Brevet FR2320006A1 — publié le 19770225

Argument : Il s'agit d'un circuit de minutage pour piloter un programme séquentiel et incorporant des étages successifs comprenant chacun un circuit de temporisation du type à condensateur/résistance et dont la particularité est que chaque étage comprend aussi un relais électromagnétique commandant une op6- ration du programme et qui en outre, quand -il est au travail, de l'étage met en charge le circuit de temporisation/ de l'étage suivant et quand il retombe, relie ce circuit de temporisation au relais qui lui correspond par l'intermédiaire d'un montage à transistors du type Darlington. Suivant une première version adaptée à la commutation nuit/jour d'une installation de chauffage domestique à dou ble thermostat et ne comportant que deux étages, la décharge du circuit de temporisation normalement chargé du premier étage est obtenue par une cellule photoélectrique sensible au jour, et un relais auxiliaire met en service le thermostat de jour soit quand le relais du premier étage est au travail. soit quand le relais du second étage est au repos. Suivant une seconde version adaptée à un programme d'arrosage en séquence de lopins de cultures maraîchères ou fruitières, l'arrosage de chaque lopin de culture est commandé par un étage, et le programme est déclenché par une cellule photoélectrique appartenant à un étage auxiliaire ou par un contact manuel. En outre, un dispositif particulier incorpprant une sonde sensible à l'humidité > coupe l'alimentation de tous les étages (y compris l'étage auxiliaire) quand il pleut. Art antérieur On connaît depuis longtemps des dispositifs sensibles à le lumière du jour pour commander, par exemple, lté- clairage d'affiches lumineuses à la tombée du jour sans intervention humaine. La commutation nuit/jour d'une installation de chauffage domestique à double thermostat, l'un d'eux étant préréglé pour une température de consigne de jour, l'autre préréglé pour une température de consigne de nuit inférieure à la précédente, a déjà été proposée dans une version où cette commutation est déclenchée par une pendule sur laquelle sont enregistrées les heures de passage de nuit à jour et de jour à nuit, avec une inévitable dose d'arbitraire. Or si l'on peut admettre que, dans une maison ou un appartement à chauffage individuel, le réglage des heures de passage soit ajusté toutes les semaines par exemple vers l'équinoxe de printemps ou d'automne, cela n'est pas praticable pour une résidence secondaire pour laquelle on ne peut pas toujours prévoir quand elle sera occupée.On risque donc : soit une dépense inutile de combustible, soit un chauffage insuffisant à l'arrivée. Exposé général L'invention vise un dispositif de commutation nuit/jour pour chauffage domestique qui enclenche le chauffage de jour un certain temps avant le lever du soleil et le maintienne un certain temps après le coucher du soleil sans intervention humaine et sous l'effet des rayons solaires. Un tel dispositif comporte à cet effet deux circuits de temporisation qui sont à résistance/condensateur, et qui commandent chacun un relais électromagnétique par l'intermédiaire d'un montage de deux transistors montés en cascade, ce montage étant généralement désigné sous le nom de Darlington. La constante de temps du premier circuit de temporisation introduit un retard déterminé après la tombée du jour pour la commutation jour/nuit et la constante de temps du second circuit de temporisation correspondant à la durée pendant laquelle le thermostat de nuit doit rester en service ; cette durée est inféri- eure a celle de nuit parce que le thermostat de jour reste en service un certain temps après la tombée de la nuit et reprend son service avant le lever du jour. A cet effet, la charge du premier circuit de temporisation est commandée par une cellule photoélectrique, et la charge du second circuit de temporisation est commandée par le passage au travail du relais associé au premier circuit ;le passage au repos du relam;du premier circuit fait passer