Brevet FR2591411A1 — publié le 19870612

La présente invention concerne une boite de commutation destinée à être montée sur un mur pour commander plusieurs circuits d'éclairage domestiques en courant alternatif et, plus particulièrement, un ensemble de circuits d'éclairage dans lequel un ou plusieurs des circuits peuvent être constitués d'un éclairage fluorescent. Typiquement, les installations électriques domestiques comprennent ordinairement un panneau de commutateurs d'éclairage placé dans un couloir ou une entrée afin de commander plusieurs circuits d'éclairage se trouvant dans le couloir et des pièces attenantes. Quelquefois, des variateurs sont incorporés aux commutateurs lumineux afin de commander le niveau de puissance électrique délivré à chacun des circuits d'éclairage. Ces variateurs ont ordinairement la forme de rhéostats que l'on règle manuellement au niveau voulu de luminance. Un variateur programmable pour un semblable circuit est présenté dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n 724015 déposé par la demanderesse sous le titre "Microcomputer- controlled light switch". Cette demande décrit un variateur pro- grammable actionné par l'intermédiaire d'une paire de commutateurs unipolaires à une seule direction. Ce dispositif permet de commander une charge unique contenant un éclairage à incandescence. Il ne convient pas pour faire fonctionner un éclairage fluorescent, puisque la lumière fluorescente nécessite l'application d'une alimentation électrique supplémentaire destinée à faire fonctionner un elément chauffant. De plus, les commutateurs à variateur ordi- naires peuvent pas être connectés à des éclairages fluorescents puisque les circuits des éléments chauffants demandent un ballast. La présente invention propose un dispositif de commande de circuits d'éclairage monté sur un mur et groupé qui peut être programmé pour faire fonctionner plusieurs circuits d'éclairage dont certains comportent un éclairage fluorescent. Selon le mode de réalisation préféré, quatre circuits d'éclairage peuvent être commandés et il peut y avoir jusqu'à quatre niveaux préétablis de luminance pour les quatre circuits d'éclairage. Les niveaux préétablis peuvent être placés en mémoire et être effacés de la mémoire à l'aide d'un mode d'ap- prentissage qui est mis en service depuis le tableau avant du dispositif de commande par enfoncement d'un bouton-poussoir "apprentissage". A côté des niveaux préétablis, il est possible de commander les quatre circuits distincts au moyen de commutateurs à variateur comprenant une paire de boutons-poussoirs sans ver- rouillage. L'un de ces commutateurs est appelé un commutateur d"'augmentation" et l'autre est appelé un commutateur de "'diminu- tion", de sorte que lorsque l'on appuie sur le commutateur d'augmen- tation, on élève le niveau de luminance et, inversement, lorsque l'on appuie sur le bouton de diminution, on abaisse le niveau de luminance. Le dispositif de commande comporte un micro- processeur et une mémoire fixe programmable effaçable. Chacun des commutateurs des panneaux avant fournit une entrée sur le micro- processeur, lequel est programmé pour détecter la fermeture des contacts de chacun des commutateurs et réalise la fonction qui est appelée par la fermeture de ce commutateur particulier. Il existe quatre sorties de lignes de charge, qui peuvent, dans les conditions normales, être connectées à quatre circuits d'éclairage 3 incandescence. Toutefois, si cela est souhaitable, iL est possible de connecter l'un des circuits, le canal 4, aux circuits de chauf- fage d'une ou plusieurs installations d'éclairage par fluorescence se trouvant sur l'un des canaux 1, 2 et 3. Le microprocesseur peut être programmé pour affecter le canal 4 à un circuit de chauffage en cas d'enfoncement de certains commutateurs prédéterminés du panneau avant. Dans cette condiguration, le quatrième canal fournit de la puissance électrique aux circuits de chauffage d'un ou plusieurs éclairages par fluorescence, selon que ces éclairages par fluorescences sont ou non en circuit. Ainsi, ce canal ne fonctionne plus dans le mode variateur, mais délivre simplement de l'énergie aux circuits contenant les éclairages fluorescents des circuits qui sont activés. C'est un but principal de l'invention de proposer un dispositif de commande de circuits lumineux programmable mural groupé qui peut prendre différentes configurations selon qu'il faut utiliser l'éclairage à incandescence ou fluorescence. Un autre but de l'invention et de proposer un variateur programmable à plusieurs canaux dans lequel diverses combinaisons de niveaux d'éclairage peuvent être emmagasinées en mémoire et peuvent être rappelées instantanément de la mémoire par enfoncement d'un commutateur du panneau avant. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de commande de circuits lumineux à plusieurs canaux fonctionnant sous commande d'un microprocesseur qui répond à la fermeture de contacts d'une pluralité de commutateurs unipolaires à une seule direction sans verrouiltlage en mettant en service diverses fonctions de commande. