Brevet FR2872537A1 — publié le 20060106

L'invention concerne un dispositif de commande automatisée d'ouverture et de fermeture de portail ou fenêtre à double battant. Par portail ou fenêtre à double battant, on entend tout dispositif de fermeture à double battant, refermant une ouverture pratiquée dans une paroi (porte, fenêtre), un mur d'enceinte (portail) ou une clôture (barrière) Habituellement, ce type de dispositif ou automatisme utilise une liaison filaire jusqu'à une source d'alimentation électrique externe formée du réseau électrique général (230 V, alimentation EDF). Egalement, pour commander les deux battants par les deux moteurs associés, il est nécessairement mis en oeuvre une liaison par câble électrique entre ces deux moteurs, l'un des deux étant branché sur le réseau électrique général. Dans ce cas, on comprend qu'il est nécessaire de placer l'automatisme au plus près du réseau électrique général et en particulier d'une prise électrique. De plus, il faut réaliser la liaison filaire et/ou par câble électrique entre le réseau électrique général et le dispositif de commande automatisée: cela exige des travaux d'installation supplémentaires, parfois lourds à mettre en oeuvre, surtout dans le cas où il est nécessaire d'enterrer le câble, notamment pour automatiser la commande d'un portail d'entrée. La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif permettant de surmonter les inconvénients de l'art antérieur et en particulier offrant la possibilité de se passer de ces câbles à la fois entre le réseau électrique général et le dispositif et aussi entre les deux moteurs du dispositif. A cet effet, selon la présente invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend: - une télécommande; - un premier ensemble de commande, associé au premier battant, comportant un premier boîtier équipé d'une première batterie électrique et d'une carte électronique de commande maître, ladite carte électronique de commande maître étant munie d'un microprocesseur et d'un module émetteur- récepteur, ledit premier ensemble comportant en outre un premier bras de motorisation présentant un premier bras articulé relié audit premier battant et un premier moteur alimenté par ladite première 2872537 2 batterie, ledit premier bras articulé étant commandé par ladite carte électronique de commande maître; et - un deuxième ensemble de commande, associé au deuxième battant, comportant un deuxième boîtier équipé d'une deuxième batterie électrique et d'une carte électronique de commande esclave, ladite carte électronique de commande esclave étant munie d'un microprocesseur et d'un module émetteur-récepteur, ledit deuxième ensemble comportant en outre un deuxième bras de motorisation présentant un deuxième bras articulé relié audit deuxième battant et un deuxième moteur alimenté par ladite deuxième batterie, ledit deuxième bras articulé étant commandé par ladite carte électronique de commande esclave; l'activation de la télécommande envoyant un ordre d'ouverture, de fermeture ou d'arrêt à ladite carte électronique de commande maître qui transmet ledit ordre, via lesdits modules émetteur-récepteur, à ladite carte électronique de commande esclave, cette dernière confirmant ledit ordre à ladite carte électronique de commande maître, lesdits premier et deuxième moteurs n'étant activés ou stoppés qu'après ladite confirmation dudit ordre. De cette manière, on comprend que grâce à la présence desdits modules émetteur-récepteur, on réalise une communication entre les deux moteurs, qui permet de s'affranchir de toute liaison par fil électrique entre les deux moteurs. Cette solution présente aussi l'avantage supplémentaire, de permettre, outre une installation simplifiée (aucun raccordement de fil au réseau général électrique), une commande sécurisée par le fait que l'un des deux ensembles de commande (le premier) est celui qui commande (position maître) l'autre ensemble de commande (le deuxième qui est en position esclave). Globalement, grâce à la solution selon la présente invention, il est possible de réaliser une commande automatisée par asservissement qui assure le bon fonctionnement du dispositif de commande automatisée. Selon une solution préférentielle, il est prévu que ledit premier ensemble de commande et ledit deuxième ensemble de commande comportent en outre au moins un panneau solaire relié à ladite batterie correspondante. 