Brevet FR2612670A1 — publié le 19880923

- 1 2- La présente invention se rapporte à un dispositif perfectionné de signalisation lumineux adaptable à différents types d'accessoires de sécurité tels que brassards, sacs de classe, panneaux de signali-' sation, articles vestimentaires. Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention, de rappeler les difficultés rencontrées à l'occasion de l'application des diodes LED en tant que sources lumineuses de signa- lisation. Les dispositifs existant actuellement ne comportent la commande que des LED à faible luminosité d'une part. D'autre part, le mode de branchement utilisé n'autorise que l'allumage simultané de ces LED entrainant une forte consommation électrique, d'o une faible longé- vité de la source de courant. De plus, le système de fixation des LED utilisé jusqu'à maintenant comporte un support épais, difficile d'une part à mettre en oeuvre industriellement et d'autre part à intégrer sur les différents supports envisagés. On notera encore la fragilité du pied des diodes très sensible aux chocs ce qui limite le champ des applications. L'invention à donc pour but; notamment, de fournir aux utilisa- teurs se déplaçant dans l'obscurité, une sécurité accruepar l'utili- sation des LED haute luminescence pour obtenir une meilleure visuali- sation du dispositif de sécurité. Ce dernier étant visible à 150 mè tres en zone éclairée, et 200 mètres minimum en zone non éclairée (routes secondaires, chemins viscinaux, départementales, zones de rase campagne en général. L'invention concerne également les applications de ce dispositif, et elle vise en particulier des accessoires de sécurité fixés ou por- tés par des utilisateurs pouvant se trouver en situation dangereuse du fait de l'obscurité. Dans ce domaine particulier et sans que l'énoncé en soit limitatif, on peut citer comme applications possibles de l'in- vention: les brassards, les cartables à bretelles d'écoliers, les blousons, les gilets, les vestes, les sacs à dos, les combinaisons, les remorques agricoles, les triangles de présignalisation, les cycles bicross, les carrosseries automobiles, motocyclettes, les bottes, les casques des motocyclistes particuliers ou ceux de la Police et de la Gendarmerie. On peut citer, à titres d'applications possibles de l'invention, les botiers autonomes de signalisation, le balisage des pistes d'aero- ports ou de tous lieux nécessitant une signalisation lumineuse de -2 2-62612670 sécurité, les vêtements des chasseurs, des skieurs, (signalisation ou recherche dans la nuit ou le brouillard), signalisation routière. Dans une extension des applications possibles on peut encore citer les bateaux de sauvetage, les colliers pour chiens, les vêtements de mode, les vêtements artistiques, ou les vêtements à fin publicitaire. Si l'invention se rapporte plus particulièrement aux disposi- tifs précités dans leur ensemble et aux vêtements ou autres qui en comportent l'application, l'invention vise aussi la constitution par- ticulière, c'est à dire la structure des complexes de signalisation lumineuse appliqués sur ou dans lesdits supports. L'invention concerne à cet effet un mode de fixation des diodes LED haute luminescence caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pastille de circuit imprimé se présentant de préférence ciculaire, cette pastille étant constituée d'un diélectrique et d'un circuit im- primé conducteur, cette pastille présentant un alésage correspondant au diamètre du pied de diode pour en assurer le renforcement à l'égard des chocs, la solidarisation pastille-LED étant réalisé nota- mment par la soudure des bornes du LED au circuit imprimé conducteur de la pastille et éventuellement par collage complémentaire permettant une mise en place rapide sur un support souple ou rigide. En effet, il suffit de percer des trous de diamètre 5 mm sur ce support pour lais- ser traverser les LED et ensuite de coller la pastille sur la partie interne du support. Le mode de fixation des diodes LED sur un circuit imprimé rigide ou souple permet la fabrication industrielle facile à mettre en oeuvre car réalisée par des systèmes entièrement automatisés. L'invention concerne également