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure Iest un schéma de principe simplifié d'un dispositif de commande de fonctionsà plusieurs canaux montrant le schéma du panneau avant du dispositif de commande; - la figure 2 est un schéma de principe du dis- positif de commande de fonctions de la figure 1; et - la figure 3 est un organigramme décrivant la programmation du microprocesseur présenté sur la figure 2 pour des configurations de circuits d'éclairage à fluorescence et incan- descence. Un dispositif 10 de commande de circuits lumineux à plusieurs canaux comporte un panneau avant 12 qui est connecté à l'installation électrique domestique, laquelle est constituée d'un fil de phase 9, d'un fil neutre 11 et d'un fil de terre 13. Le dispositif de commande est matériellement placé derrière le panneau avant et comporte quatre sorties respectivement associées à des lignes de sortie 14, 16, 18 et 20. En traits interrompus, sont représentées- d'autres configurations possibles pour les lignes de sortie 18a et 20a. La ligne 14 commande une charge d'incandescence 22, la ligne 16 commande une charge d'incandescence 24, et les lignes 18 et 20 commandent respectivement une charge de fluorescence 26. Selon une autre possibilité, les lignes 18 et 20 pourraient respectivement commander deux autres charges d'incandescence, qui sont indiquées comme la charge d'incandescence numéro 3 du bloc 28 et la charge d'incandescence numéro 4 du bloc 30. Selon une autre configuration (non représentée), Les charges des blocs 22 et 24 pourraient être des charges de fluorescence et la ligne 20 serait alors connectée en parallèle avec tes circuits de chauffage des deux éclairages fluorescents. Ainsi, le canal 4 pourrait commander des circuits de chauffage d'autant d'éclairages fluorescents qu'il en est connecté sur le dispositif de commande 10. Les quatre circuits. sont représentés à titre d'exemple seulement, et on comprendra que, selon le microprocesseur utilisé, on peut commander un nombre quelconque de circuits externes. Le panneau avant 12 comporte quatre commutateurs de préétablissement appelé A, B, C et D. IL existe aussi un com- mutateur de "mise hors circuit" et un commutateur d"'apprentissage". Tous ces commutateurs sont des boutons-poussoirs unipolaires à une seule direction sans verrouillage.L'enfoncemert d'un ccmmutateur connecte à la terre ue tension burniepar une alimertation électrique ocaleet fournitau microproces- seur un signal d'entrée logique "zéro". Le microprocesseur recon- naît le niveau logique zéro comme un signal indiquant l'enfonce- ment du commutateur. D'autres figurations des commutateurs sont possibles, ce qui est important est que le commutateur possède une position de fonctionnement et une position de non-fonctionnement donnant des signaux logiques au microprocesseur. Chaque canal com- porte une paire de commutateurs "augmentation" et "diminution" appelés 1, 2, 3 et 4, sur le panneau avant 12. Le canal I comporte un bouton d'augmentation 34A et un bouton de diminution 34B; le canal 2 comporte un bouton d'augmentation 36A et un bouton de diminution 36B; le canal 3 comporte un bouton d'augmentation 38A et un bouton de diminution 38B; et le canal 4 comporte un bouton d'augmentation 40A et un bouton de-diminution 40B. On se reporte maintenant à la figure 2. Le dis- positif de commande 10 comporte un microprocesseur 42 et une mémoire fixe programmable effaçable (EEPROM) 44. Les lignes de sortie 14, 16, 18 et 20 comportent respectivement des amplificateurs tampons 44, 48, 50 et 52. Le panneau avant 12 est connecté au microprocesseur 42 259141 1 par l'intermédiaire d'une série de bus. Des commutateurs augmenta- tion-diminution associés aux canaux 1 à 4 sont connectés à huit entrées du microprocesseur 42 via un bus 54. Les lignes de pré- positionnement sont connectées à quatre entrées du microproces- seur 48 via un bus 56. Le commutateur d'arrêt est connecté via une ligne 58 et Le commutateur d'apprentissage est connecté via une ligne 60. Un oscillateur 62 assure la synchronisation interne du microprocesseur 42. Le microprocesseur 42 fournit des instructions d'allumage à des thyristors (non représentés) qui sont incorporés dans chacun des circuits de charge 22, 24 et 26. La manière dont ces circuits fonctionnent est bien connue dans la technique et est décrite en détail dans la demande de brevet ci-dessus mentionnée n 724 015. Pour synchroniser les instructions d'allumage destinées aux charges ci-dessus mentionnées, il est prévu un détecteur 64 d'alimentation électrique et de passage par zéro. La tension du secteur (ligne de phase) et la ligne neutre sont connectées à chacune des charges 22, 24 et 26, et les instructions d'allumage émanant du microprocesseur 42 ferment un thyristor de façon à fournir la tension du secteur à la charge pendant une partie