WO2001018761A1 - Baliza de señalizacion - Google Patents

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WO2001018761A1
WO2001018761A1 PCT/ES1999/000282 ES9900282W WO0118761A1 WO 2001018761 A1 WO2001018761 A1 WO 2001018761A1 ES 9900282 W ES9900282 W ES 9900282W WO 0118761 A1 WO0118761 A1 WO 0118761A1
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beacon
circuit
signaling beacon
signaling
light
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PCT/ES1999/000282
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Inventor
José JORBA GONZALEZ
Original Assignee
Innovacio Viaria, S.L.
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • F21S9/03—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light
    • F21S9/037—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator rechargeable by exposure to light the solar unit and the lighting unit being located within or on the same housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/60—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs
    • E01F9/604—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs specially adapted for particular signalling purposes, e.g. for indicating curves, road works or pedestrian crossings
    • E01F9/615—Upright bodies, e.g. marker posts or bollards; Supports for road signs specially adapted for particular signalling purposes, e.g. for indicating curves, road works or pedestrian crossings illuminated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/06—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for aircraft runways or the like

Definitions

  • the present invention relates to a radio frequency controlled signaling beacon, which has a light source, as well as a photovoltaic cell for the supply of its internal circuitry.
  • Signaling beacons are provided with a light bulb, which are arranged to limit areas of use in public works, mainly in road works, such as temporary detours.
  • said beacons are powered by a generator set and connected to each other by electric conductors.
  • This system has the important disadvantage that an external source is necessary that generates the energy to feed the set of said beacons.
  • the mentioned generator sets tend to have considerable dimensions and this causes problems at the time of transport.
  • any break, whether voluntary or involuntary, of any of the electrical conductors implies the absence of light in any or all of the beacons of the assembly.
  • Another known system is to incorporate batteries in each of the signaling beacons. This avoids the problem of the breakage of the conductors, but it entails an important expense, since it is necessary to replace these batteries with certain frequency.
  • each of the beacons must be turned on and off individually and manually, which means a significant waste of time and poor control of the on and off.
  • a lighting system for Airport runways to help the aircraft land.
  • Said lighting system comprises a light bulb, a battery, solar panels, and an antenna that detects the arrival of a signal and connects the light bulb.
  • the device has a light-sensitive switch to ensure that the light source is not connected during the day.
  • a lighting system for airports comprises one or more photovoltaic modules, a battery, a charge regulator, a current supply and control module, one or more light bulbs and a remote control and control unit.
  • the power supply and control module has a microprocessor that controls the internal electrical functions, and a transmitter.
  • a signaling cone comprising a light bulb mounted on a hollow body, in which a battery is arranged, and a switching device.
  • the cone also comprises solar cells and an electromagnetic radiation sensing device.
  • the switching device connects the light source upon receiving, the sensing device, electromagnetic radiation emitted by a remote emitting device.
  • the signaling beacon is characterized by the fact that the control circuit of the light indicator comprises a timer, a logic circuit intended for the polarization of the timer and the light indicator, and a connection device for interrupting the power supply of the device accumulation of energy in case of stacking of said beacons.
  • the control circuit of the light indicator comprises a timer, a logic circuit intended for the polarization of the timer and the light indicator, and a connection device for interrupting the power supply of the device accumulation of energy in case of stacking of said beacons.
  • the photovoltaic cell comprises 16 equal cell elements associated in series, forming a total area of at least 100 cm 2 , preferably 120 cm 2 .
  • the radio frequency emitter-encoder circuit comprises an antenna, an emitter, an encoder, a plurality of microswitches, and a pull-up of resistors.
  • the emitter-encoder circuit generates a 9-bit frame that is transmitted by radiofrequency and that contains all the data necessary for the control circuit to manage the beacon.
  • the receiver-decoder circuit comprises an antenna; a receiver, a decoder, a plurality of switches, and a pull-up of resistors.
  • the 9-bit frame transmitted via radio frequency is obtained by the emitter-encoder circuit and decoded so that it can be interpreted by the control circuit.
  • the light indicator comprises at least one high brightness light emitting diode.
  • the signaling beacon comprises a support, inside which the energy accumulation device is arranged.
  • the configuration of this support can be very varied and is what gives the versatility indicated above.
  • the signaling beacon comprises, inside the support, a radar.
