Brevet FR2827415A1 — publié le 20030117

DISPOSITIF DE COMMANDE A DISTANCE DE DISPOSITIFS ELECTRIQUES L'invention concerne un dispositif de commande à distance de dispositif électrique, et plus particulièrement la commande à distance d'un dispositif électrique de confort tel qu'un éclairage, une climatisation, un chauffage, une protection solaire, tel qu'un store, un volet roulant ou autre. On connaît déjà de nombreux dispositifs de commande de dispositif électrique comme, par exemple, des interrupteurs de télécommandes soit pour agir sur l'alimentation directe de ces dispositifs, soit pour déplacer un point de consigne d'éclairement ou de température. Chacun des dispositifs de commande connus présente des inconvénients. Les interrupteurs muraux obligent à se déplacer pour la manoeuvre. L'ajustement d'une situation de confort lumineux est d'autant moins facile qu'elle n'est pas réglée depuis l'emplacement normal de l'usager. Par ailleurs, dans les locaux tertiaires évolutifs, les modifications possibles de l'agencement des cloisons incite à proscrire le câblage dit vertical et donc incitent à l'usage de télécommandes autonomes soit nomades, soit fixes. S'agissant de télécommandes nomades, qui présentent souvent l'avantage d'être disposées à portée de main, la multiplication des dispositifs à commander donne naissance à des claviers complexes, soit du fait d'un nombre de touches impressionnant, soit parce que la réduction du nombre de touches impose à celles-ci une multiplicité de fonctions, et donc l'usage de voyants ou d'un écran de contrôle pour situer leur fonctionnalité à un instant donné, ce qui présente un inconvénient. Les constructeurs ont commercialisé des télécommandes nomades directives qui trouvent surtout leur application dans le domaine du confort de l'habitat. Les dispositifs correspondants fonctionnant par ultrasons ou par infra-rouges ont été critiqués et ont été progressivement remplacés par des télécommandes à mission radio. Mais ces dernières présentent, elles aussi, de nombreux inconvénients et notamment celui d'être non directives et de nécessiter un codage et un appairage entre l'émetteur et le récepteur, ce qui complique, bien entendu, le processus de la première mise en oeuvre. Par ailleurs, les télécommandes du type à émission radio sont coûteuses et ne peuvent pas être utilisées pour n'importe quel type d'application. La présente invention entend donc résoudre les inconvénients des systèmes de télécommandes traditionnelles en proposant un procédé de commande à distance d'un dispositif électrique relié à un actionneur, du type comprenant un activateur récepteur et un dispositif nomade, ou pointeur, qui est caractérisé en ce qu'il consiste à affecter à un mouvement déterminé du pointeur une action déterminée du dispositif électrique et à détecter et reconnaître les mouvements du pointeur pour donner l'ordre d'exécution de l'action correspondante au mouvement donné au pointeur par l'utilisateur. Selon une caractéristique complémentaire le pointeur est du type émetteur, comme par exemple infra rouge ou à émission ultra sonique. Selon une autre caractéristique complémentaire du procédé de l'invention, l'utilisateur pointe le pointeur dans la direction de l'activateur et signifie par son mouvement la nature de l'opération à effectuer, tandis- qu'mouvement vers le haut du pointeur, signifie un ordre de montée (s'il s'agit d'un screen, d'un volet roulant...) ou de mise en marche de luminaires, ou d'augmentation d'éclairage s'il s'agit d'un dimmer., alors qu'un mouvement de balayage horizontal du pointeur, dans l'un ou l'autre sens signifie un ordre d'arrêt. Ajoutons qu'un mouvement vers le bas du pointeur, signifie un ordre de descente, ou d'extinction ou de réduction d'éclairage. L'invention concerne aussi le dispositif de commande à distance destiné à mettre en oeuvre le procédé qui est caractérisé en ce qu'il comprend actionneur ainsi qu'un activateur récepteur, et un pointeur, tandis-que le support de communication entre le pointeur et l'activateur, est optique, visible ou infra-rouge, voire ultra sonique. Selon une caractéristique complémentaire, le pointeur comprend au moins un élément d'émission tel qu'une diode électroluminescente, tandis-que l'activateur récepteur comprend, au moins deux capteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 illustre une installation utilisant le procédé de l'invention et son dispositif de commande à distance. La figure 2 représente la face de réception de l'activateur récepteur La figure 3 illustre les signaux reçus et leur décalage. La figure 4 montre la tête du pointeur avec ses diodes émettrices. La figure 4a est une vue en coupe selon A-A de la figure 4. La figure 5 illustre des signaux reçus par deux capteurs d'un même activateur, distants verticalement. La figure 1 illustre une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention, l'ensemble de l'installation dessiné schématiquement portant