Brevet FR3094134A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : Interrupteur à fonctions d'affichage améliorées [0001] L'invention concerne un interrupteur de type interrupteur mural avec une partie fixable à un mur (par exemple une embase encastrable dans le mur), et un élément de façade. [0002] La partie fixable comprend habituellement une connectique destinée à être reliée électriquement à une installation électrique d'un bâtiment dans lequel l'interrupteur est fixé. L'élément de façade comporte quant à lui un organe de saisie à disposition d'un utilisateur et relié mécaniquement à la partie fixable pour commander une fonction électrique au sein de l'installation électrique précitée. [0003] Aujourd'hui, les éléments de façade n'ont pas de fonction technique particulière (autre que décorative éventuellement). [0004] La présente invention vient améliorer la situation. [0005] Elle propose à cet effet un interrupteur mural du type précité, et comportant ainsi: - une partie fixable à un mur, comprenant une connectique destinée à être reliée électriquement à une installation électrique d'un bâtiment, - et un élément de façade, comprenant un organe de saisie à disposition d'un uti- lisateur et. relié mécaniquement à la partie fixable pour commander une fonction électrique au sein de ladite installation électrique. [0006] En particulier, l'interrupteur comporte en outre une liaison de communication à un dispositif de comptage de consommation électrique clans l'installation, pour recevoir des données de consommation, et l'élément de façade comporte en outre une interface de visualisation configurée pour afficher une représentation desdites données de consommation. [0007] Dans une forme de réalisation, l'élément de façade comporte une dalle tactile pour activer l'interface de visualisation, sur commande de l'utilisateur. [0008] Dans cette forme de réalisation, la dalle tactile peut comporter une commande ca- pacitive pour activer l'interface de visualisation par effleurement de l'utilisateur. [0009] Dans un exemple de réalisation, l'interface de visualisation comporte une pluralité de diodes électroluminescentes, et une commande en alimentation électrique des diodes pour allumer un nombre de diodes qui est fonction desdites données de consommation. [0010] Dans cette réalisation, la commande en alimentation électrique peut être configurée pour allumer des diodes formant un motif fonction desdites données dc consommation. [0011] Par exemple, la commande en alimentation électrique peut être configurée pour allumer des diodes formant un disque dont le rayon est fonction desdites données de consommation. [0012] Dans une forme de réalisation, les données de consommation électrique comportent 2 une mesure de puissance électrique en cours de consommation dans l'installation. [0013] Dans un exemple de réalisation, la liaison de communication au dispositif de comptage est une liaison radiofréquence à un compteur électrique communiquant et relié à l'installation électrique en tant que dispositif de comptage. Dans une variante illustrée sur la figure 7 commentée plus loin, le dispositif de comptage est un serveur distant SER et l'interrupteur peut communiquer avec ce serveur SER via une passerelle domestique GW et un réseau étendu RES. [0014] Dans un exemple de réalisation, l'interrupteur peut comporter en outre une mémoire pour stocker des données d'appairage avec un terminal mobile et un circuit de traitement relié à une interface de communication sans fil avec le terminal mobile, pour communiquer au terminal mobile des données complémentaires de consommation, sur commande de l'utilisateur appliquée à l'interrupteur. [0015] Par exemple, le déplacement de l'organe de saisie dans une première direction peut provoquer ladite fonction électrique au sein de ladite installation électrique (la fonction première de l'interrupteur), tandis qu'un déplacement de l'organe de saisie dans une deuxième direction peut provoquer la transmission des données complémentaires de consommation vers le terminal mobile. [0016] L'interrupteur peut comporter en outre un élément haptique relié à l'organe de saisie pour déclencher une vibration de ressenti tactile pendant un actionnemcnt de l'organe de saisie. [0017] Ainsi, la présente invention permet l'affichage de l'information de la consommation électrique dans l'installation précitée (par exemple un habitat domestique ou autre) en particulier en déportant cet affichage vers l'élément de façade. [0018] En effet, un constat sur les dispositifs d'affichage existants peut se qualifier de la façon suivante : - Les dispositifs dédiés trouvent difficilement leur place dans un habitat et sont perçus comme intrusifs. - Ils diffusent un trop grand nombre d'informations. - Les unités électriques