Brevet FR2447108A1 — publié le 19800814

La présente invention concerne un système de télécommande d'un dispositif de chauffage à partir d'un thermostat d'ambiance dans lequel les ordres délivrés par le thermostat sont transmis au dispositif ou appareil de chauffage par le réseau d'alimentation du secteur. I1 est bien entendu connu depuis longtemps de commander l'état de marche ou d'arrêt d'un appareil de chauffage, tel qu'une chaudière, par exemple, en utilisant les signaux de sortie d'un thermostat d'ambiance. Dans les installations connues et notamment les installations domestiques connues, le thermostat est directement relié par des fils électriques au relais dc commande de l'appareil de chauffage si bien que la liaison entre le thermostat et ce relais est en fait rigide. I1 en résulte qu'une fois choisi l'emplacement du thermostat, par exemple dans -une pièce d'un appartement ou d'une maison, il n'est plus possible de le modifier sans modification importante de l'installation.Or, pour des raisons d'économies d'énergie évidentes, on s'aperçoit que, dans un appartement, l'emplacement d'un thermostat doit changer entre la période de jour pendant laquelle la pièce qui doit avoir une température contrôlée est la pièce de sé-jour, la température dans les chambres pouvant titre plus basse, et la période de nuit où cette situation est inversée. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un système de transmission de signaux du thermostat vers l'organe de commande de l'appareil de chauffage qui permet de brancher le thermostat pratiquement dans n'importe quelle pièce à la seule condition que celle-ci soit aquippbe d'une prise de courant du secteur. I1 doit être bien entendu que, si l'on a ci-dessus pris l'exemple d'un appartement ou d'une maison pour faire sentir l'intérêt du système de l'invention, l'utilisation de ce système ne se limite pas à ce genre d'application. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un système de télécommande comportant un thermostat délivrant un signal de sortie binaire O ou 1, selon que la température ambiante est inférieure ou supérieure à la température de consigne, la sortie du thermostat étant reliée à une entrée d'une porte dont la seconde entrée est reliée à la sortie d'un multivibrateur et dont la sortie est reliée, à travers un amplificateur de puissance, au primaire accordé d'un transformateur dont le secondaire est relié aux bornes d'une prise de courant mâle classique, et un relais de commande d'un appareil de chauffage dont l'alimentation de la bobine est commandée par la sortie d'un détecteur de fréquence dont l'entrée est reliée aux bornes du secondaire accordé d'un second transformateur dont le primaire est relié au réseau de distribution local dont-fait partie la prise de courant femelle dans laquelle est enfichée ladite prise de courant mâle du thermostat, le primaire du premier transforma teur étant accordé sur la même fréquence que le secondaire du second transformateur. Suivant une autre caractéristique, le multivibrateur peut être réglé sur une pluralité de fréquences prédéterminées, ainsi que les accords du primaire du premier transformateur et du secondaire du second transformateur, pour éviter des interférences entre systèmes de télécommande voisins reliés au môme réseau de distribution. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est le schéma électrique d'un émetteur de signaux de télécom- mande, y compris le thermostat, et la Fig. 2 est le schéma électrique d'un récepteur de signaux de télécom- mande recevant les signaux de l'émetteur de la Fig. 1 pour alimenter un relais de commande d'un appareil de chauffage. L'émetteur de la Fig. 1 comprend un circuit de thermostat ? dont la sortie est reliée à une porte 2 dont la sortie est reliée à un amplificateur de puissance 3 qui alimente un transformateur 4 dont le secondaire est relié par un circuit de liaison 5 à une prise mâle de courant 6. Il comprend encore un circuit d'alimentation 7 capable de délivrer les tensionsàontinues nécessaires au fonctionnement des semi-conducteurs. Enfin, il comprend un circuit