Brevet FR2551300A1 — publié le 19850301

La présente invention se rapporte à un dispositif de commande de lampes à décharge de gaz dont l'intensité lumineuse peut être réglée de façon progressivement variable à partir de contacts de commutation"ouvert-ferm I' actionnés en fonction de l'heure ou de la sortie d'un dispositif de calcul pour la gestion d'énergie. Des dispositifs de gestion d'énergie, pour la commande de lampes à décharge de gaz, sont connus et sont décrits, par exemple, dans le brevet U S n 4 350 935, du 10 21 septembre 1982, aux noms de Joel S Spira et autres, intitulé "Commande de lampe à décharge de gaz" Dans de tels dispositifs, l'émission de la lampe est réglée en fonction d'un signal d'entrée élaboré à partir d'une condition d'ambiance, par exemple l'intensité de lumière extérieure, l'in15 tensité de lumière intérieure, ou par commande manuelle Le signal d'entrée à la structure de réglage ou d'atténuation d'intensité est généralement un signal analogique continu permettant d'obtenir une commande proportionnelle. On connait d'autres modes de commande dans les20 quels le dispositif est actionné en réponse à l'ouverture ou à la fermeture d'un contact Par exemple, des contacts peuvent être manoeuvrés en réponse à l'heure et/ou à la sortie d'un ordinateur de gestion d'énergie Le fonctionnement des contacts met alors en ou hors service différents cir25 cuits de consommation, par exemple des climatiseurs, desbr Qleurs, des ventilateurs, etc La commande de tels récepteurs à partir de signaux de commutation d'entrée est acceptable et même souhaitable,puisque des récepteurs tels que des climatiseurs, des fours et des ventilateurs ne répondent pas 30 facilement à une commande proportionnelle Dans certains cas, on a utilisé des contacts de commutation pour commander l'éclairage intérieur, par fonctionnement périodique marche-arrêt approprié de l'éclairage, au lieu de sa commande proportionnelle. La commande de l'éclairage intérieur est souhai- table, en tant que mesure d'économie d'énergie, lorsqu'il est possible de réduire l'éclairage pendant des périodes de forte lumière ambiante ou de faible activité dans certaines zones en fonction de l'heure, par exemple le moment 5 des repas, du nettoyage, etc Une telle commande est également souhaitable en fonction des charges de pointe ou d'autres conditions Toutefois, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'utiliser les signaux de commutation fournis par une horloge, un ordinateur de gestion d'énergie, un appa10 reil de mesure de la demande de pointe, et d'autres contacts de sortie d'appareil, pour commander des circuits d'atténuation de lampes à décharge de gaz, réglables proportionnellement. Suivant la présente invention, une pluralité de 15 contacts,qui sont liés à la mesure de l'heure et/ou à la sortie de dispositifs tels que des moyens de gestion d'énergie, des appareils de mesure de la demande de pointe, etc, sont agencés de manière à fournir des entrées numériques respectives à un convertisseur numérique-à-analogi20 que Ainsi, en fonction de la position de la pluralité des contacts qui sont utilisés, un nombre particulier est défini en format de chiffres binaires en série ou en parallèle et il est utilisé comme entrée au convertisseur numériqueà-analogique La sortie du convertisseur analogique est un signal analogique ayant une valeur correspondant au nombre binaire particulier appliqué à l'entrée du convertisseur Ce signal analogique est ensuite envoyé, à travers un circuit de variation progressive, à la borne de commande d'entrée proportionnelle d'un circuit usuel d'atténuation 30 ou de réglage d'intensité lumineuse d'une lampe à décharge de gaz Le circuit d'atténuation utilise cette information pour régler la puissance de sortie appliquée aux lampes à décharge de gaz en fonction du nombre binaire introduit dans le convertisseur numérique-à-analogique Le circuit de 35 variation progressive provoque une modification lente du si- gnal analogique envoyé au circuit d'atténuation, bien que le nombre binaire varie par palier Cela évite des variations rapides gênantes de l'éclairage à l'intérieur