le relais du second circuit sous la dépendance de ce circuit. La commutation nuit/jour elle-meme est-effectuée par un relais auxiliaire qui passe au travail quand le premier relais est au tra vail et/ou quand le second relais est au repos. Plus généralement, s'il ne s'agit plus seulement de commutation sélective entre deux opérations exclusives, mais du déroulement d'un programme comportant une suite d'opérations, l'invention prévoit un circuit de minutage comportant autant d'étages que d'opérations dans cette suite. Chaque étage correspond à une opération et est consitué d'un circuit de temporisation, d'un relais et d'un montage Darlington intermédiaire pour relier l'un à l'autre par une liaison passant par un contact du relais de 1' étage précédent. Quand le relais de l'étage N est au travail, le circuit de temporisation de l'étage N + 1 est en charge, l'opération commandée par l'étage et en cours et se déroule le temps de décharge de son propre circuit de temporisation.Quand le relais N retombe, l'opération N cesse, et le relais N + 1 est relid^à son propre circuit de ternpo- risation chargé, il passe donc au travail, commande l'opération N + 1 pendant la durée de temporisation de son circuit, tout en chargeant la temporisation de l'opération N + 2, et ainsi de suite. Une application intéressante d'un tel circuit de minutage est la commande de arrosage successif de lopins de culture maraîchère ou fruitière. Le relais de chaque étage au travail, dans ce cas, ouvre une électrovanne d'une conduite sous pression et arrose ainsi le lopin correspondant pendant sa constante de temps propre préréglée, car il peut falloir plus de temps pour arroser un carré de salade qu'une culture de carottes. Pour déclencher le programme, on peut prévoir un bouton poussoir sur lequel on appuie un instant et qu'on rela- che. On peut aussi prévoir une horloge produisant une impulsion de déclenchement. Suivant-une variante préférée de l'invention, le premier étage est précédé d'un étage auxiliaire de dEclen- chement à cellule photoélectrique sensible aux rayons solaires. Le lever du soleil fait retomber le relais de l'étage de déclenchement et le programme commence. Un contact manuel permet de le réputer, si besoin est. Avec un tel dispositif, l'apparition du soleil ma tincal déclenche donc l'arrosage ; mais s'il se met à pleuvoir au cours du programme, sa poursuite est inutile. Pour cette raison, un circuit de minutage conforme à l'invention est, de préférence, pourvu d'un dispositif auxiliaire qui interrompt son dérou- lement en cas de pluie. A cet égard, l'alimentation de l'ensem- ble est sous la dépendance d'un relais, lui-meme commandé par une sonde sensible à l'humidité. Quand la sonde du dipositif auxiliaire est sèche, le relais du dipositif auxiliaire est au repos, et l'alimentation du circuit de minutage passe par son contact repos.Si la sonde est rendue conductrice par la pluie, le relais. du dispositif auxiliaire passe au travail et coupe l'alimentation du circuit de minutage. S'il s'agit d'une ondée qui cesse avant la fin de 11 opération en cours, la durée de celle-ci est seulement réduite de la durée de l'ondée. frais si la pluie persiste pendant plus d'une opération, le programme s 'arrete de lui-meme au point où il en est. Enfoncé des fifres La Fig, 1 représente schématiquement un circuit de minutage à deux étages conforme à l'invention et destiné à effectuer la commutation nuit/jour de la régulation d'un thauf- fage domestique à double thermostat et La Fig. 2 représente schématiquement un circuit de minutage à~~plusieurs étages destiné à commander le déroulement d'un programme d'opérations successives. Description détaillée de deux formes de réalisation Le circuit de minutage de la. Fig.. 1- comprend deux étages respectivement désignés par Et et E2 et destinés à commander un relais B, lequel gouverne une installation de chauffage domestique représentée par son moteur M. Cette installation comprend un thermostat de jour TJ et un thermostat de nuit TN, chacun d'eux étant