lultivi- brateur 8 dont la sortie est reliée à la seconde entrée de la porte 2. Le circuit d'alimentation 7 est relié à la pairè de fils 9 reliant la prise 6 au circuit 5. Il comprend classiquement un transformateur suivi d'un circuit redresseur double alternance 10 qui alimente un circuit régulateur classique 11 qui délivre sur le fil 12 une tension régulée de, par exemple, 8 V. Des condensateurs de filtrage sont prévus classiquement à l'entrée et à la sortie de 11. Le circuit de thermostat 1 comprend un premier diviseur de tension monté entre l'alimentation de +8 V et la masse et comprenant en série trois résistances Ri, R2 et R3, la résistance R2 étant ponté par un potentiomètre PI dont le curseur est relié, par une résistance R4, à l'entrée - d'un amplificateur opérationnel Al monté en comparateur de tension. Le circuit 1 comprend un second diviseur de tension monté entre +8 V et la masse et comprenant en série trois résistances R5, R6 et R72 une thermistance Th étant montée en parallèle sur la résistance R5. La résistance R7 est en fait un potentiomètre dont le curseur est relié à la masse. Le point commun à R5 et Th, d'une part, et à R6, d'autre part, est relié, par une résistance R8 à l'entrée + de l'amplificateur opérationnel Al.La sortie de Al est reliée à son entrée + par une résistance de contre réaction R9 Des condensateurs de découplage classiques sont montés entre +8 V et les entrées + et - de AI, respectivement en amont de R8 et R4. L'amplificateur Al est monté de manière que quand la tension appliquée à l'entrée + est supérieure à celle qui est appliqué à l'entrée -, il délivre un signal positif ou un "1" binaire tandis que dans le cas contraire il délivre un signal nul ou un "O" binaire. Dans le premier diviseur de tension, le curseur du potentiomètre P1 permet de régler la tension appliquée en permanence à l'entrée -, c'est à dire de régler la température de consigne du thermostat. Dans le second diviseur de tension, la thermistance Th a une résistance qui varie en fonction de la température ambiante. On peut aisément vérifier que, quand la température augmente, la résistance de Th diminuant, la tension à l'entrée + de A1 augmente. Le potentiomètre R7 est prévu pour obtenir un réglage correct initial. -Il résulte de ce qui précède que, quand la température de Th est inférieure à la température de consigne réglée par P1, la tension à l'entrée + est inférieure à celle de l'entrée - et l'amplificateur délivre un signal "O". Le multivibrateur 8 est essentiellement constitué par un circuit intégré 13 qui est commercialisé sous la référence NE555V dont les pattes 4 et 8 sont reliées au +8 V, la patte 1 à la masse et la patte 5 à la masse par un condensateur C1. il comprend encore un circuit comprenant en série, entre +8 V et la masse, une résistance R10, une résistance R11, un potentiomètre P2 et un condensateur C2. Le point commun à R10 et Ril est relié à la patte Z de 13. Le curseur du poten- tiomètre P2 est relié au point commun à P2 et C2 et aux pattes 6 et 2 de 13. Le multivibrateur 13 délivre, sur sa patte 3 reliée à une résistance R12, des signaux carrés dont la fréquence dépend de la valeur de la somme des résistances de R11 et P2, et de la valeur du condensateur C2. En première approximation dans l'exemple de réalisation décrit, il est prévu une bande de fréquences d'utilisation allant de 100 à 40 kHz. La porte 2 est, en pratique, constituée par un transistor NPN T1 dont la base est reliée à la sortie dc A1, par l'intermédiaire d'une résistance R13, d'une part, et à la masse, par l'intermédiaire d'une résistance R14 de polarisation, d'autre part. Le transistor TI a son émetteur à la masse et son collecteur relié à la résistance R12, d'une part, et à la base du transistor NPN T2 de l'amplificateur de puissance 3, d'autre part. Quand l'amplificateur A1 délivre un On, le transistor T1 se bloque si bien que les signaux de sortie du multivibrateur 8 sont appliqués, par R12, à la base du transistor T2 tandis que, quand A1 délivre un "1", le transistor T1 est saturé si bien que la sortie de 8 est mise à la masse. il