Brevet FR2389260A1 — publié le 19781124

L'invention concerne un système d'installation électrique, particulièrement bien adaptés aur constructions éléctriques irdustrialisées du bâtiment, applicable également à la distribution d'éléctricité dans tout ensemble de dimensions connues, aux équipements électriques de véhicules on de machines. Pour le montage des installations électriques du type classique, en utilise des faisoneur de cablen de différents types, constitués de fils en nombre variable, suivant les fonctions à remplir@@@'un des faiscaur sert en général à l' alimentation en courant d'un noeud de distribution. Les différentes canalisations sont consmite branchées sur le moend de distribution par un spécialiste qui réalise les connections en s'efforçant de raspecter l'équilibrage du circuit, qui place les cables dans leurs logements respctifs, et qui assure le branchement des accessoires (prises, interrupteurs et autres). Durant cox opérations des erreurs de branchements peuvent as praduire, ce qui nécessmite une vérification immédiate et la recherche de l'erreur. Lorsque l'on érécute une installation électrique d'éclairage dans un bâtiment, en plus des fils nécessaires à l'amenée de la ligne d'alimentation, on tire des fils pour l'installation des interrupteurs, des va-st-vients, ce qui abouti à créer une véritable toile d'aralgnée. Cette opération peut se fairceur le chantier cu en stelier, en confectionnant des pienvres. Cela coute en matériel (grandem lengueurs de fils, interrupteurs), et an main d'onuvre. Cela nécessite également des prodiges pour cacharles nombreur fils dans les murs, les planchers, les plafonds, et les eleisend de bâtiment, ce qui exige une main d'couvre spécialisés. L'invention vise à àvtier ces inconvienents et les risques d'erreurs, tout en réduisant les frais correspondants par un simplification de la réalisation des branchements et raccordements. La système se prétant bion à poutes sortes de minplifications dans le montage de l'installation. L'invention a pour objet une installation électrique préfahriqués caractérisée en ce qu'elle comporte des canalisations électriques uniquement sur deux fils, annies à une extrémité d'un organe d'utilisation on d'un système permettant de raccorder sans montage à un organe d'utilisationet à l'autre ertrémité d'une prine de connection de forme spécifique et d'une boite de raccordement succeptible de recevoires primes de connection à des complacements spécifiques correspondant à leur forme. La présente invention a pour but d'erécuter toute l'installation électrique d' éclairagesur deux fils et de commander l'allumage des laupes, par exemple, égalementà l'aide de ces deux mêmes fils, sans qu'ily ait besoin d'un interrupteur ouvrant on farmant un circuit par l'intermédiaire d'un troisieme fil. Les problènes d'installation de va-st-viant et d'allumage d'une lampe par plusieurs interrupteurs se touvent simplifiés. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit faite en référence au dessin anneré sur lequel on peut voir : FIG 1-Une vue schématique d'un exemple de réalisation d'une installation élec trique selon l'invention dans une pièce d'habitation. FIG 2-Vue d'une rosace permettant l'arrivée de l'alimentation et sa distribu tion en sept points. FIG 3- Une vue schématique en coupe d'un exemple de réalisation d'un prise de raccordement à l'organe d'utilisation d'une extrémité de canalisation élec trique selon l'invention. FIG 4-Lieisen élastique par rapprochement mécanique de ligne de distribution à directions perpendiculaires. (Installation d'une cloison par exemple.) FIG 5-Liaison élastique par aimentation de ligne de distribution à directions perpendiculaires. (Installation d'une cloison par exemple.) FIG 6- Schéma montrant le principe d'une commande de sonnette (ou de tout autre appareillage) sans fils de liaison. FIG 7-Principe des émetteurs codés et des récepteurs, décodaurs et commande