Brevet FR2598829A1 — publié le 19871120

La présente invention concerne un dispositif de commande domestique à usage général,destiné à être piloté par un micro-ordinateur de type familial. On connaît des dispositifs du type automate programmable et automate programmable associé à un micro-ordinateur,dispositifs décrits notamment dans le brevet n025 00651 et certificat d'utilité n024 93554. Dans le cas d'un dispositif du type automate programmable,l'ensemble du dispositif est autonome et possède ses propres moyens de programmation et sa propre logique de commande sans avoir à recourir à un pilotage venant de l'exterieur.Dans le cas d'un dispositif du type automate programmable associé à un micro-ordinateur et destiné au contrôle d'appareils audio-visuels,le dispositif,non autonome,conçu pour recevoir des informations d'un ordinateur domestique,est pourvu de sorties différentes par leur forme et leur tension et adaptées de façon spécifique à l'appareil qui doit y être raccordé.On connaît également un procédé pour la commande automatique d'appareils utilisateurs et son système associé,procèdé et système décrits dans le brevet n025 50ho3 et contenant un poste central à micro-processeur. D'autres systèmes,connus et considèrés comme interface3 d'ordina teur trouvent leur application dans des contextes industriels ne concer- nant pas les micro-ordinateurs domestiques;de tels systèmes ne prévoient pas toujours l'interchangeabilité totale des charges à commander,et leurs conditions de fonctionnement ne sont pas toujours indépendantes des charges à commander.D'autres systèmes,connus,destinés à recevoir des informations d'un ordinateur ou d'un système de pilotage sous ferme de données ou d'adresses,comportent une commande d'activation ou de validation destinée à synchroniser la prise en compte des informations présentes. La présente invention à pour but de créer un dispositif complet de commande domestique à usage général sans micro-processeur,dispositif conpact équipé de huit prises de courant identiques monophasées avec terre, accessibles aux appareils electro-domestiques ou appareils d'éclairage prévus pour fonctionner à la tension du réseau.Le pilotage de l'objet de l'inventpon,considérée comme interface, est assuré par un micro-ordinateur familial programmé en ce sens.Les séquences de signaux formant le pilotage sont prélevées sur le bus de sortie pour imprimante du micro-ordinateur,par l'intermédiaire d'un cable multi-conducteurs muni d'un connecteur.Le dispositif ne comportant pas de commande de validation pour la prise en compte des informations présentées,il est conçu pour les prendre en compte instantanément et corriger les éventuels écarts de synchronisa tion entre les différents bits.Une visualisation permanente de l'état des huit sorties du dispositif est assurée par huit diodes electro-luminescentes. L'objet de la présente invention sera décrit plus en détail à I'ai- de de dessins annexés donnés à titre d'exemple mais non limitatifs,dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma d'un mode de réalisation du circuit du dispositif - la figure 2 représente un chronogramme montrant la forme des signaux d'une séquence de pilotage du dispositif - la figure 3 représente la table de vérité de la fonction de décodage du décodeur de la figure 1 - la figure 4 représente les chronogrammes d'une séquence de commande des huit sorties du dispositif - la figure 5 représente un schéma d'un mode de réalisation de 1' alimentation secourue du circuit. - la figure 6 représente une vue en perspective d'une possibilité de réalisation du boîtier du dispositif - la figure 7 représente une vue d'une possibilité de disposition des prises de courant à la face arrière du boîtier du dispositif. La figure 2 montre la nature des signaux par lesquels l'objet de l'invention doit être piloté.Ces signaux sont supportés par les lignes du bus de données de le sortie pour imprimante d'un micro-ordinateur.Quatre lignes de données sont nécéssaires pour traiter huit commandes.En effet, quatre informations binaires combinées peuvent produire 24 soit 16 mots binaires différents,qui couvriront un ordre d'activation pour chacune des huit sorties du dispositif,conformément à la table de vérité de la figure 3;;l'obtention de ces combinaisons sera expliquée plus loin.Suivant le mode de réalisation du circuit du dispositif proposé en figure 1,chacune des quatre entrées de pilotage (1) est reliée par une résistance (2) à l'anode de la diode photo-émissive (3) d'un optocoupleur (4),la cathode de la diode (3) étant reliée à la masse du bus des données de pilotage. Le collecteur de chaque photo-transistor (5) est relié au pôle positif de l'alimentation (Vcc),l'emetteur est relié d'une part à l'une des quatre entrées d'un décodeur BCD/Décimal (7),d'autre part à la masse de 1' alimentation à travers une resistance (6). Lorsqu'un mot binaire apparaît pendant un temps to sur les quatre lignes (IA,IB,IC,ID) du bus de pilotage du dispositif,comme représenté en figure 2,ce mot binaire se trouve recopié sur les quatre emetteurs des photo-transistors (5) et sur les quatre entrées (A,B,C,D) du décodeur (7) Les huit sorties du décodeur (7) présentent pendant le même temps to un autre mot binaire caractérisé par la mise au niveau bas de l'une de ses