  • the radar allows to control the speed of the vehicles, in the event that the beacon is arranged on a road.
  • the energy accumulation device is a lead acid battery.
  • the frequency range of the signals emitted by the transmitter-encoder circuit is 25 to 1000 MHz and has a power of less than 10 m.
  • the signaling beacon comprises a rod, one of the ends of which is in contact with the connecting device, while the remaining end is free.
  • the rod is actuated by the cover of the beacon immediately below and indirectly activates the switch, which cuts the power to the beacon circuitry
  • Figure 1 is an exploded view of a signaling beacon, object of the invention
  • Figure 2 is a block diagram of the signaling beacon circuitry of Figure 1;
  • FIG 3 shows the scheme of the electronic control circuit of the indicator lights of the signaling beacon of Figure 1, as well as the receiver-decoder circuit thereof;
  • Y Figure 4 shows the scheme of the electronic transmitter-encoder circuit of the beacon of the invention.
  • the signaling beacon 1 object of the invention comprises a cover 2 for the protection of the interior of the beacon, a photovoltaic cell 3, a printed circuit board 4 in which all the circuitry is located associated to the beacon 1 (see figure 3), a diaphragm 5, a housing 6, a battery 7 for feeding the electronics of the beacon 1, and a support 8 of the beacon 1.
  • the support 8 of the beacon 1 consists of a cone, whose upper part has been cut.
  • beacon 1 there are other possible supports that allow beacon 1 to be arranged, for example, on separating fences typically used in cities; on protective fences, usually known as quitamiedos, arranged on the roads; or in medium-sized roads.
  • protective fences usually known as quitamiedos, arranged on the roads; or in medium-sized roads.
  • said beacon 1 of the invention it is possible to arrange said beacon 1 in any desired location and use it to signal any type of incident.
  • the block diagram of the beacon circuitry 1 can be seen.
  • the circuitry comprises the photovoltaic cell 3, a protection diode 10, the battery 7 that accumulates the energy generated by the photovoltaic cell 3, an electronic control and reception-decoding circuit 4, and a plurality of light indicators 13.
  • the photovoltaic cell 3 has approximately an area of 120 cm 2 , divided into 16 equal parts connected in series to achieve an open circuit voltage of 9.2 V and a short-circuit current of 200 mA, under standard lighting conditions.
  • irradiance values close to 800 / m 2 to reach cell output values of up to 9 volts and current of up to approximately 200 mA, in good irradiance conditions. All these data give rise to a positive energy balance and well enough for its use.
  • the protection diode 10 is a Schottky diode that has a V f of 0.32 V.
  • the battery 7 is a 6 V lead battery and 5
  • the light indicators 13 are formed by a set of 6 light emitting diodes (LEDs) of high brightness.
  • the color of the light-emitting diodes may vary, but the colors red (635 nm), orange (618 nm), amber (588 nm), greenish yellow (570 nm) and green (560 nm) stand out. These light emitting diodes have a luminosity of between 10 and 25 cd when they work at 20 mA current levels.
  • an electronic control circuit 14 of the light indicators 13 comprises a CMOS 555 timer 15, configured in astable mode and working at a frequency of 1 Hz, with a duty cycle of 91.5%, which causes the light-emitting diodes 13 to periodically illuminate every second, that is, when the output of the timer 15 is a low level, and the duration of the flash is approximately 80 ms.
  • the control circuit 14 further comprises a block 16 that performs the logical function of polarizing the timer 15 and light emitting diodes 13.
  • Block 16 is based on a 74HC00, of which only two of the four gates NA D 17 are used. The input variables of said block
  • the power signal 16 are the power signal 18, the twilight mode signal 19, and the signal indicating the absence of ambient light 20.
  • the signals 18 and 19 are obtained via radiofrequency of an emitter-encoder circuit 22, while the signal 20 is directly the output voltage of the photovoltaic cell 3 (this signal 20 is a high level, 1, when the cell 3 meet under illumination, while it is a low level, 0, when cell 3 is under the absence of light).
  • the following table shows the status of the light emitting diodes (on / off) that are part of the light indicators 13, depending on the values of the logic input variables of block 16:
  • the electronic control circuit 14 further comprises an ultra-miniaturized switch 23, such as a lever-operated SPTD microswitch.
