Brevet FR2561049A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un circuit de commande d'un initiateur d'approche, utilisé en particulier dans le domaine sanitaire, comportant un émetteur qui émet un rayonnement; un récepteur qui reçoit le rayonnement réfléchi par un objet et le convertit en un signal de réception, ainsi qu'un initiateur d'approche, destiné à être utilisé avec un tel circuit de commande, comportant une unité d'émission-réception dans laquelle l'émetteur et le écepteur sont disposés l'un à caté de l'autre. Dans les types connus de circuits de commande et d'initiateurs d'approche, la plage de détection est définie au moyen d'un seuil électrique fixe prédéterminé. Les réflexions du rayonnement, converties en signaux électriques, dépassant ce seuil provoquent un déclenchement du système. Lorsqu'un tel initiateur d'approche est utilisé dans le domaine sanitaire pour une robinetterie de lavabo, il est alors nécessaire, en fonction de la forme de la cuvette et de sa couleur, de régler individuellement ce seuil au moment de l'installation. Des variations au sein du circuit de commande, pouvant provenir du vieillissement des composants électroniques ou de l'encrassement respectivement de l'optique ou du lavabo même, engendrent toutefois une modification progressive de la plage de détection. I1 en résulte éventuellement soit que le système ne s'active plus, soit qu'il ne se désactive plus. L'objet de la présente invention est de réaliser respectivement un circuit de commande du type mentionné au début et un initiateur d'approche destiné à ce circuit, en sorte que les modifications optiques et électriques à long terme soient compensées automatiquement (auto-adaptation) et que, le cas échéant, un premier réglage sur le lieu d'installation s'effectue automatique- ment. Suivant l'invention, cet objectif est satisfait par voie a) d'un étage de formation d'une valeur moyenne continue qvi, pendant un laps de temps relativement long comparé à la durée des opérations normales de couplage, forme une valeur moyenne continue sur base du signal de réception (ES) et délivre un signal continu (SW) correspondant, b) d'un comparateur qui compare un signal momentané, lequel représente en réalité la valeur momentanée du signal de réception, au signal continu, et délivre un signal comparateur lorsque l'écart entre le signal momentané et le signal continu excède une valeur déterminée, c) d'un circuit de blocage qui empêche la nouvelle formation d'une valeur moyenne continue, par l'étage de formation d'une valeur moyenne continue, pendant tout le temps qu'un signal de sortie est présent au comparateur, en sorte que le signal de sortie du comparateur est utilisé en vue de la formation du signal de sortie du circuit de commande. Le circuit de commande suivant l'invention fonctionne de manière adaptative en ce sens qu'il s'adapte, de par la manière dont il fonctionne, à chaque environnement, en particulier à chaque réflexion de l'arrière-plan, et saisit des variations de la réflexion en présence d'un fond plus foncé et/ou plus clair, en fonction de critères prédéterminés. Les seuils électriques de commutation sont définis une fois pour toute au moment de la réalisation du circuit.et ne sont plus modifiés par la suite. Une reproductibilité éleyée du réglage et une haute sécurité de fonctionnement sont dès lors assurées.Tout changement à long terme du système, par exemple un encrassement, un vieillissement, une variation de température, est perçu au même titre que la variation de la réflexion, par exemple de la paroi d'un lavabo, qui peut prendre des proportions relativement importantes selon les couleurs et/ou une géométrie particulière. Le circuit de commande peut en outre être caractérisé en ce que d) un étage de formation d'une valeur moyenne momentanée, lequel forme une une valeur moyenne pendant un laps de temps relativement court comparé à la durée des opérations normales de couplage, génère le signal momentané sur base du signal de réception. L'étage de formation de la valeur moyenne momentanée sert en plus à niveler essentiellement le souffle des signaux de réception. Dans une forme de réalisation, le comparateur délivre un signal de sortie uniquement lorsque le signal momentané excède le signal continu d'une valeur déterminée. Dans ce cas, on parle d'identification positive étant donné que seuls des écarts positifs du signal momentané par rapport au signal continu provoquent un déclenchement du système. Alternativement, il est possible de prévoir que le comparateur