choisie de chaque demi-cycle de la forme d'onde du courant alter- natif, en correspondance avec le degré de luminance voulu. Sur le canal 4, lorsque celui-ci est configuré en circuit de chauffage, le thyristor est maintenu dans l'état fermé à chaque fois que la charge du canal 3 est mise en circuit, indépendamment du réglage de luminance fixé. Ceci est dû au fait que les circuits de chauf- fage ont des besoins énergétiques constants. En relation avec la figure 3, est décrite la lecture, dans la mémoire EEPROM 44,de la donnée unitaire de mise en tension. Si l'on enfonce le bouton d'arrêt du panneau avant 12 en même temps que certains autres boutons-poussoirs, Le microprocesseur 42 se place dans un mode spécial qui permet la reprogrammation des canaux externes pour des charges de fluorescence ou la program- mation du canal 4 comme canal ne fonctionnant pas en variateur. Un canal ne fonctionnant pas en variateur, c'est-à-dire un canal qui est complètement en circuit ou complètement-hors circuit,mais 6 2591411 qui n'est jamais soumis à moins que toute la puissance électrique, est destiné à faire fonctionner un appareil domestique, comme un projecteur, un poste de télévision, etc. Ainsi, si le bouton d'arrêt est enfoncé à la mise sous tension et que le bouton de préétablissement D est également enfoncé, le microprocesseur 42 effectue un diagnostic de clavier pour déterminer si Le panneau avant 12 fonctionne ou non parfaitement. Les détails d'un.tel programme de vérification sont bien connus de l'homme de L'art spécialiste de la programmation des microprocesseurs. Si l'enfonce le bouton-poussoir A en même temps que le bouton d'arrêt, les quatre canaux sont alors repositionnés en variateurs d'incandes- cence. Cette information est placée dans la mémoire EEPROM si ceci représente une modification de l'état préalablement existant. Si, au lieu du bouton A ou D de préétablissement, on enfonce un des boutons d'augmentation n 1, 2 ou 3, portant respectivement les références 34A, 36A ou 38A, ces canaux sont alors désignés comme des circuits d'éclairage par fluorescence et le canal 4 est désigné comme circuit de chauffage. Alors, le canal 4 ne fonctionne pas dans le mode variateur, mais sera simplement en circuit ou hors circuit selon que les circuits d'éclairage par fluorescence auxquels il est connecté seront ou non mis sous tension. Si l'on doit effectuer une modification pour désigner l'un des canaux 1, 2 et 3 comme un circuit d'éclairage à incandescence (dans le cas o celuici pouvait avoir préaiablement été un circuit d'éclairage par fluorescence), on enfonce le bouton de diminution approprié du canal 1, 2 ou 3, à savoir un bouton 34B, 36B et 38B. Si tous Les canaux i, 2 et 3 doivent être affectés à l'éclairage par incandescence, le canal 4 est automatiquement désigné comme étant un canal d'incandescence. Si aucun circuit d'éclairage par fluorescence n'est prévu et que l'on enfonce le bouton d'augmentation du canal 4,à savoir le bouton 40A, le canal 4 est alors désigné comme étant un circuit d'éclairage sans variateur. Si on enfonce le bouton de diminution 40B du canal 4, le canal 4 est désigné comme étant un circuit d'incan- descence. Ces désignations sont ensuite inscrites dans la mémoire EEPROM à l'aide d'un code numérique produit par le microprocesseur 42 et restent intégrées au programme d'exploitation du microprocesseur 42 jusqu'à la prochaine modification. Une fois que cette programmation a été réalisée, le microprocesseur positionne automatiquement un bit de mise sous tension et fait démarrer un minuteur afin de permettre qu'un programme d'interruption de minuteur commence à marcher. Le microprocesseur 42 tourne ensuite à vide en attendant l'interruption. Le programme d'interruption par minuteur est un programme classique qui allume le thyristor de chacun des quatre canaux pour un angle de phase prédéterminé. Ce programme peut passer par exemple 140 fois chaque demi-cycle de la forme d'onde d'entrée d'alimentation en courant alternatif de 60 cycles. Le mode de construction d'un tel programme est bien connu dans la technique et peut être par exemple trouvé dans la demande de brevet cidessus mentionnée n 724 015. En ce qui concerne le fonctionnement réel, on programme le dispositif de commande 10 pour différents niveaux d'éclairage en ajustant d'abord les niveaux de luminance à l'aide des commutateurs augmentation-diminution des canaux 1, 2, 3 et 4 du panneau avant 12. Ensuite, lorsque les niveaux voulus ont été établis, il est possible de les emmagasiner en mémoire en enfonçant le bouton de préétablissement approprié en même temps que le bouton d'apprentissage. Jusqu'à quatre préétablissements différents peuvent donc être emmagasinés dans la mémoire EEPROM 44. Pour rappeler un niveau d'éclairage préétabli de la mémoire, il suffit d'enfoncer l'un des boutons de préétablissement A, B, C ou D. Pour ajuster le niveau d'éclairage de l'un quelconque des quatre canaux à un instant quelconque, il