huit sorties,les autres restant au niveau haut comme on peut le voir en figure 3.La figure 3 représente une partie interessante de la table dc vérité du décodeur (7).Les huit sorties du décodeur (7) sont reliées,par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas (8,9) aux huit entrées de validation de huit bascules (10) de type JK maitre-esclave.Les huit sorties du décodeur (7) ;;(51,S2.S3.S4.S5,S6.S7,S8) étant supposées initialement à 1' état I,le passage à l'état 0 de l'une de ces huit sorties pendant un temps to provoqué par la présence pendant un temps to d'un mot binaire M aux entrées du décodeur (7),va entraîner le changement d'état de la sortie Q de la bascule concernée,çtant entendu que les entrées J et K sont portées au niveau logique 1.La sortie n de la bascule concernée par ce changement d'état étant supposée initialement au niveau bas,elle passe donc au niveau haut,cette bascule a donc mémorisé le mot binaire supporté pendant le temps to par l'une des sorties du décodeur (7).Si,au contraire,au terme d'un temps T on veut conserver l'état de la bascule pre- citée mais porter au niveau haut la sortie O d'une autre des sept bascules,il faut présenter un autre mot binaire aux entrées du décodeur ( parmi les combinaisons de la figure 3.Lorsqu'un mot binaire apparaît pendant un temps to sur le bus de pilotage (1) du dispositif, il parait essentiel que plusieurs bits de niveaux logiques hauts dans ce mot binaire soient synchronisés de manière parfaite;;un décalage ou un retard,meme infime entre ces bits serait interprété comme une succession de mots binaires décimaux différents aux sorties du décodeur (7j,1a durée des mots indésirables serait égale à la durée des écarts de synchronisation,soit relativement faible mais suffisante pour revêtir la forme d'une impulsion et activer la commande de validation d'une bascule (1ü).Ces impulsions considérées alors comme transitoires et parasites peuvent être absorbées par les filtres (8,9) constitués par une résistance (8) reliée à un condensateur (9) et insérés entre les sorties du décodeur (7) et les entrées de validation des bascules (10).La constante de temps de ces réseaux RC est calculée de façon à attenuer et à rendre inacceptable pour les bascules (10) les mots binaires décimaux résultant d'un retard ou d'un défaut de synchronisation entre les bits des informations de pilotage,tout en permettant le transfert des mots binaires correpondant à la durée to imposée par le micro-ordinateur de pilotage. Chacune des huit sorties Q des huit bascules (10) est reliée par l'intermédiaire d'une résistance (11) à la base d'un transitor (15) monté en étage amplificateur de courant,commandant par son emetteur la ga chette d'un triac (16) à travers une résistance (14).L'une des anodes de chaque triac (16) est reliée au Neutre du réseau,l'autre anode (17) est reliée à la charge à commander,elle même connectée à la Fhas du réseau. La visualisation des états des sorties est assurée par huiL diodes elec- tro-luminescentes (12) connectées entre la masse du circuit et les emetteurs des transistors (15) par l'intermédiaire d'une résistance (13). La figure 4 représente les chronogrammes d'une séquence de quatre cycles,l'axe des tensions représente les niveaux logiques aux entrées (IA,IB,C,ID) et aux gachettes (G1 à G8) des triacs (16).la valeur des temps (T1,T2.T3,T4) peut varier de quelques milli-secondes à l'infini. elle est fixée par le programme du micro-ordinateur au minimum elle ne peut être inférieure à to ,to représentant la largeur minimum d'une im pulsion de niveau logique haut de pilotage imposée par le micro-ordina teur pilota. L'utilisation d'opto-coupleurs (4),selon la figure 1,est justifiée par la nécéssité d'isoler le micro-ordinateur de la masse du circuit du dispositif qui risque d'être porté au potentiel dangereux du réseau, du fait de l'utilisation de triacs. La figure 5 représente un schéma possible d'alimentation intégrant une batterie d'accumulateurs de type sec (18) destinée à assurer la continuité de la tension en amont d'un régulateur de tension (19) en cas de coupure de courant,la charge de cette batterie d'accumulateurs étant assurée par le courant traversant la résistance (20) ,la tension nominale de la batterie d'accumulateurs (18) étant inférieure à la tension lissée au sortir du pont de diodes (21),et supérieure à la tension de sortie du régulateur (19).La diode (22) permet le passage du courant de décharge de la batterie (18) vers le régulateur de tension (19) en cas de coupure de courant,et court-circuite ainsi la résistance (20). La figure 6 représente l'une des formes de réalisation du boîtier protègeant le circuit du dispositif.La vue en perspective montre la face avant équipée des huit diodes electro-luminescentes (23),d'un poussoir de remise À zéro (24) des sorties du circuit ,ainsi qu'un interrupteur de mise sous tension (25) avec son voyant lumineux (26).Sur l'un des côtés du boîtier sont disposés un fusible de protection et le cordon d'alimentation du dispositif.Sur l'autre côté du boîtier ,une réservation permet le passage d'un cordon multi-conducteurs muni d'un connecteur multi-broches (27) destiné à être raccordé au micro-ordinateur. La figure 7 représente une disposition des huit prises de courant avec leur terre,en face