Brevet FR2734654A1 — publié le 19961129

La présente invention concerne un système de connexion électrique entre des équipements télématiques et des unités périphériques électroniques, convenant pour transférer des signaux numériques.5 Dans les lieux résidentiels et les bureaux, des équipements télématiques sont de plus en plus largement adoptés, qui envoient des signaux numériques (pour l'essentiel des codes de contrôle et des données) à une pluralité de dispositifs périphériques électroniques10 (ordinateurs, processeurs, terminaux vidéo) à la disposition de l'utilisateur, par l'intermédiaire de prises électriques appropriées installées à l'intérieur des lieux qui doivent être desservis par le système. Les équipements télématiques transmettent des données à des unités périphériques électroniques situées à distance, qui sont connectées à une base de données, stockée dans des équipements de traitement centralisé. Par un numéro de code correspondant aux données demandées, le processeur électronique central transmet le résultat du traitement au terminal vidéo de l'utilisateur. Le câblage d'un tel type de connexion nécessite d'installer un nombre de prises égal au nombre d'unités périphériques électroniques présentes dans l'installation, à l'intérieur desquelles sont enfichées des prises appropriées, selon une configuration amovible ou semi- fixe. Par l'intermédiaire de câbles, lignes ou fils de connexion électriques associés aux prises, les données et informations sont transmises aux unités électroniques30 périphériques qui sont à la disposition de l'utilisateur pour qu'il entre des instructions, recueille les résultats d'un traitement de données, reçoive une information technique particulière. La connexion électrique/mécanique se fait par l'intermédiaire de dispositifs connecteurs appropriés, réalisés selon des types structurels standards, par opposition à des solutions dédiées. La plupart des dispositifs connecteurs sont de type électrique, c'est-àdire qu'ils sont munis de moyens de connexion électrique qui transfèrent les informations et données depuis l'équipement télématique à l'unité électronique périphérique connectée, et vice- versa, en tant que signaux numériques codés sous forme de séries de bits. Cependant, les réglementations récemment adoptées sur la sécurité électrique (par exemple les réglementations qui régissent les isolants/isolations entre équipements télématiques, les unités périphériques électroniques et le réseau d'alimentation électrique) et sur la compatibilité électromagnétique (immunité vis-à-vis des interférences électromagnétiques) mettent en évidence les limites qui affectent une telle solution. En fait, une connexion électrique directe implique l'extension de l'équipement télématique à l'intérieur de l'unité périphérique électronique connectée: une possible20 perte d'isolation électrique de ladite unité électronique périphérique se traduirait par une dangerosité potentielle de tout le système de connexion (qui peut éventuellement comprendre d'autres équipements électroniques et, par conséquent, provoquer une augmentation du risque25 d'incendie ou d'explosion). La connexion électrique directe entre l'équipement télématique et le circuit électronique des unités électroniques périphériques connectées pose de plus l'apparition de problèmes inhérents à des potentiels de référence qui sont établis (différence de potentiel entre des noeuds de référence et la terre, et entre des noeuds de référence et des bornes servant au flux de données), en considérant également que le système d'alimentation des unités électroniques périphériques est séparé du système35 qui alimente en électricité les dispositifs restants du système. De plus, le phénomène de liaison de courant dans des boucles parasites ou des boucles de mise à la terre, qui sont capables de capturer le bruit électromagnétique aux dépens de la fidélité de la transmission de données, est 5 fréquent. Une prise télématique équipée de dispositifs isolants (de type galvanique ou optoélectronique, ou des transformateurs de signaux) est capable de séparer la ligne d'alimentation employée pour alimenter en électricité les unités périphériques électroniques des signaux électriques venant de l'équipement télématique (qui est alimenté séparément du reste du système), mais empêche des appareillages électroniques particulier, par exemple du type "plug in", caractérisés par une faible consommation de courant, comme des capteurs, des commandes à bouton-poussoir et autres dispositifs électroniques similaires, d'être alimentés en électricité depuis l'équipement télématique. Un tel inconvénient est habituellement surmonté à l'aide d'une prise télématique similaire à celle décrite précédemment et munie de moyens de connexion électrique auxiliaires destinés à alimenter en électricité l'appareillage électronique du type "plug in". Malheureusement, ce type de solution est coûteux par rapport à l'utilisation qui en est faite car, dans ce type particulier de connexion, la référence d'alimentation est unique et la distance entre l'équipement télématique et l'unité électronique périphérique est sensiblement limitée; toutes caractéristiques qui rendent superflue l'installation des dispositifs isolants installés sur les30 lignes de transfert de données numériques. Enfin, si l'on considère que, dans un tel type de système de connexion, les prises télématiques sont normalement présentes en plus grand nombre que les unités périphériques électroniques connectées et que lesdites35 prises contribuent grandement à l'augmentation du coût total du système, on comprend clairement qu'une telle solution de connexion électrique est substantiellement coûteuse. Le but de la présente invention est par conséquent de fournir un système de connexion électrique convenant pour transférer des signaux numériques entre des équipements télématiques et des unités périphériques électroniques, qui surmonte les inconvénients susmentionnés, ou limite les risques électriques pour les utilisateurs résultant d'une isolation/isolement non parfaite à l'intérieur de10 l'unité électronique, et qui peut de plus réduire le bruit électromagnétique responsable de la diminution du rapport signal/bruit pendant le transfert de données; enfin, qui réussit à empêcher les problèmes associés aux références de tension.15 Un autre but de la présente invention est de fournir un système de connexion électrique convenant pour transférer des signaux numériques entre des équipements télématiques et des unités électroniques périphériques à l'aide de techniques de circuits et de solutions20 électriques standards, et de protocoles de communication univoques. Un but non négligeable de la présente invention est d'obtenir un système de connexion électrique qui est facile et peu coûteux à réaliser, sans qu'il soit besoin25 d'avoir recours à des technologies complexes ou coûteuses. Ces buts, ainsi que d'autres, sont atteints par un système de connexion électrique convenant au transfert de signaux numériques entre des équipements télématiques et des unités périphériques électroniques selon la30 revendication 1. De manière avantageuse, le système de connexion selon la présente invention fournit une prise équipée de contacts électriques pour le transfert de données et pour l'alimentation électrique d'unités périphériques35 électroniques à la disposition de l'utilisateur, une première fiche (munie de dispositifs isolants du type optoélectronique, du type transformateur, ou équivalent), étant électriquement connectée aux contacts électriques de la fiche qui sont utilisés pour transférer les données aux unités périphériques électroniques munies de leur propre5 alimentation électrique, et une deuxième fiche étant connectée électriquement aux contacts électriques de la prise qui sont utilisés pour transférer des données et pour alimenter en électricité les unités électroniques périphériques qui sont dépourvues d'alimentation10 électrique propre. De plus, la deuxième fiche peut être intégrée à l'intérieur du boîtier des unités électroniques périphériques dépourvues d'alimentation électrique propre. Enfin, ladite première fiche peut être rendue solidaire mécaniquement d'une autre fiche d'alimentation électrique, connectée, à son tour, à un réseau de tension basse ou très basse tension, c'est-à-dire fonctionnant à une tension faible ou très faible par rapport à la tension de fonctionnement du réseau de distribution électrique20 (inférieur à 24 volts continus ou inférieur à 35 volts alternatifs, conformément aux règlements en vigueur sur la prévention des accidents), de sorte que lesdites fiches peuvent former un seul corps, ou un corps qui peut être subdivisé par l'utilisateur en deux parties distinctes.25 D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à