un dispositif de commande élec- tronique des LED haute luminescence permettant l'allumage alterné des diodes, ce qui a pour conséquence d'allumer une seule diode à la fois; ceci entraîne une consommation réduite du dispositif d'o la longé- vité accrue pour la pile d'alimentation dont l'autonomie est supérieure à cent heures par exemple avec une pile 9 V. type 6F22 alcaline. L'utilisation des diodes LED haute luminescence multiplie l'ef- ficabité lumineuse par dix en comparaison des diodes classiques. D'autre part, l'allumage alterné des diodes (chaque diode s'allume environ deux fois par seconde), entraîne un mouvement clignotant dont la rapidité peut être modifiée lors de la fabrication. Suivant un mode de réalisation, ces diodes LED haute luminescence sont montées sur des pastilles de circuit imprimé de façon à ce que 3 2-6 2612670 - 3 - la base de celles-ci soit plaquée sur le côté composant des dites pastilles. Les bornes de raccordement des diodes sont soudées côté conducteur de ladite pastille, ce qui permet de réduire la longueur de ces pattes au minimum, par exemple 2 mm maximum. Ce mode de fixa- tion assure à la diode une rigidité écartant d'emblée les habituelles cassures observées au niveau des pattes dans les modes de fixation habituellement rencontrés. Le montage des diodes sur pastille permet une mise en place aisée sur tous type de support souple du fait que l'on peut répartir les pastilles à volonté, sans modifier notablement l'épaisseur et la souplesse du support utilisé. Selon un autre mode de réalisation, le circuit imprimé support de LED peut être de type rigide (épaisseur variant de 8/102 de mm à 16/102 de mm), ou de type souple (film de très faible épaisseur) per- mettant ainsi le cablage des composants électroniques de commande et les LED, et d'effectuer toutes les liaisons électriques entre tous ces composants. L'insertion des composants sur ce circuit imprimé peut être effectué par des machines à insertions automatiques, les soudures seront réalisées à la vague, ce qui permet alors une fabri- cation en grande série à des coûts moindres (automatisme total). Dans le cas de l'utilisation d'un circuit imprimé de type souple, il est possible de réaliser des brassards lumineux, la partie électro- nique est alors positionnée sur le brassard et collée. Il suffit en- suite de positionner-la doublure qui assurera l'étanchéité et protè- gera les composants. Ce mode de fixation conserve aux diodes les mg- mes qualités de rigidité et de solidité que dans le cas de montage sur pastilles. Le dispositif utilise une alimentation basse tension telle que pile 9 volts (type 6F22) qui lui confère une autonomie totale. L'in- térêt de ce type d'alimentation conjugué avec le système d'allumage alterné répond bien aux besoins d'un utilisateur dont le véhicule se- rait en panne électrique totale. De plus, la faible tension circulant dans le réseau n'entraîne aucun risque d'électrocution par rupture ou démontage inconsidéré de l'installation par l'utilisateur. La limita- tion de la longueur des pattes de diode notamment à 2 mm permet entre autres une utilisation du dispositif sur support souple sans ajout de poids notable ni de surépaisseur significative apportée au support utilisé. Ce système ainsi conçu ne diminue pas le confort d'un vête- ment et ne constitue donc pas un obstacle psychologique au port de ce - 4 - 2612670 vêtement de sécurité par les utilisateurs potentiels. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: La figure 1 représente le schéma structurel montrant le raccor- dement de tous les composants électroniques entre eux. La figure 2 représente le circuit imprimé réalisant les conne- xions entre les composants nécessaires à la commande d'allumage des diodes LED haute luminescence. La figure 3 représente le montage des diodes LED haute lumi- nescence sur un circuit imprimé rigide (épaisseur pouvant varier de 8/102 de mm à 16/102 de mm). La figure 4 représente le montage d'une diode LED haute lumines- cence sur une pastille de circuit imprimé rigide (diamètre environ 14 mm). La figure 5 représente le montage d'une diode LED haute lumines- cence sur circuit imprimé souple. La figure 6 représente