  • This switch 23 has the function of disconnecting the power of the beacons 1 when stacked, when actuated by means of a rod (not shown). Said rod, on the one hand, is in contact with the switch 23, while on the other it is free and is actuated by the cover 2 of the beacon 1 on which it is stacked.
  • the voltage input 24 corresponds to the positive terminal of the battery 7, while the rest of the components are part of the timer 15 configuration and are necessary for its correct operation, so it is not necessary to perform its analysis.
  • FIG. 3 also shows the receiver-decoder control circuit 21, which is intended to receive and decode the signal transmitted by the electronic transmitter-encoder circuit 22.
  • Said circuit comprises an antenna 25, a receiver circuit 26, a decoder 27, a plurality of microswitches 28, and a. pull-up of resistors 29.
  • the antenna 25 is based on a ⁇ / 4 monopoly and for its choice its size, the operating range of the radiocontrol and its simplicity of design must be taken into account.
  • Receiver 26 is an RFX RX1005, which is an ASH receiver that allows a wide range of pulse modulation schemes. It has a very low consumption, can be used without any license, and a great versatility in the encoding / decoding of information.
  • the decoder 27 is a Motorola MC45027, and it is a CMOS integrated circuit of low consumption, which is capable of interpreting the information provided by the electronic transmitter-encoder circuit 22.
  • This information is formed by a nine-bit frame, whose The first five bits are address bits, which allow 243 different addresses in trinary coding and 32 in binary coding; and whose four remaining bits are data bits, of which two are used: one for signal 18 and another for signal 19.
  • the microswitches 28 serve to assign the address to the aforementioned five bits (one microswitch-one bit), while the. pull-up of resistors 29 allows choosing between the high level and the low level for each of the address inputs of the decoder 27.
  • Figure 4 shows the electronic transmitter / encoder circuit 22. Said circuit performs the coding of the signal and the transmission by radiofrequency towards the beacon 1.
  • the circuit comprises an antenna 30, a miniaturized transmitter 31, and an encoder 32.
  • the antenna 30 is based on a ⁇ / 4 monopole. For your choice, characteristics such as size, range of radio control performance or simplicity of design must be taken into account.
  • the miniaturized transmitter 31 used adjusts to the 433.92 MHz transmission frequency and does not require a license in Europe, since it conforms to the existing regulations for the frequency band it uses.
  • the transmitter generates an on-off-keyed (OOK) modulation, from frames received from the encoder 32 mentioned above.
  • OOK on-off-keyed
  • the encoder 32 generates the 9-bit frames used by the transmitter 31 for modulation.
  • the first 5 bits are the address ones and match the value assigned to the first 5 input pins of the encoder 32, while the remaining 4 bits are data bits. Of these four bits, only two are needed for signals 18 and 19.
  • the rest of the components represented in the figure have been designed to obtain a bit period of 14 ms, which allows a transmission rate of 72 bps.
  • the address formed by the first 5 bits of the frames, is assigned by means of the set formed by microswitches 33 and a pull-up of resistors 34, which allows you to choose between high level and low level for each of the address entries of the encoder 32.
  • a total of 32 different addresses can be discriminated.
  • the operation of the beacon 1 of the invention is as follows.
  • the encoder 32 In the electronic transmitter-encoder circuit 22, the encoder 32 generates the 9-bit frame (the first five are address bits, which is determined by the microswitches 33 and the pull-up resistors 34, and the remaining four are the data bits), which is transmitted, by the transmitter 31, by radiofrequency at a transmission frequency of 433.92 MHz, through the antenna 30.
  • This frame is received by the electronic receiver-decoder circuit 21 through the antenna 25.
  • This frame passes to the receiver 26 and then to the decoder 27, which performs the interpretation of the information encoded in the frame, in the electronic transmitter-encoder circuit 22.
  • the microswitches 28 and the. pull-up of resistors 29 represent the five address bits equal to the five address bits of the frame generated by said emitter-encoder circuit 22.
  • the decoder generates signals 18 and 19, which pass to the electronic control circuit 14 of the beacon i.
  • the beacon 1 is configured to illuminate every second, with a flash duration of 80 ms.
  • the beacon 1 also presents, within its support 8, a radar for obtaining the speed of the vehicles traveling on the road, with the intention of controlling it. In the event that this speed is higher than the allowed speed, the radar automatically obtains a photo of the vehicle in order to prove the fact to the offender.

