IT201800002147A1

IT201800002147A1 - ENERGY SAVING LAMP

Info

Publication number: IT201800002147A1
Application number: IT201800002147A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Panaia
Original assignee: Alessandro Panaia
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-08-02

Description

Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo “LAMPADA A RISPARMIO ENERGETICO”. Patent for Industrial Invention entitled "ENERGY SAVING LAMP".

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo della tecnica. Field of technique.

L’invenzione è relativa ad una lampada a LED in grado di regolare la propria luminosità relativamente alle condizioni di luce presenti nell’ambiente in cui è posta. Detta lampada, inoltre, non è dotata ne’ di accensione con interruttore meccanico ne’ di fili di alimentazione, ovvero non è collegata con cavo di alimentazione a rete elettrica. The invention relates to an LED lamp capable of adjusting its brightness in relation to the light conditions present in the environment in which it is placed. Furthermore, said lamp is not equipped with either a mechanical switch ignition or power supply wires, i.e. it is not connected to the mains power supply cable.

Stato della tecnica e sommario dell'invenzione. State of the art and summary of the invention.

Attualmente sono note lampade a risparmio energetico in cui il consumo di corrente viene limitato principalmente dal tipo di lampadina utilizzata. Dette lampade però non tengono conto di altre fonti di illuminazione presente nell’ambiente in cui sono poste o di fonti naturali che illuminano la stanza. Questo comporta inevitabilmente un aumento dei consumi. Oggetto del risultamento è una lampada in grado di regolare autonomamente la propria luminosità in funzione della luce presente nell’ambiente. Viene, quindi, attuata una riduzione dei consumi energetici, ovvero della corrente elettrica utilizzata per il suo funzionamento. Secondo un altro aspetto della presente invenzione, sempre rientrante nel concetto inventivo poiché utilizza uno stesso schema elettrico, la lampada secondo il risultamento non è dotata di cavi di alimentazione e collegamenti a rete elettrica, ne’ di interruttore meccanico. La presenza di cavi di alimentazione previsti nelle attuali lampade limita, infatti, il posizionamento delle lampade stesse che, in generale, devono essere poste vicino a prese di corrente. La lampada secondo il risultamento può, invece, essere posizionata in qualsiasi posizione, non avendo necessità di un cavo di collegamento a rete elettrica. Il trovato, inoltre, non ha interruttori meccanici ma di prossimità, avendo l’accensione e lo spegnimento comandati da sensore ed una connessione Bluetooth per gestione tramite smartphone. Questi ed altri scopi e vantaggi del presente risultamento saranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva con riferimento ai disegni allegati in cui il trovato è illustrato in via puramente indicativa ed in quanto tale non limitativa. Energy saving lamps are currently known in which the current consumption is mainly limited by the type of bulb used. However, these lamps do not take into account other sources of lighting present in the environment in which they are placed or natural sources that illuminate the room. This inevitably leads to an increase in consumption. The object of the result is a lamp capable of independently adjusting its brightness according to the light present in the environment. Therefore, a reduction in energy consumption is implemented, i.e. the electricity used for its operation. According to another aspect of the present invention, always falling within the inventive concept since it uses the same electrical diagram, the lamp according to the result is not equipped with power cables and connections to the electrical network, nor with a mechanical switch. The presence of power cables provided in current lamps limits, in fact, the positioning of the lamps themselves which, in general, must be placed near power sockets. The lamp according to the result can, on the other hand, be positioned in any position, as it does not need a cable for connecting to the mains. The invention also has no mechanical switches but proximity switches, having sensor-controlled switching on and off and a Bluetooth connection for management via smartphone. These and other objects and advantages of the present result will be more evident from the following detailed description of a preferred but not exclusive embodiment with reference to the attached drawings in which the invention is illustrated purely by way of indication and as such is not limiting.

Breve descrizione dei disegni. Brief description of the drawings.

La figura 1 è vista frontale della lampada secondo il risultamento. La figura 2 è vista di uno schema a blocchi dei componenti utilizzati dalla lampada con collegamento alla striscia di LED posta all'interno della lampada. Figure 1 is a front view of the lamp according to the result. Figure 2 is a block diagram view of the components used by the lamp with connection to the LED strip placed inside the lamp.

Descrizione dettagliata. Detailed description.