délivre un signal de sortie uniquement lorsque le signal momentané est inférieu: d'une valeur déterminée, par rapport au signal continu. Dans ce cas, on parle "d'identification négative". Enfin, il est possible de prévoir que le comparateur délivre un signal de sortie lorsque le signal momentané dépasse le signal continu d'une valeur déterminée, vers le haut ou vers le bas. Lorsque le circuit de blocage peut être mis hors fonction ou désactivai il est possible, en cas de besoin, d'obtenir également des variations brusques des signaux de réception en vue de la formation des valeurs moyennes continues. Ceci est en particulier nécessaire lorsqu'il y a lieu de procéder à une autoadaptation à l'environnement existant au moment de l'installation de l'initiatet d'approche. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est question en ce qui concerne la valeur selon laquelle le signal momentané doit s'écarter du signal continu pour que le comparateur "active", d'une première valeur selon laquelle le comparateur ne délivre aucun signal de sortie, et d'une seconde valeur plus petite selon laquelle le comparateur délivre un signal de sortie. De par cette hystérèse, un "battement" du circuit de commande dans la zone des seuils de couplage est évité Un initiateur d'approche destiné à être utilisé avec un circuit de commande de ce type est caractérisé en ce qu'un miroir semiperméable est disposé à une certaine distance devant l'unité d'émission-réception; ledit miroir réfléchissant vers le récepteur une partie du rayonnement issu de 1' émetteur. Cette configuration particulière de l'initiateur d'approche est alors toujours prévue lorsqu'vil n'existe aucune réflexion naturelle de 1' arrière-plan, au lieu d'installation de l'initiateur d'approche. Dans ce cas, la part de rayonnement réfléchie par le miroir semiperméable permet l'autoadaptation du système lors d'un vieillissement des composants électroniques, lors de variations de température, lors d'un encrassement dans le système optique, etc. I1 suffit que le miroir semi-perméable soit une "fenêtre" d'entrée et de sortie de l'unité d'émission-réception. Lorsque la distance entre le miroir semiperméable et l'unité d' émission-réception peut être changée, la plage de détection de l'initiateur d'approche peut être définie ainsi de manière mécanique, en faisant varier cette distance. Des exemples de réalisation de l'invention sont exposés par la suite, de manière plus détaillée, à l'aide du schéma. I1 y est schématiquement représenté Figure 1 : le diagramme fonctionnel d'un circuit de commande d'un initiateur d'approche, Figure 2 : les signaux et les impulsions présents dans le circuit de commande de la figure 1, Figure 3 :- la marche des rayons dans la partie optique de l'initiateur d'approche. I1 est d'abord fait référence à la figure i en ce qui concerne la description de la structure d'un circuit de commande affecté à un initiateur d'approche. L'émetteur 1 émet des ondes électromagnétiques, par exemple de la lumière infrarouge, qui, après réflexion sur un objet, tombent sur le récepteur 2. Lors de l'application à une robinetterie sanitaire, la paroi du lavabo aussi bien que les mains d'un utilisateur entrent en ligne de compte, en tant qu'objets réfléchissants. L'émission des ondes électromagnétiques, par l'émetteur 1, résulte d'impulsions dont la fréquence de réponse et largeur est prédéfinie par un rythmeur 3. Ce même rythmeur active également le préamplificateur du récepteur 3 de telle sorte que les signaux de réception sont, conformément à la technique connue de Lock-In (blocage), convertis en termes de sensibilité à la fréquence et à la phase, et que les signaux parasites sont éliminés. Les signaux de réception ES amplifiés sont amenés aussi bien à un étage 4 de formation d'une valeur moyenne continue qu'à un étage 5 de formation d'une valeur moyenne momentanée. Le signal de sortie SW de l'étage 4 de formation d'une valeur moyens continue est obtenu par intégration pendant un temps caractéristique qui est important comparé à la durée des opérations normales de couplage lors du déclenchement du circuit de commande par un objet s'approchant ou s'éloignant. Le signal de sortie IS de l'étage 5 de formation d'une valeur moyenn momentanée, appelée signal momentané par la suite, est obtenu par intégration pendant un temps caractéristique qui suffit à supprimer le souffle dans le signal de réception, et qui est en réalité petit comparé à la durée des opérations normales de couplage conduisant au déclenchement.du