Brevet FR2283571A1 — publié le 19760326

La présente invention concerne un appareil de commande de puissance et/ou de réception d'informations destiné à actionner une utilisation ou à en recevoir des informations. Les techniques modernes de télécommsnications permettent d'utiliser une ligne à courant faible pour commander à distance des appareils divers, à condition de disposer d'une source de puissance appropriée à proximité immédiate des appareils à alimenter. De mime, le retour des informations diverses en provenance du poste télécommandé ne présente pas de difficultés particulières en dehors des problèmes de sécurité. Par contre, quand les appareils sont situés dans un lieu isolé, et sans source d'énergie, on est conduit, soit à utiliser une ligne de forte section, soit à travailler sous tension élevée pour assurer l'alimentation de puissance. Le codage des ordres de commande demeure possible, ainsi que le retour des informations, mais demande la mise en oeuvre d'équipements beaucoup plus complexes. A la limite, le système peut nécessiter deux lignes séparées. La présente invention permet de résoudre ces problèmes tout en employant une ligne de transmission de faible section. Elle a pour objet un appareil de commande de puissance et/ou de reception d'informations comportant un poste de commande et/ou de réception d'informations, situé à proximité d'une source dv énergie, une ligne de transmission d'énergie reliée d'un côté audit poste et de l'autre côté à une source de puissance pouvant fournir à une utilisation, des puissances élevées pendant des temps relativement brefs caractérisé par le fait que la source de puissance est constituée par une batterie d'accumulateurs et que la ligne de transmission est utilisée seulement pour transmettre le courant de charge de la batterie d'accumulateurs et les signaux de commande et/ou d'information. Les accumulateurs, et en particulier les modeles étanches cadmiumnickel, et les circuits décrits dans la suite du texte permettent de résoudre ce genre de probleme avec une seule ligne à courant faible, quand les puissances mises en jeu sont au plus de quelques B1 et les manoeuvres relativement peu fréquentes. On citera à titre d'exemples - Manoeuvres de vannes pour les transports de fluides ou de gaz. - Manoeuvres de sectionneurs et disjoncteurs haute et très haute tensions. - Ouverture et fermeture de portes pour clôtures de grands espaces. Ces dispositifs sont également aptes à assurer avantageusement des fonctions desécurité à distance : - Détections d'incendie, d'inondation. - Détections de défauts ou dangers divers. - Détections de pénétration d'intrus dans un périmètre à protéger. Selon une réalisation préférée de l'invention, le chargeur de la batterie est incorporé audit poste. L'énergie de transmission des signaux de commande étant faible, on prévoit avantageusement une batterie de faible capacité au poste de commande et/ou de réception d'informations pour suppléer à une défaillance de la source d énergie normale, qui est par exemple le réseau, en vue de l'envoi des signaux. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre de deux exemples d'application, en regard du dessin annexé dans lequel - La figure 1 représente le schéma électrique de la commande à distance, selon l'invention, d'un moteur à deux sens de marche, avant et arrière, - la figure 2 représente le schéma électrique d'un circuit selon l'invention envoyant des informations de position à un poste de surveillance. Sur la figure I on a représenté sur la partie gauche de la figure le poste de commande relié par les lignes 7 et 8 à la partie droite de la figure qui représente la batterie, l'utilisation et les circuits de réception des signaux. Une source d'énergie alternative de grande puissance, par exemple le réseaux est représentée en 1 dans le poste de commande. Elle alimente un transformateur 2 dont le secondaire est connecté à un pont de redresseurs 3. Un contacteur 4-5 comporte deux positions. Lorsque les contacts sont en 4, la batterie 6 reçoit le courant de charge par les lignes 7 et 8 (l'une des deux lignes, par exemple la ligne 8, négative pouvant être remplacée par des mises à la terre). Bien entendu, des dispositifs de régulation connus peuvent être disposés dans le circuit