la référence générale (1). L'installation comprend au moins un dispositif électrique (2) relié à un actionneur (3) ainsi qu'un activateur récepteur (4), tandis que l'utilisateur dispose pour les manoeuvres à distance d'un dispositif nomade émetteur que l'on appellera aussi pointeur (5), qui comprend au moins un élément d'émission (100). Le dispositif électrique (2) peut être de tout type comme, par exemple, un dispositif électrique de confort tel qu'un éclairage, une climatisation, un chauffage, une protection solaire, comme un store ou un volet roulant, ou autres. L'activateur (3) qui reçoit les instructions de l'activateur récepteur (4), est destiné à provoquer les actions désirées du dispositif électrique (2) comme, par exemple, provoquer l'allumage, l'extinction d'une lumière, la mise en route ou autre d'une ventilation ou d'un chauffage, la mise en route d'un moteur pour enrouler ou dérouler un store ou un volet roulant. L'activateur récepteur (4) communique avec l'actionneur (3) par un lien filaire ou une liaison radio (6), ou autres. On notera que les produits à commander sont associés à un ou plusieurs activateurs récepteurs. Un tel activateur est monté soit directement sur le produit, soit à son voisinage immédiat, soit encore à un emplacement correspondant à l'usage habituel d'un point de commande de ce type de produit. Un tel activateur est, par exemple, disposé près de la baie s'il commande un volet roulant, directement sur un luminaire, à l'emplacement d'un thermostat de chauffage, etc... Comme on l'a vu précédemment, l'utilisateur dispose, pour les manoeuvres à distance, d'un dispositif nomade émetteur dit pointeur (6) dont la forme impose un usage directionnel. Ce dispositif est muni d'un système de validation, mécanique ou électrique, permettant le passage en mode actif. Le passage en mode actif peut tout aussi bien être provoqué par la détection, au sein même du dispositif nomade, d'une mise en mouvement de celui-ci après une période prolongée de repos. Avec son pointeur (6), l'utilisateur par le mouvement donné à son pointeur, provoque l'action désirée de son installation électrique. L'ergonomie de fonctionnement est la suivante : L'utilisateur pointe le dispositif nomade dans la direction de l'activateur et signifie par son mouvement la nature de l'opération à effectuer : - un mouvement vers le haut (HA) signifie un premier ordre d'exécution, comme par exemple un ordre de montée (s'il s'agit d'un screen, d'un volet roulant...) ou de mise en marche de luminaires, ou d'augmentation d'éclairage s'il s'agit d'un dimmer, - un mouvement de balayage horizontal (H) dans l'un ou l'autre sens signifie un deuxième ordre d'exécution, comme par exemple un ordre d'arrêt, - un mouvement vers le bas (BA) signifie un ordre troisième ordre d'exécution, comme par exemple un ordre de descente, ou d'extinction ou de réduction d'éclairage. On notera que dans le cas d'un pointeur émetteur du type, infra rouge le deuxième ordre d'exécution pourrait être le résultat d'une simple activation du pointeur, sans mouvement. L'ergonomie est choisie de manière à correspondre intuitivement à l'action désirée. Dans le cas de rideaux ou de panneaux coulissants à mouvement horizontal, par exemple, il peut être admis que soit préféré un mode de contrôle orthogonal au précédent, mais pour des raisons expliquées plus loin, on évitera de faire cohabiter dans un même local les deux types d'ergonomie. Dans le mode d'exécution illustré à la figure 1, le pointeur (5) comprend un dispositif d'activation qui peut être un simple bouton poussoir (7) que l'utilisateur devra actionner lors de l'utilisation de son pointeur (5). Selon ce mode d'exécution donné à titre d'exemple, dans une première forme de réalisation, le support de communication entre le pointeur et l'activateur est un élément d'émission (100,11, 12,13, 14), optique, visible ou infra-rouge. Le pointeur contient par exemple au moins une ou plusieurs diodes électroluminescentes (11,12, 13,14). Comme il est connu de l'homme de métier, la lumière est modulée à une fréquence supérieure à 10 KHz, de manière à ce que le dispositif récepteur puisse ne tenir compte que de la composante alternative du signal et éliminer ainsi l'influence des fluctuations naturelles d'éclairement. On a représenté de façon schématique à la figure 2, la face avant (8) de l'activateur récepteur (4) qui comprend, par exemple, deux capteurs (9, 10) disposés verticalement l'un au-dessus de l'autre. Ainsi, lors d'un mouvement vertical (V) du pointeur (5), la différence de temps entre les deux réceptions de l'émission du pointeur sera détectée. La figure 3 montre le décalage (d) des signaux reçus. Cette figure est une illustration montrant les oscillogrammes (S9 et S10) donnant l'allure des signaux démodulés fournis par un trigger à seuils en sortie de ces capteurs si l'activateur est balayé par un mouvement de montée du pointeur. Un mouvement de descente du pointeur