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Abstract

Comprende un indicador luminoso montado en una carcasa (6) que permite el apilamiento, un dispositivo de acumulación de energía (7), por lo menos una célula fotovoltaica (3), y un dispositivo electrónico (4) de la baliza (1), cuyo dispositivo electrónico (4) presenta un circuito receptor por radiofrecuencia de las señales de comunicación radio emitidas por un circuito emisor, y un circuito de control del indicador luminoso. Se caracteriza por el hecho de que el circuito de control del indicador luminoso comprende un temporizador, un circuito lógico destinado a la polarización del temporizador y del indicador luminoso, y un dispositivo de conexión para la interrupción de la alimentación del dispositivo de acumulación de energía (7) en caso de apilamiento de dichas balizas (1). Se consigue una baliza de señalización con una autonomía elevada, controlable a distancia, y con una gran versatilidad de aplicaciones.

Description

BAT.TZA DE SENAT.TZACTON
La presente invención se refiere a una baliza de señalización controlada por radiofrecuencia, gue presenta un foco luminoso, así como una célula fotovoltaica para la alimentación de su circuitería interna.
ANTECEDENTES DE LA INYKNCTÓN
Son conocidas balizas de señalización provistas de un foco luminoso, que se disponen para limitar áreas de utilización en obras públicas, principalmente en obras en carreteras, como por ejemplo, desvíos provisionales.
Generalmente, dichas balizas están alimentadas por un grupo electrógeno y conectadas entre sí mediante conductores eléctricos. Este sistema presenta el importante inconveniente de gue es necesaria una fuente externa que genere la energía para alimentar el conjunto de dichas balizas. Los grupos electrógenos citados acostumbran a tener unas dimensiones considerables y ello provoca problemas en el momento de realizar su transporte. Por otro lado, cualquier rotura, ya sea voluntaria o involuntaria, de alguno de los conductores eléctricos supone la ausencia de luz en alguna o en todas las balizas del conjunto. Otro sistema conocido es el de incorporar baterías en cada una de las balizas de señalización. Esto evita el problema de la rotura de los conductores, pero comporta un gasto importante, ya que es necesario reemplazar dichas baterías con cierta asiduidad. Además, cada una de las balizas debe ser encendida y apagada individualmente y de modo manual, lo cual supone una pérdida de tiempo importante y un control deficiente del encendido y apagado.
En la patente internacional WO-9313984-A de illiam Lañe, se describe un sistema de iluminación para pistas de aeropuerto para ayudar al aterrizaje de los aviones. Dicho sistema de iluminación comprende un foco luminoso, una batería, paneles solares, y una antena que detecta la llegada de una señal y conecta el foco luminoso. Además, el aparato dispone de un interruptor sensitivo a la luz para asegurar que el foco luminoso no está conectado durante el día.
En la patente internacional O-9205612-A de Italsolar S.p.A., también se describe un sistema de iluminación para aeropuertos. Dicho sistema comprende uno o más módulos fotovoltáicos, una batería, un regulador de carga, un módulo de suministro y control de corriente, uno o más focos luminosos y una unidad de control y mando a distancia. El módulo de suministro y control de corriente dispone de un microprocesador que controla las funciones eléctricas internas, y de un transmisor.
En la patente española 9400035 de José Jorba González, se describe un cono de señalización que comprende un foco luminoso montado en un cuerpo hueco, en el que se dispone una batería, y un dispositivo de conmutación. El cono comprende además células solares y un dispositivo captador de radiaciones electromagnéticas. El dispositivo de conmutación conecta el foco luminoso al recibir, el dispositivo captador, radiaciones electromagnéticas emitidas por un dispositivo emisor situado a distancia.
Todas estas patentes citadas presentan una serie de importantes inconvenientes que se describen a continuación.
Primeramente, es importante destacar que ninguno de los sistemas anteriores es apilable, ya sea por su configuración o por cualquier otra razón funcional. Este inconveniente supone que su transporte sea más dificultoso, así como su instalación.
En segundo lugar, ninguno de los sistemas citados permite su autodesconexión, es decir, todos tienen un consumo nominal que provoca la descarga, aunque sea pequeña, de la batería, incluso cuando no están en funcionamiento, lo que reduce la autonomía de la misma.
