Brevet FR2454120A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commutation d'un éclairage en relation avec le fonctionnement d'un projecteur. Pour un utilisateur de projecteur de diapositives ou ou de cinéma, il est agréable qu'au moment ou la projection commence l1éclairage s'éteigne automatiquement et qu'au moment ou le projecteur est arrêté, l'éclairage se rallume automatiquement,ce qui évite des tatonnements et des désagréments. Néanmoins, seuls les projecteurs de haut de gamme, de prix très élevés, comprennent des lampes d'éclairage fonctionnant en anti-synchronisme avec le fonctionnement de la lampe de projection. La présente invention vise a réaliser un circuit permettant de faire fonctionner une lampe d'éclairage en anti-synchronisme avec le fonctionnement d'une lampe de projection dans le cas d'un projecteur ne comprenant aucun équipement spécial et sans apporter aucune modification a ce projecteur. Pour atteindre ce résultat, on pourrait envisager une détection optique du fonctionnement de la lampe de projection au moyen de cellules photoélectriques. Ce procédé s'est avéré fort peu fiable du fait des différences d'éclairage ambiant qui peuvent exister dans le lieu ou l'on effectue la projection, par exemple selon que cette projection est effectuée de nuit ou de jour avec simplement des rideaux fermés Une autre approche à la solution de ce problème consisterait, comme cela est connu dans d'autres domaines, à détecter les variations de consommation du projecteur. La façon la plus simple d'agir serait d'effectuer une mesure du courant traversant le projecteur et de comparer le valeur de crête de ce courant à un seuil prédéterminé pour actionner ou non le dispositif d'éclairage ge en relation avec le resultat de cette comparaison.Néanmoins, cette approche s'est également avérée non satisfaisante, les variations de la valeur maximale du courant traversant le projec teur étant très faibles et pratiquement indiscernables dans certains cas. Ainsi, la présente invention se base sur une étude approfondie des variations du courant traversant un projecteur, au cours des diverses phases de fonctionnement de celui-ci. On notera tout d'abord qu'un projecteur ne passe généralement pas brutalement d'un état d'arrêt a un état de fonctionnement en projection mais qu'il est usuellement prévu une phase intermédiaire de défilement avec préchauffage de la lampe de projection. D'une part , pour une lampe de projection de 100 watts, le courant de préchauffage peut monter jusqu'à une valeur de l'ordre de 50 watts. D'autre part, étant donné qu'un projecteur à usage particulier n'est pas destiné à fonctionner pendant une très longue durée ni de façon très répétée, les constructnllrs n'apportent généralement que peu d'attention à la réduction de la consommation de ces dispositifs et font plutot porter leurs efforts sur la réduction du coût des divers composants.Ainsi, les divers transformateurs présentent généralement des fuites élevées et les moteurs utilisés sont également des moteurs à faible rendement et donc à fuites importantes. A titre d'exemple, on a représenté en figure 1 un exemple de mesure de consommation effectuée sur un projecteur particulier. Dans cette figure, la courbe 1 est une sinusoïde illustrant les variations de la tension d'alimentation. La courbe 2 illustre les variations correspondantes du courant traversant le projecteur quand celui-ci est dans l'état de défilement et de préchauffage de la lampe de projection. Quand la lampe de projection est mise en oeuvre, la courbe 2 se modifie dans l'une de ses zones de la façon indiquée par les pointillées 3. On peut donc voir que la valeur de crête I1 du courant traversant le projecteur ne varie pas ou sensiblement pas selon que la lampe de projection est mise en oeuvre ou non.Bien entendu, il convient de souligner que cette observation est en réalité dépendante des types de projecteurs consicRéres mais que, la demanderesse visant à réaliser un circuit s'adaptant sur tous les projecteurs commerciaux, il convient que ce circuit puisse fonctionner dans le pire des cas. En considérant plus près les variations 3 apportées à la courbe 2 quand la lampe de projection est allumée, on peut noter que - quand la lampe de projection est éteinte, les maxima du courant correspondant sensiblement à des zero de tension c'està-dire qu'essentiellement de la puissance réactive est consommée ; - par contre, la variation 3 survenant au moment de llallumage de la lampe de projection correspond à des passages par des mexnme de la tension d'alimentation, c1est-à-dire essentiellement à de l'énergie active. Ainsi, en tenant compte de llanalyse ci-dessus, un objet de la présente invention est de realiser un nouveau procédé et dispositif permettant de détecter par des variations de son courant d'alimentation l'étant d'un projecteur. Un autre objet due la-présente invention est de prévoir un tel procédé qui puisse être mis en oeuvre sous forme d'un circuit simple et economique. Un autre objet de la présente invention est de mettre en oeuvre un tel procédé tout en prévoyant que l'allumage et l'extinction de moyens d'éclairage se fasse de façon progressive. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un nouveau procédé de commutation d'un moyen d'éclairage en relation avec un projecteur comprenant les étapes qui consistent à détecter le courant dlalimentation d'un projecteur au cours d'alternances successives- de la tension d'alimentation dans des plages temporelles déphasées sensiblement de 90 par rapport des passages à zéro de la tension d'alimentation ; comparer ce courant d'alimentation à une valeur de seuil inférieur au courant correspondant au courant ohmique consommé par la lampe du projecteur ; et commander un moyen d'éclairage en fonction du résultat de la comparaison. En outre, selon ce procédé, la commande des moyens d'éclairage est effectuée par l'intermédiaire d'un circuit variateur (ou gradateur) de lumière (couramment désigné dans la technique par l'appellation anglo-saxonneglight dimmern pour que l'allumage ou l'extinction de la lampe s'effectue de faço progressive. Ces objets, caractéristiques et avantages du procédé selon la présente invention ainsi qu'un mode de réalisation particulier d'un circuit mettant en oeuvre ce procédé seront décrits ci-après en détail en relation avec les figures jointes,parmi lesquelles La figure 1 représente des courbes destinées à illustre la position du problème posé La figure 2 est un schéma sous forme de blocs destiné à illustrer le procédé et le circuit selon la présente invention La figure 3 représente partiellement sous forme de blocs un circuit selon la présente invention La figure 4 représente partiellement sous forme de blocs un circuit selon la présente invention ; et La figure 5 représente un mode de réalisation détail- lé d'un circuit selon la présente invention. La figure 2 représente sous forme de blocs un circuit mettant en oeuvre la présente invention. Des bornes d'alimentation 10 et 11 sont reliées d'une part à un projecteur 12 en série avec une résistance de détection de courant 13, d'autre part à un dispositif d'éclairage 14 en série avec un triac 15. On désigne par la référence 16 la deuxième borne du moyen d'éclairage 14. Un circuit d'échantillonnage de courant 17 est conaecté,d'une part à la résistance de mesure 13,d'autre part à un déphaseur 18 et fournit ainsi une impulsion de courant centrée sur l'instant tl déphasée de 900 par rapport au passage à zéro de la tension d'alimentation (voir figure l) amplitude de cette impulsion etant proportionnelle au courant traversant le projecteur 12 et la résistance 13.Ensuite, la sortie du circuit d'échantillonnage de courant 17 est fournie à un detecteur de seuil 19 qui permet de commander un circuit de commande d'interruption 20 relié à la gâchette G du triac 15. Ainsi, le triac 15 est commande en relation avec la valeur relative de l'échantillon fourni par le circuit 17. Selon un aspect fondamental de la présente invention, seule la valeur du courant au voisinage de l'instant tl et des instants décalés de la valeur d'une alternance sont prises en compte. La figure 3 représente plus en détails les blocs 17 et 18 de la figure 2 pour indiquer une façon de réaliser un circuit fournissant une impulsion centrée sur l'instant tl (figure 1) et d'amplitude proportionnelle à l'amplitude du courant traversant le projecteur au voisinage de cet instant. Le circuit déphaseur 18 comprend de façon classique des résistances 21 et 22 et des condensateurs 23 et 24. La sortie de ce circuit estobbrue par l'interme- diaire d'une résistance 25. On obtient donc à la sortie de cette résistance 25 une tension sensiblemelt sin'soidale et diphasé de :r/2 par rapport à la tension du secteur.Ce signal est appliqué au circuit 17 et plus particulièrement à la base d'un premier transistor 30. Une diode 31 est également connectée à la base de ce transistor 30 de façon à obtenir seulement une alternance positive. On obtient donc au niveau du connecteur du transitor 30 des créneaux correspondant à la tension du secteur déphasée de 900 et mise en forme. L'émetteur du transistor 30 est relié à la borne 11. Le collecteur du transistor 30 est relié à la base d'un transistor 31 par l'intermédiaire d'un circuit de dérivation comprenant deux résistances en serie 32 et 33 dont le point milieu est relié à une tension de référence continue V+. Ces deux résistances sont en parallèle avec le condensateur 34. On obtient donc à la base du transistor 31 des impulsions qui correspondent au début et à la fin des créneaux obtenus à la sortie du transistor 30. Seules des impulsionsc1,un sicnedonné sont consarvées par une diode 35. Le transistor 31 est donc en permanence conducteur sauf quand une impulsion est appliquée à sa base, c'est-à-dire pendant une