Brevet FR2662275A1 — publié le 19911122

La présente invention concerne un circuit d'en- trée à une entrée numérique d'un microcalculateur qui sert A commander et/ou A régler des fonctions de groupes notamment dans des appareils ménagers par exemple dans une machine A laver ou dans une perceuse, et qui est syn- chronisé avec une tension alternative qui s'applique aussi au circuit d'entrée, une valeur d'entrée parmi plusieurs, par laquelle le microcalculateur commande une grandeur de sortie associée, pouvant être appliquée au circuit d'entrée. Les microcalculateurs sont utilisés dans la technique de commande et/ou de régulation Ils sont utilisés par exemple pour la régulation de la vitesse de rotation de moteurs universels dans des machines h laver ou des perceuses Des versions simples de ces microcal- culateurs fonctionnent uniquement avec des entrées et des sorties numériques Dans ce cas, une entrée numérique ne peut faire la distinction qu'entre un niveau L ou un niveau H d'un signal de commutation L'entrée numérique ne peut donc traiter qu'une valeur d'entrée qui peut être une valeur de consigne ou une valeur réelle. Les microcalculateurs d'une version plus complexe comportent des entrées analogiques A l'entrée analogi- que, il est possible de régler pratiquement en continu des valeurs d'entrée Indépendamment du fait que ces microcalculateurs sont relativement coûteux et ne sont donc pas rentables pour les appareils électroménagers, les entrées analogiques connues ont cet inconvénient de ne fonctionner qu'h basse tension, par exemple A 5 V de tension continue On ne peut donc compter, aux contacts de commutation qui commandent les valeurs d'entrée, que sur cette basse tension Ceci peut entraîner des problè- mes. Le EP O 336 051 A 2 décrit un circuit du type précité Par codage et décodage, il est possible d'ex- ploiter a une seule entrée numérique d'un microcal- culateur au maximum quatre positions de commutateur ou valeurs d'entrée Pour le codage on utilise les demi-ondes positives et négatives de la tension alter- native du réseau. L'invention se propose d'indiquer un circuit d'entrée du type précité permettant d'enregistrer de manière simple sur le plan de la technique des circuits, plusieurs, notamment plus de quatre valeurs d'entrée d'une seule entrée numérique d'un microcalculateur. Suivant l'invention, ce but est atteint dans un circuit d'entrée du type précité par le fait que le circuit d'entrée comporte un déphaseur pour la tension alternative auquel peut être appliquée chaque fois l'une des valeurs d'entrée et qui règle le déphasage de la tension alternative en fonction de la valeur d'entrée appliquée chaque fois, en ce que le déphasage respectif l'instant qui lui correspond applique un signal de commutation al l'entrée numérique et en ce que le microcal- culateur interroge l'entrée numérique N l'intérieur d'une demi-onde de la tension alternative, ?' plusieurs instants d'exploration et en ce que le microcalculateur commande la grandeur de sortie associée ë la valeur d'entrée ou au déphasage réglé en fonction de celle-ci, lorsqu'un signal de commutation existe ^ l'instant d'exploration respectif. C'est ainsi qu'une seule entrée numérique con- vient à l'enregistrement de plusieurs valeurs d'entrée. Chaque valeur d'entrée provoque un déphasage caractéris- tique Chaque déphasage possible est associé ? l'une des grandeurs de sortie A commander Il est prévu au moins autant d'instants d'exploration que de déphasages pos- sibles. Grâce au circuit d'entrée il est possible d'uti- liser un microcalculateur simple avec des entrées numéri- ques et d'enregistrer avec celui-ci des valeurs d'entrée qui sont néanmoins quasi-analogiques Plus il est prévu de valeurs de déphasage et d'instants d'exploration correspondants, plus le nombre ou la résolution des valeurs d'entrée enregistrables est grand. Au besoin il est possible aussi de prévoir des circuits d'entrée du type précité à d'autres entrées numériques du microcalculateur. Dans une variante préférée de l'invention, la tension alternative est la tension alternative du réseau. De ce fait, on a aux contacts de commutation qui comman- dent les valeurs d'entrée, la tension de réseau de 220 V. Les contacts de commutation fonctionnent donc de manière s 1 re Les contacts de commutation peuvent