apparatt donc que le transistor T1 agit comme une porte laissant passer vers 3 les signaux provenant de 8, quand la sortie de 1 est à "O" et les bloquant dans le cas contraire. Dans l'amplificateur 3, l'émetteur du transistor T2,est relié à la masse par une résistance R15 tandis que son collecteur est relié à l'entrée du circuit régulateur 11 de l'alimentation 7, par l'intermédiaire d'un circuit accordé qui comprend le primaire d'un transformateur Tf1 avec, en parallèle un condensateur C3. Le secondaire de Tf1 est relié au circuit de liaison 5. Une diode Zener Z1 est montée entre le collecteur de T2 et la masse pour absorber des surtensions éventuelles. A noter qu'il est préférable de prendre la tension positive à l'entrée de 11 qu'à sa sortie pour bénéficier d'un niveau plus éle- vé.La valeur du condensateur C3 est choisie pour, en tenant compte de l'inductance du transformateur Tf1, résonner à la fréquence de sortie des signaux de 8. Le circuit 5 assure la liaison entre les bornes du secondaire de Tfl et les fils de la paire 9. Il comporte sur un fil, en série, une résistance R16 pontée par un condensateur C4 et, sur l'autre fil, en série, une résistance R17 pontée par un condensateur C5. Les condensateur C4 et C5 ont une capacité de l'ordre du microfarad pour laisser passer les signaux de la bande 40-100 kHz, les résistances R16 et R17 étant de fortes valeurs de l'ordre du mégohm et servant à égaliser les tensions aux bornes des condensateurs C4 et C5. La paire de fils 9 est suffisamment longue pour que, même quand la prise femelle dans laquelle s'enfiche la prise 6 est au niveau d'une plinthe, le bottier du thermostat qui comprend les circuit 1, 2, 32 41 5, 7 et 8 puisse titre accroché sur un mur à une hauteur convenable, par exemple & 1,60 u. Le récepteur de la Fig. 2 comprend un circuit de liaison 14, relié par une paire de fils 15 au secteur, un transformateur accordé 16, un circuit de mise en forme 17, un circuit détecteur de fréquence 18, un circuit de commande de relais 19 et un circuit d'alimentation 20. Le circuit d'alimentation 20 est identique au circuit 7 de la Fig. 1, avec son entrée reliée aux fils de secteur 15, un régulateur de tension 11 et une sortie 21 délivrant la tension de +8 V. Le circuit de liaison 14 est identique au circuit de liaison 5 de la Fig. i, avec deux condensateurs C6 et C7, identiques à C4 et C5, et deux résistances R18 et R19, identiques à R16 et R17. il joue le m8me rôle que le circuit 5 en constituant pour les signaux de la bande 40-100 kH un trajet à faible impédance vers le transformateur 16. Le transformateur 16 est identique au transformateur 4, sauf que primaire et secondaire du transformateur Tf2 sont inversés par rapport à ceux de Tf1, le secondaire de Tf2 étant accordé par un condensateur C8. Une borne du secondaire est reliée à la masse tandis que l'autre borne est reliée à une borne d'un potentiomètre dont l'autre borne est reliée à la masse et dont le curseur est relié, par l'intermédiaire d'une résistance R20 et d'un condensateur de liaison C9,- à l'entrée d'un circuit 22 du détecteur de fréquence 18. Le point commun à R20 et C9 est relié à la masse par deux diodes D1 et D2, en parallèle, montées en sécréteur. Le circuit 22 est un circuit intégré qui est commercialisé sous la référence NE567V dont la patte 3 constitue la borne d'entrée, dont la patte 5 est reliée à la masse par un circuit comprenant, en série, une résistance R21, un potentiomètre P4 et un condensateur C10, dont la patte 6 est reliée au curseur de P4 et au point commun à P4 et C10, dont la patte 2 est reliée à la masse par un condensateur Ci, dont la patte 1 est reliée à la masse par un condensateur C12, dont la patte Z est reliée directement à la masse, dont la patte 4 est reliée à la tension de +8 V par le fil 21, et dont la patte 8 est reliée à la tension de +8 V par une résistance R22 et sert de borne de sortie au détecteur de fréquence 18. La sortie de 18 est reliée, dans 19, à la base d'un transistor JIPN T3 dont l'émetteur est à la masse et le collecteur relié à l'entrée de 11 par une résistance R23. Le