IT202300000654U1

IT202300000654U1 - DEVICE WEARABLE ON THE FINGER OF ONE HAND EQUIPPED WITH ELECTRONICS FOR COMMUNICATION, SIGNALING AND IDENTIFICATION.

Info

Publication number: IT202300000654U1
Application number: IT202023000000654U
Authority: IT
Inventors: Angelo Casillo
Original assignee: Mian S R L
Priority date: 2023-02-23
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2024-08-23

Description

Domanda di brevetto per Modello di Utilit? Industriale dal titolo: Patent application for an Industrial Utility Model entitled:

Dispositivo indossabile al dito di una mano provvisto di elettronica di comunicazione, segnalazione, identificazione . Device worn on the finger of one hand equipped with electronics for communication, signalling and identification.

Descrizione Description

Oggetto della presente invenzione ? un dispositivo indossarle, conformato ad anello, da portare al dito di una mano e provvisto di elettronica di comunicazione, segnalazione ed identificativa. The object of the present invention is a wearable device, shaped like a ring, to be worn on the finger of one hand and equipped with communication, signalling and identification electronics.

Si conosce il brevetto US 2015/0349556 in cui un dispositivo di comunicazione mobile comprendente un anello e un gruppo di segnalazione. Il gruppo di segnalazione pu? essere configurato per fornire stimoli sensoriali come una luce LED lampeggiante e una vibrazione. Questi stimoli possono variare a seconda del segnale ricevuto da un dispositivo di comunicazione remoto o da gesti compiuti da un utente o da informazioni memorizzate nel dispositivo di comunicazione mobile. US Patent 2015/0349556 is known wherein a mobile communication device comprising a ring and a signaling assembly. The signaling assembly may be configured to provide sensory stimuli such as a flashing LED light and vibration. These stimuli may vary depending on the signal received from a remote communication device or gestures performed by a user or information stored in the mobile communication device.

Il brevetto US2017/0180921 descrive un dispositivo elettronico portatile a basso consumo energetico. Il dispositivo comprende un anello con un sensore di campo magnetico e facoltativamente un gruppo di segnalazione che ? configurato per generare stimoli. Il dispositivo pu? essere utilizzato per coliegare negozi fisici con piattaforme di ecommerce. US2017/0180921 describes a portable, low-power electronic device. The device includes a ring with a magnetic field sensor and optionally a signaling assembly that is configured to generate stimuli. The device can be used to connect physical stores with e-commerce platforms.

Il brevetto WO 2017/018908 riguarda un metodo di segnalazione in caso di minaccia alla sicurezza personale consiste nellutilizzare un programma applicativo di un mezzo di comunicazione computerizzato mobile dell'utente al fine di programmare un processore in anello di segnaletica che pu? essere indossato su un dito de?l'utente, dotato di una unit? di trasmissione di un segnale, quando viene premuto un pulsante su detto anello di segnaletica, in caso di segni di una minaccia alla sicurezza personale; il segnale viene trasmesso ad un mezzo di comunicazione computerizzato mobile posto in un luogo accessibile da remoto, con la funzione di garantire la sicurezza dell'utente. Per attivare l'unit? di elaborazione e trasmissione del segnale al fine di generare un segnale , il pulsante sull'anello di segnaletica viene mantenuto in uno stato premuto per un numero di secondi, su cui il processore genera un segnale e lo trasmette all'unit? di trasmissione del segnale. Patent WO 2017/018908 concerns a method of signaling in case of a threat to personal safety consisting of using an application program of a mobile computerized communication means of the user in order to program a processor in a signal ring that can be worn on a finger of the user, equipped with a signal transmission unit, when a button on said signal ring is pressed, in case of signs of a threat to personal safety; the signal is transmitted to a mobile computerized communication means located in a remotely accessible location, with the function of ensuring the safety of the user. To activate the signal processing and transmission unit in order to generate a signal, the button on the signal ring is kept in a pressed state for a number of seconds, upon which the processor generates a signal and transmits it to the signal transmission unit.

Il brevetto WO2018/080339 descrive un sistema di segnalazione in caso di minaccia alla sicurezza personale dotato di un mezzo di comunicazione che pu? essere programmato con una applicazione mobile. Detto mezzo ? configurato in forma di anello di segnalamento indossato da un utente, ed ? dotato di una unit? di trasmissione di un segnale per la sicurezza personale ad una struttura di aiuto centralizzata remota, atta a ricevere, in modalit? wireless, i segnali che portano dati relativi alle coordinate della sorgente del segnale dell? utente, ed ? dotata di una mappa interattiva della localit? per visualizzare visivamente le coordinate di localizzazione della sorgente di segnale. Patent WO2018/080339 describes a personal safety threat warning system equipped with a means of communication that can be programmed with a mobile application. Said means is configured in the form of a signal ring worn by a user, and is equipped with a unit for transmitting a personal safety signal to a remote centralized help structure, capable of receiving, in wireless mode, signals carrying data relating to the coordinates of the user's signal source, and is equipped with an interactive location map for visually displaying the location coordinates of the signal source.

