Brevet FR2774528A1 — publié le 19990806

La présente invention concerne un module électronique réalisation la fonction de minuterie de commande d'appareils électriques pendant une durée déterminée. Son domaine d'application principal est le remplacement d'interrupteurs simples par une minuterie pour l'éclairage des cages d'escalier, sanitaires, etc.. dans le but de réaliser des économies d'énergie. Les systèmes utilisés actuellement comportent généralement des boutons poussoirs et une minuterie placée dans une armoire ou tableau électrique ce qui nécessite des travaux de câblage important dans le cas de remplacement d'un système existant. Les minuteries disponibles sur le marché sont coûteuses et ne préviennent généralement pas l'utilisateur de la coupure. De plus, une fois la minuterie enclenchée, on ne peut interrompre le cycle d'allumage avant la durée prévue. Des dispositifs mécaniques existent qui évitent un câblage important mais conservent les autres inconvénients des minuteries et sont en outre relativement fragiles et peu esthétiques. La présente invention vise à fournir un module électronique de commande d'allumage d'appareils électriques pendant une durée déterminée qui résout les problèmes précédents notamment en ce qu'il peut remplacer un interrupteur classique sans nécessiter de câbles supplémentaires pour son installation, en ce que l'utilisateur est averti de l'extinction des appareils et en ce que le module est très bon marché. Dans ce but, l'invention propose essentiellement un module électronique minuterie de commande d'allumage d'appareils électriques pendant un temps déterminé caractérisé en ce que ledit module peut être directement branché en série avec la ou les charges à commander alimentées en courant alternatif (par exemple 110 ou 230 V) sans nécessiter d'autre alimentation électrique, ledit module pouvant assurer l'allumage, l'extinction et le préavis de l'utilisateur après un délai donné, le ou les interrupteurs de commande étant branchés en parallèle dudit module. Dans les modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes - Les moyens d'alimentation du processeur réalisant les fonctions de minuterie comportent un pont redresseur, une diode zéner et une capacité de stockage. - Les moyens de mémorisation de la durée de minuterie comportent une mémoire non volatile. - Les moyens de détection de commande comportent un circuit de détection du passage par zéro de la tension aux bornes du module et du processeur qui interprète l'absence de ladite détection comme appuis sur un bouton poussoir de commande. - Les moyens de commande de l'allumage de la ou des charges à la puissance souhaitée par commutation d'un thyristor commandé par le processeur avec un retard par rapport au passage par zéro de la tension aux bornes du module afin de lui conserver une alimentation même quand les charges sont allumées. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente le mode de branchement du module. La figure 2 représente le schéma électrique du module. La figure 3 représente l'allure de la tension aux bornes du module lorsque les charges sont allumées, éteintes ou allumées à puissance réduite. En référence à ces dessins, le module (3) branché en série avec les charges (1) comporte un pont redresseur de tension (4). La diode zéner (5), le transistor, les résistances et la capacité (6) créent la basse tension nécessaire au processeur (8) choisi en technologie très peu consommatrice d'électricité afin que la capacité (6) puisse assurer seule son alimentation pendant environ 30 secondes. Le processeur (7) commande l'allumage, l'extinction ou le fonctionnement des charges à puissance réduite par l'intermédiaire du thyristor (12). Afin de maintenir l'alimentation nécessaire au processeur lorsque la ou les charges sont allumées, la commande du thyristor se fait avec un décalage (14) suffisamment court pour ne pas diminuer significativement la puissance d'alimentation et assez long pour permettre la recharge de la capacité (6), soit environ 0,5 à 2 ms. Ainsi, le courant d'alimentation du module est prélevé en début de chaque période de la tension alternative d'alimentation. Le retard à l'enclenchement du thyristor est sensiblement augmenté pour la commande à puissance réduite des charges en vu d'informer l'utilisateur de l'imminence de l'extinction automatique. Un circuit de détection de passage de la tension aux bornes du module par zéro (7) et l'horloge du processeur (8) permettent à celui-ci la commande directe du thyristor (12) mais également la détection d'absence de tension aux bornes du module signalant qu'un poussoir (2) a été actionné. Le processeur interprète l'action sur le poussoir de la manière suivante: - demande d'allumage si la ou les charges étaient précédemment éteintes. - demande d'extinction si la ou les charges étaient précédemment allumées. - demande de prolongation d'allumage si la ou les charges étaient précédemment allumées à puissance réduite c'est à dire pendant la période de préavis de l'utilisateur. Le poussoir est également utilisé pour la programmation de la durée de minuterie. Un appui prolongé sur le poussoir (2) suivi de plusieurs appuis brefs provoquent la mémorisation par le processeur dans