de puissance. FIG 8- Boitier de commande méltifonetions-Transmission par deux conducteurs. FIG 9- Schéma général de principe de codage en émission, sur onde porteuse en courant alternatif. FIG 10-Schéma général de principe de cadage en réception, sur onde portence en @@ant altermatif. FIG 11- Schéma montrant l'emploi d'un encodeur pour assurer le secret des amis sion et réception. FIG 12- Schéma maxtemt l'emploi de roues codeuses pour assurer le secret des émission et réception. FIG 13- Schéma mentrant l'emploi d'un système de sultiplexage pour assurer le secret des émission et réception. FIG 14-Schéma général d'un é@@tteur à circuits TTL. FIG 15- Schéma général d'un récepteur à circuits TTL. FIG 16- Schéma général d'un émetteur à circuits C NOS. FIG 17- Schéma général d'un récepteur à circuits C MOS. FIG 18- Schéma général de principe d'un système é@@@@-réceptrur en courant contion. FIG 19- Schéma général d'application (en circuits TTL ou C MOS) pourla connan de de divers appareils et fonctions se trouvant sur une sutomebile. FIG 20- Schéma mentrant dans toutes les applications @@@plei d'une onde por teuse, en remplacement de cables électriques. En se repprotant à la FIG 1, en voit que selon l'invention, l'installation élec trique d'une pièce d'habitation comprend par exemple une rouace de raccordement ; 1 et un certain nombre de canalisations électriques telles que 2, -Toutes cas cana lisations électriques sont raccordées à la rosace 1 par des prises 3, la canali mation 4, est celle qui assure l'alimentation en courant de la romace 1. La canalisation 5, assure à partir de la rosace 1, l'alimentation d'une autre rocace, dans une pièce voisine par eremple. les canalisations 6 et 7, correspondent à es systèmes 8 et 9 permattant d'al lumer une on plusieurs lampes par l'intermédiaire d'un ou plusieurs système 11, installés directement sur les deux phases de l'installation, (ou entre neutre et une phase). Le système permet de substituer sur interrupteurs elassiques et va et vient, un appareil de commande en n'importe quel endroit pourvu que ce darnier soit raccordé à deux fils de l'instalation. Les canalisations se composent d'une gaine extérieure à l'interieur e laquelle sont glissés deux fils, ou d'un fil deux conducteurs isolés dans une gaine therso-rétractable par exemple. Ces fils sont connectés par l'intermédiaire d'une prise à une rosace de distribution FIG 2octogenale par exemple, ou polygonale, mais codi n'est pas limitatif. La boitier 1, permet de recevoir les prises 2 qui s'encastrent dans les galettes isolantes 3, les prises s'ammanchent dans les connecteurs 4, qui sont également de forme octagenale on polygonale. Une rendelle 5 assure l'é cartement désirable entre les deux galettes. Las pièces 3,4, et 5 peuvent être as semblées sur le ourter de la rosace 1 par des rivets isolants 6, ou par tout au tre moyen de fixation. Les connecteurs assurant aussi bien l'alimentation que la distribution pouvent être fabriqués comme indiqué sur la Fig 3.Deux fiches du type Faston 1, ou tout autre modèle de fible pon@@èt être moulées dans de la matière plastique 2, le bouchen peut présenter un décrochament 3, destimé à le contrer dans les galettes de la rocace, avec les fils préalablement soudés on sertis sur les fiches. Les bouches pouvent être de types différents. Ils n'est pas à assurer toujours un détrompage, surtout si l'installation est en courant alternatif, mais cela pout être particoulièrement utile en courant continu, ou si l'ou utilise un courant al ternatif plusieurs systèmes de phases. Afin de permattre le raccordement facile d'une cloison avec un plafond on un plancher, on peut concevoir qu'à l'autre extrémité de la prise Fig 3, les fils soient connctés à deux plots 1, (voir Fig 4) rappelés par des ressorts 2, le tout installé daxe une boit@@ 3, Les plots 1, viennent appuyer sur des plets 3 se tron vant sur une boite 12 perpendionlaire à la boite 13, dont