Brevet FR2691870A1 — publié le 19931203

DISPOSITIF ELECTRIQUE DE COMMANDE POUR LES INSTALLATIONS D'ECLAIRAGE La présente invention concerne un dispositif électrique de commande d'interrupteur et/ou inverseur pour les installations d'éclairage des bâtiments. De tels dispositifs sont déjà connus, ils mettent en oeuvre en général des composants électromécaniques et/ou électroniques. On connaît notamment des dispositifs du type minuterie dont la fonction principale est de couper l'alimentation électrique du circuit d'éclairage comportant une ou plusieurs ampoules au bout d'un temps prédéterminé. Accessoirement, ces minuteries peuvent offrir des fonctions supplémentaires, par exemple un témoin de fonctionnement, et/ou un avertisseur de fin d'éclairage comme c'est le cas dans les documents FR 2 115 476 et FR 2437057. Les dispositifs connus présentent un certain nombre d'inconvénients et notamment: - leur utilisation nécessite un câblage particulier. On ne peut donc les installer directement sur une installation électrique préexistante. - le temporisateur nécessite pour son alimentation propre un branchement indépendant sur une source alternative. Un premier but de l'invention est de palier aux inconvénients précités. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif électronique de commande pouvant être installé en lieu et place des inverseurs etlou interrupteurs des installations sans modification aucune du câblage existant. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif du type minuterie dont le temps de fonctionnement est ajustable par l'utilisateur pouvant même être rendu infini. L'invention permettra ainsi d'améliorer la gestion de l'énergie électrique des bâtiments et plus particulièrement des espaces à occupation momentanée, tels que couloirs, etc... et en tout lieu où l'on désire transformer un éclairage à commande manuelle en un éclairage à extinction automatique. II n'existe à l'heure actuelle aucun dispositif électronique répondant à ce cahier des charges car le problème majeur est l'absence, dans les circuits concernés de source de tension disponible pour l'alimentation du relais et/ou du minuteur. La solution apportée par l'invention consiste en un dispositif électrique de commande pour les installations d'éclairage de locaux ou bâtiments, du type à commande manuelle par un bouton poussoir pour la fermeture d'un contact et à commande automatique pour l'ouverture dudit contact caractérisé en ce qu'il comprend: - Un relais électromécanique comportant un poussoir isolant pour la commande manuelle de son équipage mobile à contact inverseur et/ou interrupteur, lui-même maintenu ensuite en position de fermeture par la bobine du relais, - Un élément additionnel en série dans le contact de travail dudit contact, - Un circuit électronique prélevant sa tension d'alimentation aux bornes de l'élément additionnel et dont la tension de sortie alimente la bobine du relais. L'élément additionnel peut être résistif, selfique etlou capacitif et le circuit électronique peut toujours comporter un temporisateur analogique ou numérique. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes: a - Figure 1 : schèma électrique d'un circuit classique d'un montage en va-et-vient. - Figure 2 : schèma électrique d'un montage selon l'invention. - Figure 3 : schèma électrique d'une variante de réalisation de l'invention. - Figure 4 : schèma de détail d'une minuterie de la figure 2. - Figure 5 : schèma de détail d'un perfectionnement possible de la minuterie selon l'invention. - Figure 6 : vue de face d'un boîtier de minuterie. - Figure 7 : schèma électrique d'une autre variante de réalisation comportant un limiteur d'intensité. - Figure 8 : schèma électrique d'une autre variante de réalisation ne comportant pas de temporisateur. A titre d'exemple non limitatif d'installation existante sur laquelle on peut monter l'invention, on cite le montage va-et-vient de la figure 1 qui comporte deux inverseurs (1,1 b) à trois plots chacun et reliés entre eux par deux fils électriques nommés navettes (2,2b), leurs plots centraux étant reliés respectivement, I'un à la phase (PH), L'autre au neutre (N) via la charge (7) constituée d'une ou plusieurs ampoules électriques par exemple. Le fonctionnement du circuit est simple, il suffit de basculer l'un quelconque des inverseurs pour fermer ou ouvrir le circuit II est important de noter que, lorsque le circuit est fermé, le courant circule par un seul des fils navettes, ce qui engendre deux problèmes que l'invention devra résoudre: 1) Le circuit étant fermé, donc actif, les deux pôles de la source alternative du secteur ne sont pas disponibles pour l'alimentation d'une minuterie électromécanique ou électronique. 