de la zone commandée Des circuits d'isolement appropriés peu5 vent être prévus pour séparer le circuit d'entrée du dispositif d'atténuation de lampe et les bornes d'entrée du dispositif numérique, de sorte que des défauts dans le dispositif d'atténuation de lampe ou la calculatrice de gestion d'énergie n'affectent pas le fonctionnement des dis10 positifs associés,et de façon à réduire le couplage de bruit extérieur entre les dispositifs dans le système. Il faut noter également que ce type d'entrée peut être utilisé en association avec des contrôles de la lumière du jour, de la lumière intérieure ou d'autres mesures 15 par cellule photo-électrique, et peut fixer la valeur de consigne de l'éclairement du dispositif de réglage photoélectrique. Un avantage important de l'invention réside en ce qu'on peut utiliser un nombre désiré quelconque de circuits 20 de sortie en parallèle (combinaisons de lampes, ballasts et circuits d'atténuation), sans nuire à la valeur du signal d'entrée En effet, lorsqu'un grand nombre de circuits de sortie peuvent être commandés à partir d'un signal d'entrée analogique et que le nombre réel des circuits de sortie est 25 inconnu, la valeur du signal analogique peut être modifiée de façon gênante par le branchement d'un grand nombre de circuits de sortie Lorsqu'on utilise un contact pour le circuit d'entrée, ce contact est ouvert ou fermé et le signal de commande est donc sensiblement indépendant du nom30 bre des circuits de sortie commandés. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de sa forme de réalisation, non limitative, illustrée par le schéma de principe annexé. Ce schéma représente d'abord un dispositif usuel 35 10 d'atténuation de lampes à décharge de gaz, qui peut être du type décrit dans le brevet U S n 4 350935, du 21 septembre 1982, aux noms de Joel S Spira et autres, intitulé "Commande de lampe à décharge de gaz" L'alimentation en courant alternatif, indiquée schématiquement aux bornes 11 et 12, est appliquée par l'intermédiaire du dispositif d'atténuation 10 qui fonctionne de manière à créer une encoche de largeur variable dans la sortie d'alimentation en courant alternatif envoyée aux lampes à décharge de gaz et aux ballasts représentés schématiquement par le bloc 13 La forme d'onde à encoche est schématisée sur la ligne de sortie du dispositif d'atténuation De façon connue, la forme d'onde à encoche est commandée en réponse à des signaux d'entrée qui peuvent être appliques par des lignes 14, 15 ou 16 et qui correspondent à une commande manuelle, à l'en15 trée venant d'un détecteur de lumière extérieure et à l'entrée venant d'un détecteur de lumière intérieure, respectivement, tous ces dispositifs étant de type connu. Conformément à l'invention, une entrée supplémentaire 17 est prévue pour le circuit d'atténuation 10 L'en20 trée 17 agit de la même façon que les entrées reliées aux lignes 14,15 et 16 Toutefois, l'entrée de commande 17 intervient en réponse à l'ouverture et à la fermeture d'un ou plusieurs contacts Ainsi, comme représenté sur le dessin, il est prévu une pluralité de contacts 20, 21 et 22 qui sont des contacts usuels actionnés par une horloge et/ ou par une calculatrice de gestion d'énergie de type connu. L'entrée de l'heure et la calculatrice de gestion d'énergie sont indiquéesschématiquement dans le bloc 23 Des dispositifs de demande de pointe, ou d'autres dispositifs ana30 logues comportant des contacts de sortie, peuvent également être utilisés On voit que les entrées au bloc 23 sont, par exemple, l'heure, la température extérieure, la demande totale d'énergie dans le réseau qui comprend les bornes 11 et 12 d'alimentation en courant alternatif, le niveau d'éclai35 rement et une commande manuelle D'autres entrées peuvent également être appliquées au dispositif de calcul 23. Si on le désire, on peut également actionner manuellement les contacts 20, 21 ou 22 Par exemple, des moyens de manoeuvre des contacts peuvent être fixés dans un coffret mural ou autre, pour permettre une commande manuelle. La sortie de la calculatrice 23 ouvre et ferme les contacts 20, 21 et 22, d'une façon prédéterminée