Il brevetto WO2018/190748 descrive un sistema per avvisare una minaccia alla sicurezza personale. Detto sistema comprende una struttura di aiuto centralizzato atta a ricevere segnali da mezzi di comunicazione computerizzata che sono indossati dagli utenti e sono, a loro volta, dotati di una unit? di trasmissione senza fili di un segnale. La struttura di comunicazione centralizzata ? inoltre dotata di una unit? di controllo di un velivolo a pilotaggio remoto dotato di mezzi di videoregistrazione dell?ambiente, ed ? in grado di trasmettere dati relativi alla geolocalizzazione della sorgente di segnale e di dirigere detto velivolo nella zona in cui si trova la sorgente di segnale di allerta. Il sistema rivendicato ? diretto verso la realizzazione di un efficace ausilio medico in modo tempestivo in caso di minaccia alla salute. Patent WO2018/190748 describes a system for warning of a threat to personal safety. Said system comprises a centralized aid structure adapted to receive signals from computerized communication means that are worn by users and are, in turn, equipped with a wireless signal transmission unit. The centralized communication structure is also equipped with a control unit of a remotely piloted aircraft equipped with means of video recording of the environment, and is able to transmit data relating to the geolocalization of the signal source and to direct said aircraft to the area where the warning signal source is located. The claimed system is aimed at the realization of an effective medical aid in a timely manner in the event of a threat to health.

Come ci insegna lo stato della tecnica, quindi, l?idea di realizzare un dispositivo indossabile di comunicazione e segnalazione ai fini della sicurezza personale ? ben noto. Ma le capacit? tecniche di realizzazione si evolvono nei tempo, non sono le stesse. As the state of the art teaches us, therefore, the idea of creating a wearable communication and signaling device for personal safety is well known. But the technical capabilities of realization evolve over time, they are not the same.

Questo tipo di dispositivo deve soddisfare molteplici esigenze essendo indossabile ad un dito, non intralciare la funzione della mano, quindi deve avere dimensioni contenute e simili ad un anello classico , in modo che non sia identificata a priori la sua funzione. This type of device must satisfy multiple needs by being wearable on a finger, not hindering the function of the hand, therefore it must have small dimensions and similar to a classic ring, so that its function is not identified a priori.

Inoltre tali dispositivi elettronici devono essere robusti, capaci di sostenere sollecitazioni da urto e capaci di trasmettere (e ricevere) in qualsiasi ambiente e avere anche una durata quanto pi? lunga possibile ed essere ricaricabili. E non di meno, non devono essere costosi. Furthermore, such electronic devices must be robust, capable of withstanding shock stresses and capable of transmitting (and receiving) in any environment and also have the longest possible lifespan and be rechargeable. And last but not least, they must not be expensive.

Le realizzazioni della tecnica nota non soddisfano pienamente tutti questi requisiti. Embodiments of the prior art do not fully satisfy all of these requirements.

Quindi il presente trovato ha come scopo principale di migliorare le prestazioni tecniche e funzionali delle precedenti realizzazioni con il realizzare l?elettronica utile per poter essere integrata all'interno dell'anello con il giusto compromesso tra la necessaria ergonomia d uso dell anello e gli ingombri della componentista elettronica, necessaria ad implementare le funzionalit? richieste. Therefore, the present invention has as its main purpose to improve the technical and functional performances of the previous embodiments by creating the electronics useful for being integrated inside the ring with the right compromise between the necessary ergonomics of use of the ring and the dimensions of the electronic components, necessary to implement the required functions.

Altro scopo de! presente trovato in accordo con i precedenti ? realizzare un circuito stampato avente una forma a croce oppure circolare, tale che possa ridurre il diametro della testa dell?anello e nel contempo ottenere lo spazio per la disposizione della batteria, del motore di vibrazione, e di due pin di ricarica, ed altri componenti elettronici. Another purpose of this invention, in accordance with the previous ones, is to create a printed circuit board having a cross or circular shape, such that it can reduce the diameter of the ring head and at the same time obtain space for the arrangement of the battery, the vibration motor, and two charging pins, and other electronic components.

Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti ? realizzare un anello avente il coperchio della testa dell?anello a forma di calotta sferica, tale che il vano superiore dell'anello possa ospitare i collegamenti tra il pulsante localizzato sul gambo dell?anello ed il PCB contenente tutta la componentista elettronica necessaria ad implementare le funzionalit? richieste dalle specifiche (feedback di vibrazione, link BLE, batteria ricaricabile, l'elettronica BLE, la. parte di ricarica, monitoraggio e protezione della batteria ed un accelerometro). Another purpose of this invention in accordance with the previous ones is to create a ring having the ring head cover in the shape of a spherical cap, such that the upper compartment of the ring can accommodate the connections between the button located on the ring stem and the PCB containing all the electronic components necessary to implement the functions required by the specifications (vibration feedback, BLE link, rechargeable battery, BLE electronics, the charging, monitoring and protection part of the battery and an accelerometer).

Altro scopo del presente trovato in accordo con i precedenti ? realizzare un anello personalizzabile, il cui utilizzo sia strettamente personale, nel senso che possa trasmettere dati sensoriali, come la pressione o il battito cardiaco, al dispositivo portatile ricevente, capace di elaborarli e presentarli, che pu? essere uno smartphone, o un computer portatile o altro dispositivo informatico dotato di scheda di trasmissione e capacit? di elaborazione. I compiti e gli scopi ed altri che saranno meglio evidenziati in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo di allarme, nelle forme di realizzazione preferite, comprendente un alloggiamento a forma di anello che viene indossato al dito dell'utente, con una batteria di alimentazione, un processore e un?unit? di trasmissione del segnale, tramite un antenna di comunicazione senza fili, ad una stazione ricevente situata all'esterno; un vibromotore per l'emissione di segnali di vibrazione, durante il tempo in cui un pulsante fisico viene tenuto premuto per avviare la generazione del segnale di allarme relativo alla minaccia per la sicurezza personale dell'utente, alla struttura di assistenza centralizzata accessibile da remoto e configurata per ricevere segnali dall'anello dell?utente e dati sulle coordinate della sorgente del segnale, essendo dotata di una mappa interattiva dell'area per visualizzare su di essa la sorgente del segnale e ricercarne le coordinate di posizione. Another purpose of the present invention in accordance with the previous ones is to create a customizable ring, the use of which is strictly personal, in the sense that it can transmit sensory data, such as blood pressure or heart rate, to the portable receiving device, capable of processing and presenting them, which can be a smartphone, or a portable computer or other computing device equipped with a transmission card and processing capacity. The tasks and purposes and others that will be better highlighted later, are achieved by an alarm device, in the preferred embodiments, comprising a ring-shaped housing that is worn on the user's finger, with a power battery, a processor and a signal transmission unit, via a wireless communication antenna, to a receiving station located outside; a vibrator for emitting vibration signals, during the time a physical button is held down to initiate the generation of the alarm signal regarding the threat to the user's personal safety, to the centralized assistance facility accessible remotely and configured to receive signals from the user's ring and data on the coordinates of the signal source, being equipped with an interactive map of the area to display the signal source on it and search for its location coordinates.

