Светодиодный светофор с открытыми светодиодами и способ его изготовления Российский патент 2024 года по МПК G08G1/95 F21K9/60 F21K9/90 

Область техники

Изобретение относится к устройствам регулирования движения транспорта и может быть использовано для повышения эффективности управления движением городского транспорта, в том числе при яркой солнечной освещенности и при ограниченной видимости во время тумана, дождя, снегопада.

Уровень техники

Известен светофор, содержащий размещенные одна под другой основные индикаторные лампы соответственно красного, желтого и зеленого цвета, посылающие световые сигналы в направлении, параллельном дорожному покрытию. Кроме того, в плоскости, параллельной дорожному покрытию, установлены дополнительные индикаторные лампы, дублирующие синхронно с основными индикаторными лампами световые сигналы на дорожное покрытие перед водителями транспортных средств. Техническим результатом изобретения является повышение информативности, особенно в темное время. Патент РФ 2435227.

Недостатком данного светофора является: сложность и небольшая информативность дополнительных сигналов светофора на дорожном покрытии.

Известен светофор, содержащий размещенные одну под другой секции основных сигналов с источниками излучения соответственно красного, желтого и зеленого световых потоков. Средняя секция светофора выполнена с круглой формой, верхняя секция в виде горизонтального прямоугольника, соответствующего форме запрещающего знака «кирпич», а нижняя секция - в виде вертикального прямоугольника, напоминающего разрешающее положение поднятой руки постового. Патент РФ 2310921.

Недостатком указанного светофора является усложнение восприятия.

Наиболее близким является светофор светодиодный (пешеходный, транспортный), содержащий плоский пылевлагозащищенный корпус с передней прозрачной стенкой, внутри которого размещены печатные платы с матрицами светодиодов, оснащенные электронной схемой управления, а также антифантомное устройство и клеммную колодку с кабелем для подключения к внешней управляющей цепи, отличающийся тем, что антифантомное устройство выполнено в виде защитного экрана (маски) из светонепроницаемого листового материала, снабженного отверстиями под каждый светодиод, при этом печатные платы прикреплены к защитному экрану (маске) с тыльной ее стороны, а светодиоды печатной платы размещены в отверстиях защитного экрана (маски) таким образом, что верхняя кромка рефлектора каждого светодиода размещена на уровне задней стенки защитного экрана (маски), а фронтальная светоизлучающая его часть размещена на уровне передней стенки защитного экрана (маски). Патент РФ 2606259.

Недостатком указанного светофора является наличие передней прозрачной стенки между светодиодами и глазом водителя, пешехода, что обязательно приводит к наблюдению бликов.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании светодиодного светофора, обладающего высоким качеством свечения без возникновения бликов и фантомного свечения. Высокая надежность отображения обеспечивается благодаря исключению ложных засветок (срабатываний) от помех и наводок, что повышает удобство эксплуатации светофора.

Технический результат от применения светофора - повышение безопасности движения благодаря повышению качества свечения сигналов светофора.

Раскрытие изобретения

Поставленная задача решена созданием светофора, при работе которого между светодиодами и глазом водителя, пешехода нет линзы, защитной прозрачной панели, которые снижают эффективность светофора.

Отсутствие светофильтров и защитного стекла на светофорах позволяет избегать бликов и фантомного свечения.

Также открытые светодиоды светофора обеспечивают хорошую видимость при прямом солнечном свете и при ограниченной видимости во время тумана, дождя, снегопада.

По сравнению со светодиодами, закрытыми прозрачными линзами или панелью, повышается сила света и расширяется угол зрительного восприятия.

Предлагаемый светодиодный светофор содержит пылевлагонепроницаемый корпус, изготовленный из композитного материала и представляющий собой единую плоскую конструкцию, внутри которой расположен блок зажимов для подключения подводящих кабелей и установлены: плата со светодиодами, опорная пластина из ПВХ с отверстиями для контактных выводов светодиодов, пластина из упругого эластичного материала с отверстиями для светодиодов и лицевая панель из матового черного пластика, в которой выполнены отверстия для светодиодов, таким образом, чтобы рефлекторы светодиодов возвышались над поверхностью лицевой панели.

Конструкция светофора поясняется Фиг. 1, где:

1 - корпус,

2 - печатная плата,

3 - опорная пластина из конструкционного материала (пластик ПВХ),

4 - светодиод,

5 - пластина уплотнительная, выполнена из упругого эластичного материала,

6 - лицевая панель из матового черного пластика.

Осуществление изобретения

Способ изготовления светофора состоит из трех стадий:

1. Печатную плату со светодиодами плотно соединяют с опорной пластиной, имеющей отверстия для контактных выводов светодиодов, таким образом, чтобы корпус светодиода полностью находился над опорной пластиной.

2. Лицевую панель с отверстиями, соответствующими диаметру корпусов диодов, совмещают с уплотнительной пластиной из упругого эластичного материала, в которой проделывают отверстия, соответствующие отверстиям лицевой панели, при этом диаметр этих отверстий на 1 мм меньше диаметра отверстий лицевой панели.

3. Полученную конструкцию стадии 2 накладывают на конструкцию стадии 1 с усилием, достаточным для преодоления диодами упругого сопротивления, оказываемого материалом уплотнительной пластины, без нарушения целостности корпусов диодов.

Толщины лицевой панели и уплотнительной панели выбираются такими, чтобы над поверхностью лицевой панели возвышались только рефлекторы диодов.