une mémoire (9) non volatile de la durée choisie en fonction du nombre d'appuis effectués. Dans une variante du dispositif, l'appui prolongé sur le poussoir (2) est suivi de plusieurs appuis brefs correspondant au mode de programmation (par exemple durée en secondes - en minutes ou en heures). Le module (3) valide ce choix en provoquant l'allumage des charges (1) brièvement autant de fois que le nombre choisi. L'utilisateur dispose alors de quelques secondes pour appuyer le nombre de fois correspondant à la durée souhaitée. Une autre fonctionnalité prévue dans une variante du module (3) utilise une entrée supplémentaire du processeur (8) et permet, grâce à sa haute impédance d'entrée, la réalisation d'une touche sensitive (10) ayant même fonction que les boutons poussoirs (2). Cette variante s'adresse plus particulièrement à la commande d'équipements prévus pour un accès aux handicapés. Pour les applications nécessitant une localisation du poussoir (2) de commande lorsque les lampes sont éteintes, un voyant lumineux de type LED (11) à faible consommation peut être ajouté au module (3) et commandé directement par le processeur (8). Le processeur (8) est capable d'effectuer de nombreuses opérations supplémentaires telles que le calcul de la durée totale d'allumage des charges, le nombre d'allumages et extinctions, la moyenne de durée d'allumage et le nombre de prolongations de l'allumage des charges après préavis. Ces données permettent une analyse fine de la consommation énergétique des charges commandées et l'optimisation de la durée de minuterie. Le voyant lumineux de type LED (11) permet également la transmission périodique de ces données en série de façon rapide (9600 bauds par exemple) et par de brèves extinctions du voyant ne permettant pas de le distinguer à l'oeil nu. Une interface de réception comportant un détecteur de type photodiode et un amplificateur permet alors de lire les données sur un ordinateur. Le même module permet à partir d'une programmation différente du processeur un fonctionnement de type aléatoire permettant la simulation de présence dans un local. Ce mode de fonctionnement pourra par exemple être choisi de la même manière que l'on programme la durée de minuterie. L'interrupteur selon l'invention peut avoir un grand champ d'application, par exemple pour l'éclairage des communs dans les immeubles d'habitation ou bâtiments publics. Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Revendications 1- Module minuterie de commande d'appareils électriques pendant une durée déterminée, caractérisé en ce qu'il comporte un pont redresseur (4), un thyristor (12) et un processeur (8) permettant un branchement dudit module en série avec la ou les charges (1) à alimenter, le courant d'alimentation dudit module (3) étant prélevé pendant une brève durée (14) en début de chaque période de la tension alternative d'alimentation (13) lorsque ledit module maintient l'allumage des charges (1). 2- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur (6) de maintient d'alimentation pendant quelques secondes et un circuit de détection d'absence de tension (7) aux bornes du module permettant le branchement d'un ou plusieurs boutons poussoirs (2) en parallèle dudit module pour la commande d'allumage, d'extinction ou de relance d'allumage après préavis de l'utilisateur avant coupure automatique. 3- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un processeur (8) capable de piloter le thyristor (12) avec un certain délai (15) après le passage par zéro de tension de l'alimentation permettant que l'utilisateur soit averti avant la coupure des charges (1) par leur fonctionnement à puissance réduite. 4- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une mémoire non volatile (9) permettant de sauvegarder la durée de minuterie ; cette durée étant programmable par appuis prolongé sur un poussoir de commande (2) suivi de plusieurs appuis brefs déterminant d'abord le mode de programmation (heure, minute, secondes...) validé par le module qui attend alors une seconde fois des appuis brefs de la part de l'utilisateur afin d'obtenir un vaste choix de durées de minuterie. 5- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une touche sensitive (10) reliée à une entrée haute impédance du processeur (8) permettant la commande d'allumage, d'extinction ou de relance de la minuterie. 6- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit module comporte en plus un voyant de type LED (11) permettant la localisation de l'interrupteur dans l'obscurité et le préavis avant coupure par clignotement dudit voyant. 7- Module minuterie selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit module comporte en outre une mémoire (9) permettant de stocker la durée d'allumage des charges, leur nombre d'allumage, le nombre de relances après durée de préavis et de les transmettre régulièrement en liaison série par l'intermédiaire d'extinctions brèves du voyant LED (11). 8- Module minuterie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit module comporte un processeur (8) muni du programme adéquat permettant des modes de fonctionnement différent du mode par exemple la simulation de présence dans un lieu par mise en marche aléatoire des charges.