Il dispositivo di allarme suddetto pu? effettuare la trasmissione del segnale in modalit? wireless anche verso uno /pi? utenti terzi, provvisti di mezzi informatici di comunicazione con la funzione di ricezione dei segnali dall'unit? di trasmissione del segnale dell'anello, e di un'applicazione software sul dispositivo personale connesso, che fornisce elaborazione e presentazione dei segnali ricevuti nonch? chat dai vivo tra gli utenti di questi mezzi informatici, nonch? la funzione di trasmettere un messaggio sulla ricezione di un avviso che segnala una minaccia alla sicurezza personale ad un sistema di assistenza centralizzato di ricezione dei segnali o chiamate telefoniche degli utenti, dotato di una mappa interattiva dell'area per la visualizzazione di indicatori corrispondenti alle coordinate della posizione degli utenti. The above-mentioned alarm device can also perform wireless signal transmission to one or more third-party users, equipped with computer means of communication with the function of receiving signals from the ring signal transmission unit, and a software application on the connected personal device, which provides processing and presentation of the received signals as well as live chat between users of these computer means, as well as the function of transmitting a message about the receipt of an alert signaling a threat to personal safety to a centralized assistance system for receiving signals or telephone calls of users, equipped with an interactive map of the area for displaying indicators corresponding to the coordinates of the location of users.

I compiti , gli scopi ed altre caratteristiche nonch? vantaggi risulteranno evidenti dalla seguente descrizione e dagli acclusi disegni forniti a solo scopo indicativo e non limitativo in cui: The tasks, purposes and other features as well as advantages will be evident from the following description and the enclosed drawings provided for indicative and non-limiting purposes only, in which:

La fig.1, mostra una vista tridimensionale ed in una forma preferita, il dispositivo ad anello. La fig. 2, mostra una vista bimensionale esplosa, in una forma preferita, il dispositivo ad anello con i vari componenti interni ed esterni. Fig. 1 shows a three-dimensional view and in a preferred form, the ring device. Fig. 2 shows an exploded two-dimensional view, in a preferred form, the ring device with the various internal and external components.

La fig. 3, mostra una vista tridimensionale esplosa, in una forma preferita, il dispositivo ad anello con i vari componenti interni ed esterni. Fig. 3, shows an exploded three-dimensional view, in a preferred form, of the ring device with the various internal and external components.

La fig. 4, mostra una vista in pianta, dal basso, del dispositivo ad anello a mostrare i pin probe di ricarica. Fig. 4 shows a bottom plan view of the ring device showing the charging probe pins.

La fig.5, mostra in una vista tridimensionale atta a mostrare l?integrazione del pulsante nei gambo dell' anello. Fig.5 shows a three-dimensional view to demonstrate the integration of the button into the ring stem.

Le fig. 6 e 7, mostrano in una vista tridimensionale, rispettivamente dal basso e dall?alto, la componentistica elettronica. Figs. 6 and 7 show a three-dimensional view, from below and from above respectively, of the electronic components.

Le fig. 8 e 9, mostrano, rispettivamente, il tipo di connessione della cella con fili o con pi tabs. Fig. 8 and 9 show, respectively, the type of connection of the cell with wires or with multiple tabs.

Le fig. 10 e 11, mostrano rispettivamente la forma rettangolare con un estensione su un lato, e la forma circolare della scheda PCB. Fig. 10 and 11 show the rectangular shape with an extension on one side and the circular shape of the PCB board respectively.

Conformemente ai disegni allegati, i componenti fondamentali del dispositivo di comunicazione ed alert, oggetto del presente trovato sono: l'anello con la calotta a forma semisferica ed il gambo , la batteria ricaricabile , il motore di vibrazione , il pulsante, i pin di ricarica, la scheda PCB su cui vi ? la componentistica elettronica BLE, BlueTooth low Energy e per la gestione della batteria. In accordance with the attached drawings, the fundamental components of the communication and alert device, the object of this invention are: the ring with the semi-spherical cap and the stem, the rechargeable battery, the vibration motor, the button, the charging pins, the PCB board on which there are the BLE electronic components, BlueTooth low Energy and for battery management.

La forma preferita dell?anello (1) prevede un vano superiore (2) surmontato da una calotta superiore a forma semisferica (3), assemblata, tramite incollaggio, su un gambo (4) che ospita i collegamenti tra il pulsante (5), localizzato entro il gambo stesso, per poter essere facilmente premuto attraverso il pollice della mano, ed il PCB principale ospitato invece nel vano superiore (2) dell?anello. The preferred shape of the ring (1) features an upper compartment (2) surmounted by a semi-spherical upper cap (3), assembled, by gluing, on a stem (4) which houses the connections between the button (5), located within the stem itself, so that it can be easily pressed with the thumb of the hand, and the main PCB housed in the upper compartment (2) of the ring.