Por otro lado, debido a la configuración de sus células solares, el balance energético de los sistemas anteriores es muy pobre respecto a las características energéticas requeridas por los mismos.
Finalmente, dichos sistemas son poco versátiles, es decir, son de aplicaciones específicas y no permiten disposiciones diversas, tales como en vallas o separadores de carreteras.
DES RTPCIÓN DE A TNVEN TÓN
Con la baliza de señalización de la invención se consiguen resolver dichos inconvenientes, proporcionándose otras ventajas que se describirán.
La baliza de señalización se caracteriza por el hecho de que el circuito de control del indicador luminoso comprende un temporizador, un circuito lógico destinado a la polarización del temporizador y del indicador luminoso, y un dispositivo de conexión para la interrupción de la alimentación del dispositivo de acumulación de energía en caso de apilamiento de dichas balizas. De este modo se obtiene una baliza de señalización apilable que permite su autodesconexión sin tener ningún consumo nominal, y que es muy versátil.
Preferentemente, la célula fotovoltaica comprende 16 elementos de célula iguales asociados en serie, formando una superficie total de por lo menos 100 cm2, preferentemente 120 cm2.
Con dicha configuración se consigue un sistema de alimentación con un balance energético positivo, lo que le da a la baliza una autonomía más que suficiente para su correcto funcionamiento. Según una característica de la invención, el circuito emisor-codificador por radiofrecuencia comprende una antena, un emisor, un codificador, una pluralidad de microinterruptores, y un "pull-up" de resistencias. El circuito emisor-codificador genera una trama de 9 bits que se transmite por radiofrecuencia y que contiene todos los datos necesarios para que el circuito de control gestione la baliza.
Preferiblemente, el circuito receptor- decodificador comprende una antena; un receptor, un decodificador , una pluralidad de interruptores, y un "pull- up" de resistencias.
Con esta configuración, se obtiene la trama de 9 bits transmitida vía radiofrecuencia por el circuito emisor-codificador y se decodifica para que pueda ser interpretada por el circuito de control .
Ventajosamente, el indicador luminoso comprende por lo menos un diodo emisor de luz de alta luminosidad.
Según sea la aplicación que se le quiera dar a la baliza, debe cambiar el número de diodos emisores de luz presentes, así como su posición.
Además, la baliza de señalización comprende un soporte, en el interior del cual se dispone el dispositivo de acumulación de energía. La configuración de este soporte puede ser muy variada y es la que le da la versatilidad señalada anteriormente. Así, es posible disponer la baliza en diferentes localizaciones tales como el suelo, en vallas o en medianas de carreteras. Según una realización de la invención, la baliza de señalización comprende, en el interior del soporte, un radar .
El radar permite controlar la velocidad de los vehículos, en el caso de que la baliza se disponga en una carretera. También ventajosamente, el dispositivo de acumulación de energía es una batería de plomo.
Es importante señalar también que el rango de frecuencias de las señales emitidas por el circuito emisor- codificador es de 25 a 1000 MHz y tiene una potencia menor a 10 m .
De este modo, es posible utilizar equipos de baja potencia, con unas restricciones al tipo de utilización menores, es decir, a estas frecuencias, es posible utilizar la baliza sin petición de licencia.
La baliza de señalización comprende un vastago, uno de los extremos del cual está en contacto con el dispositivo de conexión, mientras que el extremo restante está libre. Cuando se realiza el apilamiento de las balizas, el vastago es accionado por la tapa de la baliza inmediatamente inferior e indirectamente acciona el interruptor, el cual realiza el corte de la alimentación a la circuitería de la baliza
BREVE DESCRTP TON DE T.OS DIBUJOS
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización. En dichos dibujos,
La figura 1 es una vista en explosión de una baliza de señalización, objeto de la invención; La figura 2 es un diagrama de bloques de la circuitería de la baliza de señalización de la figura 1;
La figura 3 muestra el esquema del circuito electrónico de control de los indicadores luminosos de la baliza de señalización de la figura 1, así como del circuito receptor-decodificador de la misma; y la figura 4 muestra el esquema del circuito electrónico emisor-codificador de la baliza de la invención.