За счет того, что диаметр отверстий в уплотнительной панели, выполненной из упругого эластичного материала, меньше диаметра отверстий в лицевой панели, обеспечивается плотное прилегание к корпусам светодиодов и герметичность светофора.

Цифровое управление светофорами дает возможность регулировать яркость свечения сигнала светофоров по заданной программе от 80% в дневное время до 10% в ночное (+/-5%) по астрономическому времени для каждого населенного пункта, что позволяет днем, в солнечную погоду, иметь четкое, контрастное, хорошо воспринимаемое свечение сигнала, а ночью не слепить глаза излишней яркостью. Кроме того, регулирование яркости продлевает ресурс работы светодиодов и снижает затраты на электропотребление более чем на 40%.

График потребления мощности среднего светофорного объекта в зависимости от времени суток: 10% ночь, 50% сумерки, 80% день, приведен на Фиг. 2.

На графике видно, что в момент восхода солнца яркость с 10% (ночной режим) увеличивается до 50% (утренние сумерки), и далее, через 2 часа, яркость увеличивается до 80% (дневной режим). За 2 часа до захода солнца яркость уменьшается до 50% (вечерние сумерки) и через 2 часа, в момент захода солнца, уменьшается до 10% (ночной режим).

Потребление за год без регулировки яркости 4204 кВтч, 100%.

Потребление за год с регулировкой яркости 2461 кВтч, 58,5%.

Экономия 41,5%.

Пример изготовления светодиодного светофора

В опорной пластине из листового ПВХ пластика толщиной 3 мм проделывали отверстия диаметром 6 мм по числу светоизлучающих диодов и в соответствии с их расположением на печатной плате. Затем накладывали эту пластину на печатную плату так, чтобы корпуса диодов находились над поверхностью опорной пластины.

Лицевую панель из матового черного пластика толщиной 3 мм с отверстиями диаметром 6 мм, соответствующими диаметру корпусов диодов, соединяли с уплотнительной пластиной из пористой прессованной резины марки ТУ38.105867-90 толщиной 3 мм, в которой предварительно проделали отверстия диаметром 5 мм, соответствующие отверстиям лицевой панели.

Полученную двуслойную конструкцию с отверстиями для светодиодов свободной поверхностью уплотнительной панели совмещали с поверхностью опорной пластины, с выступающими над ней светодиодами, с усилием, достаточным для преодоления корпусами диодов упругого сопротивления, оказываемого прессованной пористой резиной уплотнительной панели, без нарушения их целостности. Рефлекторы диодов оказываются над поверхностью лицевой панели и за счет незначительной разности диаметров отверстий лицевой панели и отверстий в уплотнительной панели из прессованной пористой резины, благодаря свойствам пористой прессованной резины достигается плотное прилегание к корпусам светодиодов и герметичность светофора.

Группа изобретений относится к светодиодному светофору с открытыми светодиодами и способу его изготовления. Светофор включает пылевлагонепроницаемый корпус, блок зажимов, плату со светодиодами, опорной пластиной, уплотнительную пластину с отверстиями для светодиодов, лицевую панель из матового черного пластика. Корпус изготовлен из композитного материала и представляет собой единую плоскую конструкцию. Блок зажимов расположен внутри для подключения подводящих кабелей. Плата со светодиодами плотно соединена с опорной пластиной. Опорная пластина имеет отверстия для контактных выводов светодиодов. Корпус светодиода полностью находится над опорной пластиной. Уплотнительная пластина выполнена из упругого эластичного материала, обеспечивающего плотное прилегание к корпусам светодиодов и герметичность светофора. Лицевая панель выполнена таким образом, чтобы рефлекторы светодиодов возвышались над поверхностью лицевой панели. Достигается повышение безопасности движения за счет повышения качества свечения сигналов светофора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Светодиодный светофор с открытыми светодиодами, включающий пылевлагонепроницаемый корпус, изготовленный из композитного материала и представляющий собой единую плоскую конструкцию, внутри которой расположен блок зажимов для подключения подводящих кабелей и установлены: плата со светодиодами, плотно соединенная с опорной пластиной, имеющей отверстия для контактных выводов светодиодов, таким образом, чтобы корпус светодиода полностью находился над опорной пластиной, уплотнительная пластина с отверстиями для светодиодов, выполненная из упругого эластичного материала, обеспечивающего плотность прилегания к корпусам светодиодов и герметичность светофора, и лицевая панель из матового черного пластика, в которой выполнены отверстия для светодиодов, таким образом, чтобы рефлекторы светодиодов возвышались над поверхностью лицевой панели.

2. Способ изготовления светодиодного светофора по п. 1, состоящий в том, что печатную плату со светодиодами плотно соединяют с опорной пластиной из пластика ПВХ, имеющей отверстия для контактных выводов светодиодов, таким образом, чтобы корпус светодиода полностью находился над опорной пластиной, лицевую панель из матового черного пластика с отверстиями, соответствующими диаметру корпусов диодов, совмещают с уплотнительной пластиной из упругого эластичного материала, в которой проделывают отверстия, соответствующие отверстиям лицевой панели, при этом диаметр этих отверстий на 1 мм меньше диаметра отверстий лицевой панели, свободную поверхность уплотнительной панели совмещают с поверхностью опорной пластины, на которой находятся корпуса светодиодов, с усилием, достаточным для преодоления корпусами светодиодов упругого сопротивления, оказываемого материалом уплотнительной панели, без нарушения их целостности, толщины уплотнительной и лицевой панелей выбирают такими, чтобы над поверхностью лицевой панели выступали только рефлекторы корпусов светодиодов.