pour la commande usuelle d'appareils tels que des climatiseurs, 10 des foyers et des ventilateurs représentés schématiquement dans le bloc 24 Par exemple, la calculatrice 23 peut comprendre un microprocesseur approprié, ou consister plus simplement en une came synchronisée dont les lobes actionnent les contacts 20, 21 et 22 entre des positions d'ouver15 ture et de fermeture, comme décrit plus loin. Conformément à l'invention, les trois contacts représentés sont combinés de manière à fournir un nombre à trois chiffres binaires, à travers des circuits d'isolement 25, 26 et 27, aux circuits d'entrée numérique d'un 20 convertisseur numérique-à-analogique 28 usuel Le nombre particulier à trois chiffres binaires ainsi obtenu prend l'une de huit valeurs,en fonction des états d'ouverture ou de fermeture des contacts 20, 21 et 22. La sortie du convertisseur 28 numérique-à-analogi25 que fournit alors un signal analogique de sortie approprié, lié à la valeur du nombre binaire qui a été défini Ce signal de sortie est de préférence envoyé à travers un circuit 29 de variation progressive à la ligne d'entrée 17 qui effectue la commande proportionnelle du dispositif de com30 mande de lampes à décharge de gaz. Le circuit 29 de variation progressive est de type connu et il agit de façon à limiter la vitesse de variation du signal de sortie de ce circuit à une valeur prédéterminée, bien que le signal d'entrée envoyé au circuit de variation progressive par le convertisseur 28 numérique- à-analogique varie par échelon,d'un nombre binaire à un autre. Les circuits d'isolement 25, 26 et 27 sont souhaitables pour isoler le circuit d'entrée 17 du dispositif d'atténuation 10 des circuits d'entrée venant des contacts , 21 et 22, ainsi que des appareils de puissance 24 et de la calculatrice 23 Cet isolement réduit beaucoup le couplage possible de bruit extérieur entre les divers circuits commandés Il empêche également les défauts de l'un des cir10 cuits d'affecter les autres. Le tableau à la page 8 indique les huit nombres binaires qui peuvent être formés par les trois contacts 20, 21 et 22, ainsi que la condition provoquant la fermeture ou l'ouverture et le pourcentage d'atténuation qui est désiré. 15 Ce tableau se rapporte à la commutation répond seulement à l'heure, pour une zone dans laquelle le soleil arrive le matin dans la zone de travail Ainsi, le matin, l'éclairage intérieur est réduit à 60 % de sa valeur nominale L'intensité d'éclairage est progressivement aug20 mentée au fur et à mesure de la diminution de la lumière solaire dans le bâtiment,jusqu'à ce que l'intensité d'éclairage des lampes soit à sa valeur maximale entre 15 heures et 18 heures On note qu'au moment du déjeuner, entre 12 et 13 heures, les lampes sont réduites à 50 % de leur valeur 25 maximale A la fin de la journée de travail, entre 18 et heures, les lampes sont réduites à 40 % et après 20 heures à 30 % de leur valeur maximale. D'autres entrées, non représentées, peuvent commander d'autres commutations Par exemple, si des nuages empêchent l'intérieur du local d'être suffisamment éclairé, un détecteur de lumière extérieur peut courtcircuiter l'entrée horaire des contacts 20, 21 et 22 De même, si la demande d'énergie est excessive par rapport à la valeur déterminée par la compagnie de distribution locale, la fermeture 35 des contacts en fonction de l'heure peut être modifiée,pour réduire l'éclairage à un pourcentage inférieur à celui qui serait produit en fonction seulement de l'heure Des entrées de température extérieure peuvent également actionner les contacts 20, 21 et 22 de façon appropriée,pour modifier le pourcentage d'atténuation des lampes en fonction d'un programme prédéterminé. On peut utiliser des contacts supplémentaires dans le dispositif, pour obtenir à la sortie une plus grande quantité de nombres binaires, procurant un plus grand nombre de conditions d'atténuation possibles pour le dispositif On peut également utiliser un plus petit nombre de contacts lorsqu'une telle précision n'est pas nécessaire. Sur le schéma, le dispositif est illustré dans le cas d'utilisation d'une information de chiffres binai15 res en parallèle à partir des contacts 20, 21, 22, dans le convertisseur 28 numérique-à-analogique Il est entendu qu'on peut utiliser des techniques connues pour permettre l'emploi d'information à chiffres binaires en série, si on le désire. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. o o n cn HLZ-H O Z HOZ-H 8 L HEL-HZL HO L-H 6 HL L-HO L HZ L-HL L Hg L-H L H 8 L-HSL Oú OP 0 E 057 os 09 OL 08 06 OOL al-eu Tou xna IA % abe LIT 6 e Ano.za An O;z 9 Ano pumza; -4.a &no;oAno joequo D i a Ano.ze Ano x Ano lu Lze; LE j Dvoe UOD 3 e Ano a Ano;Ie Ano z.e Ano 9 w.ze; Dluza; 0 z lorquo D LLL t OLL LOL OOL * LLO OLO LO O 000 e OT Teu Tq 9 xqw ION n V Eavi L Revendications 1 Dispositif de commande de lampes à décharge de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison: une lampe ( 13) à décharge de gaz et son ballast; une source d'énergie électrique ( 11,12); des moyens de commande d'atté5 nuation ( 10),comportant un circuit de commande proportionnelle à entrée analogique ( 17) et comportant des bornes de sortie, branches entre la lampe à décharge de gaz et son ballast d'une part et la source d'électricité d'autre part; au moins un contact de commmande d'entrée qui peut être ac10 tionné entre une position ouverte et une position fermée, en fonction de conditions extérieures prédéterminées nécessitant un changement prédéterminé de la lumière émise par la lampe et son ballast; un convertisseur ( 28) numériqueà-analogique comportant un circuit d'entrée numérique et un 15 circuit de sortie analogique; le dit au moins un contact de commande d'entrée étant relié au circuit d'entrée numérique; le signal de sortie du circuit de sortie analogique étant fonction de la position du dit au moins un contact de commande d'entrée; et un circuit de couplage ( 29) pour re20 lier le circuit de sortie analogique au circuit de commande proportionnelle d'entrée des moyens de commande d'atténuation. 2 Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de contacts 25 de commande ( 20,21,22)qui sont manoeuvrables indépendamment, le signal de sortie du circuit de sortie analogique étant fonction de la configuration de fermeture de ces contacts. 3 Dispositif de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de couplage ( 29) comprend un circuit de variation progressive qui détermine la vitesse de-variation du signal analogique du circuit de sortie analogique,provoquée par un changement dans le signal numérique d'entrée au convertisseur ( 28) numérique-àanalogique. 4 Dispositif de commande suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le signal numérique fourni par les contacts de commande au circuit d'entrée numérique est sous forme de chiffres binaires en parallèle. 5 Dispositif de commande suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le signal numérique fourni par les contacts de commande au circuit d'entrée numérique est sous forme de chiffres binaires en série. 6 Dispositif de commande suivant l'une des revendica10 tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits d'isolement ( 25,26,27) branches entre le circuit d'entrée numérique et les contacts de commande d'entrée. 7 Dispositif de commande suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un appareil sensible au niveau d'éclairement,relié aux contacts de commande d'entrée et actionné en réponse à leur position. 8 Dispositif de commande suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les conditions extérieures prédéterminées de manoeuvre des contacts de commande d'entrée comprennent le niveau d'éclairement et la consommation d'énergie. 9 Dispositif de commande suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits analogiques d'entrée ( 14,15,16) sensibles aux conditions 25 d'éclairage ambiant, reliés aux dits moyens d'atténuation de façon à commander la puissance fournie à la lampe à décharge de gaz et à son ballast en fonction partielle des conditions d'éclairage ambiant. 10.Dispositif de commande suivant l'une des revendica30 tions 1 à 9, caractérisé en ce que les contacts de commande d'entrée sont manuellement accessibles et manoeuvrables manuellement.