Brevet FR2644271A1 — publié le 19900914

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMMENDE INFRAROUGE CODEE La présente invention a pour objet un procédé de télécommande infrarouge codée dans un milieu parasité et un dispositif de mise en oeuvre du dit procédé. La présente invention vise plus particulièrement la télécommande de sources lumineuses à l'ai'de d'un boitier émetteur, émettant un signal en direction d'un récepteur, qui pour des raisons pratiques doit se trouver au voisinage de la source lumineuse commandée. Le problème qui est résolu par l'invention vient de ce que, les sources lumineuses sont elles-mêmes génératrices de rayonnement infrarouge. I1 résulte que, au niveau du capteur il se produit un mélange entre les infrarouges reçus du boitier de télécommande et ceux provenant de la source lumineuse. On sait par ailleurs commander des sources lumineuses à l'aide de triacs qui ont la possibilité de découper des plages dans la sinusoïde du courant secteur alternatif. Les triacs sont eux-mêmes commandés par une gâchette sur laquelle est appliquée un signal synchronisé avec la phase du réseau. Par exemple, la gâchette peut être déclenchée au voisinage du passage à zéro de la sinusoIde du courant secteur. Ainsi, le filament de la ou des lampes n'est alimenté que pendant un certain temps sur la durée de la période du courant. La variation. de la tension appliquée aux extrémités du filament se traduit par des variations beaucoup plus importantes au niveau de la température du filament et par suite de la variation de l'émission infrarouge, le courant passant dans le filament pouvant varier de 1 à 5 en fonction du temps de l'alimentation, c'est-à-dire que, lorsque le filament est froid, le courant d'amorçage ou d'appel croIt instantanément à une valeur pouvant atteindre 5 fois la valeur de l'intensité nominale. Ainsi, le signal infrarouge parasite émis par la lampe est synchrone de la commande de la lampe et est proportionnel au carré de la variation de l'intensité de courant dans le filament. Mais il est de même nature que le signal de codage émis par l'émetteur. I1 est par ailleurs connu de réaliser un codage infrarouge par modulation de position d'impulsions (P.P.M.). Ce codage présente l'avantage d'être robuste par rapport aux parasites. La présente invention fait appel à un codage de type P.P.M. Mais, comme indiqué précédemment, la commande du triac conduit à des variations température du filament provoquant l'émission d'impulsions parasites infrarouges. Ces impulsions parasites cadencées par le courant secteur à 50 ou 60 Hz ne sont pas synchronisées avec l'émission des impulsions de codage PPM. I1 peut donc se produire que les impulsions parasites soient considérées par le capteur disposé à l'entrée du récepteur infrarouge comme des impulsions de commande d'où une erreur dans la transmission de commande. C'est pour cette raison que les tentatives de télécommande de sources lumineuses ont jusqu'à présent pratiquement échoué. On pourrait penser ~séparer les impulsions de commande des impulsions parasites par filtrage. Mais étant donné la nature analogue de ces impulsions, ce procédé s'est révélé totalement inefficace. Enfin, pour des raisons pratiques, le capteur infrarouge ne peut pas etre très éloigné de la source lumineuse, ce qui supprimerait, bien entendu, les interférences entre les deux séries d'impulsions. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des dispositifs de télécommande connus et de permettre la télécommande d'une source lumineuse émettant des impulsions infrarouges parasites cadencées. Selon la présente invention, le procédé de télécommande infrarouge d'une source émettant des impulsions infrarouges cadencées, par modulation P.P.M., est caractérisé en ce qu'il consiste à. émettre au niveau de l'émetteur de la télécommande des doublets d'impulsions et à inhiber le fonctionnement du récepteur au moment où une impulsion parasite est générée. Ainsi, lorsqu'une impulsion parasite arrive sur la sonde infrarouge au même moment qu'une impulsion de commande, l'une des deux impulsions disparaît. Mais la télécommande fonctionne normalement. La présente invention vise également un dispositif de commande à infrarouges comprenant un boitier de télécommande émettant un rayonnement infrarouge, et pour chaque lampe