le raccordement général de tous les élé- ments devant être montés sur un cartable (représenté fig.7) pour le rendre lumineux. La figure 7 représente un cartable à bretelles pour écolier équipé du dispositif lumineux de signalisation, six diodes LED haute luminescence sont montées sur la face avant et deux diodes LED haute luminescence sont montées sur chaque bretelle. La figure 8 représente un brassard lumineux o l'ensemble des composants est monté et soudé sur un circuit imprimé souple. La figure 9 représente un triangle de présignalisation routière de détresse équipé du dispositif lumineux. La figure 10 représente un circuit imprimé rigide o l'ensemble des composants du dispositif lumineux sont montés et soudés. Cette plaque peut s'insérer dans un bottier plastique étanche avec façade transparente. La figure 11 représente une vue schématique de dos d'un vêtement de sécurité équipé du dispositif lumineux, la pile et le système élec- tronique de commande sont montés dans une poche intérieure. La figure 12 représente un circuit imprimé rigide (22) compor- tant dans la partie - dans la partie Y douze diodes LED haute luminescence rouges (25). - 5 - 62612 670 La figure 13 représente un circuit imprimé rigide (23) compor- tant un grand nombre de diodes LED haute-luminescence, ce nombre étant proportionnel à la longueur du circuit elle même déterminée en fonction de l'application considérée. La figure 1 montre le schéma structurel du système électronique de commande des diodes LED haute luminescence 1. L'ensemble des composants inclus à l'intérieur du trait mixte est cablé sur un circuit imprimé 4 (fig.2) alimenté par une pile 2. Le dispositif est mis sous tension par un interrupteur 3. La figure 3 décrit le montage des diodes LED 1 sur un circuit im- primé rigide 5. Le bottier de la LED 1 est plaqué contre le circuit im- primé 5, les pattes de la LED 1 sont soudées en 10 côté cuivre. Les rac- cordements électriques des LED 1 s'effectuent avec un cable électrique en nappe soudé sur les pastilles 20.L'ensemble est parfaitement rigide et assure une bonne solidité. La figure 4 représente une pastille de montage 6 en circuit impri- mé rigide sur lequel est monté une diode LED 1 selon le même mode que celui décrit à la fig. 5. Cette pastille peut se monter facilement sur un support quelconque souple: il suffit de percer le support d'un trou de diamètre 4,75 mm, puis de positionner la LED 1 dans ce trou et de col- ler la pastille sur le support. La colle jouera également un rôle d'étan- chéité. La figure 5 représente le montage d'une diode LED 1 sur un circuit imprimé souple 7. Le boîtier de la diode 1 est plaqué sur le côté compo- sant du circuit imprimé souple 7, les pattes 10 de la LED 1 étant sou- dées sur le côté cuivre 8. Une résine 9 est coulée autour de la diode 1 pour assurer la rigidité mécanique et empocher une déformation du cir- cuit imprimé souple 7 autour de la diode 1. La figure 6 représente l'ensemble des éléments utilisés pour ren- dre lumineux un catable d'écolier 11 (fig.7). Le circuit imprimé 4 du dispositif de commande des LED haute luminescence est moulé dans une ré- sine synthétique de façon à protéger les composants électroniques. Seul le bouton de commande de l'interrupteur 3 de mise sous tension n'est pas coulé. Des cables en nappes 8 effectuent les liaisons électriques entre le système électronique de commande 4 et le circuit imprimé souple 7. L'emplacement des différents sous-ensembles est indiqué fig.7. Un cir- cuit imprimé souple 7 comportant six diodes LED 1 est monté sur la face avant 13 du cartable. Le circuit imprimé 4 du système électronique est fixé sous la partie haute du cartable et la pile 2 est logée dans une poche cousue à l'intérieur du cartable. Les câbles souples 8 de -6- 2612670 raccordement sont renfermés dans la doublure du cartable. Le brassard lumineux représenté à la figure 8 est constitué d'un circuit imprimé souple 7 sur lequel sont cables tous les com- posants électroniques représentés sur la figure 1. Le circuit im- primé est monté à l'intérieur du brassard, seul les diodes LED 1 traversent l'enveloppe 15 du brassard. La colle et le vernis qui seront déposés autour