się z N szeregów po co najmniej 8 diod w każdym. Przy takim połączeniu skuteczność świetlna źródła światła jest o około 12,5% większa, niż w przypadku wykorzystania N szeregów składających się z 7 diod każdy. Znacznie zmniejszając zużycie energii elektrycznej. Znamiennym do poprawnego działania jest zastosowanie diod LED o odpowiednich parametrach, tak aby całkowity spadek napięcia w szeregu nie przekroczył wartości napięcia zasilania. Dodatkowo diody mogą być łączone szeregowo-równolegle w celu wzajemnego zabezpieczenia.

Dla źródła światła LED jest możliwość wyposażania w gniazdo SIM jako uniwersalne złącze, umożliwiające podłączenie inteligentnego sterownika. Charakteryzują się one małymi rozmiarami oraz niewielkim kosztem produkcji. Dodatkowo ułatwia to proces montażu i wymiany sterownika, pozwalając na przeprowadzenie takich operacji mniej doświadczonym użytkownikom. Inteligentne sterowniki mogą współpracować z dowolnymi stałonapięciowymi modułami LED (o pojedynczym kolorze i dynamie white), pod warunkiem że są one wyposażone w kompatybilne gniazdo SIM (złącze). Dzięki czemu modyfikacje oświetlenia nie wiążą się z koniecznością wymiany tych sterowników. Jako że sterowniki są układami elektronicznymi o znacznie dłuższej żywotności, w porównaniu do diod LED, to wymiana starych źródeł światła nie wiąże się z kosztami nowego sterowania. W przypadku braku podłączenia inteligentnego sterownika poprzez kompatybilne złącze, moduły LED działają jak zwykłe źródła światła oraz mogą być sterowane przy użyciu zewnętrznych sterowników. Cechy te sprawiają że konfigurowalne źródła światła LED są uniwersalne i mogą być stosowane jako zamienniki zwykłych modułów.

Do kontroli nad inteligentnymi sterownikami wykorzystuje się różnego rodzaju interfejsy użytkownika, które są znane dla znawcy. Konfigurowalne źródła światła LED mogą obsługiwać wiele sterowników, takich jak Bluetooth, ZigBee, radiowe oraz możliwe jest zaprojektowanie kompatybilnego sterowania opartego na innych standardach. Dzięki uniwersalności zastosowanego złącza gniazda SIM, moduł może być sterowany za pomocą czujników np. zbliżeniowych, ruchu.

Omawiane sterowniki są oparte na stabilizatorach liniowych, które charakteryzują się mniejszym poziomem zakłóceń i zniekształceń oraz hałasu niż układy impulsowe. Różnica w działaniu tych układów jest szczególnie widoczna przy próbie ściemniania po linii zasilania. Główną przyczyną niekomfortowego hałasu w przetwornicach impulsowych są kondensatory ceramiczne, bez który takie układy nie działają poprawnie.

Na schemacie podano możliwe połączenia, spełniające wymagania konfigurowalnego źródła światła LED. Wersje montażowe są realizowane poprzez rozwarcie odpowiednich połączeń. W przypadku źródeł światła o stałej temperaturze barwowej wykorzystuje się tylko jedno wejście. Zasilając obydwa kanały jednocześnie lub tylko jeden z nich. Natomiast wariant dynamic white korzysta z dwóch wejść. Przy czym diody są podzielone na dwa kanały o różnych, skrajnych temperaturach barwowych. Źródła światła w wersji stałonapięciowej zawierają układy stabilizacji prądowej. Do tych układów może być podłączone gniazdo SIM jako uniwersalne złącze, zasilane z wybranego wejścia. Pozwala to na zastosowanie inteligentnego sterownika oraz jego zasilenie z płytki. Wykorzystanie gniazda SIM jako uniwersalne złącze w oświetleniu do połączenia źródła światła LED z układem sterowania, umożliwia szybkie dopasowanie rodzaju sterowania albo jego wymianę. Jednocześnie zapewnia kompatybilność sterowania z wieloma modułami.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony został na rysunku gdzie Fig. 1, przedstawia schemat blokowy konfiguralnego źródła światła LED, Fig. 2, przedstawia układ połączeń konfiguralnego źródła światła LED.

PL 232 543 B1

P r z y k ł a d wykonania I

W przykładzie wykonania konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia zawiera szeregowe oraz szeregowo-równoległe połączenie diod LED zasilanych za pomocą stałego napięcia o wartości 24V, które ma w szeregach ułożone 8 diod LED 5 połączonych z uniwersalnym złączem 3 poprzez układy stabilizujące 4. Diody LED 5 połączone są z układami stabilizującymi 4 wejściem zasilania pierwszego kanału 1. Uniwersalne złącze 3 połączone jest z wymiennym sterownikiem 7 i połączone jest bezprzewodowo z interfejsem użytkownika 6.

P r z y k ł a d wykonania II

W przykładzie wykonania konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia zawiera szeregowe oraz szeregowo-równoległe połączenie diod LED zasilanych za pomocą stałego napięcia o wartości 36V, które ma w szeregach ułożone 12 diod LED 5 połączonych z uniwersalnym złączem 3 poprzez układy stabilizujące 4. Diody LED 5 połączone są z układami stabilizującymi 4 wejściem zasilania drugiego kanału 2. Uniwersalne złącze 3 połączone jest z kompatybilnym gniazdem SIM, które połączone jest bezprzewodowo z interfejsem użytkownika 6 poprzez sterowniki 7, który oparty jest na układach linowych.

P r z y k ł a d wykonania III

W przykładzie wykonania konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia zawiera szeregowe oraz szeregowo-równoległe połączenie diod LED zasilanych za pomocą stałego napięcia o wartości 48V, które ma w szeregach ułożone 16 diod LED 5 połączonych z uniwersalnym złączem 3 poprzez układy stabilizujące 4. Diody LED 5 połączone są z układami stabilizującymi 4 wejściem zasilania pierwszego kanału 1 i wejściem zasilania drugiego kanału 2. Uniwersalne złącze 3 połączone jest z kompatybilnym gniazdem SIM, które połączone jest bezprzewodowo z interfejsem użytkownika 6 poprzez sterowniki 7, który oparty jest na układach linowych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenia patentowe

   Konfigurowalne źródło światła LED przygotowane do implementacji w systemie inteligentnego oświetlenia zawiera szeregowe oraz szeregowo-równoległe połączenie diod LED zasilanych za pomocą stałego napięcia nie mniejszego niż 24V, znamienne tym, że ma w szeregach ułożone co najmniej 8 diod LED (5) połączonych z uniwersalnym złączem (3) poprzez układy stabilizujące (4).

   Konfigurowalne źródło według zastrz. 1, znamienne tym, że diody LED (5) połączone są z układami stabilizującymi (4) wejściem zasilania pierwszego kanału (1) i/lub wejściem zasilania drugiego kanału (2).

   Konfigurowalne źródło według zastrz. 1, znamienne tym, że uniwersalne złącze (3) połączone jest z wymiennym sterownikiem (7).

   Konfigurowalne źródło według zastrz. 3, znamienne tym, że wymienny sterownik (7) jest kompatybilny z gniazdem SIM.

   Konfigurowalne źródło według zastrz. 1, znamienne tym, że uniwersalne złącze (3) połączone jest bezprzewodowo z interfejsem użytkownika (6) poprzez sterowniki (7). Konfigurowalne źródło według zastrz. 5, znamienne tym, że sterowniki (7) oparte są na układach linowych.