СВЕТИЛЬНИК

Светильник
Настоящая полезная модель относится к области освещения, а именно к осветительным устройствам, предназначенным для неподвижной установки, и может найти применение при производстве светильников, используемых как для освещения внутренних помещений, так и для наружного освещения.
Известен светильник, предназначенный для освещения внутренних помещений различного назначения (Патент РФ № 108117 «Светильник светодиодный сетевой общего назначения», МПК F 21S 8/00, от 27.12.2010, опубл. 10.09.2011). Светильник представляет собой печатную плату с металлическим основанием, на которой установлены светодиоды, и средство подключения к электрической сети.
Недостатком известной конструкции устройства является низкая надежность работы, обусловленная высокой вероятностью вывода из строя вследствие возможности свободного доступа посторонних лиц к светодиодам и печатной плате.
Известен светильник, используемый преимущественно для освещения закрытых помещений (Патент РФ № 98529 «Светильник», МПК F 21S 4/00, от 21.05.2010, опубл. 20.10.2010). Этот светильник содержит плафон и печатную плату со светодиодами, установленную внутри плафона. Плафон имеет отверстия для естественной вентиляции и, по меньшей мере, с двух сторон отверстия под крепежные элементы для установки светильника на опорную поверхность (стену, потолок). Светильник снабжен датчиком движения с возможностью управления цепью питания светодиодов и датчиком освещенности с возможностью управления датчиком движения.
Недостатком указанного аналога является относительно низкая надежность работы, обусловленная возможностью свободного доступа посторонних лиц к элементам крепежа и, как следствие, его несанкционированного демонтажа и вывода из строя.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является светильник, предназначенный для освещения объектов инфраструктуры жилищно-коммунального хозяйства (Патент РФ № 91136 «Светильник ЖКХ», МПК F 21S 4/00, от 07.09.2009, опубл. 27.01.2010). Светильник содержит теплопроводящее основание и ударопрочный оптически-прозрачный плафон, соединенный с основанием путем склеивания или с помощью винтов. Внутри плафона установлен диффузный рассеиватель. На основании путем склеивания или с помощью заклепок закреплена печатная плата, на которой размещены светодиоды с цепью их питания, датчики движения и освещенности, выполненные с возможностью управления цепью питания светодиодов. По периферийной части плафона выполнены ниши с отверстиями под стандартные крепежные элементы (болты, винты), предназначенные для установки на опорную поверхность (стену, потолок).
Известный светильник работает следующим образом. Заводом-изготовителем задаются параметры работы светильника, а именно дальность срабатывания датчика движения и уровень освещенности в зависимости от окружающего естественного освещения, определяющий яркость свечения светодиодов. Светильник устанавливается на опорную поверхность и подключается к стационарной электрической сети. При появлении человека в зоне светильника датчик движения подает питание светодиодам, которые загораются с мощностью, соответствующей заданному уровню освещенности, и излучают свет в течение всего времени движения в зоне светильника. При отсутствии движения в заданной зоне светильника датчик движения выключает питание светодиодов.
Известное техническое решение, выбранное в качестве прототипа, обладает относительно низкой надежностью. Это обусловлено возможностью свободного доступа посторонних лиц к крепежным элементам, фиксирующим светильник на опорной поверхности, и возможностью съема указанных элементов посредством стандартных (типовых) инструментов или с помощью приспособлений вандальной направленности (отмычек, монтировок, кусачек и т.п.), что значимо увеличивает риск несанкционированного демонтажа и вывода из строя светильника.
Конструктивные особенности известного светильника предусматривают наличие (в рабочем состоянии) фиксации двух видов: попарного соединения элементов светильника (плафона с основанием и печатной платы с основанием), осуществляемого путем склеивания, спаивания или с помощью крепежных элементов (винтов, заклепок), и крепления светильника к опорной поверхности с использованием не менее двух дополнительных крепежных элементов, что приводит к усложнению конструкции светильника, в том числе за счет увеличения количества крепежных элементов, необходимых для его функционирования, а также затрудняет монтаж светильника, соответственно повышая его стоимость.