de chaque diode LED 1 assureront l'étanchéité du brassard. La fixation du brassard sur le bras de l'utilisateur est réalisée par des bandes 16 du type à accrochage mécanique qui s'accrochent sur la bande adhésive 14. La pile 2 est insérée dans une poche plaquée sur la face externe du brassard. Dans les montages 6,7 et 8 on peut remplacer le circuit im- primé souple 7 par des pastilles (fig. 4) et les relier entre elles avec des cables souples eux-mêmes reliés au réseau 8 (fig.6). Le choix entre les deux types de montage se fera suivant le procédé dont la réalisation s'avère la plus simple à mettre en oeuvre industriellement. La figure 9 représente un triangle de présignalisation rou- tière de détresse lumineux utilisable par tous les conducteurs dont le véhicule est en panne et immobilisé dans un endroit dangereux. L'adjonction au triangle d'un dispositif lumineux permet d'améliorer considérablement la visualisation du danger. L'alimentation autonome du triangle représente ici un grand avantage. Le dispositif permet de cabler tous les composants représentés sur la figure 1. L'ensem- ble él.ctronique est monté dans un boitier 17 en matière plastique et étanche de forme triangulaire. Les diodes LED 1 sont montés sur un circuit imprimé rigide. La face avant du triangle est en matière plastique transparante aux endroits des LED 1 pour laisser passer la lumière émise. Le circuit imprimé rigide 18 (fig.10) permet le cablage de tous les composants représentés sur la figure 1. Ce circuit imprimé 18 peut être monté dans un boitier plastique étanche et transparent aux endroits des LED 1. Ce boitier, rendu lumineux et autonome, peut se fixer sur tous les types de machines ou véhicules (ex: remorques agricoles) pour en assurer une excellente signalisation. Sur la figure 11 est représenté un vêtement dit de sécurité (blouson ou autre) équipé sur la partie dos de dix diodes LED 1. Ces diodes seront montées sur des pastilles (fig. 4). - 7 - 2612670 Les pastilles sont collées à l'intérieur du blouson; seules les diodes LED 1 dépassent à I'extérieur du blouson. Les pastilles sont reliées entre elles, ainsi qu'au système de commande électro- nique 4 par un réseau de c.ble en nappe 21. La pile 2 et le systè- me de commanmlde 4 sont insérés dans une poche intérieure du vêtement. L'ensemble pastilles, cable et système de commande, est recouvert par la doublure du blouson. Il est possible également de répartir les diodes LED 1 de manière différente sur le blouson: par exemple cinq sur la face avant et cinq sur la face arrière. La figure 12 représente un circuit imprimé rigide 22 comportant trois zones de LED haute luminescence (24: jaunes; 25 rouges; 25 a rouges) utilisables pour la signalisation à l'arrière des véhicules. La zone eX éclaire en jaune et est pilotée par le clignotant gauche du véhicule. La zone P éclaire en rouge et est pilotée par la pédale de frein du véhicule et réalise un feu stop. La zone y éclaire en rouge et est pilotée par la commande de l'allumage des feux du véhi- cule. La figure 12 représente le système positionné à l'arrière gauche du véhicule. Le même système, mais symétriquement opposé, peut être positionné à l'arrière droit du véhicule. Les diodes LED 1 sont cablées directement sur le circuit imprimé 22 suivant un mode série - parallèle de manière à ce qu'elles s'allument toutes en même temps dans chaque zone considérée c reliée à la masse du véhicule (zéro volt). Le + 12 volts appliqué sur la borne a allume la totalité des diodes de la zone - en mode clignotant correspondant à celui du véhi- cule considéré. Le + 12 volts appliqué sur la borne b allume la totalité des diodes de la zone P lorsque l'utilisateur du véhicule actionne la pédale de frein. Le + 12 volts appliqué sur la borne o allume la totalité des diodes de la zone Y lorsque l'utilisateur du véhicule allume ses phares. Les avantages de ce dispositif sont en premier lieu la faible consommnation électrique. En effet les trois zone os, p et y, allumées ensemble absorbent au maximum une puissance de 4 W; en se- cond lieu une meilleure tenue mécanique aux vibrations comparé aux lampes à filaments utilisés actuellement; en troisième lieu une grande