courte durée voisine de l'instant tl représenté en figure 1. Pendant ces périodes ou le transistor 31 est bloqué, la tension aux bornes de la résistance de mesure 13 est ramenée au collecteur du transistor 31 par l'intermédiaire d'une résistance 36. Le bloc d'e- chantillonnage de courant 17 comprend également une diode de protection 37. On obtient donc en définitive,comme cela était annoncé, à la sortie de collecteur du transistor 31 une impulsion centrée sur l'instant tl et d'amplitude proportionnelle au courant traversant le projecteur à cet instant.Cette impulsion est comparée à un seuil prédéterminé par un détecteur de seuil 19 et, selon qu'elle est inférieure à ce seuil (lampe de projection éteinte) ousupé- rieure à ce seuil (lampe de projection allumée), le circuit de commande d'interruption 20 fournit ou non une commande de conduction al triac 15. La figure 4 représente plus en détail le détecteur de seuil 19 et le circuit de commande d'interruption 20. En particulier, il est représenté un mode de réalisation du circuit de commande d'interruption fonctionnant en gradateur de lumière. Ce circuit détecteur de seuil est d'un type connu de l'homme de l'art.Il a pour but de fournir des impulsions d'amplitude constante et de duré déterminée à la sortie 41 quand il recoit des impulsions de courant supérieures à un seuil nrédéterminé à son entrée 40 et de ne fournir aucune sortie quand il reçoit à son entrée des impulsions d-- ccu-nt inferieures au seuil péC2éteflTrîne. Il comprend trois transistors dans les types représentés 42, 43 et 44 et cinq résistances 45, 46, 47, 48 et 49, ces éléments étant connectés de la façon représentée.En outre, le circuit est connecte de la facon indiauee à une borne '7+ de tension de référence, c' est la valeur de cette tension de référence V+ ainsi que le choix des valeurs de résistances qui déterminent le seuil à partir duquel les impulsions apparaissant à la borne 40 déclenchent ou non le circuit pour fournir à la borne 41 un train d'impulsions d'amplicude constante ou aucune impulsion. Le circuit 20 représenté en figure 4 concerne le cas particulier d'une commande du triac 15 en série avec la lampe d'éclairage 14 en gradateur de lumière. C'est-à-dire que l'on souhaite rendre le triac conducteur quand le projecteur es; éteint, c'est-à-dire qu'aucune impulsion n'apparaît à la borne 41, rendre le triac 15 non conducteur quand des impulsions apparaissent à la borne 41, c'est-à-dire que la lampe de projection est allumée, et passer progressivement d'un état à l'autre lorsque le projecteur est allumé ou est coùpé, c' est-à-dire que les impulsions commencent à apparaître ou arrêtent de se présenter.Ainsi, le circuit 20 est un circuit de gradateur de lumière par variation de l'angle de conduction.On notera que des circuits analogues sont connus dans la technique et on pourra notamment se référer à l'ouvrage de H. LLLEN intitulé "Thyristors et triacs"paru aux éditions Radio. Plus particulièrement, les figures 13-10, 13-11 décrivent la commande d'un thyristor en variateur de puissance au moyen d'un U.J.T (transistor uni-jonction). De même, la figure 15-3 décrit la commande d'un triac par un transistor uni-jonction. Néanmoins, le bloc 20 sera décrit ici plus en détail car il présente plusieurs variantes inventives par rapport aux divers circuits connus.Le circuit de déclenchement 20 comprend un transistor uni-jonction 50 dont la -4eukième base B2 est reliée à la borne 41 par l'intermédiaire d'une résistance'de relativement faible valeur 52 et à une tension de référence V+ par l'inter médiaire d'une résistance de valeur élevée 53. L'autre base B1 du transistor uni-jonction 50 est connectée d'une part à la gâchette du triac 15, d'autre part à la borne 11 par l'intermédiaire d'une résistance 54. Le point de raccordement de la première base 3:1 du transistor uni-jonction et des résistances 52 et 53 est éga liement connecte à une première borne d'un condensateur 55 dont l'autre borne est reliée à la borne 11. Ainsi, la résistance 53 ayant une valeur très supérieure à la résistance 52, en l'absence d'impulsion à la borne 41, le condensateur 55 est chargé à une tension extrêmement faible alors que'il se charge à une tension voisine de V ' par incréments successifs quand des impulsions se présentent à la borne 41. D'autre part, ce circuit de declenchement comprend un circuit de synchronisa tion. Le circuit de synchronisation comprend un pont redresseur 60 dont une diagonale est connectée entre ltémetteur et la base d'un transistor 61, qui fournit donc à sa sortie des impulsions sensiblement en correspondance avec Zes passages à O de la tension du secteur.Le collecteur du transistor 61 est connecté à la base d'un transistor 62 par 11 intermédiaire d'une diode 63. L'émetteur du transistor 62 est connecté à la masse et le collecteur du transistor 61 est connecté à la tension de référence V par l1intermé-- diaire