sont complexes à comprendre quand elles ne sont pas contextualisées. - Les modes de représentations classiques (type graphique en barres ou « bargraph », ou en linéaire type « linechart », ou autres) qui équipent les dispositifs sont conçus pour faciliter l'analyse de données dans un contexte professionnel et ne correspondent pas à un cadre domestique. [0019] Au regard de ce constat, l'approche de la présente invention consiste à greffer les in- formations énergétiques sur des supports déjà présents dans l'habitat. [0020] Avec cette approche : - L'affichage des informations énergétiques peut être embarqué dans des objets du 3 quotidien et associé à leurs informations natives. - Les indicateurs affichés peuvent être moins nombreux mais mieux adaptés aux contextes d'usage. - Les représentations de ces indicateurs sont plus intuitives que celles d'un compteur de consommation par exemple. [0021] D'autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la des- cription détaillée ci-après, et à l'analyse des dessins annexés, sur lesquels : [0022] Fig. 1 [0023] [fig.1] présente une vue générale de l'interrupteur INT dans un exemple de réalisation, [0024] Fig. 2 [0025] [fig.2] est une vue éclatée des différents composants d'un interrupteur au sens de l'invention dans un exemple de réalisation, [0026] Fig. 3 [0027] [fig.3] illustre schématiquement un exemple de réalisation du circuit de traitement 5 de l'interrupteur de la figure 2, [0028] Fig. 4 [0029] [fig.4] illustre les différents affichages pour différents niveaux de consommation courante, que propose l'interrupteur dans un exemple de réalisation, [0030] Fig. 5 [0031] [fig.5] illustre un exemple de geste d'un utilisateur pour commander l'interrupteur et déclencher une communication entre l'interrupteur et un terminal (type smartphone) par liaison Bluetooth, afin d'obtenir une représentation de détails de consommation et de données complémentaires sur l'écran du terminal avec lequel l'interrupteur a été précédemment appairé, Fig. 6 [0032] [fig.6] illustre un exemple d'une telle représentation de détails de consommation sur l'écran du terminal, Fig. 7 [0033] [fig.7] est un diagramme de communication illustrant un exemple de requêtes et communications de données, en réponse aux requêtes, en vue d'une représentation de ces données sur l'interrupteur et en outre ici sur le terminal précité. [0034] En référence à la figure 1, l'interrupteur mural INT au sens de l'invention peut être raccordé à une installation électrique IEL incluant par exemple une lampe LA dont r actionnement de l'interrupteur peut ici provoquer l'allumage ou l'extinction, ainsi que, classiquement, un compteur de consommation LK qui peut être communiquant et comporter notamment une interface de communication COM1. [0035] Ainsi, l'interrupteur INT peut s'intégrer dans une configuration quelconque, existante, sur un mur MU par exemple, en lieu et place d'un interrupteur classique. A cet effet, en référence à la figure 2, l'interrupteur INT intègre une partie fixablc au mur MU (ici une embase encastrable 6), équipée d'une connectique 7 pour être branchée notamment à la lampe LA. [0036] Néanmoins, comme illustré dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'interrupteur INT est apte à afficher un halo lumineux HAL dont l'intensité et/ou la dimension sont proportionnelles à une consommation électrique courante dans le logement. A cet effet, en référence à nouveau à la figure 2, l'interrupteur INT intègre en plus de la partie fixe 6 : - Une dalle tactile incluant par exemple un capteur capacitif 2, - Eventuellement un retour haptique 3 pour un ressenti de cliquetis de l'interrupteur lors d'une pression du doigt d'un utilisateur, - Une interface de visualisation qui pourrait être un écran typiquement mais se présentant dans l'exemple illustré par une matrice 4 de diodes, de type diodes électroluminescentes ou « LED » ci-après, - ainsi qu'un circuit de traitement 5 tel qu'une carte électronique (type PCB pour printed circuit board ») intégrant notamment une mémoire MEM (figure 3), un processeur PROC, une interface de communication COM2, et bien entendu des interfaces de commande IC de la matrice de LED 4, du capteur capacitif 2, de l'élément haptique 3, et/ou autres. [0037] On peut prévoir en outre, comme illustré sur la figure 2 une membrane de protection translucide, pour diffuser la lumière émise par un groupe de LED parmi l'ensemble de LED et formant le halo lumineux HAL, le nombre de LED de ce groupe étant croissant avec une valeur courante de la consommation de l'installation électrique, comme présenté en détails plus loin. [0038] Ces moyens embarqués permettent à l'interrupteur de dépasser un simple statut d'interrupteur classique. En temps réel, l'interrupteur met en forme des signaux