préréglé pour une température d'ambiance de jouir et de nuit respectivement. Quand le relais B est au travail, le thermostat de jour est en service, et quand il est au repos, le thermostat de nuit est en service. Le relais B est commandé à la fois par E1 et E2. L'étage E1 comprend un circuit de temporisation constitué par une résistance réglable R1 et un condensateur C et un relais A1. Entre eux est insérée une paire de transistors T10 et T11 montés en Darlington, T11 commandant direcrtement l'alimentation de A1, et la base de T10 étant reliée au point chaud du circuit RI C1 par l'intermédiaire d'une résistance de base r1. Ce point chaud est relié au + de l'alimentation par une cellule photoélectrique P, sensible au jour. De jour, P est conductrice. C1 est chargé. T10 est passant, débloque T11, A1. est donc au travail ; un contact travail A11 de A1 excite B. Le thermostat en service est TJ. En outre, un autre contact A12 de A1 au travail maintient en charge un circuit temporisé R2 C2 appartenant à l'étage E2. Cet étage E2 est semblable à E1 à ceci près que la cellule P de Et est remplacée par le contact A 12 Outre R, C2, l'étage E2 comprend un relais A2, un Darlington compre nant une résistance r2 et deux transistors T20 et T2l. De Jour, A 12 est au travail, donc R2 C2 est coupé de T20 et T21 qui sont bloqués. A2 est au repos. Par son contact A21 au repos, B est alimenté, mais c'est sans effet puisqu'il est déd alimenté par A11 au travail. A la tombée de la nuit, P cesse d'entre conductrice. C1 se décharge progressivement dans R1 et au bout d'un certain temps (par exemple trois heures}, T10 se bloque, bloque à son tour T et A1 retombe, ce qui a deux effets - A 12 passe au repos, et comme C2 est chargé, le Darlington T20 T21 établit l'alimentation de A2 qui passe au travail,coupant en A21 l'alimentation de B. - A11 passe également au repos, coupant l'alimentation de B qui retombe, et c'est le thermostat de nuit TN qui entre en service. AvaX le lever du jour, et au bout d'une durée réglable au moyen/R2, C2 s'est déchargé : de ce fait T20 T21 se bloquent, et A2 retombe, faisant passer B au travail et mettant en service le thermostat de jour. Au lever du jour, A2 repassera au travail et ainsi de suite. En bref, la constante de temps R1 C1 correspond à la prolongation du chauffage de Jour après la tombée de la nuit, et celle de R2 C2 à la durée du chauffage de nuit, étant entendu que celui-ci cesse normalement avant le lever du jour. Un bouton I est monté en parallèle avec la cEl- lule P. Son objet est le suivant : en cas de changement du programme journalier, par exemple si l'on donne un dîner ou une réception, il permet par une simple pression de recharger le condelisateur C1 et de prolonger le chauffage de jour d'une du durde correspondant à R 1 Cl. Le circuit de minutage de la Figez 2 comprend v - un premier étage : circuit de temporisation R 1C 1, -résistance de couplage r1, Darlington Tîo T113 relais A1 - un second étage : circuit de temporisation R2C2, résistance de couplage r2, Darlington T20T21 > relais A2 - éventuellement d'autres étages : circuit de temporisation R3C3g résistance de couplage r3, etc... Comme s & la Fig. t, le relais A1 au travail met en charge R C et au repos relie R C 22 22 au relais A2 (par l'intermédiaire du Darlington correspondant). Il en va de même d'étage en étage. De plus le relais de chaque étage est pourvu diun contact A13, A23.. qui ferme au travail le circuit d'alimentation par le secteur d'un organe V1 V2... effectuant une des opérations du programme que le circuit de minutage est destiné à déclencher dans l'ordre des étages} com- me cela sera expliqué en détail plus loin. Pour déclencher ce programme, un étage auxiliaire de déclenchement est prévu. Il comprend un condensateur C, une résistance de charge R, un Darlington T1T2 couplé à C par une résistance r, et un relais D qui commande la charge du circuit R1C du premier étage. Le condensateur C est shunté par une cellule P. De nuit, la cellule P n'est pas conductrice, le condensateur