système. Les signaux IS et SW alimentent ensuite les deux entrées d'un comparateur 6. A la sortie du comparateur 6 apparait un signal KS lorsque le signal momentané 15 excède le signal continu d'une valeur ti1 et/ou (au choix) lorsque le signal momentané IS descend sous le signal continu KS d'une valeur supérieure à iS 1. Le signal de sortie KS du comparateur 6 est affecté à un circuit logique 7 qui détermine le type et la durée des impulsions ainsi que le moment ou elles sont générées en fonction de l'apparition du signal comparateur. Le signal de sortie KS du comparateur 6 arrive en outre à un circuit de blocage 8, lequel est relié à l'étage 4 de formation d'une valeur moyenne continue par l'intêrmédiaire d'un contact 9 normalement fermé. Lorsque le contact 9 est en position fermée, le circuit de blocage 8 a pour fonction d'empêcher toute variation du signal SW de l'étage 4 de formation d'une valeur moyenne continue, aussi longtemps qu'un signal comparateur KS est présent dans le circuit de blocage 8. Le fonctionnement du circuit de commande en question est à présent décrit de manière plus détaillée à l'aide de la figure 2. Celle-ci montre divers signaux en fonction du temps, lesquels apparaissent dans le circuit de commande. A des fins de clarification, supposons que l'initiateur d'approche est installé en vue de réaliser la commande sans contact direct d'une robinet terie sanitaire. A la partie a de la figure 2, il est représenté le signal momentané -IS en trait ininterrompu, le signal continu SW en traits mixtes et les seuils de commutation du comparateur 6 en traits interrompus courts. Les seuils de commutation se situent de part et d'autre du signal continu 5W, à une distance respective a 1 et92, et lui sont parallèles. Au point t = O, il n'existe aucun objet dans la zone de détection de l'initiateur d'approche, excepté la paroi du lavabo. A ce moment, le signal momentané IS est par conséquent déterminé par la réflexion permanente de la lumière émise sur la paroi du lavabo (le cas échéant, également par une faible part de lumière extérieure ou ambiante). Au cours du temps, des changements de cette valeur sont susceptibles d'apparaitre suite à un vieillissement des composants électroniques, à un encrassement dans la trajectoire optique, à des variations de température ou également suite à une lente altération du pouvoir de réflexion de la paroi du lavabo (due à la souillure), etc. Par conséquent, pendant la période qui suit le point t = O, le signal IS n'est pas constant mais s'altère lentement de manière constante. La vitesse de ce changement est représentée de manière exagérée dans le schéma. Elle est telle que la valeur moyenne continue SW peut suivre la valeur moyenne momentanée IS, en sorte que les deux valeurs coincident. Durant la période entre t = O et t = tl, la courbe représentée par un trait ininterrompu et la courbe représentée par des traits mixtes coïncident par conséquent également. Au point t = t1, un objet, par exemple la main d'un utilisateur, pénètre dans la zone de détection de l'initiateur d'approche. Etant donné le changement du pouvoir de réflexion provoqué par l'objet, comparé au pouvoir de réflexion de la paroi du lavabo, et/ou étant donné une distance plus faible entre l'objet et le récepteur, il s'ensuit une brusque augmentation de la valeur du signal momentané IS. Le signal continu SW ne peut cependant suivre le signal momentané. Dès l'instant où le signal momentané IS franchit le seuil de commutation du comparateur 6, lequel est représenté par un trait interrompu court et se situe à une valeur !X1 i supérieure au signal continu SW, le comparateur 6 délivre un signal KS.Ce signal KS est représenté à la partie b de la figure 2. L'émission d'un signal KS par le comparateur 6 a une triple consé quence D'une part, le circuit logique 7 est déclenché; ce qui, dans 1' exemple en question d'une robinetterie de lavabo, entraîne directement 1' apparition ou l'écoulement du jet d'eau. D'autre part, l'activation du circuit de blocage 8 (le contact 9 est fermé) empêche directement que le signal momentané IS ne soit utilisé en vue de la formation du signal continu SW9 étant donné qu'à ce moment le signal continu serait faussé. La courbe en traits mixtes représentant le signal continu assume par conséquent une allure horizontale après le point t = tl dans la figure 2a. Troisièmement enfin, après déclenchement.du comparateur 6, la grandeur de la valeur # représentant la valeur seuil supérieure du signal continu SW, est ramenée de la valeur