Si utilizza come pulsante, uno switch tattile, posto all'interno del gambo e connesso all'elettronica del PCB principale attraverso un cablaggio miniaturizzato. It is used as a button, a tactile switch, placed inside the stem and connected to the main PCB electronics through miniaturized wiring.

Ognuno dei componenti elettronici impiegati hanno caratteristiche tecniche differenti, e realizzano modelli diversi e preferiti del dispositivo indossabile di comunicazione ed alert ad anello. Each of the electronic components used have different technical characteristics, and create different and preferred models of the wearable ring communication and alert device.

Una prima forma di realizzazione del circuito stampato, PCB (6) utilizzato all'interno dell'anello (1) ? costituita da un rettangolo di dimensioni 18X10mm che sovrasta la batteria a bottone (7) ed il motore di vibrazione (8). A first embodiment of the printed circuit board, PCB (6) used inside the ring (1) is made up of a rectangle measuring 18X10mm which overlooks the button battery (7) and the vibration motor (8).

I componenti elettronici che sono utilizzati sul PCB sono: The electronic components that are used on the PCB are:

1. SoC BLE 1. BLE SoC

2. accelerometro 3-axis 2. 3-axis accelerometer

3. Carica batterie per batterie agli ioni di litio 3. Battery charger for lithium ion batteries

4. Circuito integrato per il monitoraggio dello stato della batteria (Fuel Gauge) 4. Integrated circuit for monitoring the battery status (Fuel Gauge)

5. Circuito di protezione contro le sovracorrenti, sovratensioni e correnti di cortocircuito nella ricarica della batteria. 5. Protection circuit against overcurrent, overvoltage and short circuit current in battery charging.

Per far si che il PCB possa ospitare tutti gli integrati necessari e l'antenna BLE, i package utilizzati sono del tipo BGA con passi di 0.4-0.5mm. To ensure that the PCB can accommodate all the necessary ICs and the BLE antenna, the packages used are of the BGA type with 0.4-0.5mm pitches.

Il SoC BLE , a cip singolo, ha dimensioni di 3x3.2x0.4mm e possiede 50 ball spaziate 0.4mm. Il SoC ha una CPU interna a 64MHz con 512kB di Flash e 64kB di RAM e l?unit? di trasmissione del segnale, un transceiver a 2.4GHz , che supporta il protocollo BlueTooth Low Energy e Mesh. The single-chip BLE SoC measures 3x3.2x0.4mm and has 50 balls spaced 0.4mm apart. The SoC has an internal 64MHz CPU with 512kB of Flash and 64kB of RAM and the signal transmission unit, a 2.4GHz transceiver, which supports the BlueTooth Low Energy and Mesh protocol.

Gli ingombri della parte elettronica al fine di ottimizzare dimensioni, prestazioni e appealing estetico esterno dell?anello, hanno una dimensione di 7mm di lato (spessore nominale di 7.0mm). The dimensions of the electronic part, in order to optimize the size, performance and external aesthetic appeal of the ring, have a side dimension of 7mm (nominal thickness of 7.0mm).

Complessivamente, il volume occupato dalla parte elettronica, comprendente batteria, motore di vibrazione, PCB con i componenti elettronici e i due pin di ricarica, ? pari a 18x10x7.0mm. Overall, the volume occupied by the electronic part, including the battery, vibration motor, PCB with the electronic components and the two charging pins, is equal to 18x10x7.0mm.

Portando all'Interno altri componenti elettronici per accrescerne le funzioni, il volume cubico sale a 10mm di lato, ed estendendo una delle altre due dimensioni del PCB oltre i 10mm, si ottiene una seconda forma di realizzazione del PCB (6A) ospitante l'elettronica. In una terza forma il PCB ? di forma circolare (8) e ha un diametro di 20mm, con il vantaggio che consente di eliminare i corner del PCB rettangolare (5) e ridurre il diametro By bringing other electronic components inside to increase its functions, the cubic volume increases to 10mm on each side, and by extending one of the other two dimensions of the PCB beyond 10mm, a second embodiment of the PCB (6A) is obtained, hosting the electronics. In a third form the PCB is circular (8) and has a diameter of 20mm, with the advantage that it allows eliminating the corners of the rectangular PCB (5) and reducing the diameter

Utilizzando un PCB di forma circolare (9) ? stato necessario il riposizionamento dei pin di ricarica (10) in maniera tale da stabilire la connessione con i pad (11) sul PCB in una zona in cui sia possibile aumentare la dimensione di tali pad. Using a circular shaped PCB (9) it was necessary to reposition the charging pins (10) in such a way as to establish the connection with the pads (11) on the PCB in an area where it is possible to increase the size of these pads.

In una quarta forma preferita, il PCB ? a forma di croce, consentendo anche in questo caso l?eliminazione dei corner de! PCB rettangolare che ne imponevano il diametro dell'anello. In a fourth preferred form, the PCB is cross-shaped, again allowing for the elimination of the corners of the rectangular PCB that dictated the diameter of the ring.

I suddetti modelli comprendono anche le varie possibilit? di realizzazione del circuito stampato (PCB) ospitante l'elettronica: ? poss?bile utilizzare pi? PCB uniti da parti flessibili, un solo PCB rigido, un solo PCB flessibile, e le varie disposizioni interne della batteria e del motore di vibrazione che sono i due componenti elettronici di maggior ingombro. The above models also include the various possibilities for creating the printed circuit board (PCB) hosting the electronics: it is possible to use multiple PCBs joined by flexible parts, a single rigid PCB, a single flexible PCB, and the various internal arrangements of the battery and the vibration motor which are the two electronic components that take up the most space.