arrière. Toutefois,les formes ,dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents,sans changer pour cela la conception de l'invention qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande domestique à usage général comportant un circuit ayant plusieurs entrées de pilotage (1),plusieurs sorties de commande (17),une quantité de voyants lumineux (12) au moins égale à la quantité des sorties de commande (17),une commande d'initialisation (24) de 1' état, des sorties (17);;circuit caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de décodage (7) des entrées (1),un moyen de réjection (8,9) des mots binaires parasites,transitoires et indésirables,aux sorties du moyen de décodage (7?,un moyen de mémorisation (10) et de commande (16) des sorties (17),conçu de telle façon qu'un mot binaire présent pendant un temps donné sur les entrées (1) formant un bus de données,soit converti en mot binaira décimal pendant le même temps sur les sorties d'un décodeur (7), chacune des sorties de ce décodeur étant reliée à l'entrée de validation d'une bascule (10) par l'intermédiaire d'un filtre (8,9),les bascules (10) étant en mesure de mémoriser le mot binaire décimal cité et le cumul d'éventuels autres mots binaires présentés auparavant par le décodeur (7);;circuit caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs étages tampons (15) amplificateurs de courant,dont chacune des entrées est reliée à chacune des sorties des bascules (10),les sorties de ces étages (15) étant reliées à des organes de commutation electronique (16) destinés à commuter la tension du réseau aux bornes de charges electro-domestiques ou appareils utilisateurs, et ce,en mode tout-ou-rien; circuit caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de couplage (4) des entrées de pilotage (1) aux entrées du. décodeur (7) sans aucun contact électrique,et un moyen de conservation (18) de la tension d'alimentation en courant continu,sans discontinuité en cas de coupure de courant d'une durée de quelques dizaines de minutes. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est raccordé à un micro-ordinateur domestique ou de type familial,plus précisement à son bus de sortie pour imprimante,par l'intermédiaire d'un cable multi-conducteurs muni d'un connecteur (27). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réjection (8,9) des mots binaires transitoires et parasites à la sortie du décodeur (7),mots binaires de durée trés inférieure à la durée de la présence des mots binaires imposés par le micro-ordinateur ces mots binaires indésirables pouvant être la conséquence de légers écarts de synchronisation ou de légères différences de largeur de créneau entre les bits de niveau haut des mots de la séquence de pilotage générée par le micro-ordinateur. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen de réjection des mots binaires indésirables est constitué par une série de filtres passe-bas (8,9) de type 1C,calc,jês dc manière à absorber ;,h'orhcr te!; mots binaires à- caractère impulsionnel sans affecter le niveau des mots décodés imposés par le micro-ordinateur. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les sorties de commande (17) sont constituées par huit prises de courant monophasées à la tension du réseau,avec terre. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il compo te un boîtier compact intègrant le circuit,son alimentation et son cablage,et regroupant de façon pratique les commandes et les points de raccordement. 7) Dispositif selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce le mode de fabrication de son boîtier de protection présente sur le plan avant les voyants lumineux au nombre de huit (23) correspondant aux huit sorties (17),alignés et numérotés afin de permettre la visualisation permanente des états des huit sorties (17);ainsi que les quelques comean- des,et,sur le plan arrière,les huit prises de courant,de telle sorte que les raccordements å ces prises de courant ne gênent pas l'utilisateur et cheminent discrètement jusqu'aux appareils utilisateurs. 8) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de décodage et de mémorisation des mots binaires présentés par le microordinateur pilote est tel qu'il permet le changement d'état d'une seule des huit sorties à la fois,deux mots binaires identiques successifs étant nécéssaires dans une séquence pour porter au niveau haut,puis au niveau bas,l'une des huit sorties,quelquesoit le niveau des autres. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une commande de remise à zéro (24,28) de l'état des huit sorties,pouvant être activée manuellement en cas de perturbation ou d'erreur dans la séquence de pilotage. 10) Dispositif selon les revendications 2 et 5 caractérisé en ce que le moyen (18) de conservation de la tension d'alimentation Vcc du circuit est constitué par une batterie d'accumulateurs de type sec (18) montée en amont d'un régulateur de tension (19) et associée avec un circuit de charge (20) et avec un circuit de décharge (22),de façon à permettre la continuité du déroulement d'une séquence au niveau de la partie basse tension en cas de coupure de courant,en supposant que le micro-ordinateur pilote soit également secouru,la conséquence de la coupure se limite à l'absence de tension de réseau aux prises de courant.