transforme le retard de SIC en avance, tandis qu'un mouvement de balayage horizontal donne des signaux en phase. Les moyens d'exploiter ces signaux en utilisant des seuils discriminants sont connus de l'homme de métier. On aura intérêt à mesurer les décalages aussi bien sur les fronts montants que descendants. Notons aussi, que le dispositif comprend une unité qui mesure le décalage temporel des signaux reçus par les capteurs. La détection et l'analyse du décalage permet de déterminer, si l'utilisateur déplace son pointeur vers le haut (HA) ou vers le bas (BA). Ainsi la détection d'un décalage positif, tel que celui illustré à la figure 3, sera reconnu comme correspondant au déplacement vers le haut (HA) du pointeur, et provoquera l'action correspondante, alors que s'il y a détection d'un décalage négatif le dispositif saura qu'il y a eu un déplacement vers le bas (BA) du pointeur, et provoquera l'action correspondante. Cependant, l'activation peut nécessiter au moins une confirmation du mouvement, sans pour autant qu'il faille demander à l'utilisateur de répéter la manoeuvre qu'il vient d'effectuer. A cet effet, il peut être prévu plusieurs diodes électroluminescentes émettrices. La figure 4 illustre une réalisation où quatre diodes électroluminescentes (11,12, 13,14) sont prévues en extrémité du pointeur (5) au sommet d'un carré. Les diodes électroluminescentes émettrices pointent dans des axes situés sur un même cône. Cet assemblage est réalisé de manière à donner l'équivalent d'un mouvement répété, à partir d'un seul mouvement vertical ou horizontal du pointeur. L'arrangement peut être réalisé de manière à ce que les récepteurs (9 et 10) ne captent pas de lumière (ou du moins une quantité inférieure au seuil de déclenchement) si l'axe du pointeur coïncide avec celui de l'activateur (4). Par contre, un mouvement vertical du pointeur donnera naissance à un signal caractéristique à deux changements d'états sur chaque capteur, dus aux balayages des cônes de diodes électroluminescentes (11,12) disposées l'une au-dessus de l'autre. L'analyse du signal vérifiera la présence des deux changements d'état et permettra alors quatre mesures de décalages. Il faut remarquer que cette forme de réalisation se fait au détriment de la directivité générale, puisque le cône global d'émission devient plus étendu que celui d'une seule diode électroluminescente. Cependant, un activateur voisin, par exemple à gauche de celui qui est visé, ne sera balayé que par le cône de la diode (14), et son signal ne sera donc pas retenu. Les formes de réalisation précédentes sont issues des techniques habituelles de démodulation et de transformation en signaux logiques, de l'homme de métier. Il est clair qu'il peut s'avérer beaucoup plus simple de n'utiliser comme en premier lieu qu'une seule source d'émission directive, modulée, et de faire la mesure de décalage des signaux reçus sur chaque front de modulation. Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguïté, il suffit de s'assurer que le décalage mesurable reste faible par rapport à la période de modulation, ou au moins inférieur à la demi-période. La fréquence de modulation peut être choisie plus faible que précédemment, tout en étant supérieure à la fréquence du secteur. La figure 5 donne l'allure des signaux reçus par deux capteurs d'un même activateur, distants verticalement de 1 cm. A la distance d'utilisation, le cône d'émission de la diode électroluminescente couvre une surface de diamètre supposé égal à un mètre, et le mouvement de balayage vertical se fait en 1/10 seconde. La fréquence de modulation est 400 Hz. Le déphasage mesuré est 0,8 millisecondes. 40 périodes de signal permettent ici d'établir la moyenne des valeurs mesurées avant de prendre une décision d'action. Sur un même principe, il est également possible de calculer, à l'aide d'un micro contrôleur de calcul, appelé DSP (digital Signal Processing), la fonction d'intercorrélation des signaux modulés, et de déduire une valeur sûre du décalage. Il s'agit de pratiques connues en traitement du signal. Le fait d'utiliser une fréquence de modulation plus faible peut aussi s'avérer favorable à utiliser des signaux en infra-rouge lointain, et donc un capteur double de type pyrométrique plutôt qu'optique. Ces capteurs sont communément utilisés dans les systèmes de détection de présence. Dans tous les cas, il faut noter que, si on s'intéresse à une pluralité d'activateurs disposés au voisinage de différentes baies, ceux-ci seront logiquement placés à la même hauteur. Un mouvement horizontal du pointeur a donc de fortes chances d'être capté de façon valide par plusieurs activateurs autres que celui visé. Il est donc opportun que ce mouvement soit celui qui corresponde à Stop dans la forme préférée d'ergonomie. Ce qui a été décrit dans le cas d'une transmission optique s'applique tout aussi bien à une liaison sous forme d'ondes ultra-sonores, puisqu'il existe des transducteurs