nEscRT CTñw ΓJE IIWA REAT.TZACTÓN PREFBRTΠA ΓJE T.A TNVENCTÓN
Como se puede ver en la figura 1, la baliza de señalización 1 objeto de la invención comprende una tapa 2 para la protección del interior de la baliza, una célula fotovoltaica 3, una placa de circuito impreso 4 en la que se encuentra toda la circuitería asociada a la baliza 1 (ver figura 3), un diafragma 5, una carcasa 6, una batería 7 para la alimentación de la electrónica de la baliza 1, y un soporte 8 de la baliza 1. En dicha figura, el soporte 8 de la baliza 1 consiste en un cono, cuya parte superior ha sido cortada. Con esta realización es posible utilizar la baliza 1 para la señalización de cualquier suceso que pueda darse, por ejemplo, en una carretera. Existen otros posibles soportes que permiten disponer la baliza 1, por ejemplo, en vallas separadoras típicamente utilizadas en las ciudades; en vallas protectoras, normalmente conocidas como quitamiedos, dispuestas en las carreteras; o en medianas de carreteras. Así, debido a la gran versatilidad de la baliza
1 de la invención, es posible disponer dicha baliza 1 en cualquier localización deseada y utilizarla para señalizar cualquier tipo de incidencia.
En la figura 2 puede verse el diagrama de bloques de la circuitería de la baliza 1. Como puede apreciarse, la circuitería comprende la célula fotovoltaica 3, un diodo de protección 10, la batería 7 que acumula la energía generada por la célula fotovoltaica 3, un circuito electrónico de control y de recepción-decodificación 4, y una pluralidad de indicadores luminosos 13. La célula fotovoltaica 3 tiene aproximadamente un área de 120 cm2, dividida en 16 partes iguales conectadas en serie para conseguir una tensión de circuito abierto de 9,2 V y una corriente de cortocircuito de 200 mA, en condiciones estándar de iluminación. Se ha obtenido experimen aimente que con esta configuración es posible obtener valores de irradiancia cercanos a los 800 /m2, llegar a valores de salida de la célula de hasta 9 voltios y de corriente de hasta aproximadamente 200 mA, en buenas condiciones de irradiancia. Todos estos datos dan lugar a un balance energético positivo y sobradamente suficiente para su utilización.
El diodo de protección 10 es un diodo Schottky que presenta una Vf de 0,32 V. La batería 7 es una batería de plomo de 6 V y 5
Ah. Es posible utilizar también una batería de 6 V y 4 Ah, pero entonces la autonomía de la baliza 1 se reduce.
Los indicadores luminosos 13 están formados por un conjunto de 6 diodos emisores de luz (LED) de alta luminosidad. El color de los diodos emisores de luz puede variar, pero cabe destacar los colores rojo (635 nm) , naranja (618 nm) , ámbar (588 nm) , amarillo verdoso (570 nm) y verde (560 nm) . Estos diodos emisores de luz presentan una luminosidad de entre 10 y 25 cd cuando trabajan a niveles de corriente de 20 mA.
Como puede verse en la figura 3 , un circuito electrónico de control 14 de los indicadores luminosos 13 comprende un temporizador CMOS 555 15, configurado en modo astable y trabajando a una frecuencia de 1 Hz , con un ciclo de trabajo del 91,5%, el cual hace que los diodos emisores de luz 13 se iluminen periódicamente cada segundo, es decir, cuando la salida del temporizador 15 es un nivel bajo, y la duración del destello es de aproximadamente 80 ms. El circuito de control 14 comprende además un bloque 16 que realiza la función lógica de polarizar el temporizador 15 y los diodos emisores de luz 13. El bloque 16 se basa en un 74HC00, del que sólo se utilizan dos de las cuatro puertas NA D 17. Las variables de entrada de dicho bloque
16 son la señal de encendido 18, la señal de modo crepuscular 19, y la señal que indica la ausencia de luz de ambiente 20.