2872537 3 De cette façon, on peut rendre complètement autonome le dispositif de commande selon la présente invention, les batteries se rechargeant de manière naturelle, de façon totalement indépendante. Selon un mode de réalisation préférentiel, il est prévu qu'au moins ledit premier ensemble comporte en outre un voyant lumineux, tel qu'un feu clignotant, apte à être activé par ladite carte électronique de commande maître. Un tel voyant lumineux, placé de façon visible, permet de signaler l'activation (ouverture ou fermeture) des deux battants. Selon une caractéristique avantageuse, il est aussi prévu que ledit premier boîtier et ledit deuxième boîtier sont respectivement équipés d'une première et d'une deuxième cartes électroniques de réglage connectées respectivement au microprocesseur de ladite carte électronique de commande maître et de ladite carte électronique de commande esclave. De cette façon, on peut assurer une optimisation des différents paramètres, de façon automatique ou par l'intermédiaire de l'utilisateur qui peut rentrer ses choix de paramétrage du système directement sur la carte électronique de réglage ou éventuellement par la télécommande. Selon une autre disposition préférentielle particulièrement avantageuse, il est prévu que lorsque ledit ordre est un ordre d'ouverture ou de fermeture, après ladite confirmation dudit ordre, lesdits premier et deuxième moteurs sont activés de manière décalée. De cette façon on garantit un bon positionnement des deux battants l'un par rapport à l'autre puisqu'ils sont généralement en appui l'un sur l'autre, en particulier en position de fermeture. De préférence, en particulier lorsque les deux dispositions qui précèdent sont mises en oeuvre, la carte électronique de réglage du premier boîtier maître est munie d'un commutateur ayant deux positions correspondant chacune à la commande décalée d'un des deux moteurs par rapport à l'autre. Selon encore une autre disposition préférentielle, il est prévu que lesdites cartes électroniques de commande maître et esclave sont munies d'un régulateur apte à réguler au moins la tension d'alimentation provenant de la batterie associée et fournie auxdites cartes électroniques 2872537 4 de commande maître et esclave. Ceci permet d'optimiser la consommation d'énergie électrique. Avantageusement, on prévoit que chacun desdits premier et deuxième ensembles de commande comporte des moyens de repérage de la position du battant associé. Une telle mesure permet de repérer l'arrivée en position finale pour commander l'arrêt du moteur correspondant. Egalement, selon une autre disposition préférentielle, lesdites cartes électroniques de commande maître et esclave sont munies d'un comparateur relié audit bras de motorisation associé et mesurant la consommation dudit moteur associé, permettant de stopper ledit moteur associé en cas de dépassement d'une valeur de consigne. Cette disposition permet de repérer le blocage, notamment par un obstacle, du mouvement de l'un des deux battants afin de commander l'arrêt du moteur correspondant. Avantageusement, on prévoit que lesdits premier et deuxième boîtiers sont étanches, afin de protéger les composants des intempéries,et en particulier de la pluie, et que lesdits premier et deuxième boîtiers sont équipés d'une trappe verrouillable, cette dernière permettant d'accéder à certains des composants contenus dans le boîtier, en vue de leur réglage, de leur maintenance ou de leur remplacement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue générale en perspective d'un portail fermé équipé du dispositif de commande automatisée selon la présente invention; la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, le portail étant à moitié ouvert; et - la figure 3 est un schéma synoptique d'une partie du dispositif de commande automatisée selon la présente invention. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le dispositif 10 de commande automatisée selon la présente invention est destiné à commander les deux battants mobiles 12, 14 d'un portail en ouverture et en fermeture. 2872537 5 Sur ces figures, les deux battants 12, 14 sont basculants autour d'un axe vertical, mais la présente invention peut indifféremment s'appliquer à deux battants basculant autour d'un axe ayant une autre direction ou deux battants ayant un autre type de mouvement, tel qu'un mouvement coulissant. Le dispositif 10 de commande automatisée selon la présente invention comporte essentiellement un premier ensemble de commande 100 et un deuxième ensemble de commande 200, chacun d'entre eux étant placé de façon adjacente au battant à commander, et une télécommande 300. Le premier ensemble de commande 100 (voir figure 3) comporte un premier boîtier 110 maître, un premier panneau solaire 120, un feu clignotant 130 et un premier bras de motorisation 140. Le premier boîtier 110 renferme de façon étanche une première batterie 112, une carte électronique de commande maître 114 et une carte électronique de réglage 116. Le deuxième ensemble de commande 200 n'est pas représenté mais les composants identiques ou similaires à ceux du premier ensemble de commande 100 sont indiqués par un signe de référence entre parenthèses sur la figure 3. Le deuxième ensemble de commande 200 comporte un deuxième boîtier 202 esclave, un deuxième panneau solaire 220 et un deuxième bras de motorisation 240. Le deuxième boîtier 210 renferme de façon étanche une première batterie 212, une carte électronique de commande esclave 214 et une carte électronique de réglage 