Brevet FR2773257A1 — publié le 19990702

BOUTON POUSSOIR OPTO-ELECTRONIQUE, NOTAMMENT POUR LES ASCENSEURS. DOMAINE TECHNIQUE. L'invention concerne un bouton poussoir opto- électronique, notamment pour les ascenseurs. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît les boutons poussoirs d'appel en cabine et de palier dans les ascenseurs, du type comprenant un corps de bouton, un poussoir externe susceptible d'être pressé par un utilisateur avec détection de l'enfoncement, et un micro- interrupteur monté dans le corps du bouton et actionné en commutation par le poussoir en vue d'enregistrer une information d'appel de cabine. Un tel bouton est sujet à l'usure mécanique du micro- interrupteur qui réduit sa durée de vie. Par ailleurs, le micro- interrupteur est relativement épais et augmente d'autant l'épaisseur du bouton, lequel doit être encastré dans les parois de l'ascenseur. Ainsi, les boutons d'appel mécaniques de ce type ont une durée de vie de l'ordre d'un million de cycles, ce qui correspond à une vie utile moyenne de dix ans pour les étages autres que les halls et de trois ans pour les halls. En outre, les courants faibles typiquement utilisés dans ces interrupteurs nécessitent l'utilisation d'un contact en or. Par ailleurs, la portion poussoir et ressort de ces interrupteurs peut servir à plus de trois millions de cycles et les diodes électroluminescentes servant à rendre le bouton lumineux pour indiquer la reconnaissance de l'appel peuvent servir environ 430 000 heures, ce qui donne une durée de vie utile du bouton (à l'exception de l'interrupteur) de l'ordre de vingt ans. Un des buts de l'invention est la réalisation d'un bouton d'appel d'ascenseur qui n'utilise pas d'interrupteur mécanique, qui soit économique, qui puisse être réalisé sous une forme qui occupe un espace identique ou inférieur à celui occupé par un bouton d'appel mécanique typique et qui puisse être utilisé en réadaptation dans des ensembles boutons d'appel couramment en service utilisant actuellement un interrupteur mécanique. RESUME DE L'INVENTION Il est proposé selon l'invention un bouton poussoir, notamment pour l'appel de cabine ou de commande de cabine dans les ascenseurs, du type comprenant un corps de bouton, un poussoir externe susceptible d'être pressé par un utilisateur avec détection de l'enfoncement et d'être rappelé en position, caractérisé en ce qu'il comporte un élément capteur opto-électronique monté à l'intérieur du corps et détectant le déplacement du poussoir au moyen d'un élément de surface réflecteur solidaire du poussoir par sa face arrière. L'enregistrement des appels est effectué en relation avec la courbe de détection lumineuse de l'élément capteur, et en fonction d'un seuil de mesure de lumière lié au déplacement du poussoir, le dépassement dudit seuil de lumière indiquant la demande d'appel d'un utilisateur, ou inversement. Ledit élément capteur opto-électronique peut consister en l'ensemble d'une diode électroluminescente et d'un photo transistor associé, montés pour émettre respectivement un faisceau lumineux en direction dudit élément de surface et le recevoir, le faisceau étant réfléchi par l'élément de surface sur le photo transistor. Ledit élément capteur opto-électronique peut encore consister en une pastille miniaturisée de faible épaisseur comportant un émetteur et un récepteur de lumière, positionnés côte à côte et ayant chacun une fenêtre dirigée vers le poussoir. Le faisceau lumineux émis et réfléchi est avantageusement dans le domaine de l'infrarouge pour s'affranchir des lumières environnantes parasites. Naturellement, l'élément capteur est monté de façon étanche dans le corps du bouton, de manière à éviter toute intrusion de poussière et ainsi réduire les performances dans la durée de la transmission lumineuse interne. Il résulte de cette disposition que le bouton poussoir selon l'invention bénéficie de la longue durée de vie des composants du capteur optoélectronique, supérieure à celle des micro-interrupteurs les plus performants des boutons poussoirs de l'état de la technique. En outre, l'élément capteur opto-électronique est bien moins épais que ces micro-interrupteurs, et ceci permet d'obtenir des boutons poussoirs moins encombrants. L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'exemples de réalisation et en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un bouton poussoir selon l'état de la technique, - la figure 2 est une vue analogue à la précédente d'un bouton poussoir pourvu d'un élément