de charge, mais ils n'ont pas été représentés, en dehors de la résistance 9 située sur le circuit de charge de la batterie 6, avant -les lignes 7. Lorsque les contacts sont en 5, ce sont les circuits de commande qui sont alimentés. On voit que pour la transmission des commandes la polarité des lignes 7 et 8 est inversée. En effet la ligne 45 joint le pâle positif du pont de redresseurs 3 à la ligne 8 à travers les contacts 5 alors que ce même pôle positif est relié à la ligne 7 à travers les contacts 4. Ceci permet, grâce à la diode 17 située entre la batterie et la ligne 7 d'empêcher le courant de commande de passer dans la batterie 6. Le circuit de commande se compose des deux.boutons-poussoirs 10 et 11 qui correspondent à des mouvements inverses du moteur respectivement arrière et avant.Le mouvement par lequel on pousse le bouton-poussoir 10 ferme le circuit en 10a et ouvre le verrouillage de sécurité lob. De même en poussant le bouton II, le contact lla se ferme et le verrou de sécurité 11b s'ouvre. Si l'opérateur pousse le bouton-poussoir 11, le courant venant du pont de redresseurs 3 sera transmis directement à la ligne 8 du côté positif par le conducteur 45, mais du côtS négatif passera par les résistances 12 et 13 et la diode Zéner 14. Les diodes Zéner 14 et 15 en complétant le circuit constituent une source de tension constante. On voit que la tension transmise sera celle de la diode Zéner 15. Le condensateur 16 relié à la ligne 8 et au point commun des résistances 12 et 13 sert à filtrer le courant fourni aux diodes Zéner 14 et 15. Si au contraire c'est sur le bouton-poussoir 10 qu'appuie ltoperateur, le courant devra passer par 12 et 13 pour atteindre la ligne 7. Il en résulte que la tension transmise sera celle des diodes Zéner 14 et 15, c'est-à-dire double de celle qui est transmise par le bouton-poussoir 11. Dans la partie droite de la figure, deux contacteurs dont les contacts 34 et 35 sont situés entre la batterie 6 et le moteur à commander 40 et commandent la marche du moteur respectivement en avant et en arrière (les verrouillages élec- triques et mécaniques de sécurité, le dispositif de démarrage et les contacts de fin de course connus n'ont pas été représentés). Le contacteur 34 est commandé par le transistor 32 dont la jonction émetteur collecteur est en série avec son enroulement 36 et le contacteur 35 est commandé par le transistor 33 en série avec son enroulement 37 aux bornes de la batterie. Ces transistors 32 et'33 (représentés avec leurs résistances annexes 39 et 42) sont polarisés respectivement par les amplificateurs opérationnels 30 et 31, à travers les résistances 41 et 43. Les entrées positives de ces deux amplificateurs opérationnels sont connectées toutes deux au point commun des résistances 27 et 25 du diviseur de tension invariable 27-25 aux bornes de la batterie. Leurs entrées négatives sont connectées respectivement au point commun des résistances 23 et 28 du pont diviseur 23-28 et au point commun des résistances 24 et 26 du pont diviseur 24-26. En outre elles sont connectées aussi respectivement entre la résistance 19 et le condensateur 21 et entre la résistance 18 et le condensateur 22, branchés en parallèle entre les lignes 7 et 8. Quand l'opérateur actionne le bouton-poussoir Il (commandant la marche avant) la ligne est parcourue par un courant de sens inverse du sens du courant de charge, et bloqué par la diode 17. Les résistances 18 et 19 sont parcourues par le courant de commande. Le niveau de tension attaquant alors l'entrée négative de l'amplificateur 30 le fait basculer et le transistor 32 étant polarisé, le contact 34 s'enclenche. Le moteur 40 est actionné en marche avant. Ce niveau de tension est insuffisant pour agir sur l'amplificateur 31. Si l'opérateur actionne le bouton-poussoir 10, comme il a été dit plus haut, le niveau de tension est doublé, et cette fois il est suffisant pour faire basculer l'amplificateur 31. On a choisi la constante de temps de 19-21 beaucoup plus faible que celle de 18-22-, de sorte que l'amplificateur 31 bascule le premier, et, par la résistance 29 et la diode 44 empêche le basculement de l'amplificateur 30. Le transistor 33 est donc polarisé et le contact 35 s'enclenche, comandant le fonctionnement en marche