un capteur infrarouge relié à un récepteur alimenté par le secteur, la lampe étant branchée en sortie du récepteur, caractérisé en ce que le récepteur comprend une sonde derrière laquelle est branchée une porte d'inhibition, à la sortie de laquelle est connectée un décodeur PPM suivi d'une mémoire numérique et d'un temporisateur numérique dont la sortie est connectée à l'étage de commande du triac agissant sur le courant d'alimentation de la lampe, l'entrée concernée de la porte d'inhibition étant connectée à l'étage de commande du triac. Ainsi, chaque fois qu'une impulsion parasite se produit, celle-ci est inhibée par la boucle reliant la commande du triac à la porte NON-ET disposée derrière la sonde infrarouge. Si, simultanément, une impulsion de commande est détectée par la sonde, aucun signal n'est détecté par le décodeur. Par contre, celui-ci détecte la seconde impulsion du doublet et l'envoie au décodeur qui commande, alors normalement le triac affecté à une lampe. L'incidence de la présence d'une impulsion parasite est ainsi éliminée. Les impulsions du doublet sont espacées d'un intervalle de temps supérieur à la durée de l'impulsion parasite de manière à ce que, quelle que soit la position de l'impulsion parasite, une impulsion de commande soit toujours transmise au détecteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - La figure 1, un schéma de principe d'une installation à télécommande infrarouge - La figure 2, le schéma par bloc du boitier émetteur - La figure 3, un chronogramme des signaux d'un générateur de doublets - La figure 4, un chronogramme de fonctionnement de la détection des impulsions de commande par le boitier récepteur - La figure 5, un schéma des différents étages concernés par le chronogramme de la figure 4 - La figure 6, un schéma de la sonde capteuse - La figure 7, un schéma du récepteur La figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif de télécommande selon l'invention. Sur cette figure, est représentée un émetteur de signaux infrarouges de télécommande 1 émettant par sa partie avant un rayonnement infrarouge 2. Ce rayonnement est dirigé vers une sonde 3 reliée à un récepteur 4. Dans l'exemple représenté, le boitier 1 comporte 4 touches et peut ainsi commander 2 lampes A et B, mais il est bien entendu possible de commander plus de 2 lampes en prévoyant un nombre de touches adapté sur le boitier. Les récepteurs 4 sont bien entendu reliés au secteur et l'alimentation de la lampe se fait à partir du récepteur comme cela sera décrit ultérieurement. Le codeur 1 contenu dans le boitier émet un signal P.P.M. classique . Ce codeur est disponible dans le commerce et peut être, par exemple, du type SL 490 ou MV 500 produit par la Société PLESSEY. Mais plus généralement, tout dispositif P.P.M. codeur convient. Le codage de n lampes est effectué au moyen de n Groupes de deux touches respectivement + ou -, permettant d'accrottre ou de diminuer la puissance délivrée à la lampe par le récepteur 4. Comme cela apparat sur la figure 2, le codeur P.P.M. 1 délivre un signal de commande 5 sur un générateur de doublets d'impulsions 6 dont la sortie est connectée à un amplificateur (buffer) 7 lui-même relié à une diode émettrice infrarouge 8. La figure 3 est un diagramme montrant l'évolution dans le temps des signaux émis par le boitier émetteur 1. Le signal 5, issu du codeur P.P.M. est constitué de créneaux de largeur quelconque qui par leur front avant, déterminent des impulsions correspondantes 9 agissant sur un monostable qui délivre sur sa sortie un créneau 7 de largeur ss , ce créneau étant alors appliqué sur un circuit à base de OU EXCLUSIF, délivrant en sortie deux impulsions de largeur t calées respectivement sur les fronts avant et arrière de 7. La valeur de e est par exemple de 150 microsecondes alors que la valeur de t est de 20 microsecondes. Le signal de sortie du générateur de doublets 6 présente donc des impulsions doublées de durée . Ainsi, la puissance infrarouge moyenne émise est faible mais la puissance crête peut être importante.Le boitier 1 peut ainsi être alimenté par une simple pile pendant un temps suffisant. La figure 4 est un chronogramme des différents signaux se trouvant dans le dispositif. La première ligne représente les signaux 6 à doublets émis par le boitier 1 (fig 3). La ligne