fortement directifs. Dans le cas d'utilisation de telles ondes ultrasonores, la faible valeur de la vitesse de propagation permet de mettre à profit les phénomènes d'interférences pour créer naturellement une pluralité de zones sombres et éclairées à partir de deux transducteurs émetteurs placés côte à côte dans le pointeur. Cette réalisation donne une manière supplémentaire de confirmer le type de mouvement à partir des signaux mesurés sur les capteurs de l'activateur. L'utilisation d'ondes ultra-sonores peut inciter à utiliser une ergonomie voisine de celles qui vient d'être décrite, pour bénéficier des particularités de l'effet Doppler. Ainsi, le pointeur (5) comporte-t-il un émetteur ultrasonore (100) émettant à une première fréquence (FO) lorsqu'il est activé, par exemple par le poussoir (7). Le mouvement V précédent est dans ce cas, remplacé par un mouvement de translation dans la direction (D) allant du pointeur au récepteur. Un mouvement rapprochant le pointeur du récepteur sera interprété comme un premier ordre d'exécution. Une absence de mouvement relatif entre le pointeur et le récepteur sera interprété comme un deuxième ordre d'exécution. Un mouvement éloignant le pointeur du récepteur sera interprété comme un troisième ordre d'exécution. Dans le premier cas, la fréquence (FI) du signal capté en réception est supérieure à la première fréquence (FO). Dans le deuxième cas, la fréquence (F2) du signal capté en réception est égale à la première fréquence (FO). Dans le troisième cas, la fréquence (F3) du signal capté en réception est inférieure à la première fréquence (FO). Ce mode de réalisation nécessite simplement trois filtres pour le traitement du signal en sortie, ou encore un dispositif démodulateur simple de type PLL (Boucle à verrouillage de phase). Ajoutons, que le pointeur (5) pourrait n'avoir que deux diodes électroluminescentes disposées verticalement l'une au dessus de l'autre, tandis-que l'activateur récepteur n'aurait qu'un seul capteur. Mais dans ce cas, les deux diodes seraient alimentées par du courant de fréquence différentes. On a compris de ce qui précède que les commandes du dispositif électrique seront exécutées par le simple mouvement (V, HA, BA, H, D) du dispositif nomade émetteur (5) fait par l'utilisateur. Ajoutons que l'on pourrait remplacer l'activateur récepteur tel que décrit précédemment, par une caméra du type vidéo, qui analyserait par un dispositif d'analyse d'images les mouvements donnés au pointeur, et provoquerait les actions nécessaires. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande à distance d'un dispositif électrique (2) relié à un actionneur (3), du type comprenant un activateur récepteur (4) et un dispositif nomade ou pointeur (5), caractérisé en ce qu'il consiste à affecter à un mouvement (HA, BA, H, D) déterminé du pointeur (5) une action déterminée du dispositif électrique et à détecter et reconnaître les mouvements du pointeur (5) pour donner l'ordre d'exécution de l'action correspondante au mouvement donné au pointeur (5) par l'utilisateur. 2. Procédé de commande à distance d'un dispositif électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce l'utilisateur pointe le pointeur (5) dans la direction de l'activateur récepteur (4) et signifie par son mouvement la nature de l'opération à effectuer. 3. Procédé de commande à distance d'un dispositif électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un mouvement vers le haut (HA) du pointeur (5), signifie un premier ordre d'exécution 4. Procédé de commande à distance d'un dispositif électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un mouvement de balayage horizontal (H) du pointeur (5), dans l'un ou l'autre sens signifie un deuxième ordre d'exécution. 5. Procédé de commande à distance d'un dispositif électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un mouvement vers le bas (BA) du pointeur (5), signifie un troisième ordre d'exécution. 6. Dispositif de commande à distance destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur (3) ainsi qu'un activateur récepteur (4) comprenant au moins un capteur (9,10), et un pointeur (5) comprenant au moins un élément d'émission (11,12, 13,14). 7. Dispositif de commande à distance destiné à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce le support de communication entre le pointeur (5) et l'activateur (4), est optique, visible ou infra-rouge, ultra sonore. 8. Dispositif de commande à distance destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le pointeur comprend au moins une diode électroluminescente (11, 12), tandis-que l'activateur récepteur (4) comprend, au moins deux capteurs (9,10), disposés verticalement l'un au-dessus de l'autre. 9. Dispositif de commande à distance destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendication 6,7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend une unité qui mesure le décalage temporel des signaux reçus par les capteurs.