nl à une plus petite valeura2. Ceci permet d'éviter un "battement" du circuit de commande au point de déclenchement du système. Au point t = t2, l'objet quitte la zone de détection de l'lnitia- teur d'approche. La valeur du signal momentané IS tombe brusquement sous le seuil de réponse SW +a 2 du comparateur 6, en sorte que le signal de sortie KS du comparateur 6 disparait. A présent, l'ancienne valeur seuil SW + du comparateur 6 est restaurée. La formation normale du signal continu SW reprend. L'écoulement de l'eau est interrompu, bien qu'un temps de poursuite déterminé peut être également ordonné par le circuit logique 7. Comme représenté de manière exagérée dans la figure 2a, le signal momentané IS, au point t = t2, ne revient pas exactement à la valeur initiale comme au point t = tl, étant donné que les lents changements exposés ci-avant se sont poursuivis entre les points tl et t2 Au point t = t2, les signaux IS et SW ne correspondent dès lors plus exactement l'un à l'autre. Le signal SW est toutefois ramené brusquement vers le signal 15 suite à la nouvelle formation courante. Au point t = t3, un objet dont le pouvoir de réflexion est inférieu: à celui de la paroi du lavabo, pénètre dans a zone de détection de l'initiateur d'approche. A ce moment, le signal momentané IS tombe brusquement à une valeur qui est plus petite que la valeur continue SW et qui est supérieure à #1. Il apparaît de nouveau (Figure 2b) un signal comparateur qui prov + e l'écoulement de l'eau, empêche la nouvelle formation d'u signal continu SW et ramène la valeur n de ss 1 à une plus petite valeurs 2. Au point t X t4, 1,objet quitte la zone de détection de l'initiateur d'approche. Le système assume de nouveau sa position normale "de repos". Dans la description ci-dessus (correspondant à la figure 2b), il a été supposé que le comparateur 6 délivrait un signal lorsque le signal momentané IS dépassait d'une valeurs 1 le signal continu SW, aussi bien vers le haut que vers le bas. Dans ce cas, on parle d'une "identification positive et négative". Il est évidemment également possible de faire fonctionner le circuit de commande de manière à ce qu'un signal comparateur KS apparaisse lors d'un dépassement du signal continu SW, par le signal momentané IS, uniquement vers le haut (Figure 2d -"identification positive") ou uniquement vers le bas (Figure 2c -"identification négative"). De même, lorsque des variations très brusques du signal momentané KS lesquelles menent au déclenchement du comparateur 6, doivent être exceptionnellement obtenues en vue de la formation du signal continu KS, le circuit de blocage 8 peut être mis hors fonction par l'ouverture du contact 9. Le contact 9 doit être considéré comme étant essentiellement symbolique d'un dispositif de commutation par lequel le circuit de blocage 8 peut être désactivé. La nécessité de variations brusques du signal momentané IS, en vue de la formation du signal continu SW, est requise par exemple lors de la nouvelle installation d'un initiateur d'approche, lors du changement d'un lavabo et de la mise en place d'un autre lavabo dont les dimensions et/ou le pouvoir de réflexion sont différents, etc. La description ci-dessus partait du principe qu'un objet (dans i' exemple, la paroi du lavabo), se trouvant en permanence dans la zone de détection de l'initiateur d'approche, réfléchissait de manière continue une partie de la lumière émise, vers le récepteur 2. Cette part de lumière réfléchie était utilisée en vue de la compensation automatique (auto-adaptation) de phénomènes de longue durée (ou phénomènes continus). Lorsqu'un tel objet n'existe pas "à l'origine", il peut alors être installé, conformément à la figure 3, un miroir semiperméable 110 devant 1' émetteur 101 et le récepteur 102 placé en général à côté de l'émetteur 101. Quant au miroir 110, il peut s'agir également simplement de la fenêtre d' entrée et de sortie de la partie optique de l'initiateur d'approche. Comme représenté en traits interrompus courts dans la figure 3, une partie de la lumière émise par l'émetteur 101 est directement réfléchie par le miroir semiperméable 110, vers le récepteur 102, et peut être utilisée en vue de la formation du signal continu SW, suivant la manière décrite ci-dessus. Dans cet exemple de réalisation, il n'y a toutefois pas d'identification "négative" mais uniquement une identification "positive", étant donne que lorsqu'un obJet pénètre dans la zone de détection de l'initiateur d'approche, la quantité de lumière réfléchie sur le récepteur 102 ne