C est chargé, T1T2 sont passants, D est au travail, C1 chargé. Quand le jour se lève, P devient conductrice et décharge C, D retombe > reliant C1 àr : A1 passe au travail3 alimentant V1 et chargeant C2 La constante de temps R1C1 étant écoulée, A1 retombe, coupant V1, A2 passe au travail, ali- mentant V2 etc... Un tel dispositif convient particulièrement bien pour l'arrosage sélectif de cuitures maraichères, par exemple. Dans ce cas V1, V2... sont des vannes électromagnéti ques qui ouvrent l'arrosage sous pression d'une portion de terrain. Le réglage de la valeur des résistances R1, R2... permet de fixer la durée de l'arrosage de chacune de ces portions. C'est donc le lever du jour qui déclenche le programme d'arrosage. Mais s'il pleut, cet arrosage est inutile et éventuellement néfaste. C'est pourquoi la mise sous tension du circuit de minutage est de préférence commandée par le passage au repos d'un relais E sous la dépendance d'une sonde S par l'inter médiaire d'une résistance de couplage r5 et d'un Darlington T3T4. La sonde S ................................... est sensible à l'humidité extérieure et elle est conductrice quand il pleut. A ce moment, elle débloque T3 T4, E passe au travail et coupe l'alimentation du circuit de minutage proprement dit. S'il pleut au lever du jour, le programme d'arrosage ne se déclenche pas tant que la pluie n'a pas cessé et que la sonde est humide. S'il se met à pleuvoir de.jour pendant quelle programme est en route ,le relais D est au repos et un des relais A1,A2... est au travail. Il retombe au moment où l'alimentation générale est coupée. SI la pluie cesse avant la fin de la temporisation propre de ce relais le programme reprend normalement sans décalage ; mais Si la pluie persiste, le programme s 'arrête de lui-même. Il est possible de le déclencher à llouveau an agissant momentanément sur un interrupteur C monté enparallAle ayec la résistance R. REVENDICATIONS t.- Circuit de minutage pour piloter un programme séquentiel à au moins deux opérations exclusives, le dit circuit incorporant en cascade au moins deux étages N -et -N + 1 coin prenant chacun un-circuit de temporisation à condensateur/résistance, un montage à transistors-du type Darlington et un relais, caractérisé : - en ce que le relais de l'étage N au travail met en charge le circuit de temporisation de étage N + 1 et au repos met le relais de étage N + 1 sous la dépendance du méme circuit de temporisation. 2.- Circuit de minutage à deux étages selon larevendication 1 destiné à effectuer la commutation jourtnuit et inversement d'une installation de chauffage domestique à double thermostat caractérisé - en ce que la commutation jour/nuit est effectuée par un relaisauxiliaire commandé en opposition par les relais des deux étages et - en ce que la mise en charge du circuit de temporisation durs~ premier étage est commandée par une cellule photoélectrique maintenant le premier relais au travail pendant la durée du jour. 3.- Circuit de minutage selon la revendication t, -caractérisé - en ce qu'il comprend en outre un étage de déclench-ement c-om- prenant un condensateur , une résistance de charge, une cellu- le photoélectrique shuntant le dit condensateurs un Darlwngton- et un relais qui, au travail, met an charge le circuit de temporisation du premier étage et au repos le relie au relais correspondant. 4.- Circuit de minutage selon la revendication 3, caractérisé en outre par un contact manuel qui permet de courtcircuiter la résistance de charge du condensateur de l'étage de déclenchement et permet einsi de-réarmer momentanément le relais de cet étage et de déclencher à volonté le programme sé quentiel. 5.- Circuit de minutage selon l'une des revenu dications 3 ou 4, caractérisé an chaque l'alimentation des étages est sous la dépendance d'un relais auxiliaire dont l'excitation est commandée par une sonde sensible à l'humidité expose aux intempéries, d'où il résulte que, quand il pleut sur la sonde le. programme séquentie1 ne peut pas se déclencher ou est interrompu.