Brevet FR2540625A1 — publié le 19840810

La présente invention concerne un capteur d'intensité lumineuse, cour- portant un générateur opto-électronique de tension variable prévu pour four- nir, en fonction de l'intensité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable, aux bornes d'une résistance de charge adaptée à la gamme d'inten- site lumineuse à capter. Bien qu'ils présentent des avantages liés à l'utilisation d'un cap- teur opto-électronique de tension variable, les capteurs connus de ce genre présentent cependant certains inconvénients tenant au fait que c'est une tension variable qui est fournie à leurs bornes de sortie, cette tension étant donc affectée par les résistances de lignes et par les perturbations radioélectriques provenant du secteur D'autre part, cette tension variable est polarisée, ce qui entraîne un risque de mauvais branchement et un non fonctionnement du générateur opto- électronique qui risque d'être détérioré, le capteur ayant de ce fait une certaine fragilité-électrique De plus, cette tension variable est très faible, 0,5 V au maximum, et il est donc impossible d'associer à un tel capteur un pont de diodes pour supprimer la polarité de ses bornes En effet, un tel pont de diodes provoque lui-même une chute de tension de 1, 2 V environ, incompatible avec la tension de O,5 V exixtant aux bornes de sortie du capteur Par ailleurs, pour mesurer une telle tension très faible aux bornes de sortie du capteur, il est nécessai- re d'utiliser un appareil de mesure sensible, donc relativement coûteux. Enfin, lorsque l'intensité lumineuse reçue par le capteur est nulle, le capteur ne donne aucun courant de repos et il est impossible de savoir en permanence, sans appareillage supplémentaire, si la liaison électrique en- tre le capteur et l'appareil de mesure est interrompue Le capteur, suivant l'invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur de tension de référence connecté en série au généra- teur opto-électronique de tension variable, par une première borne commune aux deux générateurs de tension La seconde borne du générateur de tension de référence est connectée à la borne d'entrée non inverseuse d'un compa- rateur électronique de tension La seconde borne du générateur opto-élec- tronique de tension variable, qui constitue une première borne de sortie du capteur, est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance de boucle, à la borne d'entrée inverseuse du comparateur électronique de tension Labor- ne de sortie de ce dernier est connectée à la borne d'entrée d'un amplifi- cateur de courant alimenté par une source de tension extérieure par l'in- termédiaire de la seconde borne de sortie du capteur La sortie de cet am- plificateur est connectée à la borne d'entrée inverseuse du comparateur é- lectronique de tension, de façon à fournir, entre les deux bornes de sortie du capteur, une intensité variable fonction de la tension variable fournie par le générateur opto-électronique de tension variable. La présente invention se propose de permettre la réalisation d'un capteur d'intensité lumineuse, qui, tout en ne comportant pas les inconvé- nients liés à l'utilisation d'un générateur opto-électronique de tension variable, conserve les avantages liés à une telle utilisation: très bon captage de la lumière, bonne sensibilité, bonne tenue au vieillissement et aux variations de température D'autres avantages sont liés au fait que le capteur fournit à ses bornes de sortie une intensité variable, et non une tension variable comme dans l'art antérieur, les résistances de lignes é- tant sans effet, et les perturbations radioélectriques ayant moins d'in- f luence sur cette intensité variable D'autre part, les bornes de sortie du capteur sont susceptibles de ne pas être polarisées dans la mesure o un pont de diodes est utilisé à la sortie du capteur, une telle utilisation étant ici possible puisque la chute de tension qui en résulte est sans ef- fet sur la valeur de l'intensité variable fournie aux bornes de sortie du capteur Toute erreur de branchement du capteur, et donc toute détériora- tion du générateur opto-électronique de tension variable, sont pratiquement impossibles puisque ce générateur est protégé par des éléments électroni- ques, en particulier par l'amplificateur de courant De plus, l'intensité fournie aux bornes du capteur peut gtre importante, donc le système qui est destiné à mesurer cette intensité peut être relativement moins sensible. Enfin,-lorsque l'intensité lumineuse reçue par le capteur est nulle, le capteur donne quand même un courant de repos, ce qui permet de savoir en permanence si la liaison électrique entre le capteur et l'appareil de mesu- re est interrompue. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du capteur d'intensité lumineuse, conforme à la présente invention. La fig I représente le schéma électrique de ce mode de réalisation. Tel qu'il est représenté sur la fig 1, le capteur d'intensité lumi- neuse, suivant l'invention, comporte un générateur opto-électronique de tension variable 4, connecté en parallèle aux bornes d'une résistance de charge 14, et un générateur de tension de référence I connecté en sérieau générateur opto-électronique de tension variable 4, par une première borne C commune aux deux générateurs 4 et 1. La seconde borne A du générateur opto-électronique de tension varia- ble 4, qui constitue une première borne de sortie du capteur, est connec- tée, par l'intermédiaire d'une résistance de boucle RB à la borne d'entrée inverseuse M d'un comparateur électronique de tension 2. Dans cet exemple, le générateur de tension de référence I est consti- tué par une diode zener de référence dont la cathode D est reliée, d'une part à la borne d'entrée non inverseuse P du comparateur électronique de tension 2, et d'autre part à un générateur de courant constant 7, dont la seconde borne est reliée