partir de la description suivante et des croquis annexés, fournis à des fins purement exemplatives et non restrictives, dans lesquels La figure 1 représente une vue schématique du système de connexion électrique selon la présente invention. Se référant à ladite figure, le numéro de référence (10) désigne globalement le système de connexion électrique selon la présente invention, (30) représente une prise électrique du type télématique, associée à l'équipement télématique et équipée de trois contacts électriques, repérés par les numéros de référence (31), (32), (33), utilisés afin de transférer les signaux (de données) numériques et avec un contact électrique, repéré par (34), utilisé pour l'alimentation électrique. Ladite prise (30) peut être utilisée de manière utile pour connecter au système (10), simultanément, des unités périphériques électroniques (20) munies de leur propre alimentation électrique [par l'intermédiaire de moyens de connexion électrique (31), (31A), (32), (32A), (33), (33A)] et des unités périphériques électroniques (20A) dépourvues d'alimentation électrique propre, du type à faible consommation de courant [par l'intermédiaire des moyens de connexion électrique (31), (31B), (32), (32B), (33), (33B), (34), (34B)]. L'électricité nécessaire pour alimenter ces dernières unités périphériques électroniques (20A) est obtenue à partir du même équipement télématique par l'intermédiaire du contact (34) de la prise (30), qui est connectée aux moyens de connexion électrique (34B) de la fiche (40A). Le numéro de référence (40A) désigne une fiche munie de trois moyens de connexion électrique, repérés par (31lB), (32B), (33B), correspondant respectivement aux contacts (31), (32), (33) de la prise (30) et utilisés pour transférer des données. Ladite fiche (40a) est de plus munie d'un quatrième moyen de connexion électrique, repérés par (34B), correspondant au contact électrique (34) de la prise (30) et utilisé pour l'alimentation électrique, à travers des lignes de longueur limitée, d'unités périphériques électroniques (20A) du type à faible consommation de courant et dépourvues d'alimentation électrique propre. Des lignes de connexion (45A) connectent les moyens de connexion électrique (31B), (32B), (33B), (34B) à l'unité périphérique électronique (20A). Le numéro de référence (40) désigne une fiche munie de trois moyens de connexion (31A), (32A), (33A), correspondant respectivement à des contacts (31), (32), (33) de la prise (30). Elle est dépourvue de moyens de connexion électrique correspondant aux contacts électriques (34) de la prise (30), qui est utilisée pour l'alimentation électrique. De plus, la fiche (40) est munie en son intérieur de dispositifs isolants (41), (42), (41A), (42A) de type optoélectronique, ou de type transformateur (ou réalisé selon des solutions électriques équivalentes), situés le long des lignes de connexion (45) qui connectent les10 moyens de connexion électrique (31A), (32A), (33A) (utilisés pour transférer des signaux numériques) à l'unité périphérique électronique (20), qui est munie de sa propre alimentation. La fiche (40) peut être intégrée à l'intérieur du boîtier de l'unité périphérique électronique (20) connectée au système (10) (par exemple dans les appareils de type "plug in"). Ainsi, le système de connexion (10) selon la présente invention est électriquement sûr pour l'utilisateur des unités périphériques électroniques (20, 20A), car, dans le cas d'une unité périphérique électronique (20) munie de sa propre alimentation, l'équipement télématique ne s'étend pas à l'intérieur de cette même unité (20) et l'isolation électrique de type galvanique assurée par la fiche (40) par l'intermédiaire des dispositifs isolants optoélectroniques (41, 42, 41A, 42A) permet de limiter les problèmes de sécurité électrique pour l'utilisateur [dans les limites autorisées par les réglementations applicables en matière de caractéristiques diélectriques des30 dispositifs isolants (41, 42, 41A, 42A) et de dispositifs de connexion logique (31, 32, 33, 31A, 32A, 33A, 45)] à la vérification des câbles ou lignes de connexion (45) et de la même unité périphérique électronique (20). Encore dans le cas d'une unité périphérique (20) électrique munie de sa propre alimentation, l'isolation galvanique des moyens de connexion électrique (31A, 32A, 33A) utilisés pour transférer