Кроме того, заданные заводом-изготовителем параметры работы светильника неизменны, что повышают возможность выхода из строя светильника в результате перегрева светодиодов (когда в его зоне в течение длительного времени наблюдается движение), а также в результате аварийных ситуаций в стационарных сетях электропитания.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности светильника и упрощение его конструкции.
Технический результат заключается в минимизации риска выхода из строя вследствие несанкционированного демонтажа за счет ограничения доступа посторонних лиц к крепежным элементам и повышения надежности фиксации элементов светильника между собой с одновременным уменьшением количества крепежных элементов, необходимых и достаточных для функционирования светильника.
Дополнительным техническим результатом является снижение риска выхода из строя вследствие нарушения режима электропитания и температурного режима за счет возможности контролирования и оперативного регулирования параметров работы светильника.
Технический результат достигается тем, что в известном светильнике, содержащем основание из теплопроводящего материала, плафон, имеющий сквозные отверстия под крепежный элемент и соединенный с основанием светильника, диффузный рассеиватель, печатную плату, расположенную во внутренней полости светильника и соединенную с основанием, светодиоды с цепью их питания, размещенные на печатной плате, датчик движения и датчик освещенности, установленные на печатной плате с возможностью управления цепью питания светодиодов, и крепежный элемент, согласно полезной модели, отверстия под крепежный элемент выполнены на плафоне, на печатной плате и на основании светильника, таким образом, что они имеют общую вертикальную ось, отверстие на плафоне размещено в центральной части углубления, выполненного в центральной части плафона, плафон, печатная плата и основание соединены между собой посредством крепежного элемента, проходящего через указанные отверстия и оснащенного потайной головкой, имеющей нестандартный шлиц. Эффективным является выполнение углубления на плафоне в форме усеченного конуса, меньшее основание которого обращено во внутреннюю полость светильника, причем в центральной части указанного основания размещено отверстие для крепежного элемента, а большее основание обращено кнаружи и его диаметр составляет не более 1/3 высоты усеченного конуса. Оптимальным является выполнение в на основании светильника пазов, в которых подвижно установлена печатная плата. Эффективным также является дополнительное оснащение светильника датчиком температуры с возможностью управления цепью питания светодиодов; микро ЭВМ с возможностью управления датчиками движения, освещенности и температуры, а также цепью питания светодиодов; сенсором дистанционного управления микро ЭВМ и источником автономного питания цепи светодиодов.
Достижение заявленного технического результата обуславливается следующим. Конструктивные особенности крепежного элемента (наличие потайной головки с нестандартным шлицем) в совокупности с особенностью его размещения на плафоне (в углублении), позволяющей максимально «утопить» в плафоне указанный элемент, значимо ограничивают или (в ряде случаев) полностью исключают как возможность доступа к крепежному элементу, так и возможность его съема посторонними лицами (например, посредством отжатия крепежа с помощью рычага, путем использования стандартного типового инструментария или приспособлений вандальной направленности). Все это существенно снижает риск  несанкционированного (внепланового) демонтажа светильника и вывода его из строя, что, в свою очередь, обусловливает повышение надежности светильника. Форма выполнения углубления на плафоне (усеченный конус) и его параметры создают дополнительные препятствия для доступа посторонних лиц к крепежному элементу и для его съема, что дополнительно способствует минимизации риска несанкционированного демонтажа и вывода из строя светильника, дополнительно повышая надежность последнего.
Кроме того, предусмотренная конструкцией светильника фиксация как элементов светильника между собой (плафона, печатной платы и основания), так и светильника в целом (к опорной поверхности) посредством одного крепежного элемента (проходящего через отверстия в указанных элементах) с учетом особенности размещения отверстий под указанный крепежный элемент (в центральной части плафона при наличии общей оси), позволяет при сокращении до минимума количества необходимых и достаточных крепежных элементов исключить возможность сдвиговых смещений элементов светильника друг относительно друга, что способствует надежности фиксации. Все это обеспечивает упрощение конструкции светильника при повышении надежности его функционирования. Упрощение конструкции светильника (в частности, за счет использования одного крепежного элемента), снижает трудовые и временные затраты при его сборке и монтаже (крепление к опорной поверхности), что, в свою очередь, позволяет оперативно производить мелкий ремонт светильника, и упрощает его обслуживание.
