Brevet FR2257176A1 — publié le 19750801

Les commutateurs pour installations lumineuses animées du type électromécaniques sont de plus en plus avantageusement remplacés par des commutateurs électroniques du type statique, de fonctionnement silencieux, ne nécessitant pas d'entretien et d'une très grande durée de vie. Le problème d'une fabrication de série est de simplifier ces derniers autant que possible tout en pouvant obtenir au choix les animations désirables avec un même circuit de base et le plus grand nombre d'éléments communs-. La présente invention a pour objet une réalisation de commutateur d'animation d'installation lumineuse, notamment pour installation à lumière courante ou à effet de défilement qui satisfait pleinement ces conditions. Essentiellement, le commutateur électronique d'animation d'in tallation lumineuse selon l'invention, comprenant des moyens d'activation périodique de voies de commande correspondant aux voies d'alimentation de l'installation à animer, est caractérisé en ce que ces moyens comprennent une horloge électronique, un dispositif à signal de sortie décalé au rythme de l'horloge sur au moins autant de voies qu'il y a de voies de commande, ces dernières incluant des relais ou portes qui, selon qu'ils sont ou non inverseurs, permettent d'obtenir un effet lumineux de type dit positif ou négatif. La présente invention a également pour objet des dispositions permettant d'obtenir sur une telle base et de façon avantageuse des séquences d'animations différentes, à changement automatique, telles que l'inversion d'un effet de défilement, un effet de scintillement ou un effet de clignotement. Plusieurs formes de réalisation de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel la figure i est un schéma électrique d'ensemble du commutateur pour une installation à défilement simple; la figure 2 est un schéma électrique partiel d'une variante permettant d'obtenir alternativement les deux sens de défilement; la figure 3 est un schéma électrique partiel d'une variante permettant d'obtenir les deux sens de défilement ainsi qu'une séquence de scintillement; la figure 4 est un diagramme de signaux de commande gouvernant le fonctionnement du commutateur de la figure 3. Le commutateur représenté comprend un transformateur d'entrée 1 dont les-bornes 2 et 3 du primaire sont destinées à être reliées au secteur et dont le secondaire abaisseur de tension est relié a un pont de diodes redresseur 4 à double alternance. Un condensateur de filtrage 5 est disposé entre les deux conducteurs 6, 7 à basse tension, qui sont reliés à une horloge électronique 8. Cette dernière attaque l'entrée d'un dispositif de comptage, ici d'un compteur binaire 9, suivi d'un décodeur binaire décimal 10.L'installation de cet exemple étant choisie à six voies ainsi qu'on le verra plus loin, le compteur 9 a un cycle de comptage répétitif qui est établi de manière connue en soi sur six impulsions d'entrée, et ses sorties correspondantes A, B, C sont reliées aux entrées A, B, C du décodeur binaire décimal 10 sur six sorties duquel apparaît ainsi successivement un signal décalé au rythme des impulsions de l'horloge 8. Chacune des six sorties précitées du décodeur est reliée à un relais amplificateur 11 dont la sortie est reliée avec interposition d'une résistance 12, à la gâchette d'un triac constituant l'interrupteur de la voie d'alimentation correspondante de l'installation. Les six triacs utilisés sont désignés par les références TRi et TR6 et les voies de commande par les flèches SI à S6, pour la clarté du dessin. Les électrodes des triacs côté gâchette sont reliées à un commun 13, lui-même relié par un conducteur 14 à la fois au primaire du transformateur et au conducteur 6 de polarité positive du circuit à basse-tension redressée, c'est-à-dire que les gâchettes des triacs sont ici prévues à attaque négative. Les autres électrodes des triacs sont bien entendu reliées aux organes récepteurs lumineux de l'installation à animer par les six voies repérées par les flèches I à VI. On a figuré aux bornes des triacs des résistances 15 et condensateurs 16 de protection usuels de ceux-ci. Ainsi, le signal décalé apparaissant à la