Brevet FR2550642A1 — publié le 19850215

SYSTEME DE SURVEILLANCE D'INTERRUPTEURS EN SERIE L'invention concerne les systèmes de surveillance et plus particulièrement les systèmes pour la surveillance d'une pluralité de conditions tels que les systèmes de sécurité qui emploient une pluralité d'interrupteurs (porte ou fenêtre et analogue). Dans un système typique d'alarme de cambriolage une pluralité d'interrupteurs de fenêtre ou de porte sont reliés en série dans une boucle de protection qui 10 est alimentée par un courant continu constant Les systèmes de surveillance de boucle sont capables d'indiquer une condition d'alarme si l'un des interrupteurs est à l'état ouvert Si une condition d'alarme peut être détectée dans l'ensemble de la boucle, il n'y a aucun moyen dans un système simple de surveillance de ce type de déterminer quel contact (ou en conséquence quelle porte ou fenêtre) a été la source de la condition d'alarme Des modules avertisseurs plus complexes ont été proposés pour identifier quel contact est ouvert 20 parmi de nombreux contacts en série Cependant, ces systèmes de surveillance souffrent de limitations appréciables Par exemple, dans un système de ce genre des circuits résonnants série sont placés en parallèle sur chacun des différents contacts d'interrupteur devant 25 être mis sous surveillance et un générateur de signal à fréquence variable est relié à l'une des bornes de la boucle Les pics de résonance correspondant à chaque circuit accordé sont surveillés pour indiquer quel contact est ouvert De tels circuits bouchons accordés 30 à la résonance sont coûteux et le système de surveillance demande un montage de génération de signal et de détection complexe Dans un autre système de surveillance, des résistances spécialement triées sont placées en parallèle avec chacun des interrupteurs à 35 surveiller Ces résistances sont choisies de manière à ce que les tensions résultant des fermetures ou ouvertures des interrupteurs particuliers aient une relation -2 binaire déterminée, permettant ainsi à un montage détecteur coopérant de distinguer entre différentes ouvertures d'interrupteurs La tension dans le circuit diviseur de tension doit être univoque pour chaque combinai5 son d'ouvertures d'interrupteur mais, afin de maintenir une relation binaire dans tout le système, il ne peut y avoir que très peu de contacts La complexité des résistances dans de tels circuits binaires s'accroît rapidement et la tolérance d'une forte résistance peut 10 être en fait plus grande que la valeur propre d'une résistance de plus faible valeur Aussi, l'impédance réelle de ligne de la boucle peut être un facteur de résistance significatif. La présente invention offre un système de 15 surveillance fiable et de faible coût pour détecter lequel des interrupteurs d'une série d'interrupteurs est en condition d'ouverture, et indiquer aussi s'il existe une condition d'ouverture de plusieurs contacts. Conformément à l'invention, un système de surveillance est prévu pour une boucle de protection qui a une pluralité d'interrupteurs en série Un module de surveillance comportant un premier dispositif qui a une caractéristique de réponse asymétrique et un second dispositif qui a une caractéristique de réponse symétrique sont reliés 25 aux bornes de chaque interrupteur Les premiers et seconds dispositifs sont reliés en parallèle, et les seconds dispositifs ont une série progressive de valeurs différentes, la valeur de chaque second dispositif étant elle-même différente de la valeur d'une quelconque combinaison des autres seconds dispositifs En outre, les modules sont reliés aux bornes des interrupteurs de sorte que chaque premier dispositif soit polarisé dans le même sens Des premiers et seconds signaux d'interrogation sont alternativement appliqués à la boucle de 35 protection, chaque premier dispositif ayant une réponse à chaque premier signal d'interrogation moins significative que la réponse du second dispositif, qui est placé en parallèle, audit premier signal d'interrogation et une réponse audit second signal d'interrogation qui est plus significative que la réponse de son second dispositif en parallèle