les éléments sont face à face à cette darièl@@@ manière à assurer un contact entre des connections se trouvent maintenant en correspondence. Un certain jen peut être toléré pour absor ber les imperfections de la constriction. Un autre système Fig 5 peut être imagimé, deux simante 2, en s'attirant assurant le contact des plots 1 et 4, en bloquant les boites 3 et 5. cette disposition par met également des petites imperfections de construction. Commande par l'utilisation d'une émission de train d'ondes codées. Le trein d'ondes peut être de plusieurs natures, par exempleinfra-rouge, ondes radio, ultre-sons, sans que cela ne soit nullement limitatif, (Fig 6.) La commande de l'émission des signaur 1, peut se faire par un interrupteur ou par une touche sonsible 2, l'alimentation pouvant se faire par piles, accumule teurs, on par tous autres systèmes. Lorsque le bouton ou la touche sensible 2 est commandé, l'émetteur génère un signal codé particulier qui est véhiculé jus qu'au récopteur, par un train d'ondes codées.La récepteur 3, à la suite duquel se trouve un décodeur 4, et une commande de puissange 5, permet de détecter et de re connaitre le signal qui lui est transmis et d'actionner la commande de puissance correspondante (par relais, thyristor, ou autre composant.) Il est possihle d'avoir plnmieurs boutoms on systèmes de commande pour une même commande de puissance, Il est possible sur une même ligne d'avoir plusieurs émetteurs codés et un nombre variable de récepteurs, décodeurs et commandes mm puissance. (Fig 7.) Les emetteurs envoitmt sur une phase du secteur (ou sur le neutre) des trains d'inpulsions codées, reçues et décodées sur récepteurs de commande de puissance du peut brancher sur la phase des récepteurs non commandés d'autres prises perma nentes. Les prises cablées sur la phase du secteur servent indifférement de point de commande ou de réception.Les boitiers de commande peuvent être à multifoms tions (Fig 8.) Quelque soit le bouten commandé, il génère un signal codé particulier, qui est vé hiculé jusqu'au récépteur par deux conducteurs comms à tous les boutons d'une même pièce, par exemple. Le récepteur permet de reconnsitre un signal qui lui est tranmis et d'action sur la commande de puissance correspondante par relais, thyristor, etc.., De plus il est possible d'avoir plusieurs boutons de commande en parallele pour une même commande de puissance. Le schéma général de codage sur onde porteuse (Exiseion) Fig 9, comprend une a limmtation 1, faits à partir de 220V 50 Hertz (on 60 Herts), mais qui peut se fai re, le cas échéant à toutes autres fréquences, notamment du 400 Herts, il suffit de prévoir les transformteurs en conséquence. Le système peut également sa faire pour toutes autres touaions. L'abaissement de temsion, peut également se faire par l'emploi de deux condensateurs, le courant est ensuite redressé et filtré, La stabilité de la tension est obtenue par une Zener. Cette alimentation sert à alimenter un multivibrateur 2 du type 555 par exemple. Les impilsions sont transmises à un amplificateur 3, et sont donc superposées au secteur. Le compteur 4, est par exemple un 93 permet de diviser bar @@ lesitppul- comme, ces dernières sont ramenées sur le comparateur 5, A la sortie du compe rateur lorsque A-B, l'impulsion est transmise à un monostable 8 par exeple an du type 123. Cette impulsion est relativement longue, elle parmettre de remettre à zéro les compteurs et de les bloquer dans cette position et également de stop par les impusions sur le réseau.Les comparateur 5 peut être jurtaposé à un dé codeur 6, lui même ralié à un encodeur 7, (16 entrées et à la sortie on sort en binire.) La Fig 11 représente le schéma de principe d'un eccodeur attelé à un déco deur 2,lui même en convection avec un comparateur 1. La Fig 12 représente le schéma du comparateur 1, attelé directement à une roue codeuse. Ces dispositions permettent d'assurer mar installations