216. Les premier et deuxième boîtiers 110, 210 sont reliés chacun à un panneau solaire (premier panneau solaire 120 et deuxième panneau solaire 220) et à un bras de motorisation (premier bras de motorisation 140 et deuxième bras de motorisation 240). Dans le cas où le dispositif ne comporterait pas les panneaux solaires 120 et 220, les batteries 112 et 114 utilisées sont de préférence au plomb de façon à avoir une autonomie de plusieurs mois (environ six mois) pour faire fonctionner le dispositif 10. Celles-ci peuvent également dans ce cas être de technologies différentes, Cadmium Nickel par exemple, mais dans ce cas l'autonomie sans panneaux solaires sera 2872537 6 moindre, de deux mois environ. L'autonomie est fonction du nombre d'utilisations par jours, le calcul de l'autonomie a été obtenu en se basant sur le fonctionnement suivant: 10 cycles d'ouverture fermeture par jour pour les portails à deux battants. Le temps d'un cycle d'ouverture fermeture a été estimé à 50s (25s pour l'ouverture et 25s pour la fermeture). Les batteries 112 et 114 ont de préférence une tension de sortie de 12V et une capacité de 20Ah. Avantageusement, afin de réduire au maximum la consommation des cartes électroniques de commande (maître 114 et esclave 116) ainsi que la consommation de l'ensemble, les composants électroniques utilisés nécessitent une tension d'alimentation très basse. L'alimentation de cette carte électronique de commande 114 (214) provient directement de la batterie (12Vdc) 112 (212). Cette alimentation est ensuite réduite à 3Vdc par l'intermédiaire d'un régulateur 114a présent sur la carte électronique de commande 114 afin d'obtenir l'alimentation nécessaire aux composants choisis. Pour obtenir des consommations réduites, l'électronique a été construite autour d'un micro-processeur 114b présent sur la carte électronique de commande 114 et qui a pour principal rôle de gérer le fonctionnement du battant 12 associé mais aussi de minimiser la consommation électrique de l'ensemble à chaque instant. La carte électronique de commande 114 possède également un module émetteur-récepteur 114c fonctionnant de préférence à une fréquence de 433, 92 Mhz (autre fréquence utilisée: 868MHz). Cet élément (module émetteur-récepteur 114c) est aussi important que le micro processeur 114b puisqu'il permet d'avoir une communication bidirectionnelle entre le premier boîtier 102 maître et le deuxième boîtier 202 esclave, tout en ayant une consommation la plus basse possible. Les performances de communication du module émetteur-récepteur 114c sont telles que si les battants 12, 17 sont physiquement interposés entre les deux cartes électroniques de commande maître 114 et esclave 214, cela ne perturbe pas la communication radio entre les modules émetteur-récepteur 114c et 214c (optimisation de la sensibilité 2872537 7 de réception et de la puissance d'émission proche de 10mW autorisée par la norme applicable), même si ces battants 12, 14 sont métalliques. La carte électronique de commande (maître 114 ou esclave 214) gère le positionnement de son bras de motorisation associé 140 ou 240 en effectuant une mesure de sa consommation électrique par l'intermédiaire d'un comparateur 114d ou 214d qui est de préférence du type comparateur à Amplificateur Opérationnel dont le seuil de détection est réglé par l'utilisateur sur la carte électronique de réglage. Cette conception simplifiée permet de ne pas avoir de butée de fin de course comme la plupart des automatismes actuels. L'autre avantage de cette conception réside dans la réalisation d'une sécurité lorsque le portail touche un obstacle car cet événement est détecté et génère l'arrêt des moteurs qui commandent le mouvement des bras de motorisation 140, 240. La carte électronique de commande esclave 214 est réalisée de façon identique à la carte électronique de commande 114 maître décrite précédemment. La carte électronique de réglage 116 est connectée à la carte électronique de commande maître 114. Cette carte électronique de réglage 116 permet une interface entre le dispositif 10 et l'utilisateur afin que ce dernier définisse les réglages adaptés à son installation (réglage du seuil de sensibilité aux obstacles, programmation des télécommandes, réglage du battant qui doit partir en premier, connections avec le panneau solaire, contact extérieur et feu clignotant). L'accès à la carte électronique de réglage 116 est permise par le biais d'une trappe 118 (218) pour accéder à la carte électronique de réglage 116 (216) aux commutateurs (ou switchs) de réglage et aux borniers de connections. De préférence, cette trappe 118 est verrouillable afin qu'un enfant ne puisse pas toucher à ces réglages. La deuxième carte électronique de réglage 216 est réalisée de conformément à la première carte électronique de réglage 116 décrite précédemment, sauf en ce qu'elle ne comporte pas de commutateur (ou switch), qu'elle n'est pas relié à un feu clignotant 130, qu'elle