sortie du-décodeur 10 étant un O, on obtiendra, en utilisant comme relais amplificateurs 11 des portes de commande sans inversion de phase, l'amorçage du seul triac correspondant à la voie de commande à l'état 0, c'est-à-dire l'effet lumineux dit de défilement positif (allumage successif voie par voie, d'une seule voie à la fois). En revanche, en utilisant comme relais amplificateurs Il des portes inverseuses, on obtiendra l'amorçage des triacs autres que celui dont la voie de commande est à l'état 0, c'est-à-dire l'effet lumineux dit de défilement négatif (extinction successive voie par voie, d'une seule voie à la fois). On peut également prévoir sur le commutateur les deux types de portes précitées pour chaquevoie, montées en parallèle sur la sortie correspondante du décodeur et dont les sorties des unes ou des autres peuvent être ensuite reliées aux gâchettes des triacs par un interrupteur inverseur commun aux voies de commande S1 à S6, ce qui permettra à l'utilisateur de sélectionner le mode de défilement positif ou négatif à volonté, par simple manoeuvre de cet interrupteur inverseur. Bien entendu d'autres moyens qu'un compter binaire et déco- deur peuvent aussi être utilisés en tant que dispositif à signal de sortie décalé, par exemple un compteur décimal ou à décade, tout en restant dans le cadre de l'invention. .Un tel commutateur se prête naturellement à toute possibilité de réglage de- la cadence -de fonctionnement par l'intermédiaire de l' horloge, et notamment à toute commande automatique de variationpé riodique de vitesse en agissant sur la base de temps de 11 horloge par circuit auxiliaire, tel qu'un multivibrateur. La figure 2 illustre une variante permettant d'obtenir avantageusement les deux sens de,défilement de façon alterné8., en recourant simplement à un forçage périodique du décodeur et à l'emploi, entre les sorties du décodeur et les portes 11, de circuits logiques connectés ainsi que représenté. Dans cette variante, pour commutateur à six voies, le compteur binaire 9 est comme précédemment un compteur par six, dont les sorties A, B, C sont reliées aux entrées A, B, C d'un décodeur binaire décimal 17 à seize sorties numérotées 0 à 15. Les sorties 0 à 5 sont respectivement reliées à l'une des deux entrées de six circuits ET18, dont les sorties attaquent les portes 11 des voies de commande S1 à S6. Les sorties 8 à 13 du decodeur 17 sont reliées dans l'ordre aux secondes entries des circuits ET18 des voies de commande S6, S5, S4, S3, 52 et 81. A l'entrée D du décodeur 17 est connectée l'une des sorties d'un multivibrateur astable 19. Ainsi, le fonctionnement du commutateur est le suivant: En l'absence de signal issu du multivibrateur 19 sur l'entrée D du décodeur 17, les impulsions du compteur binaire 9 attaquant les seules entrées A, B, C du décodeur ont pour effet d'engendrer cyclquement un état O décalé au rythme de l'horloge 8 sur les sorties O à 5 du décodeur.Comme les sorties autres que celle qui est amenée à l'état O sont à ltétat 1, tous les circuits ET sont à l'état 1 sauf celui qui reçoit un O et dont la sortie passant à l'état O provoque, avec une porte 11 non inverseuse par exemple, le déclenchement du triac de la voie d'alimentation correspondante, c'est-à-dire un effet de défilement positif dans l'ordre croissant des voies de l'instfflation. Puis, lorsqurun signal 1 est délivré par le multivibrateur 19 à l'entrée D du décodeur 17, c'est alors sur les sorties 8 à 13 du décodeur 17 que se retrouve aussi reporté l'état O cycliquement décalé au rythme d'attaque du compteur 9, et comme les sorties du décodeur sont reliées au circuit ET18 dans l'ordre inverse des voies, c'est-à-dire de S6 vers S1, on obtient en conséquence un effet de défilement positif de sens inverse du précédents Cette situation dure aussi longtemps que le signal 1 est maintenu en D par le multivibrateur, et ce signal peut notamment être en outre utilisé pour entraîner une modification de cadence de l'horloge 8, à l'effet d'ajouter au changement de sens de défilement une variation de la vitesse de défilement. Le choix des périodes de basculement du multivibrateur permet de définir la durée des phases de défilement, le