A causa dell?elevata miniaturizzazione, la componentistica elettronica impiegata ? realizzata con un package di tipo Ball Grid Array (BGA), ovvero un package che consente un alta densit? di pin degli integrati elettronici in spazi molto ridotti. I package BGA possono avere dei passi delie "ball", localizzate sotto al componente, che variano dal mm fino ai decimi di mm (il limite inferiore attuale si attesta intorno agli 0.3mm di passo). Due to the high miniaturization, the electronic components used are made with a Ball Grid Array (BGA) type package, a package that allows a high density of pins of electronic integrated circuits in very small spaces. BGA packages can have "ball" pitches, located under the component, that vary from mm to tenths of a mm (the current lower limit is around 0.3 mm pitch).

La maggior parte dei componenti che sono utilizzati all'interno dell?anello (1) sono in package BGA con passo di 0.4mm. Componenti in BGA, con tali passi (0.4mm), richiedono l'uso di una tecnologia costruttiva dei PCB, chiamata "via in pad" per poter instradare i collegamenti delle varie ball all'esterno del perimetro del componente stesso. La tecnologia "via in pad" ? una tecnologia di realizzazione dei PCB costosa e richiede tempi di lavorazioni lunghi . L?unione della tecnologia costruttiva "via in pad" con quella rigido-flessibile costituisce quindi la massima complessit? ed il massimo costo possibile per la realizzazione di un PCB. Most of the components that are used inside the ring (1) are in BGA packages with a pitch of 0.4mm. BGA components, with such pitches (0.4mm), require the use of a PCB construction technology, called "via in pad" to be able to route the connections of the various balls outside the perimeter of the component itself. The "via in pad" technology is an expensive PCB construction technology and requires long processing times. The combination of the "via in pad" construction technology with the rigid-flexible one therefore constitutes the maximum complexity and the maximum possible cost for the construction of a PCB.

In una forma di realizzazione si ? impiegato PCB in tecnologia puramente flessibile, e si sono inseriti dei supporti rigidi sottostanti gli integrati per far in modo che una flessione del PCB non provochi il distaccamento della saldatura delle "ball?. In one embodiment, a purely flexible PCB technology was used, and rigid supports were inserted underneath the ICs to ensure that a bending of the PCB does not cause the solder joints of the "balls" to come off.

In una altra forma di realizzazione preferita, al fine di ottimizzare i costi di produzione del PCB, si ? utilizzata la tecnologia standard rigida con 4 layers, con uno spessore intorno agli 0,5 mm, misurando l?ingombro del motore di vibrazione e della batteria, fissata direttamente al PCB. In another preferred embodiment, in order to optimize the production costs of the PCB, the standard rigid technology with 4 layers was used, with a thickness of around 0.5 mm, measuring the footprint of the vibration motor and the battery, fixed directly to the PCB.

La batteria ? connessa al PCB principale non con un montaggio automatico, sia perch? non pu? essere maneggiata dalle macchine Pick&Place, sia perch? non pu? essere inserita nel forno per la saldatura, quindi necessariamente realizzata con saldatura manuale, sia che si utilizzi la connessione con pin tabs che la connessione con fili. The battery is connected to the main PCB not with an automatic assembly, both because it cannot be handled by Pick&Place machines, and because it cannot be inserted into the oven for soldering, therefore necessarily made with manual soldering, whether the connection with pin tabs or the connection with wires is used.

L'altra connessione realizzata con saldatura manuale ? quella tra il pulsante ed il PCB principale dato che il pulsante non ? localizzato sul circuito stampato . La connessione del pulsante al PCB principale avviene saldando 2 micro fili (diametro previsto 0.1- 0.2mm) oppure utilizzando un PCB rigido- flessibile sulla cui parte flessibile ci sono le connessioni per il pulsante e nella parte finale il pulsante stesso. The other connection made with manual soldering is the one between the button and the main PCB since the button is not located on the printed circuit board. The connection of the button to the main PCB is made by soldering 2 micro wires (expected diameter 0.1- 0.2mm) or by using a rigid-flexible PCB on whose flexible part there are the connections for the button and in the final part the button itself.

La ricarica della batteria dell'anello avviene mediante ricarica cablata. The ring's battery is charged via wired charging.

Per la ricarica wireless necessitano dei componenti elettronici aggiuntivi sia all'interno dell?anello sia nella base di carica e due antenne a loop (sull'anello e sulla base di ricarica) per l'accoppiamento magnetico al fine del trasferimento di potenza. I componenti elettronici aggiuntivi necessari per la ricarica wireless sono componenti costosi che farebbero aumentare i costi di produzione sia dell'anello che della base d? ricarica. Inoltre, l?integrazione dell'antenna a loop per la ricarica wireless con tutti gli altri componenti meccanici all?interno dell'anello (motore di vibrazione, batteria, PCB, cablaggi, etc.), ? difficoltoso, viste le ridotte dimensioni in gioco. Wireless charging requires additional electronics both inside the ring and the charging base, and two loop antennas (on the ring and the charging base) for magnetic coupling to transfer power. The additional electronics required for wireless charging are expensive components that would increase the manufacturing costs of both the ring and the charging base. Furthermore, integrating the wireless charging loop antenna with all the other mechanical components inside the ring (vibration motor, battery, PCB, wiring, etc.) is difficult, given the small size involved.