n'a pas de programmation de télécommande ni de liaison avec un contact extérieur. Les bras de motorisations 140, 240 utilisés sont des bras à alimentation en tension continue 12Vdc. La consommation de ces moteurs 2872537 8 est de l'ordre de 700mA à vide et au maximum de 1,2A pour des portes de dimensions et de poids standards. Le premier bras de motorisation 140 comporte un premier moteur 142 commandant le mouvement d'un premier bras articulé 144 relié au premier battant 12. Le deuxième bras de motorisation 240 comporte un deuxième moteur 242 commandant le mouvement d'un deuxième bras articulé 244 relié au deuxième battant 14. Suivant la taille des battants 12, 14 à motoriser, on peut prévoir plusieurs types de bras articulés possibles. En particulier, deux types de bras articulés sont possibles avec ce système: - un bras à vis sans fin et chariot. Ce type de bras est constitué d'un moteur électrique assemblé par l'intermédiaire d'un réducteur à une vis sans fin qui en se déplaçant provoque le déplacement d'un chariot relié au battant du portail, ou - un bras articulé à bielle. Ce type de bras est constitué d'un moteur électrique assemblé par l'intermédiaire d'un réducteur à un axe qui en tournant provoque la rotation d'un bras constitué de deux parties métalliques articulées par une bielle et dont l'une des parties est reliée au battant du portail. De préférence, pour des raisons de facilité d'installation l'extrémité du câble du moteur 144 ou 244 de ces bras de motorisation 140 ou 240 est fournie avec un connecteur spécifique qui se connecte directement sur le boîtier 110, 210 associé. Les panneaux solaires 120 et 220 sont constitués de préférence par des cellules photovoltaïques. Leur puissance de sortie est de 4W, ce qui permet d'avoir pour une heure de soleil un courant de charge de l'ordre de 220mA. Cette puissance ainsi que la capacité de la batterie ont été déterminées afin d'assurer une autonomie permanente du système, malgré les pertes de capacité de la batterie dûes aux variations de température (-20 C à +60 C) . La tension de sortie des panneaux solaires 120 et 140 est régulée par un montage électronique intégré qui permet d'avoir une tension de sortie égale à la tension dite de floating de la batterie. Ce principe permet de recharger la batterie sans l'endommager. 2872537 9 Les panneaux solaires 120 et 140 ne sont pas intégrés aux boîtiers 110, 210 afin de permettre à l'utilisateur d'orienter ses panneaux solaires le mieux possible (utile dans les régions peu ensoleillées) Le principe de fonctionnement du dispositif de commande automatisée 10 selon la présente invention va maintenant être exposé. La télécommande 300 compatible, préalablement programmée au niveau du premier boîtier 110 maître, permet de déclencher l'ouverture, la fermeture ou l'arrêt du portail. Cette télécommande 300 transmet un code spécifique crypté afin d'éviter le piratage et surtout l'accès à la propriété de l'utilisateur. Lorsque le premier boîtier 110 maître reçoit le code de la télécommande 300 et que ce code est identique au code préalablement appris, la carte électronique de commande 114 maître de ce premier boîtier 110 maître envoie un ordre crypté de mise en mouvement à la carte électronique de commande 214 esclave qui répond à la carte électronique de commande 114 maître par un ordre de confirmation. C'est à ce moment et seulement à ce moment là et sous la condition de la bonne réception de cet ordre de confirmation que le portail se met en mouvement. On comprend donc que la direction de la commande est gérée par la carte électronique de commande 114 et que ces échanges de signaux entre le premier boîtier 110 maître et le deuxième boîtier 210 esclave sont de façon essentielle rendus possible par les modules émetteur-récepteur 114c, 214c. Ensuite, les deux cartes électroniques de commande 114 et 116 pilotent chacune leur bras de motorisation associé 140 et 240. Il est important de prévoir, dans le cas de battants pivotants autour d'un axe vertical (cas des battants 12, 14 des figures 1 et 2), que les deux battants 12, 14 ne s'ouvrent pas ou ne se ferment pas en même temps. En effet, en particulier, il y a toujours un battant qui s'appuie sur l'autre notamment au moment de la fermeture et en position fermée. A cet effet, c'est pour cette raison qu'un commutateur (ou switch) 116a à deux positions est présent (uniquement) sur la carte électronique de réglage 116 du premier boîtier 110 maître. Ce commutateur 116a permet d'informer le microprocesseur 114b de la carte électronique de commande 2872537 10 114 du premier boîtier 110 maître si son battant associé 12 doit être ouvert en premier ou en deuxième par rapport à l'autre battant 14. Tous les mouvements du portail (des deux battants 12, 14) sont gérés par la carte électronique de commande maître 114 qui communique avec la carte électronique de commande esclave 116 afin de valider et d'exécuter l'ordre fourni par l'utilisateur par l'intermédiaire de la télécommande 300. Le dispositif 10 n'étant pas muni de butée de fin course afin de réduire la consommation de l'ensemble, il est donc muni d'un mode opératoire automatique qui permet l'apprentissage des temps de fonctionnements (fermeture et ouverture) des battants 12, 14. Chaque carte électronique de commande, maître 114 et esclave 214, apprend les temps de fonctionnements (fermeture et ouverture) du battant associé. 