suivante représente l'apparition de signaux parasites 10 qu'il convient d'éliminer. Ces signaux parasites sont émis à la cadence du secteur. La ligne 11 représente les signaux reçus par la sonde et qui comprennent les signaux de commande 6 et les signaux parasites 10. La ligne 12 représente les signaux restitués après élimination des impulsions parasites. La ligne 13 représente les impulsions restituées au codeur et la ligne 14 des signaux de commande de triac. On voit que les signaux 6 arrivent sur la sonde selon leur rythme propre déterminé par le début d'appui sur les touches. Les signaux de la ligne 10 sont les signaux qu'il convient d'éliminer. Il s'agit d'impulsions synchronisées avec le secteur et générées par l'action du triac de commande de la lampe sur le filament de celle-ci. Ces impulsions peuvent etre positives ou négatives. D'une manière habituelle, et comme cela est représenté par la ligne il, ces impulsions tombent en dehors des doublets d'impulsions de commande. Mais il arrive qu'il y ait superposition des impulsions des signaux 6 et 10 et éventuellement disparition de l'une des impulsions de commande.Ce cas est représenté en 24 sur la figure 4. L'impulsion parasite 10 arrive sur un capteur 3 en synchronisme avec l'une des impulsions du doublet. Comme cela apparalt à la ligne 11, l'une des deux impulsIons du doublet est perdue en raison de l'inhibition synchrone. Mais gracie au procédé selon l'invention, il subsiste une seconde impulsion qui est celle représentée à la ligne 12, et cette impulsion va déclencher un monostable 16 (Fig.5) de largeur Hz e dont le signal de sortie 13 va à l'entrée du circuit décodeur P.P.M. 17. La figure 6 est le schéma de la sonde capteur 3. Il s'agit d'un élément actif transmettant des signaux électriques déjà traités au boitier récepteur gradateur. Ce circuit comprend un étage de polarisation et de préamplification 18 qui assure d'une part une préamplification à fort gain nécessaire en raison de la faiblesse des signaux IR et la polarisation automatique en fonction du niveau lumineux et infrarouge ambiant ce qui assure une très grande dynamique de fonctionnement et une sensibilité infrarouge constante. La diode infrarouge réceptrice 20 de type P.I.N. est considérée comme un générateur et travaille en tension continue fixe, le courant traversant la jonction étant modulé en fonction de l'éclairement reçu. La dynamique est de l'ordre de 120 dB.Le filtre actif 19 suivant l'étage 18 a un triple rôle, il permet de rejeter la composante IR en forme de point de rebroussement générée par le filament de l'organe lumineux commandé à l'instant où le courant est réappliqué sur le filament ; Il amplifie de façon sélective le signal impulsionnel émis par le boitier codeur (impulsions de 20 microns/s) ; et il rejette la composante secteur à 50 ou 60 Hz en fonction des pays. L'amplificateur de sortie 21 présente un gain de 20 dB environ et ne modifie pas les signaux à l'exception, éventuellement, du sens de ceux-ci. Il délivre sur sa sortie le signal 11 (fig 4). I1 est ainsi possible d'éloigner l'élément capteur de l'électronique principale tout en conservant une taille réduite au capteur. Son implantation dans le champ lumineux contrôlé par le dispositif est possible grâce à la grande dynamique de fonctionnement, à la capacité de délivrer des signaux de nature différente (donc discriminables) et à l'optimisation du filtre pour séparer les signaux impulsionnels rectangulaires IR et les signaux de rebroussement IR. Ce capteur peut être alimenté sur une large plage de tension allant de 3 à 12 V avec une très faible consommation. La figure 7 est le schéma synoptique du récepteur commandant lui-même un triac 22 relié à la lampe. Le récepteur comprend un extracteur. d'impulsion 23 composé d'un amplificateur de gain suivi d'un comparateur de seuil. Un circuit d'entrée à diode série polarisée faiblement permet de conserver la largeur des impulsions et éviter"l'overshoot" parasite. La sortie de l'extracteur 23 est inhibée par une porte NON-ET 24. La porte 24 est suivie d'un décodeur P.P.M. 25 de type classique et, par exemple, fabriqué sous la dénomination ML 926 ou MV 600 par la Société PLESSEY, éventuellement précédé d'un circuit de remise en forme monostable 24a. Pour chacun des groupes de réception possibles, deux