Выполнение на основании светильника пазов, в которые установлена печатная плата, исключает необходимость использования дополнительных методов и средств (например, средств для склеивания, спаивания или дополнительных крепежных элементов) для фиксации указанной платы к основанию. Это упрощает конструкцию светильника и в совокупности с подвижностью крепления указанной платы позволяет осуществлять ее съем (например, в случае профилактического осмотра или срочного ремонта) без дополнительных трудовых и временных затрат, что также упрощает обслуживание светильника.
Дополнительный технический результат достигается за счет снабжения светильника дополнительными элементами, такими как датчик температуры с возможностью управления цепью питания светодиодов, микро ЭВМ с возможностью управления датчиками движения, освещенности и температуры, а также цепью питания светодиодов, сенсор дистанционного управления микро ЭВМ, позволяющими своевременно регулировать параметры работы светильника, а также снабжение автономным источником питания, обеспечивающим бесперебойность работы светильника в аварийных ситуациях. Все это способствует повышению надежности светильника в целом.
При анализе патентной и научно-технической литературы не обнаружено устройств аналогичного назначения, которым были бы присущи все признаки заявляемой полезной модели в их совокупности, как они отражены в формуле. Таким образом, предложенный светильник соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид светильника (вид сверху), на фиг. 2 - сечение светильника по линии АА (вид сбоку), на фиг. 3 - основание с печатной платой (вид сбоку), фиг. 4 - вариант исполнения светильника, фиг. 5 - крепежный элемент (вариант 1, вид сверху), фиг. 6 - крепежный элемент (вариант 2, вид сверху), фиг. 7 - крепежный элемент (вариант 3, вид сверху).
Светильник содержит основание 1, соединенное с плафоном 2 (фиг. 1, 2). Основание 1 выполнено из теплопроводящего материала, например из алюминиевого профиля или листа.
Плафон 2 может быть выполнен из полимера с высокими механическими характеристиками (например, поликарбонат, полистирол и т.п.) таким образом, что его продольное сечение может представлять собой  геометрическую фигуру любой формы (например, квадрат, прямоугольник, круг, многоугольник и т.п.). В центральной части плафона 2 выполнено углубление 3, например, в форме усеченного конуса, меньшее основание которого обращено внутрь плафона 2, а диаметр большего основания составляет 1/3 его высоты.
Внутри плафона 2 размещен диффузный рассеиватель 4, представляющий собой пластину, образованную из множества двояковыпуклых линз. Пластина может быть выполнена из стекла или любого оптически прозрачного полимера (например, поликарбонат, полистирол и т.п.) и закреплена на внутренней поверхности плафона 2, например, путем приклеивания. Диффузный рассеиватель 4 также может быть выполнен путем отливки за одно целое с плафоном 2.
В углублении 3 плафона 2 установлен крепежный элемент 5 (например, болт, винт) с потайной головкой, имеющей нестандартный шлиц. Нестандартный шлиц может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одного отверстия, имеющего форму поперечного сечения в виде окружности или многоугольника и форму продольного сечения (проходящего через ось отверстия) в виде многоугольника (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7).
Внутри плафона 2 установлена печатная плата 6 (фиг. 3). Крепление печатной платы 6 может быть выполнено подвижно посредством размещения платы в пазах основания 1 (фиг. 2) или неподвижно путем склеивания или спаивания. Печатная плата 6 выполнена из пластины диэлектрика, например из стеклотекстолита или любого другого изоляционного материала (например, из керамики).