capteur opto- électronique selon l'invention, - la figure 3 est une vue d'une variante de réalisation, - la figure 4 est un graphique montrant l'exploitation de la courbe de détection lumineuse du capteur opto- électronique, et - la figure 5 est un schéma d'un circuit électrique de fonctionnement du bouton poussoir selon l'invention, et Selon une autre présentation: La figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un bouton d'appel d'ascenseur utilisant un interrupteur mécanique connu dans la technique antérieure, La figure 7 est une vue en perspective éclatée d'un bouton d'appel analogue à celui de la figure 6 mais qui utilise un capteur photo-réflecteur selon l'invention en remplacement de l'interrupteur mécanique, La figure 8 est une vue en coupe en élévation de côté d'un bouton poussoir qui travaille avec le capteur photo- réflecteur selon l'invention, La figure 9 est un schéma de circuit électrique d'une forme de réalisation de l'invention, et La figure 10 est un schéma de circuit d'une autre forme de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES. Le bouton poussoir représenté à la figure 1 est un bouton conventionnel, comprenant un boîtier 1 ou corps du bouton, un poussoir externe étanche 3, un ressort 5 de rappel du poussoir, une plaquette 7 support du circuit électrique fixée sur les parois du corps et un micro- interrupteur 9 fixé sur la plaquette 7 en position centrale. Le bouton est cylindrique avec symétrie axiale. Le poussoir 3 est monté mobile de façon étanche dans un logement avant 11 du corps 1 (selon la flèche) étant rappelé en position vers le haut par le ressort 5. Le poussoir 3, lors de son actionnement par un utilisateur (selon flèche), est enfoncé vers l'arrière d'une distance d commutant le micro-interrupteur 9, par exemple, pour l'enregistrement d'un appel de cabine dans l'application aux ascenseurs. Cette distance d est faible, d'environ 0,5 mm, mais néanmoins suffisante pour permettre la détection d'enfoncement du poussoir 3 par les personnes. Le bouton poussoir selon l'invention représenté à la figure 2, est analogue au bouton poussoir de la figure 1, à l'exception du composant micro-interrupteur. En effet, le micro-interrupteur 9 est remplacé par une pastille miniaturisée 1 3 formant capteur opto-électronique infrarouge. Cet élément est connu et est utilisé dans la détection de feuilles sur les télécopieurs, les photocopieurs etc... Il comporte une fenêtre 15 d'émission d'un rayonnement lumineux infrarouge (au moyen d'une diode électroluminescente ou LED) et une fenêtre adjacente 17 de détection du faisceau réfléchi (fenêtre d'un phototransistor), cette réflexion étant obtenue par la surface arrière plane polie 19 du poussoir. Les fenêtres 15, 17 sont convenablement orientées l'une par rapport à l'autre pour permettre la réflexion du faisceau émis incident gauche par la surface arrière réflectrice 19 du poussoir sur la fenêtre réceptrice droite 17, en position de repos (non poussée) du poussoir. On notera qu'un tel élément opto-électronique est moins encombrant que le micro-interrupteur 9 d'un bouton poussoir conventionnel, ce qui permet notamment un gain d'épaisseur du bouton, intéressant pour son montage en encastrement dans les parois d'ascenseur. Le circuit électrique de fonctionnement du bouton poussoir (figure 5) est formé sur la plaquette 7 support de la pastille opto-électronique 13, fixée au corps du bouton. Les composants sont fixés en périphérie de la pastille sur la surface libre de la plaquette. Le circuit comporte une ligne supérieure d'alimentation en courant 24 volts continu ainsi qu'une ligne de masse inférieure. La diode émettrice infrarouge 21 de la pastille, reliée par une résistance R d'environ 4,7 KQ à la ligne d'alimentation, reçoit ainsi un courant d'environ 10 mA, en permanence. En position non appuyée du bouton, le faisceau infrarouge émis est réfléchi en partie par la surface arrière du poussoir vers la fenêtre réceptrice 17 du photo- transistor 23, lequel devient passant. Par contre, en position appuyée du bouton, le poussoir étant alors enfoncé de 0,5 mm (trait pointillé), le faisceau émis par l'émetteur n'a plus la possibilité d'atteindre le récepteur car l'angle de réflexion est fermé et le photo- transistor 23 devient bloqué. L'information de détection correspondante est lue sur un boîtier d'entrée sortie 25 représenté en trait mixte, lequel délivre une information logique à un bus de communication (non représenté) menant au contrôleur de l'ascenseur. Le boîtier