être par exemple les contacts d'un sélecteur de programme d'une machine i laver Il ne se produit pas de courant continu de défaut. Dans une variante préférée de l'invention, un commutateur de tension zéro est monté entre le déphaseur et l'entrée numérique, par lequel le déphasage enregistré est rapporté chaque fois au passage par zéro de la tension alternative En conséquence, le signal de commu- tation se produit à l'entrée numérique, au passage par zéro de la tension alternative déphasée. On utilise de préférence comme déphaseur un déphaseur RC dans lequel la valeur de résistance ohmique est réglable en fonction de la valeur d'entrée respective et la capacité est fixée Il est alors possible de prévoir plusieurs résistances parallèles avec des valeurs de résistance différentes, chacune des résistances étant montée en série avec un contact de commutation qui est associé à l'une des valeurs d'entrée Les contacts de commutation peuvent être par exemple des contacts d'un sélecteur de programme d'une machine;' laver Etant donné que les résistances peuvent être conçues de faible valeur ohmique, le circuit n'est pas sensible aux courants de fuite sur les contacts de commutation. Il est possible de prévoir une résistance régla- ble qui règle la valeur d'entrée respective La résis- tance peut être réglée par un déplacement mécanique, le parcours de déplacement correspondant aux valeurs d'en- trée. Il est possible en outre de prévoir une résis- tance en fonction de la température qui est réglée par une température servant de grandeur d'entrée Des combi- naisons de ces trois possibilités peuvent être réalisées dans le microcalculateur. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'in- vention sont représentés, à titre d'exemples non limita- tifs, aux dessins annexés auxquels. La figure 1 représente un circuit d'entrée dans un microcalculateur, la figure 2 représente un déphaseur RC du circuit d'entrée, la figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un déphaseur RC, la figure 4 représente un autre exemple de réalisation d'un déphaseur RC, la figure 5 est un diagramme des tensions alter- natives déphasées, la figure 6 représente des signaux de commutation déphasés selon la figure 5 et la figure 7 représente un plan de déroulement de programmes pour l'exploration d'une entrée numérique du microcalculateur. Un microcalculateur 1 -par exemple du type PIC 16 C 54 comporte entre autre une entrée numérique 2 Des sorties 3 du microcalculateur 1 servent e commander ou commuter des grandeurs de sortie A (voir Ai A 9 Il la figure 7) Des groupes d'une machine ' laver peuvent être commandés par exemple par les sorties 3. Au conducteur de phase 4 et au conducteur neutre du réseau alternatif est raccordé un bloc-secteur 6 qui comporte un redresseur GR 3, une résistance série R 11, un condensateur C 2 et une diode Zener Z Le bloc- secteur 6 produit la tension continue de fonctionnement pour le microcalculateur 1 qui est appliquée à son entrée 7. Un circuit de synchronisation 8 applique une tension de synchronisation US au microcalculateur 1 qui est dérivée de la tension alternative du réseau Dans ce cas, le circuit de synchronisation 8 comporte un transistor T 2 à la base duquel sont placées une diode GR 2 et une résistance R 10 La diode GR 2 et la résistance R 10 sont montées en série entre les conducteurs 4, 5 Le collec- teur du transistor T 2 reçoit la tension de service et est relié au microcalculateur, par l'intermédiaire d'une résistance R 9 Son émetteur est relié au conducteur neutre 5 Le microcalculateur 1 est en outre monté avec un quartz Q. A l'entrée numérique 2 est raccordé un commuta- teur de tension zéro 9 auquel est relié côté entrée un déphaseur RC 10 Le déphaseur RC 10 comporte un condensa- teur Cl et un dispositif à résistance 11 dont la valeur de résistance est réglable Le réglage de la valeur de résistance s'effectue en fonction d'une valeur d'entrée qui peut être une valeur de consigne ou une valeur réelle et à laquelle est associée l'une des grandeurs de sortie A Le déphaseur RC 10 reçoit la tension alternative du réseau UN Il se situe donc entre les conducteurs 4, 5. Au condensateur Cl se trouve une tension de sortie Uc qui est appliquée au commutateur de tension zéro 9. Le commutateur de tension zéro 9 fonctionne avec un transistor Tl à la base duquel s'applique la tension UC, par une résistance R 6 et au parcours base-émetteur duquel sont montées en parallèle une diode GR 1 et une résistance R 7 Le collecteur du transistor Ti est relié n l'entrée 2 et, par une résistance R 8, à la tension de service La tension d'entrée UA s'applique entre l'entrée 2 et le conducteur neutre 5. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le dispositif à résistance 11 du déphaseur RC 10 est formé par quatre résistances parallèles Ri, R 2, R 3, R 4 et par une branche de ligne 12 sans résistance Dans la branche de ligne 12, et en série avec chacune des résistances Ri à R 4, se situe chaque fois un contact de commutation Si h 55 Les contacts de commutation Si F 55 sont par exemple des contacts d'un sélecteur de programme Dans chaque cas, l'un des contacts est fermé lorsque la valeur d'entrée concernée (valeur de consigne ou valeur réelle) s'applique. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, le dispositif à résistance 11 est formé par un potentio- mètre P Le potentiomètre P est réglé en fonction d'une valeur d'entrée Dans une machine à laver ou une esso- reuse par exemple, le potentiomètre est réglé en fonction d'une valeur d'essorage de consigne souhaitée. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 4, le dispositif a résistance 11 est formé par une résis- tance RT fonction de la température Il est ainsi possi- ble d'exploiter des températures différentes. A la figure 5, les tensions alternatives dépha- sées sont représentées en fonction du temps, Ul étant la tension alternative de réseau éè une fréquence de 50 Hz, correspondant à une période de 20 ms Lorsque le commuta- teur Si est fermé, la tension Uc suit le parcours de tension U 1 Si seul le commutateur 52 est fermé, on a alors le parcours de tension U 2 qui est déphasé de 1 ms par rapport au parcours de tension U 1, lorsque le conden- sateur Ci a une capacité de 47 n F et la résistance Ri une valeur de 22 k Ohms On a en conséquence les autres parcours de tension U 3, U 4, U 5 lorsque les résistances concernées R 2, R 3 et R 4 ont respectivement 47 k Ohms ou k Ohms ou 270 k Ohms A cause de la différence des résistances, les amplitudes varient aussi (voir figure ). Le déphaseur RC 10 permet des déphasages compris entre O et 90 correspondant à 5 ms. Le parcours de tension respectif de la tension Uc s'applique au commutateur de tension zéro 9 Celui-ci assure que le signal de commutation UA dépend î sa sortie uniquement du déphasage et non pas aussi des différentes amplitudes des parcours de tension UT U 5. La figure 6 représente les signaux de commutation UA qui apparaissent lorsque l'on a les parcours de tension U 1 à U 5 de la figure 5. UA 1 est le signal de commutation correspondant F U 1, c'est-à-dire sans déphasage Entre O et 10 ms il possède le niveau LOW (L) et entre 10 et 20 ms le niveau HIGH (H) Le signal US de l'étage de synchronisation 8 est égal au signal de commutation U Al- Le signal de commutation UA 2 correspond au parcours de tension U 2 Il est donc déphasé de 1 ms par rapport au signal de commutation UA 1 Les signaux de commutation U A 3 UA 4, UA 5 correspondent aux parcours de tension U 33 U 4, 1 U 5 Ils présentent le même déphasage que ceux-ci. Le microcalculateur 1 explore son entrée numéri- que 2 à plusieurs instants d'exploration Par exemple, il explore l'entrée 2 toutes les 0,2 ms Dans tous les cas, il faut dans le domaine du déphasage possible, entre 0 et 900, correspondant a' 5 ms, au moins autant de points d'exploration qu'il est prévu de déphasages différents. Avec le cycle d'exploration de 0,2 ms, on a la possibi- lité d'enregistrer vingt cinq déphasages différents. Grâce à des distances plus courtes entre les points d'exploration, ou à une fréquence d'exploration d'autant plus grande, on peut obtenir une résolution encore plus élevée. Dans le microcalculateur 1 des grandeurs de sortie A sont associées aux différents déphasages Il n'est pas indispensable d'associer à chaque déphasage sa propre sortie de microcalculateur 1 Il suffit d'une sortie avec un organe de réglage qui règle différentes grandeurs de sortie A. Le microcalculateur 1 détermine l'écart entre le passage par zéro et l'instant o le signal de commutation UA passe au niveau LOW (L) Si l'on a par