le secret, mais on peut également employer un système de multiplexage. Chaque digit du codage est fi gé à B l'état 1 ou O, Par une bascule de type D, 3,le commutateur de codage fixe l'entrée du multiplereur 2, lequel est adressé par un compteur 4, actionnée par un osoillateur 5.L'adressage est distribué à l'entrée D (dannée) de chacune des bas celes 3. (Fig 13.) La sortie S du multiplexeur 2 actionne la commande d'horloge T de toutes les bascules 3, lorsqu'il y a correspondance d'adresse entre l'antrée du multiple Xeur 2 et le caleur d'adresse, la sortie Q des bascules peut à ca moment prendre la valeur de leur entrée D.On obtient ainsi un codage binaire permanent, modififé seulement, par action sur le commutateur de codage. Dens le cas où l'on utilise des compteurs binaires, Avec 1 compteur et 1 comparateur, on peut avoir 16 possibilités de combi naisons. Avec 2 compteurs et 2 comparateurs, on peut avoir 256 possibilités de combi naisens. Avec 3 compteurs et 3 comparateurs, on peut avoir 4.096 possibilités de com binaisens. Avec 4 compteurs et 4 comparateurs, on peut avoir 65.536 possiblités de com binaisons, etc..., Ces dispositions permettent d'utiliser pour chaque appareil un codage bien distinot, qui permet de faire fonctionner un appareil Exetteur, Récepteur, et lui seul, sans apporter de perturbations sur les appareils voisins. On peut également délimiter la portée des émetteurs, soit en utilisant une iso lation par transformateur ou par condensateurs, ou par un tunnel magnétique, ou par un dispositif permettant l'arret des impulsions à la limite d'une zone donnée. Le schéma général de codage sur onde porteuse, en réception (Fig 10) comprend une alimentation 1, les impulsions proviennent de l'émetteur sur le réssan et sont amplifiées par un amplificateur opérationnel 2 ; les impulsions arrivent sur un comp teur 3, type 93, an passant par un système d'antiparasitage. On prend en compte le 1/10 des impulsions. Ce compteur est jurtaposé à un comparateur 4, du type 85, (On peut avoir une sccession de compteurs -comme pour l'émetteur) de telle man ière, que l'on puisse avoir, 16,256,4096,65256, etc..., combinaisons. Ces impulsions sont transmises à un décodeur 6, qui fonctionne de la même manière que celle déorite pour l'émiseion. Le fig 14 reprèsente schématiquement un émetteur réalisé en circuits TTL. Afin de siniaturer au arise la réalisation, il est possible de réaliser ces circuits en cirourits hybrides, pour une fabrication en grande série. La fig 16 représemte l'émetteur réalisé en C MOS, cela afin de miniaturiser encore davantage. Par ailleurs, les circuits C MOS, concomment beaucoup mois de courant, ce qui permet de faire une réalisation interessante, notamment pour les alimentations. (Cette darnière peut être réalisée à l'aide de deux condensatanrs.) On redresse ensuite et en filtre, on stabilise par une Zener. La fig 15 représente schématiquement, un récepteur réalisé en TTL. Ce circuit peut être comme pour l'émetteur réalisé en circuits hybrides. La Fig 17 représente le schéna d'un récepteur réalisé en circuits C MOS. Il est nécessaire qu'un système permette d'assurer la discrimination entre tous les récepteurs. Si le nombre d'impulsions envoyé est inférieur au nombre d'impulsions affiché, sur le récepteur, l'égalité n'st pas atteinte, sur celui-ci, donc ne fonctionne pas, Si le nombre d'impulsions émises est supérieur au nombre affiché au récepteur, le train d'impulsions, l'égalité n'est pas atteinte sur celui-ci, donc nafemctionne pas. Si le nombre d'impulsions est supérieur au nombre affiché au récepteur, le train d'impulsions décleuchera sur ce dernier une égalité qui ne sera pas prise en compte du fait que l'entrée du circuit 8 est bloquée à 0, par la sortie 4 dn circuit 7, elle même bloquée à 0, par la présence du train d'impulsions, ainsi que la sortie 6 du circuit 4 qui déclenchers une impulsion au circuit 9 par l'intermédiairedu circuit 