multivibrateur pouvant être réglable. La figure 3 illustre une variante permettant d'obtenir avantageusement non seulement les deux sens de défilement, mais aussi une séquence de scintillement.Dans cette variante, pour commutateur à quatre voies, le compteur binaire 9 est utilisé en compteur par quatre,(sa sortie C étant connectée à la remise à zéro) et es sorties A et B reliées aux entrées A et B d'un décodeur binaire décimal 17 à seize sorties numérotées de O à 15. Les sorties O à 3 sont respectivement reliées à l'une des entrées de quatre circuits ET20 représentés à quatre entrées, mais qui peuvent être formés de deux circuits ET à deux entrées mis en parallèle et dont les sorties attaquent un autre circuit ET à deux entrées. Les sorties 4 à 7 sont reliées dans l'ordre à une autre des entrées des circuits ET20 des voies de commande S4, S3, S2, 81. Les sorties 8 et 10 sont respectivement reliées aux deux entrées restantes des circuits ET des première et troisième voies comma de S1, S3, tandis que les sorties 9 et 11 sont respectivement reliées aux deux entrées restàntes des circuits ET des seconde et quatrième voies de commande S2, S4. A l'entrée C du décodeur 17 est connectée l'une des sorties d'un multivibrateur astable 19, qui est également connectée, par l'intermédiaire d'un circuit dériva teur 21, à l'entrée d'une bascule monostable 22 dont la sortie déclenchée est reliée à 1 t entrée D du décodeur 17. Ainsi, le fonctionnement de ce commutateur est le suivant: En l'absence de signal 7 issu du multivibrateur 19, les impulsions du compteur binaire 9 attaquant les seules entrées A, B du décodeur ont pour effet-d'engendrer cycliquement un état O décalé au rythme de l'horloge 8 sur les sorties O à 3 du décodeur. Cela correspond, comme dans l'exemple précédent, à un effet de défilement dans l'or- dre croissant des voies de l'installation. Puis, lo,rsqu'un signal 1 est délivré par le multivibrateur 19 à l'entrée C du décodeur 17 > ctest alors sur les sorties 4 à 7 du décodeur que se trouve aussitôt reporté,l'état O cycliquement décalé et, comme dans l'exemple précédent, cela correspond à un effet de défilement dans l'ordre décroissant des voies de l'installation, et donc de sens inversé. A l'interruption du signal de sortie 1 du multivibrateur 19, le front descendant de ce signal est converti, par le circuit dérivateur 21, en impulsion de déclenchement de la bascule monostable 22, qui applique alors pendant sa période déclendEe un signal 1 à l'en- trée D du décodeur 17. De ce fait l'étant O cycliquement décalé est reporté sur les sorties 8 à 11 du décodeur. Des connexions de ces sorties avec les circuits ET20, il résulte que les voies de commande paires et impaires sont alternativement activées au rythme de l'hor- loge, ce qui engendre un effet de scintillement lumineux.La figure 4 donne un exemple des signaux fournis par le multivibrateur 19 et par la bascule monostable 22, en correspondance desquels sont indiquées les entrées du décodeur qui sont rendues actives suivant la séquence de fonctionnement venant d'être exposée. On a indiqué en traits mixtes à la figure 3 une liaison qui peut être prévue entre la-sortie de la bascule 22 et l'horloge 8 pour accélérer la cadence de cette dernière pendant l'effet de scintillement, une telle liaison pouvant aussi être prévue à partir du multivibrateur 19 si l'on désire différencier les vitesses de défilement dans un sens et dans l'autre. On a donné en exemple une séquence préferée de scintillement, mais on pourrait tout aussi bien obtenir ici à partir des sorties 8 à 11 du décodeur une séquence de clignotement, en connectant une de ces sorties sur deux, par exemple les sorties 8 et 10 à l'ensemble des quatre circuits ET 20. Il va de soi qu'on peut à fortiori sur ces bases faire notamment, sans qu'il soit besoin de le décrire, un commutateur à deux séquences de fonctionnement, l'une de défilement et l'autre de scintillement ou clignotement, ou encore l'une de scintillement et l'autre de clignotement, les circuits ET étant adaptés en fonction du nombre de voies à alimenter. On peut bien entendu aussi utiliser pareillement des circuits NON-ET à quatre entrées et choisir