La ricarica cablata, utilizzando due pad esterni sull'anello che andranno in contatto con due pin sulla base di ricarica, costituisce invece la soluzione che consente di ottimizzare i costi di produzione ed eliminare possibili incognite sulla progettazione delle antenne a loop, sia sull'anello che sulla base di ricarica. Wired charging, using two external pads on the ring that will come into contact with two pins on the charging base, is instead the solution that allows you to optimize production costs and eliminate possible unknowns in the design of the loop antennas, both on the ring and on the charging base.

Un altro vantaggio nell'utilizzo della ricarica cablata con pin+pad ? quello che, in linea di principio, la base di ricarica potrebbe non contenere elettronica, ma solo un connettore USB per trasferire l'alimentazione da un PC o da una qualunque altro alimentatore con tensione di 5V, all'anello. Tale versione semplificata della base di ricarica potrebbe consentire, in una forma di realizzazione del presente trovato, l'eliminazione della batteria nella base di ricarica, e comprendere solamente un PCB con un connettore USB ed i due pin che andranno a contatto con i pad sull'anello per alimentarlo a 5V, con conseguente ottimizzazione dei costi. Another advantage of using wired charging with pin+pad is that, in principle, the charging base may not contain any electronics, but only a USB connector to transfer power from a PC or any other power supply with a voltage of 5V, to the ring. Such a simplified version of the charging base could allow, in one embodiment of the present invention, the elimination of the battery in the charging base, and comprise only a PCB with a USB connector and the two pins that will contact the pads on the ring to power it at 5V, with consequent cost optimization.

La batteria interna dell?anello costituisce un elemento chiave del dispositivo, oggetto del presente trovato, poich? ne consente l'alimentazione, in tutte le sue parti, tra successive ricariche. Le batterie commerciali pi? promettenti in termini di prestazioni e di ingombri risultano essere le batterie a bottone con diametro tipico di 10mm. Tali batterie vengono spesso denotate con nomi commerciali che comprendono sempre la sigla " _ XXYY?, dove con XX viene solitamente indicato il diametro della batteria in mm, con YY si indica lo spessore: sempre in mm ed il prefisso costituisce una sigla propria del produttore. The internal battery of the ring is a key element of the device, the object of the present invention, since it allows its power supply, in all its parts, between successive recharges. The most promising commercial batteries in terms of performance and size are button batteries with a typical diameter of 10 mm. Such batteries are often denoted with commercial names that always include the acronym " _ XXYY?, where XX usually indicates the diameter of the battery in mm, YY indicates the thickness: always in mm and the prefix is an acronym specific to the manufacturer.

Le due tipologie di batterie che sono utilizzate nel dispositivo, oggetto del presente trovato, sono " _ 1040n e _ 1054" ovvero batterie a bottone con diametro di 10mm ed altezza di 4mm. o di 5.4mm. Le capacit? tipiche di queste due tipologie di batterie variano tra i 35mAh ed i 50mAh. Le dimensioni tipiche delle batterie ricaricabili, con le capacit? indicate, ne consentono l'impiego in un anello, del tipo oggetto del presente trovato. The two types of batteries that are used in the device, the subject of this invention, are " _ 1040n and _ 1054" i.e. button batteries with a diameter of 10mm and a height of 4mm or 5.4mm. The typical capacities of these two types of batteries vary between 35mAh and 50mAh. The typical dimensions of rechargeable batteries, with the indicated capacities, allow them to be used in a ring, of the type that is the subject of this invention.

Per batterie di tali dimensioni, solitamente, il produttore commercializza o la cella oppure l'intera batteria (cella+circuito di protezione). La tendenza dei produttori ? per? quella di fornire solamente la cella e demandare all'integratore la progettazione del circuito di protezione che ? specifico per ogni applicazione. Abbiamo quindi inserito il circuito di protezione della batteria sul PCB, al fine di ottimizzare il pi? possibile le dimensioni della batteria, che in questa opzione, corrispondono alle dimensioni della cella stessa. Le celle vengono fornite o gi? cablate con due fili (7a) oppure con due pin tabs (7b) ovvero due pin che ne consentono la saldatura direttamente su PCB . Le batterie utilizzate sono batterie agli ioni di litio e devono essere specificatamente ricaricate seguendo determinati profili di ricarica e monitorando costantemente la tensione di ricarica che non deve mai superare i For batteries of this size, the manufacturer usually sells either the cell or the entire battery (cell + protection circuit). However, the tendency of manufacturers is to supply only the cell and leave the design of the protection circuit to the integrator, which is specific for each application. We have therefore inserted the battery protection circuit on the PCB, in order to optimize the battery size as much as possible, which in this option corresponds to the size of the cell itself. The cells are supplied either already wired with two wires (7a) or with two pin tabs (7b), i.e. two pins that allow them to be soldered directly onto the PCB. The batteries used are lithium-ion batteries and must be specifically recharged following certain charging profiles and constantly monitoring the charging voltage which must never exceed

La Tabella 1 soprastante riassume le specifiche tecniche delle varie celle a bottone ricaricabili individuate sul mercato, utilizzabili nel presente trovato. Table 1 above summarizes the technical specifications of the various rechargeable button cells identified on the market, usable in the present invention.

La massima capacit? delle celle, con dimensioni compatibili con il volume interno dell?anello, si attesta intorno ai 45mAh (GRP1054R1) ed ? ottenibile, ovviamente, con celie di volume maggiore ovvero di diametro 10mm con altezza di 5.4mm, mentre il minimo valore di 30mAh ? collegato alla cella di diametro 9.4mm ed altezza di 40mm. Le celle selezionate hanno tutte tempi di ricarica intorno alle 3 ore (3h) utilizzando corrente di ricarica standard. Impostando invece il caricabatterie con modalit? di corrente di ricarica veloce, il tempo si accorcia fino a circa 1.1-1.8 ore. The maximum capacity of the cells, with dimensions compatible with the internal volume of the ring, is around 45mAh (GRP1054R1) and can be obtained, obviously, with cells of greater volume, i.e. with a diameter of 10mm and a height of 5.4mm, while the minimum value of 30mAh is connected to the cell with a diameter of 9.4mm and a height of 40mm. The selected cells all have charging times of around 3 hours (3h) using standard charging current. By setting the charger to fast charging current mode, the time is shortened to around 1.1-1.8 hours.