au second signal d'interrogation Des moyens à premier circuit comparateur sont en mesure de fournir une sortie en réponse au premier signal d'interrogation quand un des interrupteurs surveillé de la boucle de protection est ouvert, comme indiqué par la réponse des seconds dispositifs au premier signal d'interrogation; et des moyens à second circuit comparateur sont en mesure de fournir une sortie en réponse à chaque second signal d'interrogation quand plus d'un des interrupteurs de la boucle de protection surveillés est ouvert, comme indiqué par la réponse des premiers dispositifs au second signal d'interrogation Le système comporte aussi un moyen sensible aux 15 sorties aux moyens à circuit comparateur pour indiquer l'état des interrupteurs sous surveillance dans la boucle de protection. Dans un mode de réalisation particulier, chaque interrupteur de la pluralité d'interrupteurs sous sur20 veillance est shunté par une combinaison diode-résistance. Des moyens de détection sont prévus pour distinguer entre les chutes de tension de l'un quelconque des contacts d'interrupteur en condition d'ouverture et en variante le circuit de détection détermine s'il existe une situation 25 d'ouverture multiple de contacts Le système de surveillance est à même de détecter, isoler ou signaler diverses ouvertures d'interrupteurs individuels dans une situation d'interrupteurs multiples, utilise des diodes et des résistances peu coûteuses, et est commode et facile à ajouter aux circuits et boucles d'alarme de cambriolage existants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au fil de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, en conjonction avec le 35 dessin dans lesquel: La figure 1 est le schéma d'un système de surveillance conforme à l'invention; et La figure 2 est un schéma montrant d'autres -4 aspects du circuit de surveillance représenté en figure 1. La figure 1 montre une boucle de protection 10 reliée au circuit de surveillance par des bornes 12, 14. Une série d'interrupteurs 16 A-16 N, et une résistance de bout de ligne 18 sont reliés en série sur la boucle. Chaque interrupteur 16 est shunté par un module 20 qui comporte un dispositif à conduction symétrique résistance 22 et un dispositif à conduction asymétrique diode 24 Dans ce mode de réalisation particulier, les 10 diodes 24 sont du type 1 N 4001 et les résistances 18 et 22 ont des valeurs progressives comme indiqué dans le tableau suivant: Résistance Valeur (Ohms) 18 430 22 A 619 22 B 1 210 22 C 2 050 22 D 3 320 22 E 5 620 22 F 9 530 22 G 16 200 22 H 40 200 Une tension continue est appliquée aux bornes 26,28 (six volts et douze volts dans des modes particu25 liers de réalisation) et à travers le réseau d'interrupteurs 30 aux bornes 12, 14 de la boucle de protection. Un signal de commande appliqué au réseau d'interrupteurs sur la ligne 32 actionne alternativement le circuit d'interrupteurs 30 pour appliquer une tension positive à 30 la borne 12 dans un premier état et à la borne 14 dans un second état Pendant le premier état quand la tension positive est appliquée à la borne 12, chaque diode 24 de surveillance est polarisée en inverse et n'est pas conductrice dans le circuit, et un réseau diviseur de tension se forme Ce réseau comprend la résistance 34 et une résistance de bout de ligne 18 et produit une tension de sortie sur la ligne 36 Dans cette situation de première interrogation, si l'un des interrupteurs 16 5 est ouvert, sa résistance de surveillance 22 est en circuit de sorte que le réseau diviseur de tension, constitué de la résistance 34 et de la 1 résistance de bout de ligne 18, est modifié pour inclure la résistance 22 shuntant l'interrupteur ouvert 16 et pour modifier de façon correspondante la tension de sortie sur la ligne 36. Une série de circuits comparateurs 40 sont reliés à la ligne 36 et ont des entrées de référence sur les lignes 42 à partir d'un réseau diviseur de tension de référence qui est constitué des résistances 44 Si aucun des interrupteurs 16 n'est ouvert, la tension sur la ligne 36 est fonction de la valeur de la résistance 34 et de la résistance de bout de ligne 18 et les comparateurs -1 et 40-2 ont leurs sorties appliquées au montage de 15 commande 46 pour l'alimentation d'un indicateur correspondant dans le bloc de sortie 48 (par exemple, un tableau d'affichage) Si un interrupteur 16 est ouvert, le comparateur 40 correspondant à cet interrupteur produit une sortie vers le bloc de commande 46 pour l'alimentation 20 de l'indicateur correspondant dans le bloc de sortie 48. De la même manière si la boucle de protection est mise en court-circuit, la tension sur la ligne 36 chutera, seul le comparateur 40-1 produira une sortie et un indicateur correspondant sera alimenté; tandis que si la boucle de protection est en circuit ouvert, la tension sur la ligne 36 augmentera et tous les comparateurs, y compris le comparateur 40-3, produiront une sortie, les sorties résultantes étant décodées par le bloc de commande 46 pour alimenter un indicateur correspondant dans le bloc de sor30 tie 48. Quand le bloc de commande 46 génère un signal de commande sur la ligne 32 pour actionner le circuit de commutation 30 pour inverser la polarité des tensions appliquées aux bornes 12, 14 de la boucle, une tension 35 positive est appliquée à la borne 14, et les diodes 24 deviennent conductrices et produisent des chutes de tension uniformes qui sont plus significatives que la chute de tension produite par l'une des résistances de shunt 22 Chaque fois qu'un interrupteur 16 est ouvert, la chute de tension spécifique résultant de la situation de conduction de sa diode shunt 24 est intercalée dans la boucle 10 Si plus d'un interrupteur 16 est ouvert, les chutes de tension résultantes de diode s'ajouteront et correspondront à la somme des chutes de tension aux bornes de chacune des diodes actives 24 du circuit de la boucle Le comparateur de tension 60 a une entrée de référence sur la ligne 62 provenant d'un circuit diviseur 10 de tension qui comporte les résistances 64 et 66 Cette tension de référence est moindre que la tension sur la ligne 68 quand moins de deux interrupteurs 16 sont ouverts, et plus élevée que la tension sur la ligne 68 quand plus d'un interrupteur 16 sont ouverts Si la tension à l'entrée 68 du comparateur est moindre que la tension de référence à l'entrée 62, le comparateur 60 fournit un signal de sortie sur la ligne 70 vers le bloc de commande 46 qui alimente un voyant correspondant du circuit d'affichage ou de sortie 48 pour indiquer ou 20 signaler le fait qu'il y a plus d'un interrupteur 16 ouvert dans la boucle de protection 10 surveillé pour des paramètres particuliers de l'installation, le bloc de commande 46 peut de manière univoque différencier une indication de premier défaut d'autres défauts postérieurs par une indication à l'aide d'une diode électro-luminiscente (LED) caractéristique du premier défaut, l'indicateur étant alimenté en permanence quand la perturbation existe et clignotant rapidement si le contact est rétabli ou si d'autres contacts dans la 30 boucle sont perturbés alors que le premier contact reste perturbé Si deux contacts sont perturbés simultanément, l'indicateur du contact qui a été le premier perturbé peut être identifié de façon univoque et l'existence d'une seconde perturbation est relevéepar 35 l'indicateur de contacts multiples alimenté. Si les perturbations sont corrigées ulterieurement, la mémorisation de ces perturbations peut être indiquée par des indicateurs à clignotement lent Une alimentation -7 similaire des indicateurs peut être utilisée en réponse à la détection d'un circuit ouvert ou d'un court-circuit, l'indicateur étant alimenté en permanence quand le défaut persiste et alimenté de manière intermittente quand 5 le défaut a disparu et que les conditions de fonctionnement de la boucle de protection sont rétablies. La figure 2 représente desdétaib supplémentaires du mode de réalisation de la figure 1 Les comparateurs sont compris dans un circuit intégré 80 un dispositif 10 de commande d'une barrette d'indicateurs muni d'une série de comparateurs de tension dans une configuration d'égale division Le circuit 80 applique des signaux de sortie au bloc de commande 46 qui comporte un multiplexeur 82 et un microprocesseur 84 qui