8.9 basculs et change le récepteur d'état.Le déclenche leat est obtenu par le retour à O de la sortie 6 du circuit 4,la sortie 4 du circuit 7 qui se trouve à un niveau positif a ramis à 0 le compteur 3. Il est évidement possible de réaliser le système de codage, également sur courant continu, suivant le schéms de principe de la Fig 18, qui représente un émetteur A et un récepteur B. La Fig 19 montre le principe d'application à une voiture automobile, par exemple. Les divers appareils à commander comprennent des systènes émetteurs. E1, E2, E3, qui correspondent à des récepteurs, R1, R2, R3. L'installàtion de la filerie de l'équipement électrique as résume à un seul cable, qui remplace tous les fatsceaux de cables conventionnels. On peut évidement étendre les application, à l'industrie aéronautique, à la marine, aux machines, en général, à tous les appareils nécessitant pour leurs commandes électriques des faisceaux de cables, On peut également concevoir de remplacer le cable, par une onde porteuse Fig 20, pour l'émetteur, 1 est le systéme de codification, 2, l'élmetteur, 3, le récepteur et 4 le système de décodification. REVENDICATIONS. *-1-Installation électrique préfabriquée, en ce qu'elle comporte des canalisations électriques, dont les commandes des récepteurs se font uniquement sur deux fils, munies à une extrémité d'un organe d'utilisation, ou de commande, ou les deux à la fois. La commande et l'utilisation pouvent se faire n'importe où, sur les canalisations. Ces canalisations sont constituées à l'autres extrémité par une prise pouvent se raccorder sur une rosace de raccordement, sur laquelle vient l'alimentationen courant, et les départs. *-2-L'installation électrique, selon la revendication 1, où les raccordements de deur lignes perpendiculaires (on en g@@éral faisant un oertain angle,) se font sans qu'il y ait d'épisseurs ou de boites à bornes, ou de dérivation, par l'utilisation de contacts à ressort on par un système d'aiment. *-3-Lastallation électrique selon la revendication i, caractérisée en ce qui concarne la rosace de raccordement, qui comporte des barrettes de connection, en étoile méparées par une galette isolante, chaque barrette présentant une pluralité d'extrémités de connection, susceptibles, d'assurer une liaison électrique avec les dites prises. *-@@Installation électrique, suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les dites barrettes sont éventuellement constituées de deux parties électriquement isolées l'une de l'antre. *-5-L'installation électrique suivant la revendication 1 parmettant d'assurer les commandes des récepteurs, par émission d'ondes infre-reuge - radio - ultrasons, par train d'ondes codées. *-6-Installation électrique, suivant la revendication 5, permettant la commende à distance d'appareils électriques les plus divers. *-7-Installation électrique, suivant la revendication 5 où un système d'encodage et de décodage, permet de commander plusieurs systèmes sur une même ligne, sans qu'il y ait danger de mélange on d'interactions. *-8-Installation électrique, suivant la revendication 7, où l'abscaenoe d'interactions entre les systèmes est obtenue grace à un système d'encodencodeurs, roues codées on multiplexage, on par tout autre système de codage. *-9-Installation électrique suivant la revendication 6, pour laquellle les portées pouvent être limitées par transformatieurs condensateurs ou tunnel magnétique. *-10-Installation électrioque suivant la revendication 1 permettent d'assurer des commandes d'appereillages an courant contine, dans le but de supprimer entr'autres les faisceaux de cables, et de faire toutes les commandes sur un fil. Application à l'aviation, la marine, tout ce qui est machines ou appareillages. *-11-Installation électrique suivant la revendications 6ou la commande des divers commposants peut se faire par fibres optiques. *12-Installation électrique, suivant la revendication 6, on remplace le