arrière du moteur 40. Pour éviter un enclenchement momentané du contact 34 après la retombée de 35, un contact 38, commandé par l'enroulement 37 décharge le condensateur 21 dans a résistance 20. Cet exemple représente une possibilité de commande double mais il est évident que la ligne pourrait être utilisée pour la transmission d'ordres de manoeuvres codés qui permettraient, avec des circuits intégrés MOS par exemple, une diversité de commandes beaucoup plus étendue. En utilisant une petite batterie d'accumulateurs en lieu et place du condensateur 16, il est possible de commander le moteur en l'absence du réseau alternatif. Quelques chiffres permettront de se rendre compte de l'davantage du dispositif selon l'invention. Prenons l'exemple d'un moteur consommant 800 watts pendant 10 secondes, à une distance de 1 km. Si l'on utilisait le réseau 1 comme source de puissance pour le moteur 40, l'alimentation en alternatif 220 V nécessiterait environ 4 A. Si lton accepte une chute de tension de 20 %, la résistance de ligne sera au maximum de 10 ohms. Il sera nécessaire d'utiliser du fil de cuivre de 2 mm de diamètre, soit un poids total de cuivre de l'ordre de 50 à 55 kg. En utilisant pour la commande du moteur 40 une batterie de 20 accumulateurs cadmium-nickel étanches disposée près dudit moteur, la ligne assurant la charge de la batterie, la transmission des ordres et les informations en retour pourra être beaucoup plus résistante. En effet, cette ligne peut être utilisée comme résistance de stabilisation de la charge permanente de la batterie. Dans notre exemple, une résistance de ligne de l'ordre de 200 ohms permet d'assurer la fourniture d'un courant de charge de 0,2 A, largement suffisant pour la batterie, à partir d'une tension redressée de 65 à 70 V. Dans ces conditions, on peut effectuer une centaine de manoeuvres par période de 24 h. Le diamètre du fil pourra être ramené à 0,45 mm et le poids de cuivre sera réduit de 95 %. La figure 2 illustre un dispositif permettant le retour de deux informations correspondant par exemple à deux positions différentes d'un appareil (porte ouverte ou fermée par exemple). Comme sur la figure 2, la partie gauche de la figure représente le poste voisin de la source d'énergie, qui est par exemple le réseau, mais au lieu de constituer un poste de commande, ce poste sert à la réception des informations envoyées par les lignes 107 et 108 et en provenance de l'utilisation 140 située dans la partie droite de la figure. La batterie 106 constituant la source de puissance nécessaire au fonctionnement des commandes de signaux et éventuellement à l'utilisation est située dans le voisinage de ladite utilisation. Du côté du poste de réception des informations, 101 désigne la source d'énergie alternative qui peut être le réseau et alimente le transformateur 102 et le pont de redresseurs 103. Un amplificateur 104 contrôle la valeur du courant de charge de la batterie de la façon suivante : une résistance de très faible valeur 105 est parcourue par le courant de charge de la batterie 106, passant par la ligne 108. La diode Zéner 111 connectée aux bornes du pont de redresseurs 103 en série avec les résistances 112 et 141 constitue une source de courant constant alimentant cet amplificateur ; le condensateur 142 connecté entre le point commun aux résistances 141 et 112 et le pôle négatif de la diode Zéner 111 sert à filtrer le courant redressé fourni à cette diode.Aux bornes de cette source se trouve le diviseur composé des résistances 125 ét 128 et du potentiomètre 126. Une des entrées de l'amplificateur est reliée au potentiomètre 126. L'autre entrée est reliée au point cor ut des résistances 123 et 124 qui forment avec la résistance 105 un diviseur situé aux bornes de la diode Zéner 111. L'amplificateur 104 comporte une contre réaction représentée par les résistances 129 et 131 et le condensateur 130, et sa sortie est à un potentiel UZ/2 lorsque la resistance 105 est parcourue par un courant normal de charge de la batterie 106. Dans ce cas les transistors 109 et 110 dont les bases sont reliées à ladite sortie à travers la diode Zéner 118 et la résistance 120 pour le transistor 109, et la diode Zéner 127 et la résistance 119 pour le transistor 110, sont bloqués.Il ne passe donc