11 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatisée (10) d'ouverture et de fermeture de portail ou fenêtre à double battant (12, 14), caractérisé en ce qu'il comprend: - une télécommande (300) ; - un premier ensemble de commande (100), associé au premier battant (12), comportant un premier boîtier (110) équipé d'une première batterie électrique (112) et d'une carte électronique de commande maître (114), ladite carte électronique de commande maître (114) étant munie d'un microprocesseur (114b) et d'un module émetteur-récepteur (114c), ledit premier ensemble (100) comportant en outre un premier bras de motorisation (140) présentant un premier bras articulé (142) relié audit premier battant (12) et un premier moteur (144) alimenté par ladite première batterie (112), ledit premier bras articulé (142) étant commandé par ladite carte électronique de commande maître (114) ; et - un deuxième ensemble de commande (200), associé au deuxième battant (14) , comportant un deuxième boîtier (210) équipé d'une deuxième batterie électrique (212) et d'une carte électronique de commande esclave (214), ladite carte électronique de commande esclave (214) étant munie d'un microprocesseur (214b) et d'un module émetteur- récepteur (214), ledit deuxième ensemble (200) comportant en outre un deuxième bras de motorisation (240) présentant un deuxième bras articulé (242) relié audit deuxième battant (14) et un deuxième moteur (244) alimenté par ladite deuxième batterie (212), ledit deuxième bras articulé (242) étant commandé par ladite carte électronique de commande esclave (214) ; l'activation de la télécommande (300) envoyant un ordre d'ouverture, de fermeture ou d'arrêt à ladite carte électronique de commande maître (114) qui transmet ledit ordre, via lesdits modules émetteur-récepteur (114, 214), à ladite carte électronique de commande esclave (214), cette dernière confirmant ledit ordre à ladite carte électronique de commande maître (114), lesdits premier et deuxième moteurs (144, 244) n'étant activés ou stoppés qu'après ladite confirmation dudit ordre. 2. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ensemble 2872537 12 de commande (100) et ledit deuxième ensemble de commande (200) comportent en outre au moins un panneau solaire (120, 220) relié à ladite batterie (112, 212) correspondante. 3. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins ledit premier ensemble (100) comporte en outre un voyant lumineux (130), tel qu'un feu clignotant, apte à être activé par ladite carte électronique de commande maître (114). 4. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier boîtier (110) et ledit deuxième boîtier (210) sont respectivement équipés d'une première et d'une deuxième cartes électroniques de réglage (116, 216) connectées respectivement au microprocesseur (114b, 214b) de ladite carte électronique de commande maître (114) et de ladite carte électronique de commande esclave (214). 5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque ledit ordre est un ordre d'ouverture ou de fermeture, après ladite confirmation dudit ordre, lesdits premier et deuxième moteurs (144, 244) sont activés de manière décalée. 6. Dispositif de commande selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la carte électronique de réglage (116) du premier boîtier (110) maître est munie d'un commutateur (ayant deux positions correspondant chacune à la commande décalée d'un des deux moteurs par rapport à l'autre. 7. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites cartes électroniques de commande maître et esclave (114, 214) sont munies d'un régulateur (114a, 214a) apte à réguler au moins la tension d'alimentation provenant de la batterie (112, 212) associée et fournie auxdites cartes électroniques de commande maître (114) et esclave (214). 8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits premier 2872537 13 et deuxième ensembles de commande (100, 200) comporte des moyens de repérage de la position du battant associé. 9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites cartes électroniques de commande maître (114) et esclave (214) sont munies d'un comparateur (114d, 214d) relié audit bras de motorisation (140, 240) associé et mesurant la consommation dudit moteur associé (144, 244), permettant de stopper ledit moteur associé (144, 244) en cas de dépassement d'une valeur de consigne. 10. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième boîtiers (110, 210) sont étanches et sont équipés d'une trappe verrouillable (118, 218).