In una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva la lampada a risparmio energetico secondo il risultamento è costituita da una scheda di controllo 1 comprendente un microcontrollore 2 preposto alla gestione di tutte le informazioni che gli derivano sia dal driver, ovvero dagli eccitatori, che sono a bordo dello schema di controllo 1 stesso che da quelle inviate dalla scheda ricevente 1A. Il microcontrollore 2 è collegato ad un modulo driver LED 3, ovvero un circuito integrato con driver per il pilotaggio della striscia a LED 4. Tale pilotaggio gestisce le fasi di dissolvenza in modalità fluida. Il modulo driver LED 3 tramite regolazione PWM (modulazione di larghezza di impulso) provvede in modo graduale ed esponenziale a variare la luminosità al variare dell'intensità luminosa in uscita. Si ha così un sistema retroazionato che correla la luminosità con l'intensità luminosa presente nell'ambiente, operando un risparmio energetico conseguito dalla lampada secondo il risultamento. Il microcontrollore 2 è poi collegato ad un modulo Bluetooth e WIFi 5 costituto da un circuito integrato con driver per la comunicazione con dispositivi esterni, come ad esempi cellulari, palmari o similari che, tramite applicazione dedicata gestisco la luminosità della lampada. Tramite il modulo Bluetooth e WiFi 5 è possibile variare la luminosità quando non sono richieste le condizioni di risparmio energetico. Inoltre, il modulo 5 non influisce sul consumo energetico della batteria quando non attivato. Il microcontrollore 2 è poi collegato ad un circuito integrato 6 con driver dedicati a interagire con sensori 7, ovvero sensori tensione luce. Il microcontrollore 2 è, inoltre, collegato ad altro circuito integrato 8 con driver in grado di interagire con sensori 9, ovvero sensori con interruttore ottico in grado di rilevare i movimenti. I sensori 7 ed i sensori 9 sono collocati su una scheda sensori 1C. Infine, il microcontrollore 2 è collegato ad un pacco batterie a corrente continua 10, ovvero da batterie a cella. Queste batterie possono essere aumentate fino ad ottenere un multiplo di tensione a 14,8 Volt a corrente continua. La ricarica di queste batterie a corrente continua 10 avviene tramite un sistema wireless, ovvero senza cavo, in cui la batteria farà corpo con la scheda di controllo 1 e la scheda ricevente 1A tramite struttura sovrapposta, in gergo tecnico definita “in overlays”. La scheda ricevente 1A è una delle due schede che hanno il compito di gestire la ricarica delle batterie a corrente continua 10. La scheda ricevente 1A è costituita da un componente di carica 1 1 in grado di verificare costantemente lo stato di ricarica delle batterie a corrente continua 10 ed inviarne comunicazione al microcontrollore 2 e ad un sistema di controllo della carica senza fili 12 a cui è collegato. Detto sistema di controllo 12 dialogando ed interagendo con analogo sistema di controllo della carica senza fili 13 posto su scheda di trasmissione 1B. Il sistema di controllo della carica senza fili 12 è collegato con bobina di rame 14 posto sulla scheda ricevente 1A che si accoppia tramite risonanza magnetica al corrispondente analogo, ovvero altra bobina in rame 15 posta sulla scheda di trasmissione 1B. Le due bobine 14 e 15 costituiscono due interruttori in rame collocati su schede differenti che trasmettono energia per induttanza, al fine di ricaricare le batterie a corrente continua 10. La scheda di trasmissione 1B comprende un regolatore di potenza 16 in grado di modulare la potenza necessaria alla ricarica. Tale regolatore di potenza 16 interagisce con un sensore di corrente 17 ed è collegato direttamente ad una scheda rifornimento potenza 1D. Il regolatore di potenza 16 riceve istruzione dal sistema di controllo della ricarica senza fili 13. Questo sistema di controllo 13 che, dialogando ed interagendo costantemente con il sistema di controllo 12 posto sulla scheda ricevente 1A, gestisce la ricarica della batteria. Il sistema di controllo 13 è in collegamento ed in grado di gestire il regolatore di potenza 16, la bobina in rame 15, il sensore di corrente 17 ed il commutatore di bobina 18. Il sensore di corrente 17 legge il flusso di corrente necessaria per la carica, questa informazione serve al regolatore di potenza 16 ed è supervisionata dal sistema di controllo della ricarica senza fili 13. Il commutatore di bobina 18 innesca un fenomeno di autorisonanza tra le bobine in rame 14 e 15, al fine di innescare il trasferimento di energia per effettuare la ricarica. Tutti i componenti della scheda di trasmissione 1B sono controllati dal sistema di controllo della ricarica senza fili 13. La scheda di rifornimento di potenza 1D è composta da un convertitore 19 di corrente da alternata in continua. Questo convertitore 19 è collegato tramite cavo ed USB alla scheda di trasmissione 1B e ad alimentazione principale con presa elettrica a tre poli 20. La scheda rifornimento di potenza 1D è posta alla base della lampada e permette di ricarica la lampada. Una volta ricaricata, la lampada può essere collocata in qualsiasi posto, senza avere necessità di essere posizionata in vicinanza di una presa elettrica. In fase di funzionamento, l'energia elettrica prelevata da rete elettrica viene gestita dal regolatore di potenza 16. Tramite le bobine in rame 14 e 15, l'energia elettrica viene trasferita dalla scheda di trasmissione 1B alla scheda ricevente 1A per ricaricare le batterie a corrente continua 10. I sensori 7 per intensità luminosa gestiscono la striscia di LED 4 in funzione della luminosità dell'ambiente, evitando quindi sprechi di luce dai LED in un ambiente sufficientemente illuminato. I sensori 9 con interruttore ottico accendono o spengono la lampada all'inserimento di una mano all’interno del corpo circolare 21. Le schede elettroniche 1, 1A, 1B, 1C e 1 D sono collocate in apposito