aucun courant dans les enroulements 114 et 113 des relais 116 et 115, qui sont respectivement en série avec les jonctions émetteur-collecteur des transistors 110 et 109 aux bornes de la diode Zéner 111. Les résistances 122 et 121 sont des résistances annexes assurant le fonctionnement des transistors 109et 110 respectivement. La plage de variation normale du courant de charge est sans effet sur les transistors 109 et 110 grâce aux seuils des diodes Zéner 118 et 127. Dans la partie droite de la figure on a représenté deux contacts 134 et 135 correspondant à deux positions différentes (ou états différents) de l'utilisation 140. Le contact 134 se trouve sur le circuit de charge de la batterie et le contact 135 se trouve sur un circuit en parallèle avec la batterie comprenant une résistance 133 de résistance faible par rapport à celle de la batterie et une diode antiretour 132 qui sert à empêcher le passage d'un courant inverse, par exemple dû à ltenvoi des signaux de co "ande décrit dans le circuit de la figure 1. Une diode 117 empêche que le courant de la batterie passe dans la résistance 133. Dans une des positions (ou états) de l'utilisation 140, le contacteur 134 est ouvert. Le courant de charge est interrospu. L'amplificateur 104 bascule par suite de la disparition du courant de charge dans la résistance 105 et polarise le transistor 109 qui devient passant et excite le relais 115. Ce relais 115 correspond à un signal non représenté, optique ou acoustique par exemple. Dans l'autre position (ou état) signalée de l'utilisation 140, le contacteur 135 se ferme. Il en résulte un appel de courant dans les lignes 107 et 108, qui est détecté dans la résistance 105 par l'amplificateur 104, lequel bascule et polarise le transistor 110 qui excite l'enroulement 114 du relais 116. Le signal (optique ou acoustique par exemple) commandé par ce relais se manifeste. Les contacts 134 et 135, à action momentanée, ne perturbent que pendant quelques instants la charge de la batterie 106. On pourrait transmettre, selon le même principe, en ajoutant des circuits complémentaires, des informations codées permettant un nombre de signalisations beaucoup plus grand. Ce circuit permet donc la réalisation d'un circuit de sécurité. La batterie 106 peut alimenter des circuits de détection d'incendie ou d'intrusion et le contact alarme peut regrouper les contacts 134 et 135. On constate immédiatement qu'un défaut, une malveillance ou un incident sur la ligne provoquent immanquablement le fonctionnement de l'alarme. Un tel système est parfaitement adapte pour protéger une maison isolée et fréquemment inoccupée, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une batterie d'accumulateurs de forte capacité pour alimenter les dispositifs de détection pendant plusieurs centaines d'-ures. Il suffit d'utiliser une capacité juste suffisante pour les circuits de détection. Dans ce cas, le poste de départ, situé dans un lieu occupé en permanence comportera une batterie d'accumulateurs permettant d'assurer en absence secteur le passage du courant de charge et de protection dans la ligne. Les schémas 1 et 2 permettent de combiner les circuits de commande de sécurité et de signalisation selon les besoins de l'utilisateur. REVENDICATIONS 1/ Appareil de commande de puissance et/ou de réception d'informations comportant un poste de commande et/ou de réception d'informations, situé à proximité d'une source d'énergie, une ligne de transmission d'énergie reliée d'un côté audit poste et de l'autre côté à une source de puissance pouvant fournir à une utilisation, des puissances élevées pendant des temps relativement brefs caractérisé par le fait que la source de puissance est constituée par une batterie d'accumulateurs et que la ligne de transmission est utilisée seulement pour transmettre le courant de charge de la batterie d'accumulateurs et les signaux de commande et/ou d'information. 2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chargeur de la batterie est incorporé audit poste. 3/ Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit poste comporte en outre une batterie d'accumulateursde faible capacité servant à fournir l'énergie nécessaire à la transmission des signaux de commande, en cas de défaillance de ladite source énergie