Le batterie individuate si ritengono tutte impiegabili nel progetto e per la selezione finale ? stato tenuto in conto anche gli aspetti quale reperibilit?, costo, customizzazione delle connessioni ed affidabilit?, produttore. The identified batteries are all considered usable in the project and for the final selection, aspects such as availability, cost, customization of connections and reliability, manufacturer were also taken into account.

Il motore di vibrazione (8) consente all'utente di ricevere un feedback dellavvenuta ricezione, da parte della pressione del pulsante (5) sull?anello a cui corrisponde una richiesta di aiuto. La selezione del motore di vibrazione pi? adatto per l'applicazione tiene in conto le specifiche in termini di ingombro, corrente assorbita e forza di vibrazione. I motori di vibrazione (8) che sono utilizzati nell?applicazione sono i motori di tipo Eccentric Rotating Mass (ERM) che non necessitano di circuito di pilotaggio, e possono essere alimentati direttamente da una tensione continua tipicamente di 3V o anche minore e che sono forniti essenzialmente in due differenti tipologie a seconda della forma esterna, ovvero nella versione "coin" (bottone) o "cilindrica! (cilindrica). The vibration motor (8) allows the user to receive feedback that the request has been received by pressing the button (5) on the ring corresponding to a request for help. The selection of the most suitable vibration motor for the application takes into account the specifications in terms of size, absorbed current and vibration force. The vibration motors (8) that are used in the application are Eccentric Rotating Mass (ERM) type motors that do not require a driving circuit, and can be powered directly by a DC voltage typically of 3V or even less and that are essentially supplied in two different types depending on the external shape, i.e. in the "coin" (button) or "cylindrical" (cylindrical) version.

Il motore di vibrazione ERM utilizzato nel presente trovato ? la versione a bottone, perch? consente il posizionamento del componente non direttamente sul PCB ma sul corpo dell?anello ottenendo il duplice vantaggio di lasciare spazio sul PCB per altra componentistica elettronica e di trasferire meglio la vibrazione all'utente. The ERM vibration motor used in this invention is the button version, because it allows the component to be positioned not directly on the PCB but on the body of the ring, obtaining the dual advantage of leaving space on the PCB for other electronic components and of better transferring the vibration to the user.

Specificatamente ? stato utilizzato il motore di vibrazione commerciale VCLP0820B004L che assorbe una corrente di 35mA operativa e 50mA di picco alla partenza che sono valori di corrente assorbita maggiormente compatibili con le massime correnti erogabili dalle batterie ricaricabili che possono essere utilizzate per alimentare il dispositivo senza condurre ad un invecchiamento precoce della batteria sollecitata da correnti di spunto elevate che potrebbero innalzarne la resistenza interna in tempi brevi Specifically, the commercial vibration motor VCLP0820B004L was used, which absorbs a current of 35mA operating and 50mA peak at the start, which are current absorbed values more compatible with the maximum currents that can be supplied by rechargeable batteries that can be used to power the device without leading to premature aging of the battery stressed by high starting currents that could increase its internal resistance in a short time.

Il motore di vibrazione VCLP0820B004L garantisce migliori prestazioni in termini di durabilit? e affidabilit? della batteria, ha un diametro di 8 mm e spessore di 2,1 mm ed ? di tipo a bottone ("coin") e deve essere connesso al PCB principale mediante saldatura dei due fili. Il motore ? posizionato adiacente alla batteria e sotto il PCB, incollato alla base dell'anello per realizzare una connessione stabile e duratura tra il motore stesso e la parte che deve essere portata in vibrazione ovvero l'anello stesso. The VCLP0820B004L vibration motor guarantees better performance in terms of battery life and reliability, has a diameter of 8 mm and a thickness of 2.1 mm and is of the button type ("coin") and must be connected to the main PCB by soldering the two wires. The motor is positioned adjacent to the battery and under the PCB, glued to the base of the ring to create a stable and long-lasting connection between the motor itself and the part that must be brought into vibration, i.e. the ring itself.

Al fine di effettuare la ricarica della batteria (7) interna dell'anello (1), vi ? la necessit? di stabilire una connessione elettrica tra l'esterno e l'interno dell?anello per consentire, l?alimentazione del carica batterie con una tensione continua (5V). Per realizzare tale connessione si utilizzeranno dei pin a molla prodotti dalla MillMax Manufacturing Corporation. In order to charge the battery (7) inside the ring (1), it is necessary to establish an electrical connection between the outside and the inside of the ring to allow the battery charger to be powered with a direct voltage (5V). To make this connection, spring pins produced by MillMax Manufacturing Corporation will be used.

Tali pin (10) verranno inseriti a pressione nella base dell'anello ed andranno a contatto con degli appositi pad (11) realizzati sul PCB interno in maniera tale da assicurare un contatto elettrico tra questi due pin ed i corrispettivi pad sul PCB (GND e 5V). la base (12)) di tali pin rimane esposta sulla parte esterna dell'anello e consente la connessione con altri due pin localizzati nella base di ricarica dell'anello. These pins (10) will be inserted by pressure into the base of the ring and will come into contact with special pads (11) made on the internal PCB in such a way as to ensure electrical contact between these two pins and the corresponding pads on the PCB (GND and 5V). The base (12) of these pins remains exposed on the external part of the ring and allows connection with two other pins located in the ring's charging base.