informations de sortie sont utilisées La première indique si la mémoire doit être incrémentée ou décrémentée La deuxième constitue le signal d'écriture en mémoire. Le nombre de groupes + ou - possibles dépend du type de circuit utilisé et du dispositif de décodage annexe. Le décodeur 25 est suivi d'une mémoire numérique 26 comprenant un compteur-décompteur auquelle est associé une horloge lente. L'horloge est activée par le signal 25 a d'écriture du décodeur 25. Le signal 25 b contrôle le sens du comptage ou du décomptage. La mémoire est remise à zéro à la réapparition de la tension d'alimentation après une coupure longue, les coupures brèves ne modifiant pas l'état de cette mémoire. Derrière la mémoire 26 est connecté un temporisateur numérique 27 qui reçoit 4 binons en entrée et délivre un temps variable directement égal au poids des 4 binons en fonction d'une période ajustable. Le temps est compté à partir du signal de synchronisation délivré par l'étage de synchronisation secteur 28. Ce temps permet de commander le triac 22 plus ou moins tardivement par rapport au passage à zéro de l'alimentation alternative. Le temporisateur numérique 27 peut délivrer 15 valeurs discrètes de temps et un circuit spécial de butée basse permet d'attendre que la tension alternative ait atteint une valeur suffisante pour assurer un amorçage certain du triac. L'étage temporisateur 27 est directement suivi par un étage 29 de commande du triac 22. L'étage 29 fournit une impulsion de courant à la gâchette du triac et fournit également par la liaison 30 un créneau de largeur calibrée à la porte d'inhibition 24. L'étage de synchronisation secteur 28 fournit une impulsion au passage à zéro du signal alternatif. Il utilise une jonction parasite inverse d'un amplificateur opérationnel usuel et la tension de polarisation assurée par la diode permet dtobtenir une bonne symétrie de l'impulsion par rapport au passage à zéro garantissant une commande parfaitement symétrique pour les deux alternances du secteur, ce qui évite tout papillottement de l'intensité lumineuse L'alimentation 31 régulée shunt inclut une capacité de 0,22ru M F et se comporte en source à courant constant. Le dispositif selon l'invention permet de commander tout type de lampe et il assure un allumage progressif qui augmente grandement la durée de vie des ampoules et notamment des ampoules halogènes. La commande de type numérique permet de faire varier l'intensité par pas ou en continu au moyen d'impulsions ou d'une pression continue de la touche considérée. La consommation de même que l'encombrement sont très faibles. Bien que les différents circuits utilisés aient été décrits comme des composants, assurent une fonction déterminée, il est bien entendu possible de les réunir en un seul circuit intégré au niveau du capteur. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVEICATIONS 1. Procédé de télécommande infrarouge codée par impulsions d'une source émettant un rayonnement infrarouge parasite cadencé, à l'aide drun boitier émetteur dirigé vers un récepteur, caractérisé en ce qu'il consiste à émettre des doublets d'impulsions et à inhiber la réception au moment de la génération d'une impulsion parasite, l'intervalle entre les impulsions d'un doublet étant supérieur à la durée de l'inhibition. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur (4) est connecté à une sonde infrarouge (3), la sonde (3) étant reliée à travers une porte NON-ET (24) à un décodeur P.P.M. (25) suivi d'une mémoire numérique (26) agissant sur un temporisateur (27) synchronisé avec le secteur par un étage (28), l'étage (27) agissant sur un étage (29) de commande du triac (22), le signal d'une des sorties de (27) étant appliqué par la liaison (30) sur la porte (24). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étage de synchronisation (28) comprend un amplificateur opérationnel utilisant une jonction parasite inverse. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur comprend un boitier de codage P.P.M. (1) suivi par un étage doubleur d'impulsions (63 suivi d'un amplificateur (7) alimentent une diode infrarouge (8 > . 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la diode réceptrice (20) est suivie par un filtre actif (19) éliminant la composante secteur et la composante IR en forme de point de rebroussement.