collecteur de T3 est également relié à la base d'un transistor NPN T4 dont l'émetteur est à la masse et le collecteur relié à l'entrée de 11, à travers une bobine de relais RE aux bornes de laquelle est montée une diode D3 destinée à protéger le transistor T4 contre les surtensions. Le fonctionnement du récepteur de la Fig. 2 est le suivant. Les signaux émis par l'émetteur dans la la bande 40100 kHz passent à travers le circuit 14 et sont appliqués au transformateur Tf2 qui est accordé sur la fréquence attendue. Les signaux sont ensuite éventuellement atténués par le potentiomètre P3, puis écrêtés par D1-D2 avant d'être appliqués au circuit 22. Le circuit 22 comporte un oscillateur dont la fréquence est réglée par la position du potentiomètre P4 et un comparateur de fréquences qui compare sa fréquence propre à la fréquence des signaux reçus sur la patte 3 et qui bloque le transistor T3 quand la comparaison est positive.Dans ce cas, le transistor-T4 est débloqué et le courant du collecteur passe dans la bobine RE ce qui fait tirer le relais qui met en fonctionnement l'appareil de chauffage. De la description qui précède, il apparatt que l'on a prévu une gamme d'accords de fréquences allant de 40 à 100 kHz. En pratique, quand l'appareil est utilisé dans une maison individuelle, une seule fréquence doit suffir car les signaux émis par l'émetteur sont rapidement amortis par le compteur d'électricité et la ligne extérieure. Toutefois, comme dans un même immeuble plusieurs appartements voisins à chauffages individuels peuvent être équippés de systèmes suivant l'invention, il est préférable d'éviter des interférences éventuelles en choisissant pour les systèmes des appartements adjacents des fréquences différentes. A titre indicatif, on va donnér d-dessous des valeurs des composants utilisés dans l'émetteur de la Fig. 1 et le récepteur de la Fig. 2: R1 909 # P1 22 K# R2 365 # P3 100 K# R3 5,76 K# P4 2,2 rn R5 1,47 K# R6 9,3 rn R7 2,2 K# C1 10 nF R4 = R8 4,7 K# C2 1 nF R9 3,3 M# C4 - C5 1 uF R10 1 rn C6 = C7 1 uF R12 22 K# C9 10 nF R13 10 K# C10 10 nF R14 1 K# C11 68 nF R15 100 n C12 10 uF R16 = R17 1 M# R18 = R19 1 M# R20 10 K# R21 820 # R22 10 K# R23 1 K# Le tableau suivant donne les valeurs des composants permettant de faire varier la fréquence des signaux de commande. fréquence C3 et C8 R11 P2 KHz nF K# K# 100 6,8 4,7 10 85 10 4,7 10 70 15 4,7 10 55 22 8,2 22 40 39 8,2 22 il faut bien comprendre que la bobine E pourrait servir à commander, au lieu d'un appareil de chauffage, un ventilateur ou plus généralement un appareil de climatisation. Donc le système concerne également ces applications et d'autres semblables. REVENDICATIONS 1) Système de télécommande d'appareil de chauffage ou de climatisation comportant un thermostat délivrant un signal de sortie binaire O ou 7, selon que la température ambiante est inférieure ou supérieure à la température de consigne, caractérisé en ce que la sortie du thermostat est reliée à une entrée d'une porte dont la seconde entrée est reliée à la sortie d'un multivibrateur et dont la sortie est reliée, à travers un amplificateur de puissance, au primaire accordé d'un transformateur dont le secondaire est relié aux bornes d'une prise de courant mâle classique, et un relais de commande d'un appareil de chauffage dont l'alimentation de la bobine est commandée par la sortie d'un détecteur de fréquence dont l'entrée est reliée aux bornes du secondaire accordé d'un second transformateur dont le primaire est relié au réseau de distribution local dont fait partie la prise de courant femelle dans laquelle est enfichée ladite prise de courant m31e du thermostat, le primaire du premier transformateur étant accordé sur la même fréquence que le secondaire du second transformateur. 2) Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le multivibrateur peut être réglé sur une pluralité de fréquences prédéterminées, ainsi que les accords du primaire du premier transformateur et du secondaire du second transformateur, pour éviter des interférences entre systèmes de télécommande voisins reliés au morne réseau de distribution.