RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 228586 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 419136 (51) Int.Cl. H01H 47/24 (2006.01) G02B 6/35 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 17.10.2016 (54) Układ do oświetlania, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych (43) Zgłoszenie ogłoszono: 31.07.2017 BUP 16/17 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2018 WUP 04/18 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA OPOLSKA, Opole, PL (72) Twórca(y) wynalazku: JAROSŁAW ZYGARLICKI, Krzyżowice, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Wiesława Surmiak PL 228586 B1
2 PL 228 586 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest układ do oświetlania, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych, w których istotne jest ograniczenie emisji pól elektromagnetycznych i zachowanie wysokiej jakości separacji galwanicznej. W znanym układzie do oświetlania pomieszczeń, końcówka pierwsza przewodu elektrycznego pierwszego połączona jest z siecią elektroenergetyczną. Końcówka druga przewodu elektrycznego pierwszego połączona jest z wejściem włącznika, którego wyjście połączone jest z końcówką pierwszą przewodu elektrycznego drugiego. Końcówka druga przewodu elektrycznego drugiego połączona jest z wejściem zasilającym zasilacza niskiego napięcia, którego wyjście połączone jest z wejściem elektronicznego klucza mocy oraz z wejściem zasilającym mikrokontrolera. Wyjście elektronicznego klucza mocy połączone jest z wejściem zasilającym źródła światła. Wyjście cyfrowe portu mikrokontrolera połączone jest z wejściem sterującym elektronicznego klucza mocy. W obudowie włącznika umieszczony jest klawisz przełączający, połączony z obudową włącznika za pomocą zawiasu. Zestyk elektryczny włącznika jest sprzężony mechanicznie z klawiszem przełączającym. W obudowie włącznika są otwory do wprowadzenia końcówki drugiej przewodu pierwszego i końcówki pierwszej przewodu elektrycznego drugiego. Końcówka druga przewodu pierwszego połączona jest ze stykiem pierwszym zestyku elektrycznego włącznika, którego styk drugi połączony jest z końcówką pierwszą przewodu elektrycznego drugiego. W obudowie oprawy oświetleniowej są otwory do wprowadzenia końcówki drugiej przewodu elektrycznego drugiego, która połączona jest z wejściem zasilającym zasilacza niskiego napięcia. W fazie pierwszej działania znanego układu do oświetlania pomieszczeń, włącznik jest włączony. Zestyk elektryczny włącznika jest zwarty. Zmienny prąd z sieci elektroenergetycznej przewodem pierwszym wprowadzany jest do włącznika, przepływa przez zwarty zestyk włącznika i poprzez przewód drugi zasila wejście zasilające. W fazie drugiej działania znanego układu do oświetlania włącznik jest wyłączony. Zestyk elektryczny włącznika jest rozwarty. Zmienny prąd z sieci elektroenergetycznej przewodem pierwszym wprowadzany jest do włącznika, ale nie przepływa przez rozwarty zestyk włącznika. Wówczas źródło światła w oprawie oświetleniowej nie jest zasilone i nie emituje światła. W znanym układzie do oświetlania pomieszczeń występują przewodowe połączenia elektryczne pomiędzy włącznikiem światła a siecią elektroenergetyczną oraz włącznikiem światła i źródłem światła, co powoduje, w szczególności, znaczną emisję pól elektromagnetycznych oraz stosunkowo niską jakość separacji galwanicznej włącznika, ograniczając tym samym ochronę przeciwporażeniową oraz przeciwpożarową. Nadto w przypadku modernizacji układu oświetlenia, najczęściej niszczone są powłoki tynkowe ścian pomieszczenia, w celu instalacji elektrycznych przewodów oświetleniowych, co zwiększa koszty modernizacji. Istota układu do oświetlania, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych według wynalazku polega na tym, że wyjście zasilające zasilacza niskiego napięcia połączone jest z wejściami zasilającymi: nadajnika z diodą elektroluminescencyjną i detektora światła. Wyjście cyfrowe pierwsze portu mikrokontrolera połączone jest z cyfrowym wejściem sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną, a wyjście cyfrowe drugie portu mikrokontrolera połączone jest z wejściem sterującym elektronicznego klucza mocy. Wyjście cyfrowe sygnału detektora światła połączone jest z wejściem cyfrowym portu mikrokontrolera. Na tylnej dolnej powierzchni ścianki klawisza przełączającego umieszczone jest lustro z warstwą luminoforu. Wyjście optyczne nadajnika z diodą elektroluminescencyjną i wejście optyczne detektora światła są sprzężone optycznie z końcówką pierwszą światłowodu, którego druga końcówka sprzężona jest optycznie z powierzchnią lustra wyłącznie dla dolnej pozycji klawisza przełączającego. Korzystnie jest, gdy czas świecenia luminoforu tworzącego warstwę luminoforu mieści się w przedziale od około 1 ms do około 100 ms. Korzystnie jest, gdy lustro z warstwą luminoforu jest przyklejone na tylnej dolnej powierzchni ścianki klawisza przełączającego. Korzystnie jest, gdy światłowód umocowany jest do powierzchni ścian i sufitów pomieszczenia za pomocą taśmy maskującej. Układ do oświetlania, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych według wynalazku znacznie ogranicza emisję pól elektromagnetycznych do otoczenia, zapewnia wysoką jakość separacji galwanicznej włącznika, przez co zwiększa ochronę przeciwporażeniową i przeciwpożarową obiektu. Może być stosowany w pomieszczeniach o znacznym zawilgoceniu oraz tam, gdzie wymagana jest niska emisyjność pól elektromagnetycznych w zastosowaniach związanych z zachowaniem stanu kompatybilności elektromagnetycznej. Nadto umożliwia przeprowadzenie modernizacji instalacji oświetleniowej pomieszczenia bez konieczności niszczenia powłok tynkowych pomieszczenia.