d'une résistance 64. Le collecteur du transistor o2 est connecté à l'bretteur du transistor uni-jonction 50, à la tension de référence V+ par l'intermédiaire d'une résistance 65,et à la borne 11 par l'intermediaire d'un condensateur 66. On obtient donc au nivea de ltemetteur du transistor uni-jonction 50-, une-tension en dents de scie synchronisée sur les passages à O de la tension du secteur. Le seuil de déclenchement du transistor uni-jonction est déterminé par la charge du condensateur 55. Tandis que des impulsions vienner à apparaître à la borne 41, c'est-à-dire tandis que le transistor 44 est périodiquement mis en conduction , on obtient donc un déceler chement de plus en plus avancé par rapport aux passages à O de la tension du secteur. On obtient donc l'effet d'un .oncFionnement en gradateur de lumière recherché. On a également représenté en figure 4 un circuit 70 fournissant la tension de référence V+ à partir de la tension du secteur aux bornes 10 et 11. Enfin, la figure 5 représente sous forme d'un schéma unique les divers éléments composants d'un mode de réalisation par- ticulier du circuit. Ces composants sont désignés par les mêmes références que celles qu'ils portent en figures 3 et 4. On notera que le circuit 70 comprend en fait une diode Zener 71 et un conden sateur 72 ainsi qu'une diode de redressement 73. On a également dé signé par la référence 27 le point de raccordement du projecteur 12 et de la résistance de mesure 13, cette référence 27 apparaisse également en figures 2 et 3. Dans la pratique, le circuit selon la présente- inven- tion représenté en figure 5 sera de préférence présenté dans un boîtier unique comprenant un fil et une fiche de raccordement au secteur correspondant aux bornes 10 et 11, une première prise femelle sur laquelle on pourra brancher la fiche du projecteur correspondant aux bornes 10 et 27, et une deuxième prise femelle sur laquelle on pourra brancher une fiche correspondant à une lam pe d'éclairage correspondant aux bornes 10 et 16. Ainsi, ce dispositif pourra être commercialisé pour s'adapter à tout projecteur connu, un réglage initial étant seulement éventuellement prévu selon de la gamme de puissance de la lampe de projection, en fonction de laquelle il faut déterminer le seuil du détecteur de seuil 19 décrit précédemment. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 1'are. REVENDICATIONS 1 - Procédé de commutation d'un moyen d'éclairage en relation avec un projecteur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - détecter le courant d'alimentation d'un projecteur au cours d'alternances de la tension d'alimentation et dans une plage temporelle centrée sur un instant sensiblement déphasé de 90Q par rapport aux zéros de la tension d'alimentation ; - comparer ces impulsions de courant d'alimentation détectées à une valeur de seuil inférieure au courant correspondant au courant ohmique consommé par la lampe du projecteur ; et - commander la conduction d'un commutateur en série avec une lampe d'éclairage en fonction du résultat de la comparaison 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de la lampe d'éclairage est effectuée par l'intermédiaire d'un circuit gradateur de lumière pour que l'allumage ou l'extinction de la lampe s'effectue de façon progressive. 3 - Dispositif de commutation d'un moyen d'éclairage en relation avec un projecteur caractérisé en ce qu'il comprend - un moyen de déphasage et d'échantillonnage pour capter des échantillons de courant d'alimentation lors de chaque alternance de la tension d'alimentation et au voisinage des maxima de cette tension d'alimentation - un moyen détecteur de seuil pour déterminer les échantillons précédents et supérieurs ou inférieurs à une valeur de seuil prédéterminée ;et - une commande de déclenchement d'un interrupteur disposé en serie avec le moyen d'éclairage. 4 - Disposition selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'eclairage est disposé en série avec un triac et que le circuit de déclenchement de celui-ci comprend un circuit gradateur de lumière. 5 - Dispositif de commutation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit gradateur de lumière comprend un transistor uI joaction dont 12 deuxième base est connectée à la gâchette du triac et la première base,d'une part à la sortie du circuit détecteur de seuil par l'intermédiaire d'une résistance de faible valeur, d'autre part à une tension de référence par l'intermédiaire d'une résistance de forte valeur, le point de raccordement de ces résistances et de la première base étant connecté à une borne d'alimentation par l'intermédiaire d'un condensateur 6 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend un fil de raccordement au secteur, une première prise femelle permettant de recevoir la fiche d'alimentation d'un projecteur et une deuxième prise femelle permettant de recevoir la fiche d'alimentation d'une lampe d'éclairage.