alloggiamento 22 posto alla base della lampada. Il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Tutti i particolari possono essere sostituiti da altri tecnicamente equivalenti senza per questo uscire dal campo di protezione sancito dalle rivendicazioni. In a preferred but not exclusive embodiment, the energy saving lamp according to the result is constituted by a control board 1 comprising a microcontroller 2 responsible for managing all the information deriving from it both from the driver, or from the exciters, which are board of the control scheme 1 same as those sent by the receiving board 1A. The microcontroller 2 is connected to a LED driver module 3, that is an integrated circuit with driver for driving the LED strip 4. This driving manages the fading phases in fluid mode. The LED driver module 3, through PWM regulation (pulse width modulation), gradually and exponentially changes the brightness as the output light intensity varies. In this way there is a feedback system which correlates the brightness with the light intensity present in the environment, resulting in an energy saving achieved by the lamp according to the result. The microcontroller 2 is then connected to a Bluetooth and WIFi 5 module consisting of an integrated circuit with driver for communication with external devices, such as cell phones, palmtops or similar which, by means of a dedicated application, manage the brightness of the lamp. Through the Bluetooth and WiFi 5 module it is possible to vary the brightness when the energy saving conditions are not required. Also, module 5 does not affect battery power consumption when not activated. The microcontroller 2 is then connected to an integrated circuit 6 with drivers dedicated to interacting with sensors 7, or light voltage sensors. The microcontroller 2 is also connected to another integrated circuit 8 with drivers capable of interacting with sensors 9, or sensors with an optical switch capable of detecting movements. The sensors 7 and the sensors 9 are located on a sensor board 1C. Finally, the microcontroller 2 is connected to a direct current battery pack 10, ie by cell batteries. These batteries can be increased to a voltage multiple of 14.8 volts at direct current. The recharging of these direct current batteries 10 takes place via a wireless system, ie without cable, in which the battery will form the body with the control board 1 and the receiving board 1A through an overlapping structure, in technical jargon defined as “in overlays”. The receiving board 1A is one of the two boards that have the task of managing the recharging of the DC batteries 10. The receiving board 1A consists of a charging component 1 1 able to constantly check the charging status of the current batteries continue 10 and send communication thereof to the microcontroller 2 and to a wireless charge control system 12 to which it is connected. Said control system 12 communicating and interacting with a similar wireless charge control system 13 located on the transmission board 1B. The wireless charge control system 12 is connected to a copper coil 14 placed on the receiving board 1A which is coupled by means of magnetic resonance to the corresponding analogue, that is another copper coil 15 placed on the transmission board 1B. The two coils 14 and 15 constitute two copper switches placed on different boards that transmit energy by inductance, in order to recharge the DC batteries 10. The transmission board 1B includes a power regulator 16 capable of modulating the necessary power to recharge. This power regulator 16 interacts with a current sensor 17 and is connected directly to a power supply board 1D. The power regulator 16 receives instructions from the wireless recharge control system 13. This control system 13 which, communicating and interacting constantly with the control system 12 located on the receiving board 1A, manages the recharging of the battery. The control system 13 is connected and able to manage the power regulator 16, the copper coil 15, the current sensor 17 and the coil switch 18. The current sensor 17 reads the flow of current necessary for the charge, this information serves the power regulator 16 and is supervised by the wireless charging control system 13. The coil switch 18 triggers a self-resonance phenomenon between the copper coils 14 and 15, in order to trigger the energy transfer to recharge. All components of the transmission board 1B are controlled by the wireless charging control system 13. The power supply board 1D is composed of an alternating-to-direct current converter 19. This converter 19 is connected by cable and USB to the transmission board 1B and to the main power supply with a three-pole electrical socket 20. The power supply board 1D is placed at the base of the lamp and allows the lamp to be recharged. Once recharged, the lamp can be placed anywhere, without having to be positioned near an electrical outlet. During operation, the electrical energy drawn from the mains is managed by the power regulator 16. Through the copper coils 14 and 15, the electrical energy is transferred from the transmission board 1B to the receiving board 1A to recharge the batteries at direct current 10. The sensors 7 for light intensity manage the strip of LEDs 4 according to the brightness of the environment, thus avoiding waste of light from the LEDs in a sufficiently illuminated environment. The sensors 9 with optical switch turn the lamp on or off when a hand is inserted inside the circular body 21. The electronic boards 1, 1A, 1B, 1C and 1 D are placed in a special housing 22 located at the base of the lamp. The invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept. All the details can be replaced by other technically equivalent ones without thereby departing from the field of protection sanctioned by the claims.