Las señales 18 y 19 se obtienen vía radiofrecuencia de un circuito emisor-codificador 22, mientras que la señal 20 es directamente la tensión de salida de la célula fotovoltaica 3 (esta señal 20 es un nivel alto, 1, cuando la célula 3 se encuentran bajo iluminación, mientras que es un nivel bajo, 0, cuando la célula 3 se encuentran bajo ausencia de luz). En la siguiente tabla se puede ver el estado de los diodos emisores de luz (encendido/apagado) que forman parte de los indicadores luminosos 13, en función de los valores de las variables lógicas de entrada del bloque 16:
Figure imgf000010_0001
El circuito electrónico de control 14 comprende además un interruptor ultraminiaturizado 23, tal como un microinterruptor SPTD de accionamiento por palanca. Este interruptor 23 tiene la función de desconectar la alimentación de las balizas 1 al estar apiladas, al accionarse mediante un vastago (no mostrado). Dicho vastago, por un lado, está en contacto con el interruptor 23, mientras que por el otro está libre y es accionado por la tapa 2 de la baliza 1 sobre la que se apila. La entrada de tensión 24 corresponde al borne positivo de la batería 7 , mientras que el resto de componentes forman parte de la configuración del temporizador 15 y son necesarios para su correcto funcionamiento, por lo que no es necesario realizar su análisis.
En la figura 3 también se puede ver el circuito de control receptor-decodificador 21, que está destinado a recibir y decodificar la señal transmitida por el circuito electrónico emisor-codificador 22. Dicho circuito comprende una antena 25, un circuito receptor 26, un decodificador 27, una pluralidad de microrruptores 28, y un . pull-up. de resistencias 29.
La antena 25 se basa en un monopol λ/4 y para su elección se debe tener en cuenta su tamaño, el rango de actuación del radiocontrol y su sencillez de diseño.
El receptor 26 es un RX1005 de RFM, el cual se trata de un receptor ASH que permite un amplio intervalo de esquemas de modulación de pulsos. Tiene un consumo muy bajo, se puede usar sin ningún tipo de licencia, y una gran versatilidad en la codificación/decodificación de la información.
El decodificador 27 es un MC45027 de Motorola, y se trata de un circuito integrado CMOS de bajo consumo, que es capaz de interpretar la información proporcionada por el circuito electrónico emisor-codificador 22. Dicha información está formada por una trama de nueve bits, cuyos primeros cinco bits son bits de dirección, que permiten 243 direcciones distintas en codificación trinaría y 32 en codificación binaria; y cuyos cuatro bits restantes son bits de datos, de los que se usan dos: uno para la señal 18 y otro para la señal 19.
Los microrruptores 28 sirven para asignar la dirección a los citados cinco bits (un microrruptor-un bit), mientras que el . pull-up. de resistencias 29 permite escoger entre el nivel alto y el nivel bajo para cada una de las entradas de dirección del decodificador 27. En la figura 4 se representa el circuito electrónico emisor/codificador 22. Dicho circuito realiza la codificación de la señal y la transmisión por radiofrecuencia hacia la baliza 1. El circuito comprende una antena 30, un emisor miniaturizado 31, y un codificador 32.
La antena 30 se basa en un monopolo λ/4. Para su elección deben tenerse en cuenta características tales como el tamaño, el rango de actuación del radio control o la sencillez del diseño.
El emisor miniaturizado 31 utilizado se ajusta a la frecuencia de transmisión 433,92 MHz y no requiere licencia en Europa, puesto que se ajusta a la normativa existente para la banda de frecuencias que utiliza. El transmisor genera una modulación on-off-keyed (OOK) , a partir de unas tramas que recibe del codificador 32 citado anteriormente.
El codificador 32 genera las tramas de 9 bits que utiliza el emisor 31 para la modulación. Los 5 primeros bits son los de dirección y coinciden con el valor asignado a los 5 primeros pins de entrada del codificador 32, mientras que los 4 bits restantes son bits de datos. De estos cuatro bits sólo se necesitan dos para las señales 18 y 19. El resto de componentes representados en la figura se han diseñado para obtener un periodo de bit de 14 ms, lo que permite una velocidad de transmisión de 72 bps.
La dirección, formada por los primeros 5 bits de las tramas, se asigna mediante el conjunto que forman unos microinterruptores 33 y un pull-up de resistencias 34, lo que permite escoger entre nivel alto y nivel bajo para cada una de las entradas de dirección del codificador 32. Así, con esta codificación binaria, se pueden discriminar un total de 32 direcciones distintas. El funcionamiento de la baliza 1 de la invención es el siguiente.