reçus pour l'affichage du halo et donne ainsi à voir la puissance instantanée du logement. L'élément haptique 3 peut être piloté par le processeur comme de sorte qu'en appuyant sur une zone centrale de la dalle tactile 2, l'interrupteur émet une vibration et assure sa fonction première d'actionneur pour l'allumage/extinction de la lampe LA. [0039] En outre, lors d'un simple frôlement, le capteur capacitif 2 interagit avec l'interface de visualisation 4 via le circuit de traitement 5, et une lueur apparaît formant le halo précité, lequel révèle le niveau de puissance instantanée de l'ensemble du logement, et grâce à l'évolution du halo lumineux, trois échelles d'intensités, dans l'exemple illustré, sont perceptibles, comme illustré sur la figure 4 : - consommation faible CFA, - consommation moyenne CMA, - consommation importante CIA. [0040] En variante d'une variation discrète d'affichage sur trois niveaux, il est bien sûr possible de prévoir une variation sur un nombre différent de niveaux, ou encore une variation « continue » sur un très grand nombre de niveaux. [0041] Par exemple, ces trois échelles peuvent être indexées sur une puissance maximum seuil (par exemple celle souscrite par l'habitant dans le cadre d'un contrat avec le fournisseur). [0042] Ces niveaux peuvent être déterminés par exemple par trois critères principaux : - la puissance souscrite, - la période de l'année, - le type d'équipement électrique de l'utilisateur. [0043] Cette échelle relative permet de faire correspondre la taille, l'intensité et la fréquence du halo aux usages moyens du foyer. Par exemple, un utilisateur ayant souscrit à une valeur de 6kVA, en plein hiver, avec des radiateurs électriques, peut avoir un premier pallier de consommation entre 0,5kVA et I,5kVA, le second entre 1,5kVA et 3kVA et le troisième entre 3kVA et 6kVA (chauffages et appareils électroménagers (plaques chauffantes, four, etc.) actifs). En plein été, alors que des radiateurs électriques ne sont pas utilisés, l'échelle change et s'adapte en fonction des usages moyens : entre 0,IkVA et IkVA pour le premier palier, IkVA à 2kVA pour le second et 2kVA à 3kVA pour le dernier. [0044] En outre, en glissant le doigt le long du sillon et pour plus de détail, l'interrupteur peut envoyer une notification à un terminal tel qu'un smartphone appairé précédemment via une communication radiofréquence de courte portée telle que par exemple Bluetooth, comme illustré sur la figure 5. [0045] Les données réceptionnées par le terminal, mettant en oeuvre une application dédiée (ou encore un lien vers une application web, ou tout autre moyen permettant d'afficher des données), permettent à l'utilisateur de visualiser par exemple l'historique des appels de puissance du logement (partie gauche de la figure 6) ainsi que le lien entre la puissance appelée et la consommation entourant les chiffres. Plus précisément, la figure 6 illustre des vues d'écran disponible sur le terminal pour une visualisation de la puissance instantanée sur la dernière minute (vue de gauche), et la visualisation de la 6 consommation depuis la dernière heure (vue de droite). [0046] Ainsi, les informations énergétiques sont alors disponibles pour l'utilisateur, sur son terminal et/ou sur l'interrupteur et il peut s'agir dc : - La puissance appelée en instantané et son historique sur la dernière minute (préférentiellement sur l'interrupteur), - L'énergie consommée sur la dernière heure (préférentiellement sur le terminal), - Et/ou encore l'énergie consommée sur le dernier mois (préférentiellement sur le terminal également). [0047] Il est rappelé ici des types d'informations énergétiques possibles que l'élément de façade d'un interrupteur mural peut afficher (ou qu'un smartphone relié à l'interrupteur peut afficher, alternativement). [0048] Chaque lumière allumée, chaque appareil mis en route, appelle à lui la quantité d'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement. La « puissance instantanée » d'une installation électrique désigne la somme d'énergie ainsi appelée en temps réel par l'ensemble des appareils électriques en fonctionnement dans le logement comprenant cette installation électrique. [0049] Cumulée sur un mois, elle représente la consommation totale du logement (que l'on identifie sur une facture d'électricité typiquement). [0050] Par sa simple fonction d'interruption et de rétablissement du passage du courant électrique, l'interrupteur mural permet à un habitant du logement de réguler et de modérer sa consommation au quotidien. L'interruption ou le rétablissement du courant est ici portée soit par un dispositif mécanique usuel ou bien par une commande livrée à un dispositif de puissance (relai). [0051] L'interrupteur mural et/ou le smu-tphone auquel il est appairé offrent ainsi la