facilité de mise en oeuvre industrielle par insertion auto- --8-- matique des oomposants et soudures à la vague entrainant un coat de fabrication réduit; en quatrième lieu une meilleure répartition de la lumière par rapport aux lampes à filament utilisées actuellement. La figure 13 représente une bande de circuit imprimé rigide sur laquelle est cablée une grande quantité de diodes LED 26. L'allumage des diodes se fait en mode permanent ou en mode clignotant en fonc- tion du système électronique 27 choisi pour la commande. L'alimen- tation en énergie s'effectue par une source extérieure. Ce circuit imprimé est monté dans un boitier plastique et étanche, la façade supérieure étant transparente pour laisser diffuser la lumière. Ce système peut être utilisé pour le balisage de nuit des pistes d'aéroports; l'avantage de celui-ci étant d'émettre une lumière dif- férente de celles utilisées à l'intérieur et au voisinage des aéro- ports. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes d'execu- tions ci-dessus décrits et représentés pour lesquels on pourra pré- voir d'autres variantes sans pour cela sortir du code des revendica- tions annexées. J 26 1 2670 -9 REVENDICATIONS t - La présente invention se rapporte à un dispositif perfectionné de sécurité caractérisé en ce qu'il comporte la combinaison d'un en- semble électronique de signalisation, avec un support quelconque; l'en- semble électronique étant fixé en tout endroit approprié du dit support, ledit ensemble comprenant une source d'énergie basse tension, un réseau électrique d'interconnexion 8 et plusieurs complexes originaux de si- gnalisation lumineuse reliés par ledit réseau 8 à ladite source pile, les sources lumineuses à éclairement intermittent ou fixe étant consti- tuées par des diodes LED haute luminescence fixées sur un support de montage organisé de manière à renforcer le pied de diode, la solidari- sation support LED étant réalisée notamment par soudure entre les bor- nes de la diode et le circuit conducteur du support. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le système utilise des diodes LED haute luminescence (1) dont l'effi- cacité lumineuse es-t multipliée par dix en comparaison des diodes clas- siques. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le mode d'allumage des diodes est alterné par l'intermédiaire du système électronique (4) de sorte que le mouvement lumineux entraîné par ce mode d'allumage (chaque diode s'allume environ deux fois par seconde) augmente la visibilité du système et, par voie de conséquence la sécurité de l'utilisateur, une seule diode s'allumant à la fois, ce qui permet, à partir d'une alimentation 9 V. d'obtenir une autonomie supérieure à 100 heures. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ca- ractérisé par le fait que les diodes LED haute luminescence (1) ont comme support de montage une pastille (6) de circuit imprimé, ce qui permet de positionner facilement, et en tout endroit approprié d'un support quelconque les sources lumineuses (1) par simple perçage des supports (11 - 15 - 19) et collage de ladite pastille (6) autour du trou du support. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ca- ractérisé par le fait que les modes de fixation des diodes LED haute luminescence (1) sur pastilles (6) ou circuit imprimé rigide, ou cir- cuit imprimé souple positionnent celles-ci de façon que leur base est appliquée étroitement sur les- supports considérés (pastille ou circuit intégré), ce mode de fixation original procure au pied de la diode LED une solidité exeptionnelle. - 10 - 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ca- ractérisé par le fait que le mode de fixation des diodes limite la longueur des pattes de celles-ci à 2 mm maximum, ce qui permet l'uti- lisation du dispositif sur supports souples sans ajout de poids nota- ble et sans surépaisseur significative apportée aux supports. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ca- ractérisé en ce que la fixation des diodes LED (1) haute luminescence est réalisée directement sur circuit imprimé (18) qui intègre l'ensem- ble du système électronique (4) et lumineux sans utilisation de cabla- ge type cablage en nappe.