Una vez se han dispuestos las balizas 1 en las localizaciones deseadas, se procede al encendido de las mismas, siempre que sea necesario. Para ello, la célula fotovoltaica 3 debe generar energía que se almacena en la batería 7. En el circuito electrónico emisor-codificador 22, el codificador 32 genera la trama de 9 bits (los cinco primeros son bits de dirección, la cual viene determinada por los microinterruptores 33 y el . pull-up. de resistencias 34, y los cuatro restantes son los bits de datos), que se transmite, mediante el emisor 31, por radiofrecuencia a una frecuencia de transmisión de 433,92 MHz, a través de la antena 30. Esta trama es recibida por el circuito electrónico receptor-decodificador 21 a través de la antena 25. Esta trama pasa al receptor 26 y seguidamente al decodificador 27, el cual realiza la interpretación de la información codificada en la trama, en el circuito electrónico emisor-codificador 22. Para ello es necesario que los microinterruptores 28 y el . pull-up. de resistencias 29 representen los cinco bits de dirección iguales a los cinco bits de dirección de la trama generada por dicho circuito emisor-codificador 22.
Posteriormente, el decodificador genera las señales 18 y 19, las cuales pasan al circuito electrónico de control 14 de la baliza i. Dichas señales 18 y 19, además de la señal 20 obtenida directamente de la tensión de salida de la célula fotovoltaica 3 y que representa la presencia o ausencia de luz, son recibidas por el bloque 16, que polariza el temporizador 15 y los diodos emisores de luz 13, realizándose el encendido o apagado de la baliza 1, según sea la señal obtenida. En el caso de que se produzca el encendido de los diodos 13, la baliza 1 está configurada para que se iluminen cada segundo, con una duración de destello de 80 ms. Según una realización preferida de la invención, la baliza 1 presenta también, en el interior de su soporte 8, un radar para la obtención de la velocidad de los vehículos que circulan por la carretera, con la intención de controlarla. En el caso de que dicha velocidad sea superior a la permitida, el radar obtiene automáticamente una foto del vehículo para poder demostrar el hecho al infractor.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que la baliza de señalización descrita es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. Baliza de señalización (1) que comprende un indicador luminoso (13) montado en una carcasa (6) que permite el apilamiento, un dispositivo de acumulación de energía (7), por lo menos una célula fotovoltaica (3), y un dispositivo electrónico (4) de la baliza (1), cuyo dispositivo electrónico (4) presenta un circuito receptor (21) por radiofrecuencia de las señales de comunicación radio emitidas por un circuito emisor (22), y un circuito de control (14) del indicador luminoso (13), caracterizada por el hecho de que el circuito de control (14) del indicador luminoso (13) comprende un temporizador (15), un circuito lógico (16) destinado a la polarización del temporizador (15) y del indicador luminoso (13), y un dispositivo de conexión (23) para la interrupción de la alimentación del dispositivo de acumulación de energía (7) en caso de apilamiento de dichas balizas (1).
2. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la célula fotovoltaica (3) comprende 16 elementos de célula iguales asociados en serie, formando una superficie total de por lo menos 100 cm2.
3. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que la superficie total de la célula fotovoltaica es preferentemente de 120 cm2.
4. Baliza de señalización (16) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el circuito emisor-codificador (22) por radiofrecuencia comprende una antena (30), un emisor (31), un codificador (32), una pluralidad de microinterruptores (33), y un "pull-up" de resistencias (34).
5. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el circuito receptor-decodificador (21) comprende una antena (25); un receptor (26), un decodificador (27), una pluralidad de interruptores (28), y un "pull-up" de resistencias (29).
6. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el indicador luminoso comprende por lo menos un diodo emisor de luz (13) de alta luminosidad.
7. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que comprende un soporte (8), en el interior del cual se dispone el dispositivo de acumulación de energía (7).
8. Baliza de señalización (1) según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que comprende, en el interior del soporte (8), un radar.
9. Baliza de señalización (1) según las reivindicaciones 1 ó 7, caracterizada por el hecho de que el dispositivo de acumulación de energía es una batería de plomo ( 7 ) .
10. Baliza de señalización (i) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizada por el hecho de que el rango de frecuencias de las señales emitidas por el circuito emisor-codificador (22) es de 25 a 1000 MHz.
11. Baliza de señalización (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, caracterizada por el hecho de que el circuito emisor-codificador (22) tiene una potencia menor a 10 mW.
12. Baliza de señalización (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que comprende un vastago, uno de los extremos del cual está en contacto con el dispositivo de conexión (23), mientras que el extremo restante está libre.
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