peut qu'augmenter, et non pas au contraire diminuer. Etant donné que la quantité de lumière réfléchie par le miroir semiperméable 110 sur le récepteur 102 dépend de la distance d entre le miroir semiperméable 110 et l'unité d'émission-réception 101,102, du moins dans des systèmes optiques sans lentilles, la valeur du signal continu 5W et dès lors la sensibilité de l'initiateur d'approche peuvent être modifiées mécaniquement en faisant varier cette distance d. Les fonctions symbolisées par les éléments de commutation 4 à 9, placés en aval du récepteur 2 dans la figure 1, peuvent être analogiques ou numériques; bien que pour des raisons manifestes, il est en général accordé la préférence à la structure numérique. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande d'un initiateur d'approche, utilisé en particulier dans le domaine sanitaire, comportant un émetteur qui émet un rayonnement; un récepteur qui reçoit le rayonnement réfléchi par un objet et le convertit en un signal de réception, caractérisé en ce que a) un étage de formation d'une valeur moyenne continue (4) forme une valeur moyenne continue du signal de réception (ES), pendant un laps de temps relativement long comparé à la durée des opérations normales de couplage, et délivre un signal continu (SW) correspondant. b) un comparateur (6) compare un signal momentanée (in), lequel représente en réalité la valeur momentanée du signal de réception (ES), au signal continu (SW) et délivre un signal comparateur (KS) lorsque l'écart entre le signal momentané (IS) et le signal continu (SW) excède une valeur (a) déterminée; c) un circuit de blocage (8)empêche la nouvelle formation d'une valeur moyenne continue, par l'étage de formation de la valeur moyenne continue (4), pendant tout le temps qu'un signal de sortie (KS) est présent au comparateur; en sorte que le signal de sortie du comparateur (6) est utilisé en vue de la formation du signal de sortie du circuit de commande. 2. Circuit de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que d) un étage de formation d'une valeur moyenne momentanée (5)-, lequel forme une valeur moyenne pendant un laps de temps relativement court comparé à la durée des opérations normales de couplage, génère le signal momentané (IS) sur base du signal de réception (ES). 3. Circuit de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur (6) délivre un signal de sortie (KS) uniquement lorsque le signal momentané (IS) excède le signal continu (SW) d'une valeur déterminée (ij) ( "Identification positive"). 4. Circuit de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur (6) délivre un signal de sortie (KS) uniquement lorsque le signal momentané (15) est inférieur-d'une valeur déterminée (ils) par rapport au signal continu (SW) ("Identification négative"). 5. Circuit de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur (6) délivre un signal de sortie (KS) lorsque le signal momentané (IS) est supérieur ou inférieur au signal continu (SW) d'une valeur (il ) déterminée ("Identification positive et négative"). 6. Circuit de commande suivant une des revendications ci-dessus, caractérisé en ce que le circuit de-blocage (8) peut être mis hors fonction ou désactivé. 7. Circuit de commande suivant une des revendications ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est question, en ce qui concerne la valeur (Z) selon laquelle le signal momentané (IS) doit s'écarter du signal continu (SW) pour que le comparateur (6) active, d'une première valeur (A1) selon laquelle le comparateur (6) ne délivre aucun signal de sortie (KS), et d'une seconde valeur lAR) plus petite selon laquelle le comparateur (6) délivre un signal de sortie (KS). 8. Initiateur d'approche destiné à être utilisé avec un circuit de commande suivant une des revendications 1 à 7, comportant une unité d'émissionréception dans lequel l'émetteur et le récepteur sont disposés l'un à côté de l'autre, caractérisé en ce qu'un miroir semiperméable (llO) est disposé à une certaine distance (d) devant l'unité d'émission-réception (101, 102); ledit miroir réfléchissant vers le récepteur (102) une partie du rayonnement issu de l'émetteur (101). 9. Initiateur d'approche suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le miroir semiperméable (110) est une fenêtre d'entrée et de sortie de 1 unité d'émission-réception (101, 102) 10. Initiateur rapproche suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la distance entre le miroir semiperméable (110) et l'unité d'émission- réception (101, 102) peut être modifiée.