suffit d'enfoncer le bouton d'augmentation ou de diminution de chacun des canaux 1 à 4. Le fait d'enfoncer le bouton d'arrêt seul fait passer à zéro tous Les niveaux d'éclai- rage. Dans une partie de sa programmation interne, le microprocesseur interroge périodiquement le panneau avant 12 pour déterminer la position des différents boutons-poussoirs. Si l'un quelconque des boutons d'augmentation ou de diminution des canaux 1 à 4 est enfoncé, le microprocesseur modifie la quantité de puissance électrique fournie à ce canal par incréments aussi longtemps que le bouton considéré est enfoncé. C'est-à-dire que, à chaque fois que le panneau avant est interrogé, le microproces- seur augmente ou diminue de manière incrémentielle la puissance électrique fournie au canal associé au bouton enfoncé. Si l'on enfonce, à un instant quelconque, le bouton apprentissage alors que le panneau avant 12 est interrogé, les niveaux de puissance qui sont alors valables seront placés en mémoire.-Ensuite, à chaque fois que l'on pressera l'un des boutons de préétablissement A, B, C et D, le microprocesseur extraira de sa mémoire le niveau de puissance qu'il a acquis et positionnera ce niveau sur le canal considéré. Des procédés de programmation de microprocesseurs per- mettant d'obtenir les fonctions ci-dessus décrites sont bien connus dans la technique. Bien entendu, L'homme de L'art sera en mesure d'imaginer, à partir de la description qui vient d'être donnée à simple titre d'illustration, et sans aucun esprit de limitation, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de commande programmable de circuits d'éclairage destiné à commander plusieurs circuits d'éclairage domestiques, caractérisé en ce qu'il comprend un microprocesseur (42) et une mémoire électronique programmable et effaçable (44), le dispositif comportant un moyen de commande (12) qui sert à sélectivement désigner l'un desdits circuits d'éclairage domestiques comme circuit de chauffage pour au moins un deuxième desdits circuits d'éclairage lorsque ledit deuxième desdits circuits d'éclairage comporte un éclairage par fluorescence. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de commande comporte un moyen de commutation qui est en communication avec ledit microprocesseur pour programmer ladite mémoire électronique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de commutation comprend au moins un commutateur à bouton-poussoir sans verrouillage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de commutation comprend une combinaison d'au moins deux commutateurs à bouton-poussoir sans verrouillage, l'enfoncement simultané des deux commutateurs actionnant ledit moyen de commande. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, conçu pour remplacer un groupe de commutateurs muraux de courant alternatif domestiques, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un moyen de placement en mode d'apprentissage servant à emmagasiner dans une mémoire (44) des signaux préétablis représentant des niveaux prédéterminés de puissance à délivrer à chacun desdits circuits d'éclairage en courant alternatif; (b) des moyens (34A, 34B à 40A, 40B) d'ajustement de niveau servant à ajuster le niveau de la puissance délivrée à chacun desdits circuits d'éclairage en courant alternatif; et 2 591411 (c) des moyens de préétablissement CA, B, C, D) servant à rappeler lesdits signaux préétablis dans la mémoire afin d'établir lesdits niveaux de puissance prédéterminés dans lesdits circuits de courant alternatif. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen d'ajustement de niveau comprend une paire de commutateurs pour chacun desdits circuits de courant alternatif, l'un (34A à 40A) desdits commutateurs ayant pour fonction d'augmenter le niveau de puissance de l'un desdits circuits de courant alternatif, et l'autre (34B à 40B) ayant pour fonction de diminuer le niveau de puissance dudit circuit de courant alternatif. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de programmation (47) servant à trans- former l'un desdits circuits d'éclairage en courant alternatif en un circuit de chauffage destiné à être utilisé en relation avec un éclairage par fluorescence connecté à un autre desdits circuits d'éclairage en courant alternatif. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque commutateur de ladite paire de commutateurs dudit moyen d'ajustement de niveau comprend un commutateur à bouton- poussoir sans verrouillage. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen de programmation est déclenché par l'enfonce- ment simultané de deux commutateurs, l'un desdits commutateurs comportant au moins un commutateur dudit moyen d'ajustement de niveau. 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de commutation éloigné (12) connecté en parallèle sur ledit dispositif de commande de circuits programmable afin de commander les niveaux de puissance desdits circuits d'éclairage en courant alternatif depuis un emplacement éloigné.