à une source d'alimentation extérieure Vcc, par l'intermédiaire de la seconde borne de sortie B du capteur Ce générateur 7 est prévu pour générer un courant constant i. Le comparateur électronique de tension 2 est constitué, par exemple, par un amplificateur opérationnel dont les deux bornes d'alimentation sont reliées, l'une à la source d'alimentation extérieure Vcc par l'intermédiai- re de la borne de sortie B, l'autre à sa borne d'entrée inverseuse M Sa borne de sortie SI est reliée à la borne d'entrée E d'un amplificateur de courant 3. L'amplificateur de courant 3 est constitué, par exemple, par un tran- sistor NPN dont la base constitue l'entrée E, dont l'émetteur constitue une sortie 52 qui est reliée à la borne d'entrée inverseuse M, et dont le col- lecteur constitue la borne B reliée à l'alimentation Vcc. La source d'alimentation Vcc est, par exemple, une source d'alimenta- tion continue Elle est, par exemple, reliée aux bornes A et B par l'inter- médiaire d'un pont de diodes 6 La source d'alimentation continue Vcc com- porte une borne B' reliée, par l'intermédiaire d'une borne B" du capteur, à l'une des entrées alternatives du pont de diodes 6 L'autre entrée-alterna- tive du pont de diodes 6 est reliée, par l'intermédiaire d'une seconde bor- ne A" du capteur, à une borne A' d'un appareil de mesure d'intensité 8 dont l'autre borne P est reliée à la borne négative de l'alimentation Vcc Les bornes A et B sont reliées respectivement aux bornes et + du pont de dio- des 6. Lorsque le capteur d'intensité lumineuse, objet de l'invention, est alimenté par l'alimentation Vcc, le générateur opto-électronique-de tension variable 4 fournit, en fonction de l'intensité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable Vv, aux-bornes A et C de la résistance de char- ge 14 Le générateur de tension de référence 1 fournit une tension de réfé- rence Vr à ses bornes C et D Le comparateur électronique de tension 2 com- pare, par rapportaupoint commun C, la somme des tensions Vv et Vr fournies respectivement par les générateurs 4 et 1, et la tension V fournie aux bor- nes de la résistance de boucle RB Si ces deux tensions sont différentes, le comparateur électronique de tension 2 et l'amplificateur de courant 3 réagissent de manière à rétablir l'égalité entre elles Pour cela, ils in- jectent plus ou poins de courant dans la résistance de boucle-RB de manière à respectivement augmenter ou diminuer la tension V aux bornes de cette ré- sistance de boucle RB, jusqu'à ce que cette tension V soit égale à la somme des tensions Vv et Vr. A cet instant, la valeur de l'intensité I traversant la résistance Vr +V Vr V de boucle RB est donnée par la formule +R Bv soit RB + RB L'intensité IM mesurée par l'appareil de mesure 8 est la somme des intensités i et I. L'intensité Im est donc égale à i + r + RB L'intensité i, étant très pe- RB RB tite par rapport à l'intensité I, peut être négligée L'intensité IM est donc en pratique égale à la somme d'une intensité fixe ff et d'une intensi- té variable Vv qui dépend de l'intensité lumineuse captée. Mlme dans le cas o l'intensité lumineuse captée par le générateur optoélectronique de tension variable 4 est nulle, l'intensité mesurée IM n'est pas nulle mais égale à Rr Il est ainsi possible de savoir en perma- nence, lorsque le capteur est alimenté par la source d'alimentation Vcc, si la liaison électrique entre le capteur et l'appareil de mesure 8 est inter- rompue. On remarque que chacune des bornes A' et B' peut être reliée indif- féremment à l'une quelconque des bornes A" et B", la borne B' étant tou- jours, par l'intermédiaire du pont de diodes 6, reliée à la borne B, et la borne A', toujours reliée à la borne A Toute erreur de branchement du cap- teur est ainsi impossible. Sans sortir du cadre de la présente invention, la diode zener de ré- férence, qui constitue le générateur de tension de référence 1, ainsi que son générateur de courant constant 7, pourraient être remplacés, par exeur ple, par une pile dont les deux bornes seraient reliées respectivement aux bornes C et P. Le capteur d'intensité lumineuse, objet de la présente invention,- peut être utilisé notamment pour commander l'ouverture ou la fermeture de stores ou similaires, en fonction de l'intensité lumineuse de la lumière solaire, reçue par ledit capteur. REVENDICATION 1 Capteur d'intensité lumineuse, comportant un générateur opto-électroni- que de tension variable ( 4) prévu pour fournir, en fonction de l'inten- sité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable, aux bornes d'une résistance de charge ( 14) adaptée à la gamme d'intensité lumineuse à capter, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de tension de référence ( 1) connecté en série au générateur opto-électronique de ten- sion variable ( 4), par une première borne (C) commune aux deux généra- teurs de tension ( 4 et 1), la seconde borne (D) du générateur de tension de référence ( 1) étant connectée à la borne d'entrée non inverseuse (P) d'un comparateur électronique de-tension ( 2), la seconde borne (A) du générateur opto-électronique de tension variable ( 4), qui constitue une première borne de sortie du capteur, étant connectée, par l'intermédiai- re d'une résistance de boucle (RB), à la borne d'entrée inverseuse(M) du comparateur électronique de tension ( 2) dont la borne de sortie (SI) est connectée à la borne d'entrée (E) d'un amplificateur de courant ( 3) alimenté par une source de tension extérieure (Vcc), par l'intermédiaire de la seconde borne de sortie (B) du capteur, la sortie ( 52) de cet am- plificateur étant connectée à la borne d'entrée inverseuse (M) du compa- rateur électronique de tension ( 2), de façon à fournir, entre les deux bornes de sortie (A et B) du capteur, une intensité variable fonction de latension variable fournie par le générateur opto-électronique de tension variable ( 4).