des données, au moyen des dispositifs optoélectroniques (41, 42, 41A, 42A), élimine le bruit de transmission dû aux courants liés et aux boucles de terre, ainsi que les problèmes associés aux5 références de tension. Dans le cas d'une connexion entre l'équipement télématique et des unités périphériques électroniques (20A) à faible consommation de courant dépourvues d'alimentation électrique propre, l'utilisation de la fiche (40A), connectée électriquement à la fiche (30) d'une manière directe [par l'intermédiaire des moyens de connexion électrique (31B, 32B, 33B, 34B), conduisant à des contacts (31, 32, 33, 34), respectivement, de la prise (30)], permet de transférer des données à des unités (20A), et permet auxdites unités d'être simultanément alimentées en électricité. Dans ce cas, aucun problème particulier de protection contre les interférences électromagnétiques n'existe, car l'alimentation électrique est unique, et il n'apparaît pas de courants liés, boucles parasites ou boucles de terre. De plus, les problèmes de sécurité électrique pour l'utilisateur sont seulement associés à une conception correcte de la fiche (40A) et des lignes de connexion (45A), sur la base des réglementations actuellement en vigueur sur la sécurité électrique car, habituellement, les niveaux de tension employés dans les réseaux télématiques appliqués aux unités périphériques électroniques (20A) de ce type présentent des valeurs sensiblement limitées (typiquement, les valeurs qui sont employées dans les systèmes électriques du type "SELV"). Dans chaque cas, la prise (30) est dépourvue de dispositif isolant connecté aux contacts (31, 32, 33), contrairement aux systèmes de connexion électrique selon l'art antérieur; par conséquent, le système selon la35 présente invention est plus simple à installer et meilleur marché que l'art antérieur. De la discussion ci-dessus, les caractéristiques du système de connexion électrique convenant pour transférer des signaux numériques entre des équipements télématiques et des unités périphériques électroniques selon la5 présente invention, ainsi que ses avantages, apparaissent clairement. En particulier, lesdits avantages sont les suivants: - souplesse, simplicité et rapidité d'installation des dispositifs électriques appartenant au système; - variabilité d'emploi du système sur des unités périphériques électroniques munies de leur propre alimentation électrique, ainsi que sur des unités périphériques électroniques dépourvues d'alimentation électrique propre; - intégration mécanique facile avec d'autres appareillages et fiabilité en termes de sécurité électrique pour l'utilisateur, grâce à l'isolation optoélectronique; - fiabilité de la transmission de données, grâce au faible bruit de type électromagnétique et à la suppression des problèmes de référence de tension, en comparaison avec l'art antérieur; - coût limité par rapport à l'art antérieur. Comme mentionné brièvement ci-dessus, la fiche (40A) utilisée pour connecter les unités périphériques électroniques (20A) dépourvues d'alimentation électrique propre peut être intégrée à l'intérieur du boîtier desdites unités périphériques électroniques (20A) afin d'augmenter la compacité de la structure du système de30 connexion (10). De plus, la fiche (40) utilisée pour connecter les unités périphériques électroniques (20) munies de leur propre alimentation électrique peut être rendue solidaire mécaniquement d'une autre fiche, utilisée pour alimenter35 en électricité des circuits électriques fonctionnant à faible ou très faible tension. Les deux fiches en question sont fabriquées en sorte de former un seul corps, c'est-à- dire un ensemble qui peut être subdivisé par l'utilisateur en deux parties distinctes et séparées, en tout cas clairement identifiables.5 Enfin, il va de soi que toute autre variante peut être apportée au système de connexion électrique selon la présente invention sans s'écarter pour autant des principes de nouveauté inhérents à son concept inventif, de même qu'il va de soi que, lors de la mise en pratique10 de la présente invention, les matériaux, formes et tailles des détails représentés peuvent être quelconques en fonction des exigences spécifiques, et que tous peuvent être remplacés par d'autres matériaux, formes et tailles techniquement équivalents. REVENDICATIONS 1. Système de connexion électrique (10) convenant pour transférer