commande l'ali15 mentation des indicateurs dans le circuit de sortie 48. Le réseau d'interrupteurs 30 comporte des transistors 86 et 88, le collecteur du transistor 86 étant relié à la borne 12 à travers une résistance 34 à la borne 12 de la boucle et le collecteur du transistor 88 étant relié à 20 la borne 14 de la boucle à travers une résistance 90. Une tension continue qui règne à la borne 92 est appliquée, à travers la résistance 94 et les diodes 96, à un transistor 86 et, à travers la résistance 98, à un transistor 88 Un signal de commutation provenant par la ligne 32, 25 à partir du bloc de commande 46 est appliqué à la base du transistor 86 à travers la résistance 100 et a alternativement un intervalle négatif 102 (d'une durée de quinze ou trois cent millisecondes) et un intervalle positif 104 (d'une durée de trois millisecondes) Pendant 30 le premier intervalle 102, le transistor 86 est bloqué (de sorte qu'une tension positive est appliquée à la borne 12) et le transistor 88 est conducteur (appliquant un potentiel négatif ou mettant à la masse la borne 14). Les comparateurs de surveillance 40-1 et 60, et le bloc de comparateurs 80 sont reliés au réseau de commutation 30 et à la boucle de protection 10 Une tension de référence est appliquée à la borne 110 du comparateur par un réseau diviseur de tension qui comporte une -8 résistance 112, une résistance 114 shuntée par une diode 116 et une résistance 118 Un réseau diviseur de tension similaire qui comporte des résistances 120, 122 et 124 applique un signal de référence à la borne 126 du compa5 rateur 40-1 Le signal de condition de la boucle est appliqué depuis la borne 12, à travers latrésistance 128, à l'entrée 130 du comparateur 60 et, à travers la résistance 132, à l'entrée 134 du comparateur 40-1 et à l'entrée 36 du bloc comparateur 80. Pendant le premier intervalle ( 102) de surveillance une tension positive est appliquée à la borne 12 de la boucle et la tension de sortie est appliquée aux comparateurs du bloc 80 et au comparateur 40-1 Dans ces conditions, si tous les interrupteurs surveillés 16 de la boucle de protection 10 sont fermés, le comparateur 40-2 a un signal de sortie Si l'un des interrupteurs 16 est ouvert, la tension appliquée à la borne 36 déclenche un signal de sortie du comparateur correspondant à cet interrupteur, qui est appliquée au bloc de commande 46 pour alimenter l'indicateur correspondant du circuit de sortie 48 De la même manière si la tension de la ligne 36 vient à tomber en dessous de la valeur de référence (à cause d'un courtcircuit sur la boucle de protection 10, par exemple), seul le comparateur 40-1 produit sur la ligne 140 un signal de 25 sortie qui est appliqué au bloc de commande 46 qui à son tour alimente un indicateur approprié pour indiquer la condition de défaut. Pendant chaque intervalle intercalaire 104, le transistor 86 est conducteur (mettant la borne 12 de la 30 boucle à la masse à travers la résistance 34), et le transistor 88 est non conducteur (appliquant une tension positive à la borne 14 de la boucle à travers la résistance 90) Dans ces conditions, les diodes 24 des modules sont conductrices dans le circuit et sont normalement shuntées par les interrupteurs fermés 16, mais introduisent une chute de tension dans le circuit à chaque fois que l'interrupteur shunté est ouvert Si plus d'un interrupteur 16 est ouvert, la tension appliquée à la borne -9 du comparateur 60 est moindre que la tension à l'entrée de référence 110 et le comparateur 60 produit sur la ligne 142 un signal de sortie qui est appliqué au bloc de commande 46 qui à son tour alimente un indicateur approprié pour indiquer la condition de défaut. Bien que seul un mode particulier de réalisation ait été représenté et décrit, diverses modifications sont évidentes pour l'homme de métier et en conséquence il doit être entendu que la portée du présent brevet 10 s'étend à d'autres réalisations et applications dans l'esprit et le cadre de l'invention. RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS 2 550 643 - Jz r, Ce numéro n'a donné lieu à aucune publication f 1 } } REVENDICATIONS 1 Système de surveillance