d'entrée-sortie est en fait relié à un point intermédiaire entre une seconde résistance R de 4,7 KQ alimentée en 24 volts continu et un transistor "BC 848" 27, relié à la masse et à la ligne collectrice du photo- transistor 23. Le signal reçu parvient à la sortie d'un pont diviseur 29 à deux résistances, R de 4,7 kQ et R' de 20 kQ, selon la flèche, pour être abaissé à environ 5 volts continu. Plus exactement le niveau 1 logique est considéré pour une tension supérieure ou égale à 3,2 volts et le niveau 0 logique pour une tension inférieure ou égale à 0,4 volt. Lorsque le poussoir n'est pas actionné, le photo transistor est passant et vient saturer le transistor BC848, lequel polarise l'entrée du boîtier d'entrée-sortie à une tension inférieure à 0,25 volts donc bien en dessous de 0,4 volts, correspondant ainsi au niveau 0 logique. Lorsque le poussoir est actionné, le photo transistor est bloqué et vient bloquer le transistor BC848. L'entrée du boîtier est alors alimentée en 24 volts via la résistance R de 4,7 ko. Malgré la chute de tension entraînée par cette résistance qui est relativement faible par rapport à l'impédance du pont diviseur, on obtient une tension de 3,8 volts qui est interprétée comme un niveau 1 logique. Le rôle de la résistance R de 4,7 Kohm en série avec le transistor BC848 est de limiter le courant lorsque le poussoir n'est pas actionné. La détection franche observée dans l'exemple ci-dessus, par absence de référence sur le photo-transistor en position poussée du bouton, minimise le nombre de composants du circuit. Mais pour cette détection on peut exploiter la courbe de détection du photo-transistor (figure 4) exprimant le courant photo-électrique en fonction de la distance à la surface de réflexion. Dans le cas présent, la sensibilité de détection est optimale sur le front montant de la courbe. Le positionnement de la pastille 13 est opéré avantageusement à environ 1 mm de la surface arrière 19 du poussoir au repos, ce qui permet dans la position enfoncée, et donc à 0,5 mm environ de la pastille, d'avoir un faible niveau de courant photo-électrique et à 1 mm (au repos) d'obtenir un signal franc. (voir la zone de travail entre les lignes verticales en pointillés). Une variante de réalisation du bouton poussoir selon l'invention est représentée à la figure 3. Ce bouton comporte à la place d'un poussoir plat 3 une capsule élastique 31 déformable en enfoncement selon pointillés, et un montage d'une plaquette de circuit comportant une diode électro-luminescente 33 et un photo-transistor associé 35, l'ensemble formant l'élément opto-électronique précité. Une surface réfléchissante 37 est fixée à l'arrière de la capsule 31 et assure la réflexion du faisceau lumineux émis par la diode sur le photo-transistor. L'enfoncement de la capsule est limité par deux butées inférieures 39 venant en contact avec la surface réfléchissante 37. Il est également à noter que la surface arrière de la capsule peut former elle-même surface de réflexion pour l'élément opto-électrique. Les figures 6 à 10 sont à présent décrites. Les références numériques de ces figures sont mentionnées avec l'indice prime ('). Comme on le voit sur la figure 6, un bouton d'appel d'ascenseur connu dans la technique antérieure comprend un ensemble principal 10' ayant des filets de vis 11' et une lèvre 12' qui vient s'appuyer sur le côté utilisateur d'un panneau (par exemple à un palier ou dans une cabine d'ascenseur) lorsque les filets 11' passent à travers un trou du panneau et sont reçus par des filets complémentaires 14' pratiqués dans une bague de retenue 15'. C'est-à-dire qu'un panneau à travers lequel l'ensemble principal passe est emprisonné entre la lèvre 12' et la bague de retenue '. Un bouton poussoir 17' possède des filets de vis 18' sur son côté intérieur (non représentés sur la figure 1 mais représentés sur la figure 8), qui sont attaqués par un écrou 20' de manière à retenir le bouton 17' en position sur l'ensemble principal 10'. Un joint élastique 21' empêche les corps étrangers de pénétrer dans l'ensemble. Un ressort de compression hélicoïdal 22' est retenu entre le bouton poussoir 17' et l'ensemble principal 10', et repousse le bouton poussoir vers l'extérieur, vers l'utilisateur, sauf lorsqu'on presse le bouton. Une carte de circuit imprimé 25' porte une pluralité de diodes électroluminescentes 26' (DEL) disposées sur lui ainsi qu'un micro-interrupteur 27'. L'ensemble principal 10' est translucide de sorte que lorsque les DEL 26' sont excitées, ce