des signaux numériques entre des équipements télématiques et des unités périphériques électroniques (20, 20A), caractérisé en ce qu'il comprend: au moins une prise électrique (30) munie d'une pluralité de premiers contacts électriques (31, 32, 33), utilisée pour transférer lesdits signaux numériques10 auxdites unités périphériques électroniques (20, 20A) et munie d'au moins l'un de deuxièmes contacts électriques (34) utilisé pour alimenter en électricité lesdites unités périphériques électroniques (20, 20A), lesdites unités périphériques électroniques (20, 20A) étant à la15 disposition de l'utilisateur; - au moins une première fiche (40), équipée d'une pluralité de dispositifs isolants (41, 42, 41A, 42A) de type optoélectronique ou de type transformateur et connectée électriquement à ladite prise électrique (30) au20 moyen d'une pluralité de premiers moyens de connexion électriques (31A, 32A, 33A), chacun desdits premiers moyens de connexion électriques (31A, 32A, 33A) étant connecté à au moins l'un desdits premiers contacts électriques (31, 32, 33) de ladite prise électrique (30), lesdits dispositifs isolants (41, 42, 41A, 42A) étant connectés auxdits premiers moyens de connexion électriques (31A, 32A, 33A) et, par l'intermédiaire d'une pluralité de lignes de connexion (45), à au moins l'une desdites unités périphériques électroniques (20), qui est munie de sa30 propre alimentation électrique; - au moins une deuxième fiche (40A) connectée électriquement à ladite prise électrique (30) par l'intermédiaire d'une pluralité de deuxièmes moyens de connexion électriques (31B, 32B, 33B, 34B), chacun desdits35 deuxièmes moyens de connexion électriques (31B, 32B, 33B, 34B) étant connecté à au moins l'un desdits premiers contacts électriques (31, 32, 33) et desdits deuxièmes contacts électriques (34) de ladite prise électrique (30) et étant connecté, par l'intermédiaire d'une pluralité de lignes de connexion (45A), à au moins l'une desdites5 unités périphériques électroniques (20A) qui est dépourvue d'alimentation électrique propre. 2. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la prise électrique (30) est munie de trois premiers contacts électriques (31, 32, 33), utilisés pour transférer des signaux numériques auxdites unités périphériques électroniques (20, 20A), et d'un deuxième contact électrique (34), utilisé pour alimenter lesdites unités périphériques électroniques (20, 20A) en électricité. 3. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de connexion électrique (31A, 32A, 33A) de ladite première fiche (40) sont au nombre de trois et chacun d'eux est connecté respectivement à chacun des trois20 contacts électriques (31, 32, 33) de ladite prise électrique (30). 4. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de connexion électrique (31B, 32B, 33B, 34B) de25 ladite deuxième fiche (40A) sont au nombre de quatre et chacun d'eux est connecté respectivement à l'un desdits trois premiers (31, 32, 33) et du deuxième (34) contacts électriques de ladite prise électrique (30). 5. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits dispositifs isolants (41, 42, 41A, 42A) sont constitués de diodes optoélectroniques (42, 42A) et/ou de transistors optoélectroniques (41, 41A). 6. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième fiche (40A) est installée intégralement à l'intérieur du boîtier d'au moins l'un desdites unités périphériques électroniques (20A) qui sont dépourvues d'alimentation électrique propre. 7. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première fiche (40) est mécaniquement solidaire d'au moins une troisième fiche d'alimentation destinée à des systèmes d'alimentation électrique fonctionnant à une faible tension par rapport à la tension de fonctionnement de la10 ligne de distribution électrique, ladite première fiche (40) et ladite troisième fiche formant un seul corps. 8. Système de connexion électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première fiche (40) est solidaire mécaniquement d'au moins une15 troisième fiche d'alimentation électrique destinées à des systèmes d'alimentation électrique fonctionnant à une faible tension par rapport à la tension de fonctionnement de la ligne de distribution électrique, ladite première fiche (40) et ladite troisième fiche formant un corps qui20 peut être séparé par l'utilisateur en deux parties physiquement distinctes.