pos- sibilité d'appréhender intuitivement et discrètement la puissance instantanée de son logement et sa consommation, voire sa consommation mensuelle, ou autres. [0052] Pour le déclenchement de l'interaction entre l'interrupteur et le terminal, il est possible de prévoir une détection des gestes assurée par le capteur capacitif, et des algorithmes de filtrage permettant de repérer la présence d'un doigt et ses mouvements. Le processeur (par exemple un microcontrôleur de type ATMEGA-328p ou ESP8266) reconnait des gestes précis et commande les actionneurs : la matrice de LED 4, le vibreur haptique 3 (par exemple un actuateur de type LRA pour « Linear Resonant Actuator »). [0053] Un effleurement de la dalle tactile peut provoquer une communication entre l'interface COM2 de l'interrupteur et l'interface COMI du compteur communiquant. L'interrupteur peut ainsi récupérer directement du compteur les données de puissance consommée courante. [0054] Dans une réalisation alternative, les données de consommation sont classiquement 7 transmises par le compteur communiquant LK via un réseau étendu RES (figure 1) vers un serveur SER (animant par exemple une platefortne E-quilibre® du fournisseur d'énergie). Ce serveur SER est capable de fournir ces données de consommation en cours, ainsi que des données de consommation mensuelle, et/ou autres. L'interface COM2 de l'interrupteur peut communiquer avec le serveur SER via le réseau étendu RES et via une passerelle domestique du logement GW (figure 1). [0055] Cette réalisation alternative est illustrée sur la figure 7. Le compteur de consommation LK alimente (flèche FI) régulièrement par des données de consommation dans le logement le serveur SER. Sur requête de l'interrupteur (flèche F2) faisant suite à son effleurement, cette requête étant transmise par la passerelle GW (flèche F3) via le réseau RES jusqu'au serveur SER, cc dernier SER transmet les données de consommation courante (puissance appelée en temps réel par exemple) en retour jusqu'à l'interrupteur (flèche F4) qui peut alors provoquer un affichage (halo) fonction de ces données. [0056] Par ailleurs, un autre geste du doigt sur la dalle tactile (par exemple vers le haut) peut aussi être identifié et provoquer l'envoi d'un code d'instruction via Bluctooth (flèche F5) de l'interface COM2 de l'interrupteur (ou une autre interface Bluctooth typiquement) vers le terminal TER (smartphone par exemple). Alternativement de cet envoi via Bluctooth, l'envoi peut être effectué via une application de type APT REST qui commande un système de notification "push" sur le périphérique mobile. La réception de ce code sur le terminal TER provoque (par lancement d'une application) l'émission d'une requête de données (en mode pull ici) auprès du serveur SER (flèche F6) directement via le réseau étendu RES (50 ou autre) ou via la passerelle GW. Les données reçues en retour sur le terminal TER (flèche F7) peuvent être complémentaires de la puissance consommée courante, comme détaillé ci-avant en référence à la figure 6. [0057] Sur le terminal TER, ce dernier reçoit alors une notification permettant à un uti- lisateur d'ouvrir une application ou une page web si l'application n'est pas directement installée. Le terminal TER récupère alors le détail de la puissance appelée en temps réel sur les « microservices » du fournisseur EDF®, ou bien via le module « ERL » du compteur LK (type compteur L11140). Les informations historiques sont récupérées via la plateforme E-quilibre ou autre service d'EDF. [0058] Bien entendu, la nature des informations de consommation représentées sur l'interrupteur ou le terminal peut être amenée à varier en fonction des besoins de l'utilisateur. [0059] D'autres protocoles de communication peuvent être envisagés. Ainsi, une grande variété de protocoles peut permettre : - de relier l'interrupteur au réseau avec des implémentations différentes'. micro- 8 contrôleur et module Bluctooth, carte ESP8266 et wifi, Attnega et LoRa, etc. lui donnant la possibilité d'effectuer des requêtes sur des serveurs pour récupérer la fréquence et l'intensité de l'affichage du halo lumineux. Les protocoles peuvent être en GET/POST, ou bien via des websockets, MQTT, ou autres ; - de relier r interrupteur au terminal pour déclencher une notification sur le terminal, l'interrupteur pouvant directement envoyer via un lien Bluetooth une notification animant une application sur le terminal, et/ou encore envoyer une requête sur un service de notification tiers sur lequel l'application est enregistrée, comme AWS SNS, pour que le terminal reçoive les données F7 directement par notification de type « push », alternativement, et/ou encore envoyer une requête sur un service d'envoi de SMS pour fournir un lien vers une application web par exemple ; - de relier le compteur LK aux services du fournisseur d'électricité : * via l'interface de communication COM1 (module ERL du compteur Linky) pour des communications en temps réel, * via une liaison par courants porteur en ligne (CPL) pour la communication des informations historiques, en variante de la description ci-avant. [0060] L'historique des consommations peut être agrégé par le fournisseur d'énergie électrique par exemple, sous la forme de « microservices » comme indiqué précédemment. [0061] Avantageusement, l'interrupteur sensibilise un utilisateur et lui offre la possibilité de suivre finement la consommation électrique de l'ensemble de ses appareils électriques pour ainsi mieux la réguler. [0062] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes. [0063] Ainsi par exemple, l'interrupteur peut comporter une embase encastrable dans un mur comme illustré sur la figure 2. Néanmoins, dans une variante, la partie assurant une connexion avec l'installation électrique et la lampe LA typiquement, peut être simplement fixée au mur (par collage ou autre). [0064] En outre, en variante d'une matrice de LED, un écran peut être prévu avec un affichage de couleur différente en fonction de la consommation (rouge pour une consommation élevée, et bleu pour une faible consommation par exemple), ou encore avec un motif (autre qu'un disque) de dimensions fonctions de la consommation, ou autres. 9 REVENDICATIONS[Revendication 1] I. Interrupteur comportant : - une partie fixable à un mur, comprenant une connectique destinée à être reliée électriquement à une installation électrique d'un bâtiment, - et un élément de façade, comprenant un organe de saisie à disposition d'un utilisateur et relié mécaniquement à la partie fixable pour commander une fonction électrique au sein de ladite installation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une liaison dc communication à un dispositif de comptage de consommation électrique dans l'installation, pour recevoir des données de consommation, et en ce que l'élément de façade comporte en outre une interface de visualisation configurée pour afficher une représentation desdites données de consommation. [Revendication 2] 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de façade comporte une dalle tactile pour activer l'interface de visualisation, sur commande de l'utilisateur. [Revendication 3] 3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dalle tactile comporte une commande capacitive pour activer l'interface de visualisation par effleurement de l'utilisateur. [Revendication 4] 4. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interface de visualisation comporte une pluralité de diodes électroluminescentes, et une commande en alimentation électrique des diodes pour allumer un nombre de diodes qui est fonction desdites données de consommation. [Revendication 5] 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la commande en alimentation élecnique est configurée pour allumer des diodes formant un motif fonction desdites données de consommation. [Revendication 6] 6. Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la commande en alimentation électrique est configurée pour allumer des diodes formant un disque dont le rayon est fonction desdites données de consommation. [Revendication 7] 7. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données de consommation électrique comportent une mesure de puissance électrique en cours de consommation dans l'installation. [Revendication 8] 8. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison de communication au dispositif de comptage est une 10 liaison radiofréquence à un compteur électrique communiquant et relié à l'installation électrique en tant que dispositif de comptage. [Revendication 9] 9. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en cc qu'il comporte en outre une mémoire pour stocker des données d'appairage avec un terminal mobile et un circuit de traitement relié à une interface de communication sans fil avec le terminal mobile, pour communiquer au terminal mobile des données complémentaires de consommation, sur commande de l'utilisateur appliquée à l'interrupteur. [Revendication 10] 10. Interrupteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dé- placement de l'organe de saisie dans une première direction provoque ladite fonction électrique au sein de ladite installation électrique, tandis qu'un déplacement de l'organe de saisie dans une deuxième direction provoque la transmission des données complémentaires dc consommation vers le terminal mobile. [Revendication 11] 11. Interrupteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément haptiquc relié à l'organe de saisie pour déclencher une vibration de ressenti tactile pendant un actionnement de l'organe de saisie.