2) Pour être acceptable, l'invention devra fonctionner sans rien changer au câblage des conducteurs et des plots. La solution apportée par l'invention consiste à insérer dans le contact de travail (T) d'un relais inverseur électromécanique (4 ou 4b) un élément additionnel (3 ou 3b) dont la fonction est détaillée ciaprès. Selon le mode de réalisation non limitatif de la figure 2, l'élément additionnel (3,3b) est un élément résistif en combinaison avec un relais électromécanique et un circuit temporisateur électronique (6,6b) I'ensemble formant une commande électronique (9,9b) montée en remplacement de chaque inverseur (1 ou lb) et fonctionnant comme une minuterie. Dans ce mode de réalisation, la fermeture du circuit réalisée par le passage du point central de l'inverseur (5,5b) sur le contact de travail (T) provoque aux bornes de l'élément additionnel (3,3b) résistif, une chute de tension utilisée pour alimenter le dispositif électronique assujetti (6,6b). Ladite chute de tension aux bornes de l'élément additionnel (3,3b) dépend de la valeur ohmique et du courant électrique dans la charge (7)dont on ne maitrise pas la valeur ohmique puisqu'elle peut être modifiée suite à un changement d'ampoule par l'utilisateur. Dans le but de corriger les différences de tension aux bornes de l'élément additionnel (3) dues aux changements de puissance de la charge (7) il est possible de remplacer la résistance pure par une résistance à coefficient de température négative (C.T.N.) correctement calibrée. Le relais électromécanique (4,4b) est le deuxième élément important de l'invention. Sachant que le champ électromagnétique décroit rapidement dans l'air en fonction du carré de la distance, il faut une énergie définie pour appeler l'équipage mobile d'un relais et peu d'énergie par contre pour le conserver dans l'état de travail. A titre indicatif, dans le relais 12 volts utilisé, il faut au minimum 8,7 volts pour que le champ magnétique soit suffisamment puissant pour appeler l'équipage mobile, et seulement 2 volts pour le maintenir dans l'état de travail. Cette caractéristique connue est commune à tous les relais et elle est avantageusement mise à profit dans l'invention pour solutionner le problème posé. On utilise donc un relais standard que l'on modifie en ménageant un accès à l'équipage mobile au moyen d'un poussoir isolant (8,8b). Ainsi seule l'énergie de maintien en position de travail (T) est à considérer, équivalente à 2 volts dans l'exemple de réalisation présenté. En conséquence, de larges variations de tension sont permises aux bornes de l'élément additionnel (3,3b) résistif sans nuire au fonctionnement correct du circuit électronique (6,6b) prévu pour fonctionner de 5 volts à 15 volts. Le circuit électronique utilise des composants standards (voir figure 4). La tension aux bornes de l'élément additionnel est utilisée pour alimenter à travers un circuit classique de transformation en tension continue, à diodes et capacités (12,13,14), un circuit intégré temporisateur (15,15b) de préférence numérique, mais non limitativement un circuit intégré temporisateur type constructeur HeF 4541, qui n'est pas affecté par la tension d'alimentation en raison de la stabilité des temps de cycle. La borne de sortie (16) du circuit temporisateur (15) pilote par l'intermédiaire du transistor (17) la bobine (18,8b) du relais. Selon une variante de l'invention, représentée en figure 3, l'élément additionnel est un élément selfique, par exemple le primaire (19,19b) d'un transformateur de courant calculé pour qu'une tension de 5 à 15 volts soit disponible au secondaire (20,20b) du même transformateur alimentant un circuit électronique (6,6b) comme précédemment. Selon d'autres variantes de réalisation, on peut encore utiliser, comme élément additionnel, la bobine du relais lui-même ou un élément capacitif d'impédances appropriées. Une commande (9) conforme à l'invention fonctionne en minuterie comme suit: - en position repos (R) (figure 2) le courant électrique ne circule pas. - par le poussoir (8) accessible en façade, on commande l'équipage mobile du relais (4) ce qui entraine la fermeture du circuit électrique. - le temporisateur (15) est alors alimenté, il ferme le transistor (17) alimentant la bobine (18) qui maintient son contact en position travail (T) pour une durée déterminée par le temporisateur (15). Selon les composants, la durée de temporisation peut être de quelques milli-secondes à plusieurs dizaines d'heures. En fin de temporisation, le transistor (17) s'ouvre, le relais (4) retombe en position de repos (R), interrompant le courant électrique dans la charge (7) ainsi que l'alimentation du temporisateur (15). La commande (9b) fonctionne de la même manière que la commande (9) et on peut activer indifféremment l'une ou l'autre pour commander l'éclairage de la charge (7). Ainsi équipé des deux commandes (9,9b), I'ancien circuit va-et-vient fonctionne à présent en minuterie va-et-vient. On peut perfectionner l'invention en lui associant un potentiomètre (voir figure 5). L'axe du poussoir (8) traverse un potentiomètre (21) positionné dans l'axe de l'accès à l'équipage mobile du relais (4). Ce perfectionnement permet à l'utilisateur d'ajuster le temps de fonctionnement dans une plage définie par les valeurs internes du circuit électronique. Un autre perfectionnement possible concerne l'adjonction d'un contact (22) actionné par une came solidaire de l'axe du poussoir et permettant, par sa manoeuvre en fin de rotation du poussoir (8) de bloquer l'oscillateur du circuit intégré (15) (voir figure 6). Dans ce cas de figure la durée est illimitée et le ou les dispositifs associés fonctionnent à nouveau en interrupteur va-et-vient comme sur la figure 1. En effet, une pression sur le poussoir (8) non encore sollicité ouvre le circuit. L'énergie aux bornes de la charge est également interrompue suite à une rupture de la charge (7) ou à une coupure du réseau. Dans le cas où on ne câble pas la borne repos (R), le dispositif peut fonctionner en simple interrupteur temporisé (figure 7) ou non temporisé (figure 8). On peut également prévoir une installation de va-et-vient à plusieurs minuteries ou une commande unique à minuterie unique. Selon un autre mode de réalisation représenté en figure 7 la commande (9) comporte un étage de limitation de débit (23) à transistor pour limiter l'intensité de la charge dont on ne maitrise pas la résistance puisqu'elle peut être modifiée par l'utilisateur. Cet étage sert également de sécurité en cas de court-circuit et peut être installé sur toutes les variantes proposées. Selon un autre mode de réalisation (figure 8) le'circuit électronique (6,6b) ne comporte pas de temporisateur et la commande (9) comporte un interrupteur supplémentaire, par exemple en série avec le contact de travail (T) pour l'ouverture manuelle du circuit, et un basculeur (24) pour commander les deux interrupteurs, le contact (T) du relais étant maintenu comme précédemment en position travail par l'exîtation de la bobine. On pourrait encore envisager d'autres variantes de réalisation tout en restant dans le cadre des équivalents techniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif électrique de commande pour les installations d'éciairage de locaux ou bâtiments, du type à commande manuelle pour la fermeture d'un contact (T) et à commande automatique ou manuelle pour l'ouverture dudit contact caractérisé en ce qu'il comprend: - Un relais électromécanique (4,4b) comportant un poussoir isolant pour la commande manuelle de son équipage mobile disposant d'au moins un contact inverseur et/ou interrupteur, lui-même maintenu ensuite en position de fermeture (T) par la bobine du relais (4,4b), - Un élément additionnel (3,3b,19,19b) en série dans le contact de travail (T) dudit contact, - Un circuit électronique (6,6b) prélevant sa tension d'alimentation aux bornes de l'élément additionnel (3,3b) et dont la tension de sortie alimente la bobine du relais. 2. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que la tension de sortie du circuit électronique (6,6b) alimente un transistor (17) qui pilote la bobine (18,1 8b) du relais. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit électronique comporte un temporisateur pour la commande automatique d'ouverture dudit contact après un temps prédéterminé. 4. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le circuit temporisateur électronique (6,6b) est numérique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément additionnel est choisi dans le groupe (résistance, self, capacité). 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'axe du poussoir (8) traverse un potentiomètre (21) positionné dans l'axe de l'accès à l'équipage mobile du relais. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un contact (22) permettant par sa manoeuvre en fin de rotation du poussoir (8) de bloquer l'oscillateur du circuit intégré (1 5). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un étage de limitation de débit (21). 9. Installation électrique pour éclairage de locaux à commande simple par interrupteur ou en commande par va-et-vient à inverseurs caractérisée en ce qu'elle comporte en lieu et place d'au moins un de ses inverseurs et/ou interrupteurs standards un dispositif de commande selon la revendication 1.