Claims

CLAIMS 1) Energy saving lamp characterized by the fact that it consists of a control board (1) comprising a microcontroller (2) responsible for managing the drivers and the receiving board (1A).

2) Energy saving lamp, as per claim 1, characterized by the fact that the microcontroller (2) is connected to a LED driver module (3), that is an integrated control with driver for driving the LED strip (4).

3) Energy saving lamp, as per claims 1 and 2, characterized by the fact that the LED driver module (3), through PWM regulation, i.e. pulse width modulation, varies the brightness as the light intensity present in the environment to have energy savings.

4) Energy saving lamp, as per claims 1, 2 and 3, characterized by the fact that the microcontroller (2) is connected to a Bluetooth and WiFi module (5) consisting of an integrated circuit with driver with which it is possible to vary the brightness when the energy saving conditions are not required 5) Energy saving lamp, as per claims 1, 2, 3 and 4, characterized by the fact that the microcontroller (2) is connected to an integrated circuit (6) with driver to interact with light voltage sensors (7), where the sensors (7) manage the LED strip (4) according to the brightness of the environment. 6) Energy saving lamp, as per claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized by the fact that the microcontroller (2) is connected to an integrated circuit (8) with driver to interact with sensors (9) with optical switch in able to detect movements inside the circular body (21), where the sensors (9) with optical switch turn the lamp on or off when a hand is inserted inside the circular body (21). 7) Energy saving lamp, as per claims 1, 2, 3, 4,5 and 6, characterized by the fact that it is equipped with direct current batteries (10) with wireless charging, i.e. without cable, in which the batteries (10 ) are connected to the control board (1) and the receiver board (1A). 8) Energy saving lamp, as per claim 7, characterized by the fact that the receiving board (1A) consists of a charging component (11) capable of constantly checking the recharging status of the direct current batteries (10) and send communication to the microcontroller (2) and to a wireless charge control system (12) 9) Energy saving lamp, as per claims 7 and 8, characterized by the fact that the wireless charge control system (12) is connected to a copper coil (14) placed on the receiving board (1A) which is coupled by resonance magnetic to the corresponding analogue, or another copper coil (15) placed on the transmission board (1B), where the two coils (14, 15), which constitute two copper switches, are placed on different boards to transmit energy by inductance and to recharge the DC batteries (10). 10) Energy saving lamp, as per claims 7, 8 and 9, characterized in that the transmission board (1B) comprises a power regulator (16) interacting with a current sensor (17), connected in turn to a power supply board (1D), where the current sensor (17) reads the current flow required for charging, with this data used by the power regulator (16) to interact with the control system (12) and manage the recharging of the direct current batteries (10) by means of a coil switch (18) capable of triggering a self-resonance phenomenon between the copper coils (14, 15).