exemple le signal de commutation UA 2, le microprocesseur détecte alors qu'il s'écoule un laps de temps de 1 ms entre le passage par zéro de la tension alternative du réseau et le passage par zéro du signal de commutation UA 2 déphasé. Il commande alors la grandeur de sortie qui est associée S cette valeur. Dans le plan de déroulement du programme de la figure 7, l'opération d'exploration est représentée pour les grandeurs de sortie Ai à A 9 Ces grandeurs de sortie peuvent être par exemple les vitesses de rotation P commander d'une machine i' laver. A la figure 7, l'entrée 2 est désignée par "PORT" Au passage par zéro du réseau, le microcal- culateur 1 interroge l'entrée 2 pour savoir si elle se trouve au niveau LOW Si tel est le cas, il commande la grandeur de sortie Ai Si tel n'est pas le cas, il attend 0,2 ms et interroge à nouveau pour savoir si l'entrée 2 se trouve maintenant au niveau LOW Si tel est le cas, il commande la grandeur de sortie A 2 Dans le cas contraire, viennent ensuite les autres instants d'exploration (voir figure 7). De nombreux autres exemples de réalisation se situent dans le cadre de l'invention Par exemple, le commutateur de tension zéro 9 peut être conçu comme un comparateur Le déphaseur peut aussi être un déphaseur RL. REVENDICATIONS 1 Circuit d'entrée 3 une entrée numérique d'un microcalculateur qui sert à commander et/ou h régler des fonctions de groupes notamment dans des appareils ména- gers, et qui est synchronisé avec une tension alternative qui s'applique aussi au circuit d'entrée, une valeur d'entrée parmi plusieurs, par laquelle le microcalcu- lateur commande une grandeur de sortie associée, pouvant être appliquée au circuit d'entrée, caractérisé en ce que le circuit d'entrée comporte un déphaseur ( 10) pour la tension alternative auquel peut être appliquée chaque fois l'une des valeurs d'entrée (Si A 55) et qui règle le déphasage de la tension alternative en fonction de la valeur d'entrée appliquée chaque fois, en ce que le déphasage respectif à l'instant qui lui correspond applique un signal de commutation (UA) a l'entrée numéri- que ( 2) et en ce que le microcalculateur ( 1) interroge l'entrée numérique ( 2) a l'intérieur d'une demi-onde de la tension alternative, A plusieurs instants d'explo- ration et en ce que le microcalculateur ( 1) commande la grandeur de sortie (A) associée à la valeur d'entrée ou au déphasage réglé en fonction de celle-ci, lorsqu'un signal de commutation existe h l'instant d'exploration respectif. 2 Circuit d'entrée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension alternative est la tension alternative du réseau. 3 Circuit d'entrée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le microcalculateur ( 1) inter- roge l'entrée numérique ( 2) à l'intérieur d'un quart d'onde de la tension alternative, A plusieurs instants d'exploration. 4 Circuit d'entrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un commutateur de tension zéro ( 9) est monté entre le déphaseur ( 10) et l'entrée numérique ( 2), par lequel le déphasage enregistré est rapporté chaque fois au passage par zéro de la tension alternative. Circuit d'entrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal de commutation (UA) commute du niveau HIGH (H) au niveau LOW (L) ou inversement, au passage par zéro de la tension alternative. 6 Circuit d'entrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le déphaseur est un déphaseur RC ( 10) avec un dispositif 3 résistance ( 11) et une capacité (Cl). 7 Circuit d'entrée selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur de résistance ohmique du dispositif à résistance 11 est réglable en fonction de la valeur d'entrée respective et la capacité (Cl) est fixée. 8 Circuit d'entrée selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs résistance parallèles (Rl à R 4), chacune des résistances étant en série avec un contact de commutation ( 52 A 55) qui est associé à l'une des valeurs d'entrée. 9 Circuit d'entrée selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il est prévu une résistance (P) réglable qui déplace la valeur d'entrée respective. Circuit d'entrée selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu une résistance (RT) dépendante de la température dont le réglage est modifié par une température servant de valeur d'entrée.