d'une pluralité d'interrupteurs ( 16 A 16 N) reliés en série, caractérisé en ce qu'il comprend: un module de surveillance destiné à être relié aux bornes de chacun desdits interrupteurs, chacun desdits modules de surveillance comportant des premiers et seconds dispositifs branchés en parallèle les uns avec les autres, chacun desdits premiers dispositifs ( 24 A 24 N) ayant une caractéristique de réponse asymétrique et chacun desdits 10 seconds dispositifs ( 22 A 22 N) ayant une caractéristique de réponse symétrique, lesdits modules étant adaptés pour être branchés aux bornes desdits interrupteurs de sorte que chacun desdits premiers dispositifs soit polarisé dans le même sens, des moyens pour appliquer alternativement des premiers et seconds signaux d'interrogation auxdits interrupteurs en série, des premiers moyens à circuit comparateur capables de fournir un signal de sortie en réponse audit premier 20 signal d'interrogation quand l'un desdits interrupteurs surveillés dans ladite série d'interrupteurs est ouvert, et-des seconds moyens à circuit comparateur capables de fournir un signal de sortie en réponse audit second signal d'interrogation quand plus d'un desdits interrupteurs 25 surveillés dans ladite série d'interrupteurs sont ouverts,, et des moyens sensibles aux signaux de sortie desdits premiers et seconds moyens à circuit comparateur pour indiquer l'état desdits interrupteurs surveillés dans ladite série d'interrupteurs. 2 Système de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des premiers dispositifs est une diode. 3 Système de surveillance suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des seconds dispositifs 35 est une résistance. 4 Système de surveillance suivant la revendication 3, j A 2550642 caractérisé en ce que les résistances ont une série échelonnée de valeurs différentes, la valeur de chacune desdites résistances étant différente de la-valeur de n'importe quelle combinaison des autres résistances. 5 Système de surveillance suivant l'une-quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens appliquant le signal d'interrogation appliquent alternativement des tensions de polarités opposées à ladite boucle de protection. 6 Système de surveillance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens à circuit comparateur comportent une pluralité de circuits comparateurs, l'un desdits circuits comparateurs ( 40 3) fournissant une indication de boucle de protection ouverte, un autre desdits circuits comparateurs ( 40 1) fournissant une indication de boucle de protection en court-circuit, et une pluralité de circuits comparateurs correspondant auxdits interrupteurs. 7 Système de surveillance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens à circuit comparateur comprennent une pluralité de circuits comparateurs associés à un réseau diviseur de tension qui comporte une pluralité correspondante de résistances d'égales valeurs. 8 Système de surveillance suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens à circuit comparateur comportent un circuit comparateur associé à un réseau diviseur de tension de référence qui est calculé pour amener lesdits seconds 30 moyens à circuit comparateur à produire une sortie quand plus d'un desdits interrupteurs sont ouverts. 9 Jeu de modules de surveillance destiné à être utilisé avec un système de surveillance pour une boucle de protection qui a une pluralité d'interrupteurs en série, carac35 térisé en ce que chacun des modules de surveillance comporte des premiers et seconds dispositifs montés en parallèle, chaque premier dispositif ayant une caractéristique de réponse asymétrique et chaque second dispositif ayant une caractéristique de réponse symétrique, et comporte des moyens pour relier chacun desdits modules aux bornes d'un interrupteur correspondant dans ladite boucle de protection surveillée de façon que tous les premiers dispositifs soient polarisés dans le même sens par rapport aux bornes de ladite boucle de protection. Jeu de modules suivant la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des premiers dispositifs est une diode et chacun des seconds dispositifs est une résistance.