Si ? scelto il pin con lunghezza complessiva di 8mm, ma in altre versioni dell?anello pu? essere sostituito con pin di lunghezza complessive di 7.5mm e 7mm. a seconda della posizione di installazione dei pin e dell'altezza del PCB interno, rispetto alla base The pin with an overall length of 8mm was chosen, but in other versions of the ring it can be replaced with pins with an overall length of 7.5mm and 7mm. depending on the installation position of the pins and the height of the internal PCB, compared to the base

dell'anello. of the ring.

Il pulsante commerciale utilizzato, ha dimensioni di 1,4 mm compatibili per l?integrazione all?interno dell?anello , in particolare nel gambo. The commercial button used has dimensions of 1.4 mm compatible for integration inside the ring, in particular in the stem.

Il dispositivo cos? concepito consente anche altre funzioni oltre quelle gi? descritte, come la possibilit? di ricevere sul proprio cellulare, oppure inviare dati e immagini dal proprio cellulare sulla pressione, battito cardiaco, ed altri parametri vitali, per monitorare costantemente lo stato fisico personale. The device thus conceived also allows other functions in addition to those already described, such as the possibility of receiving on your cell phone, or sending data and images from your cell phone on blood pressure, heart rate, and other vital parameters, to constantly monitor your personal physical condition.

Claims

1) A device wearable on the finger of a hand equipped with communication, signaling, identification electronics comprising a ring-shaped housing that is worn on the finger of the user with a power battery, a processor and a unit for transmitting the signal via a wireless communication antenna to a receiving station located outside, a vibrator for emitting vibration signals during the time a physical button is held down to initiate the generation of the alarm signal, relating to the threat to the personal safety of the user, to the remotely accessible centralized assistance facility, configured to receive signals from the user's ring and data on the coordinates of the signal source, being equipped with an interactive map of the area to display the signal source on it and search for its location coordinates, characterized in that

the ring (1) has the upper compartment (2) with the semi-spherical cap (3), assembled, by gluing, on a stem (4) which houses the connections between the button (5), located within the stem itself, and the PCB printed circuit board, circular in shape (9), or cross-shaped, or rectangular in shape (6), which overlooks the button battery (7) and the vibration motor (8) and the two spring pins (10) inserted in the base of the compartment (2) of the ring (1), for contact with the respective two pads (11) on the PCB; and in which the SoC BLE electronic integrated circuit, the 3-axis accelerometer, the integrated circuit for monitoring the battery status, the protection circuit against overcurrents, overvoltages and short circuit currents during battery charging are assembled on the PCBs, with Ball Grid Array (BGA) type packages, with 0.4-0.5mm pitches, and the "via in pad" construction technology to be able to route the connections of the various balls outside the perimeter of the component itself.

2) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as in claim 1) characterised in that the single-chip BLE SoC has dimensions of 3x3.2x0.4mm and has 50 balls spaced 0.4mm apart, with an internal 64MHz CPU with 512kB of Flash and 64kB of RAM and the signal transmission unit, a 2.4GHz transceiver, which supports the BlueTooth Low Energy and Mesh protocol.

3) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised in that the volume occupied by the electronic part, comprising the battery, vibration motor, PCB with the electronic components and the two charging pins, is equal to 18x10x7.0mm.

4) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised in that the PCB is circular in shape (9) and has a diameter of 20mm.

5) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised in that the PCB is made using flexible technology, with rigid supports underneath the integrated circuits to prevent the soldering of the "balls" from coming loose.

6) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as in claim 1) characterised in that the PCB is made in standard rigid technology with 4 layers, with a thickness of around 0.5 mm.

7) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised in that the button (5) and the button battery (7) are connected to the PCB with manual soldering, whether the button battery uses the connection with pin tabs (7b) or the connection with wires (7a)

8) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised by the fact that to recharge the button battery (7) inside the ring with a direct voltage (5V), the spring pins (10) are used, inserted by pressure into the base (2) of the ring (1) which come into contact with the pads (11) made on the PCB, ensuring electrical contact between the two pins (10) and the corresponding pads (11) on the PCB; the base (12)) of the spring pins (10) remains exposed on the external part of the ring and allows connection with two other pins located on the external battery charger.

9) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) and (8) characterised in that depending on the installation position of the pins and the height of the internal PCB, with respect to the base of the ring, the length of the pins used varies between 8mm and 7mm.

10) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1), (8) and (9) characterised in that the button battery (7) equipped with two wires (7a) or two pin tabs (7b) which allow its connection by soldering on the PCB, has a diameter of 10mm and a height of 5.4mm, with a capacity of 45mAh, and standard charging times of around 3 hours (3h), and fast charging times of around 1.1 -1.8 hours.

11) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised by the fact that the button-shaped vibration motor (8) has a diameter of 8 mm and a thickness of 2.1 mm, and is of the Eccentric Rotating Mass (ERM) type without a driving circuit and powered directly by a direct voltage of 3V or even lower, and absorbs an operating current of 35mA and a peak of 50mA at start-up.

12) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) and (11) characterised in that the vibration motor (8) is positioned adjacent to the battery (7) and under the PCB, to which it is connected by welding two wires and glued to the base of the ring for a stable connection between the motor itself and the part that must be brought into vibration, i.e. the ring itself.

13) Wearable device equipped with communication, signalling and identification electronics as per claim 1) characterised in that the button (5) has dimensions of 1.4 mm.