les portes qui suivent selon le résultat désiré. La nature des circuits logiques choisis tient à ce que les sorties des décodeurs binaire-décimal usuels sont normalement à l'état 1, mais on pourrait par exemple utiliser avec des sorties qui seraient normalement à l'état 0, des circuits NI ou OU en place des circuits ET ou NON-ET. Bien qu'on ait décrit l'application la plus courante de l'invention à une installation lumineuse alimentée par le courant alternatif du secteur et à triacs déclenchés par le commutateur, ce dernier est bien entendu applicable aussi avec tout autre interrupteur adapté au courant utilisé, qu'il s'agisse de courant redressé ou continu, de même qu'il peut être appliqué directement sans interrupteur de puissance déclenché à une installation dont les organes lumineux sont notamment constitués par des diodes électroluminescentes, auquel cas il suffit que les voies de commande S1 à S6 ou S1 à S4 des exemples décrits délivren-t, lorsqu'elles sont activées, une tension adaptée à la tension d'allumage des diodes. REVENDICATIONS 1. Commutateur electronique d'animation d'installation lumineuse, comprenant des moyens d'activation périodique de voies de commande correspondant aux voies d'alimentation de l'installation à animer, caractérisé en ce que ces moyens comprennent une horlogeé- lectronique, un dispositif à signal de sortie décalé au rythme de l'horloge sur au moins autant de voies qu'il y -a de voies de commande, ces dernières incluant des relais ou portes qui, selon qu'ils sont ou non inverseurs, permettent d'obtenir un effet lumineux de type dit positif ou négatif. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé-en ce que le dispositif à signal de sortie décalé est un dispositif de comptage à remise à zéro périodique0 3. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de comptage comprend un compteur binaire qu'attaque l'horloge, suivi d'un décodeur b-inaire-décimal. 4. Commutateur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour forcer périodiquement le signal de sortie cycliquement décalé à apparaître sur des groupes de sorties différents du dispositif de comptage, et que ces groupes ont leurs sorties connectées de façon différente à des circuits logiques du type répondant à la différence d'un signal par rapport à l'autre ou aux autres, et qui sont insérés dans chaque voie de commande, de sorte que chaque groupe de sortie gouverne une animation différente. 5. Commutateur selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de forçage précités sont connectés à l'une au moins des entrées du décodeur binaire-décimal. 6. Commutateur selon l'une des revendications 4 ou 5, en particulier pour installation à effet de défilement, caractérisé en ce que l'un desdits groupes de sorties du dispositif de comptage est connecté aux circuits logiques précités dans l'ordre croissant des voies de commande et qu'un autre groupe de sorties est connecté à ces circuits logiques dans l'ordre décroissant des voies de commande, de sorte que ces groupes de sorties gouvernent des sens de défilement inverses. 7. Commutateur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe de sorties alternativement connectées auxdits circuits logiques des voies de commande paires et impaires de façon à obtenir un effet de scintillement. 8. Commutateur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un groupe de sorties dont une sur deux est connectée a l'ensemble desdits circuits logiques de façon à obtenir un effet de clignotement. 9. Commutateur selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les moyens de forçage comprennent un multivibrateur astable, pouvant aussi être connecté à l'horloge pour faire varier la vitesse d'animation. 10. Commutateur selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les moyens de forçage comprennent un multivibrateur astable pour activer un groupede sorties du dispositif de compta ge différent du groupe de sorties normal, et une bascule monostable déclenchée en réponse au basculement du multivibrateur astable mettant fin à l'activation du groupe de sorties qutil engendre, cette bascule activant à son tour un autre groupe'de sorties 'du dispositif de comptage.