На печатной плате 6 на поверхности, обращенной к плафону 2, расположены светодиоды с цепью их питания ( на фиг. не показаны) и датчик движения (на фиг. не показан), а на поверхности, обращенной к основанию 1, размещены датчик освещенности, датчик температуры (на фиг. не показаны), которые выполнены с возможностью управления цепью питания светодиодов, микро ЭВМ с возможностью управления датчиками (на фиг. не показан), сенсор дистанционного управления микро ЭВМ (на фиг. не показан), а также автономный источник питания цепи светодиодов (на фиг. не показан). Цепь питания светодиодов выполнена в виде печатных линий из слоя фольги. Датчик движения, датчик освещенности и датчик температуры могут быть выполнены оптическими, акустическими, магнитоэлектическими, микроволновыми или пьезоэлектрическими с различным радиусом действия. В качестве автономного источника питания может быть использована аккумуляторная батарея.
Светильник работает следующим образом. Определяется режим работы светильника путем регулировки настроек микро ЭВМ с пульта дистанционного управления (при его наличии) или устанавливается производителем:
- задается уровень внешней освещенности, при котором включаются или выключаются светодиоды (коэффициент естественной освещенности, при котором включаются светодиоды - менее 1 %; коэффициент естественной освещенности, при котором выключаются светодиоды - свыше 2 %);
- задается яркость свечения светодиодов в различных режимах работы светильника (основной режим - до 15000 Лм; дежурный режим - 10 % от яркости свечения при основном режиме);
- задается уровень температуры внутри плафона, при котором включаются/выключаются светодиоды или регулируется яркость свечения светодиодов (температура, при которой выключаются светодиоды - свыше 80 °C; температура, при которой включаются светодиоды - менее 70 °C; в интервале от 25 °C до 80 °C регулируется яркость свечения светодиодов);
- время работы основного режима работы (от 2 мин и более);
- задается дальность срабатывания датчика движения (от 1 до 10 м).
При подключении светильника к стационарной электрической сети по печатным линиям платы 6 к светодиодам поступает ток, в результате чего они начинают излучать свет. Излучаемый светодиодами световой поток проходит через диффузный рассеиватель 4, двояковыпуклые линзы которого диффузно рассеивают указанный поток в диапазоне 170˚, что обеспечивает максимально широкую зону освещения.
При работе светодиоды нагреваются, выделяемое ими тепло отводится через основание 1 в опорную поверхность (стену или потолок), на которой установлен светильник. В случае длительной работы светодиодов и при повышении температуры внутри плафона 2 до заданного микро ЭВМ уровня срабатывает датчик температуры, ограничивающий питание светодиодов (светодиоды выключаются или снижается яркость их свечения). По мере снижения температуры внутри плафона 2 до заданного микро ЭВМ уровня датчик температуры «снимает» ограничения питания светодиодов, в результате чего они загораются с мощностью, соответствующей режиму работы светильника в данный момент.
В процессе работы светильника при повышении освещенности окружающего пространства (например, в случае расположения светильника вне помещения - с наступлением утра) до заданного микро ЭВМ  уровня датчик освещенности ограничивает питание светодиодов (светодиоды выключаются или снижается яркость их свечения), а при снижении освещенности (например, в случае расположения светильника вне помещения - с наступлением вечера) окружающего пространства до заданного микро ЭВМ уровня датчик освещенности «снимает» ограничения питания светодиодов - они загораются с мощностью, соответствующей режиму работы светильника в данный момент.
В случае если питание светодиодов отключено (датчиком освещенности или по истечении времени работы), а в прилежащей к нему зоне возникло движение (например, в помещение вошел человек), датчик движения подает питание светодиодам, которые загораются с мощностью, соответствующей режиму работы светильника в данный момент.
При отсутствии напряжения в стационарной электрической сети питание светодиодам подается автономным источником, что позволяет использовать светильник как источник аварийного освещения.
В случае необходимости проведения мелкого ремонта светильника, его демонтаж осуществляют уполномоченные лица с использованием специального инструмента для отвинчивания крепежного элемента 5 с нестандартным шлицем.
Таким образом, заявленные особенности выполнения светильника обуславливают его надежность и простоту конструкции.