qui indique qu'une demande d'appel a été enregistrée, la lumière issue des DEL 26' traverse l'ensemble principal 10' pour éclairer la lèvre 12' d'une façon connue. Selon l'invention, comme représenté sur la figure 7, un capteur photo-réflecteur 30' (correspondant au capteur opto- électronique de la première présentation) remplace le micro- interrupteur 27'. Le capteur photo-réflecteur 30' possède un émetteur 31' et un détecteur 32'. Comme on le voit en se reportant à la figure 8, lorsque le bouton poussoir 17' est à l'état non pressé, comme représenté, le faisceau infrarouge transmis par l'émetteur 31' (flèches dirigées vers le haut sur la figure 8) est réfléchi en partie vers le détecteur 32' par la surface arrière 35' du bouton poussoir 17' (flèches dirigées vers le bas sur la figure 8). Au contraire, lorsque le bouton est pressé par un utilisateur, la surface 35' est plus rapprochée du capteur photo-réflecteur 30', de sorte que pratiquement aucun rayonnement infrarouge n'atteint le détecteur 32'. Un signal correspondant de pression du bouton enregistrant l'appel est émis. Sur la figure 9, lorsque le bouton 17' n'est pas pressé, le rayonnement infrarouge atteint le détecteur 32', de sorte que ce dernier devient très conducteur, en provoquant ainsi la saturation d'un transistor 38' avec chute de 23 volts aux bornes d'une résistance 39', de sorte que la sortie 40' est à environ 0,4 volt de tension continue. Au contraire, lorsque le bouton 17' est pressé, de sorte qu'une quantité faible ou nulle de rayonnement infrarouge est réfléchie vers le détecteur 32', le détecteur 32' est bloqué et le transistor 38' est bloqué, de sorte que la division de tension entre les résistances 42', 43' et 39' se traduit par une tension continue de 3,8 volts à la sortie 40'. Une résistance 44' limite le courant à travers l'émetteur. Les résistances 39', 42' et 44' peuvent être de 4,7 kohm, et la résistance 43' peut être de 20 kohm. Le transistor 38' peut être de type "BC848". Le capteur photo-réflecteur 30' peut être de type Sharp "T5589". La forme de réalisation de la figure 10 opère de la même façon, mais utilise un transistor additionnel 46' et elle a une résistance de moins. Le transistor 46' peut aussi être de type "BC848" tandis qu'une résistance 47' est à 15 kohm. Le circuit de la figure 10 ne tire que 6,5 milliampères en régime permanent, lorsque le bouton n'est pas pressé, tandis que le courant de régime permanent du circuit de la figure 9 est de 10,6 milliampères. Les éléments de circuit des figures 9 et 10 peuvent être montés sur la carte de circuit ', avec le capteur photo-réflecteur 30'. Le bouton poussoir selon l'invention assure un service fiable pendant une longue période, puisque moins de 1,6 % des capteurs photo- réflecteurs sont défaillants après dix années d'utilisation continue. REVENDICATIONS 1. Bouton poussoir, notamment pour l'appel de cabine ou de commande de cabine dans les ascenseurs, du type comprenant un corps de bouton (1), un poussoir externe (3) susceptible d'être pressé par un utilisateur avec détection de l'enfoncement et d'être rappelé en position, caractérisé en ce qu'il comporte un élément capteur opto-électronique (13) monté à l'intérieur du corps et détectant le déplacement du poussoir (3), au moyen d'un élément de surface réflecteur (19, 37) solidaire du poussoir (3) par sa face arrière. 2. Bouton poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enregistrement des appels est effectué en relation avec la courbe de détection lumineuse de l'élément capteur (13, 21, 23, 33, 35) et en fonction d'un seuil de mesure de lumière lié au déplacement du poussoir (3), le dépassement dudit seuil de lumière indiquant la demande d'appel d'un utilisateur, ou inversement. 3. Bouton poussoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément capteur opto- électronique (13) consiste en l'ensemble d'une diode électroluminescente (21, 33) et d'un photo-transistor associé (23, 35), montés pour émettre respectivement un faisceau lumineux en direction dudit élément de surface (19, 37), et le recevoir, le faisceau étant réfléchi par l'élément de surface (19, 37) sur le photo transistor (23, ). 4. Bouton poussoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément capteur opto- électronique (13)consiste en une pastille miniaturisée de faible épaisseur comportant un émetteur (21) et un récepteur (23) de lumière, positionnés côte à côte et ayant chacun une fenêtre dirigée vers le poussoir. 