PL 228 586 B1 3 Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym układ do oświetlania, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych. Wejście zasilające zasilacza niskiego napięcia Zs i wejście elektronicznego klucza mocy K połączone są z siecią elektroenergetyczną SE. Wyjście elektronicznego klucza mocy K połączone jest z wejściem zasilającym źródła światła Z. Wyjście zasilające zasilacza niskiego napięcia Zs połączone jest z wejściami zasilającymi: nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N, detektora światła D i mikrokontrolera up. Wyjście cyfrowe pierwsze portu mikrokontrolera up połączone jest z cyfrowym wejściem sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N. Wyjście cyfrowe sygnału detektora światła D połączone jest z wejściem cyfrowym portu mikrokontrolera up. Wyjście cyfrowe drugie portu mikrokontrolera up połączone jest z wejściem sterującym elektronicznego klucza mocy K. Wyjście optyczne nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N i wejście optyczne detektora światła D są sprzężone optycznie z końcówką pierwszą światłowodu Sw. Zasilacz niskiego napięcia Zs, elektroniczny klucz mocy K, nadajnik z diodą elektroluminescencyjną N, detektor światła D, źródło światła Z i mikrokontroler up umieszczone są we wspólnej obudowie oprawy oświetleniowej Op. Światłowód Sw przytwierdzony jest do powierzchni ścian i sufitów pomieszczenia Sc za pomocą taśmy maskującej Tm. W obudowie Ow włącznika W1 umieszczony jest klawisz przełączający Pr, połączony z obudową Ow włącznika WI, za pomocą zawiasu Zw. Lustro (Lu) z warstwą luminoforu FI jest przyklejone na tylnej dolnej powierzchni ścianki klawisza przełączającego Pr. Czas świecenia luminoforu tworzącego warstwę luminoforu (FI) mieścić się w przedziale od około 1 ms do około 100 ms. Przez obudowę Ow włącznika WI wprowadzona jest końcówka druga światłowodu Sw, na wysokości lustra Lu. Druga końcówka światłowodu Sw jest sprzężona optycznie z powierzchnią lustra Lu wyłącznie dla dolnej pozycji klawisza przełączającego Pr. Zasilające przemienne napięcie z sieci elektroenergetycznej podawane jest na wejście zasilające zasilacza niskiego napięcia Zs i na wejście elektronicznego klucza mocy K. Niskie napięcie stałe z wyjścia zasilacza niskiego napięcia Zs zasila poprzez wejścia zasilające: nadajnik z diodą elektroluminescencyjną N, detektor światła D i mikrokontroler up. Program mikrokontrolera up naprzemiennie okresowo ustawia stan wysoki oraz niski na wyjściu cyfrowym pierwszym portu mikrokontrolera up sterując podłączonym do niego wejściem sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N. Stan wysoki na wejściu sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N, powoduje świecenie diody elektroluminescencyjnej nadajnika. Przejście do stanu niskiego na wejściu sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N, powoduje wyłączenie diody elektroluminescencyjnej. Światło z nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N, jest kierowane przez końcówkę pierwszą światłowodu Sw, do światłowodu Sw, w którym poprzez wielokrotne odbicie, końcówką drugą, wprowadzane jest do obudowy włącznika WI. W fazie pierwszej włącznik WI jest włączony. Dolna część klawisza przełączającego Pr jest przesunięta w kierunku czoła końcówki drugiej światłowodu Sw, z którego światło emitowane jest na powierzchnię lustra Lu z warstwą luminoforu FI. Padające na luminofor FI światło, powoduje pobudzenie luminoforu FI i jego świecenie, również podczas krótkotrwałego wyłączenia nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N. Odbite od powierzchni lustra Lu światło wprowadzane jest poprzez końcówkę drugą światłowodu Sw, do światłowodu Sw, którym poprzez wielokrotne odbicie wraca do obudowy oprawy oświetleniowej Op i pada na wejście optyczne detektora światła D. Oświetlony detektor światła D, ustawia poprzez swoje wyjście cyfrowe sygnału, logiczny stan wysoki na wejściu cyfrowym portu mikrokontrolera up. Program mikrokontrolera up sprawdza stan wejścia cyfrowego portu mikrokontrolera up jedynie w chwilach wyłączenia nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N, eliminując w ten sposób wpływ bezpośredniego niepożądanego sprzężenia optycznego wyjścia optycznego nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N z wejściem optycznym detektora światła D. Program mikrokontrolera up, po wykryciu stanu logicznego wysokiego na swoim wejściu cyfrowym ustawia, poprzez swoje wyjście cyfrowe drugie, stan logiczny wysoki na wejściu sterującym elektronicznego klucza mocy K. Stan logiczny wysoki na wejściu sterującym elektronicznego klucza mocy K, powoduje włączenie elektronicznego klucza mocy i przewodzenie prądu z wejścia elektronicznego klucza mocy K do jego wyjścia. Podłączone do wyjścia elektronicznego klucza mocy K, źródło światła Z zostaje zasilone i zaczyna świecić. W fazie drugiej włącznik WI jest wyłączony. Dolna część klawisza przełączającego Pr jest odsunięta od czoła końcówki drugiej światłowodu Sw, z którego emitowane światło po odbiciu od powierzchni lustra Lu nie jest wprowadzane do światłowodu Sw. Detektor światła D nie jest oświetlony i ustawia poprzez swoje wyjście cyfrowe sygnału, logiczny stan niski na wejściu cyfrowym portu mikrokontrolera up. Program mikrokontrolera up sprawdza stan wejścia cyfrowego portu mikrokontrolera up jedynie w chwilach wyłączenia nadajnika z diodą elektroluminescencyjną N. Program mikrokontrolera up, po
4 PL 228 586 B1 wykryciu stanu logicznego niskiego na swoim wejściu cyfrowym ustawia poprzez swoje wyjście cyfrowe drugie stan logiczny niski na wejściu sterującym elektronicznego klucza mocy K. Stan logiczny niski na wejściu sterującym elektronicznego klucza mocy K, powoduje wyłączenie elektronicznego klucza mocy i przerwanie obwodu zasilania źródła światła Z. Źródło światła Z przestaje świecić. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ oświetlenia, zwłaszcza pomieszczeń mieszkalnych, w którym zasilacz niskiego napięcia, elektroniczny klucz mocy, mikrokontroler i źródło światła umieszczone są we wspólnej obudowie oprawy oświetleniowej, a w obudowie włącznika umieszczony jest klawisz przełączający, który połączony jest z obudową włącznika za pomocą zawiasu, przy czym wyjście zasilające zasilacza niskiego napięcia połączone jest z wejściem zasilającym mikrokontrolera, którego wyjście cyfrowe portu połączone jest z wejściem sterującym elektronicznego klucza mocy, a wyjście elektronicznego klucza mocy połączone jest z wejściem zasilającym źródła światła, znamienny tym, że wyjście zasilające zasilacza niskiego napięcia (Zs) połączone jest z wejściami zasilającymi: nadajnika z diodą elektroluminescencyjną (N), detektora światła (D), wyjście cyfrowe pierwsze portu mikrokontrolera (up) połączone jest z cyfrowym wejściem sygnału nadajnika z diodą elektroluminescencyjną (N), a wyjście cyfrowe drugie portu mikrokontrolera (up) połączone jest z wejściem sterującym elektronicznego klucza mocy (K), wyjście cyfrowe sygnału detektora światła (D) połączone jest z wejściem cyfrowym portu mikrokontrolera (up), zaś na tylnej dolnej powierzchni ścianki klawisza przełączającego (Pr) umieszczone jest lustro (Lu) z warstwą luminoforu (FI), przy czym wyjście optyczne nadajnika z diodą elektroluminescencyjną (N) i wejście optyczne detektora światła (D) są sprzężone optycznie z końcówką pierwszą światłowodu (Sw), którego druga końcówka sprzężona jest optycznie z powierzchnią lustra (Lu) wyłącznie dla dolnej pozycji klawisza przełączającego (Pr). 2. Układ oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że czas świecenia luminoforu tworzącego warstwę luminoforu (FI) mieści się w przedziale od około 1 ms do około 100 ms. 3. Układ oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że lustro (Lu) z warstwą luminoforu (FI) jest przyklejone na tylnej dolnej powierzchni ścianki klawisza przełączającego (Pr). 4. Układ oświetlenia według zastrz. 1, znamienny tym, że światłowód (Sw) umocowany jest do powierzchni ścian i sufitów pomieszczenia (Sc) za pomocą taśmy maskującej (Tm).
PL 228 586 B1 5 Rysunek
6 PL 228 586 B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)