5. Bouton poussoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément capteur (13), est monté de façon étanche dans le corps du bouton (1), de manière à éviter toute intrusion de poussière et ainsi réduire les performances dans le temps de la transmission lumineuse interne. 6. Bouton poussoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier ou corps de bouton (1), un poussoir externe étanche (3), un ressort (5) de rappel du poussoir, une plaquette (7) support du circuit électrique fixée sur le corps et un élément capteur opto-électronique (13) fixé sur la plaquette support (7), cet élément détectant le déplacement du poussoir (3) par lecture d'un faisceau lumineux émis et réfléchi par une surface réflectrice (19, 37) solidaire du poussoir (3), et en fonction de sa courbe de détection lumineuse. 7. Bouton poussoir selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau lumineux émis et réfléchi est dans le domaine de l'infrarouge pour s'affranchir des lumières environnantes parasites. 8. Bouton poussoir selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le poussoir (3) est plat, monté mobile et de façon étanche dans un logement avant (11) du bouton, étant rappelé vers l'avant par un élément ressort (5). 9. Bouton poussoir selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le poussoir est une capsule élastique (31) déformable en enfoncement et réflectrice sur sa face arrière et dont l'enfoncement est limité par au moins une butée (39). 10. Bouton poussoir selon l'une des revendications 6-9, caractérisé en ce que une surface réfléchissante (37) est fixée à l'arrière de la capsule (31) ou du poussoir plat (3). 11. Bouton d'appel pour ascenseur, caractérisé en ce qu'il comprend: un bouton poussoir (17') ayant une surface extérieure adaptée pour être pressée par un utilisateur pour enregistrer un appel d'ascenseur, et possédant une surface réfléchissante (35'1) à l'opposé de ladite surface de contact; un capteur photo-réflecteur (30') ayant un émetteur (31') et un détecteur (32'), ledit capteur photo-réflecteur (30') étant monté adjacent à ladite surface réfléchissante (35'); des moyens (22') qui repoussent élastiquement ledit bouton poussoir (17') dans une position de repos, inopérante, dans laquelle ladite surface réfléchissante (35') se trouve à une distance donnée du capteur photo- réflecteur (30'), à laquelle un rayonnement significatif issu de l'émetteur (31') est reçu par le détecteur (32'); ledit bouton poussoir (17') pouvant être poussé par un utilisateur dans une position de service dans laquelle ladite surface (35') est nettement plus rapprochée dudit capteur photo-réflecteur (30') qu'à ladite distance donnée, et à laquelle un rayonnement insuffisant est reçu par ledit détecteur (32'), de sorte que le passage du courant à travers ledit détecteur (32') est bloqué; et des moyens (38', 39', 40', 42', 43', 44'; 38', 40', 42', 44', 46', 47') qui répondent à l'absence de courant à travers ledit détecteur en émettant un signal qui indique qu'un utilisateur a pressé ledit bouton poussoir (17') pour enregistrer un appel d'ascenseur. 12. Bouton d'appel pour ascenseur, caractérisé en ce qu'il comprend: un bouton poussoir (17') ayant une surface extérieure adaptée pour être pressée par un utilisateur pour enregistrer un appel d'ascenseur et ayant une surface réfléchissante (35') placée à l'opposé de ladite surface extérieure de contact; un capteur photo-réflecteur (30') possédant un émetteur (31') et un détecteur (32'), ledit capteur photo-réflecteur (30') étant monté adjacent à ladite surface réfléchissante (35'); des moyens (22') qui repoussent élastiquement ledit bouton poussoir (17') dans une position de repos inopérante, dans laquelle ladite surface réfléchissante (35') se trouve à une distance donnée dudit capteur photo-réflecteur (30') et o ledit détecteur (32') assure une première réponse audit émetteur (31'); ledit bouton poussoir (17') pouvant être poussé par un utilisateur dans une position de service, dans laquelle ladite surface réfléchissante est significativement plus rapprochée dudit capteur photo-réflecteur (30') qu'à ladite distance donnée, et dans lequel ledit détecteur (32') assure une deuxième réponse audit émetteur (31'), réponse qui est différente de ladite première réponse; et des moyens (38', 39', 40', 42', 43', 44'; 38', 40', 42', 44', 46', 47') qui répondent à ladite deuxième réponse dudit détecteur (32') en émettant un signal qui indique qu'un utilisateur a pressé ledit bouton poussoir (17') pour enregistrer un appel d'ascenseur.