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Installation électrique à commande centralisée, en particulier à commande centralisée de l'éclairage.
La présente invention concerne une installation électrique pour bâtiments qui comprend un câblage de puissance pour dispositifs utilisateurs d'énergie électrique, mis en circuit ou hors circuit au moyen d'appareils de commande. Ces derniers sont actionnés par des signaux de commande. Un câblage de transmission d'ordres destinés aux dits appareils de commande est indépendant du câblage de puissance et comprend des émetteurs d'ordres. Il est relié à un poste central de commande qui emet les dits signaux de commande. De telles installations sont connues, par exemple, l'installation décrite dans le brevet suisse No 613763.
L'invention a pour objet une installation à commande centralisée recevant des ordres émis par des émetteurs d'ordres locaux, décentralisés. Elle a pour but de permettre,
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de manière fiable, notamment la commande de points lumineux, simples ou à gradateurs de lumière, à partir d'endroits multiples, et la commande d'alarmes, ou d'autres appareils et dispositifs domestiques. Un autre but est de permettre, sans difficultés, l'augmentation du nombre des endroits d'émission d'ordres, et le changement d'attribution des émetteurs d'ordres se trouvant à des emplacements donnés, afin qu'ils commandent d'autres appareils d'éclairage lorsque, par exemple, des cloisons sont enlevées, placées ou déplacées.
Encore un autre but est de permettre d'imposer des programmes d'éclairage, de commander des successions d'allumage de lampes ou l'allumage de lampes sous certaines conditions, par exemple d'éclairage extérieur, ou le déclenchement d'alarmes, également sous certaines conditions, notamment simultanées. Un but particulier est de rendre sûr et insensible à des parasites, l'émission d'ordres, et de faciliter l'extension ou la modification du câblage de transmission d'ordres.
L'invention est caractérisée en ce que le câblage de transmission d'ordres comprend des émetteurs d'ordres disposés en parallèle entre deux conducteurs du câblage de
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transmission d'ordres et modifiant le courant et/ou la tension dans le câblage de transmission d'ordres, en ce que le poste central de commande comprend un générateur de signaux de commande pour les appareils de commande dans le câblage de puissance, un ordinateur ou microordinateur commandant le dit générateur de signaux de commande, et un dispositif de mesure du courant et/ou de la tension dans le câblage de transmission d'ordres, et en ce que le dit dispositif de mesure fournit des signaux d'ordres à l'ordinateur ou le microordinateur.
De préférence, le poste central de commande comprend, au choix, un ou plusieurs des dispositifs suivants : des générateurs de consignes diverses, une horloge interne, une minuterie, un détecteur du passage par zéro du courant ou de la tension du réseau, un stabilisateur de la tension de réseau pour la commande de points lumineux à gradation de la. lumière, des détecteurs de luminosité, de température, de mouvement etc. coopérant avec des éléments sensibles décentralisés, chacun de ces dispositifs étant relié à un scrutateur qui fournit des signaux d'ordres à l'ordinateur ou le microordinateur.
De préférence également, dans le câblage de trans- mission d'ordres et dans les circuits véhiculant les signaux de commande, la tension est choisie dans la gamme normalisée sous le terme"très basses tensions", afin d'éviter l'obligation de placer ce câblage sous tubes.
Un exemple d'une installation suivant l'invention est décrit ci-dessous en se référant au dessin annexé. La figure
1 du dessin représente un schéma de principe de l'installation suivant l'invention. La figure 2 est un schéma particulier d'un circuit véhiculant des signaux de commande.
Différents utilisateurs d'énergie électrique 1, 2,3,
4,5, 6, sont installés dans un bâtiment et raccordés, avec interposition d'appareils de commande 7,8, 9,10, 11, 12, à un réseau de 220/380 volts R, S, T, N, par l'intermédiaire de fusibles 13. Contrairement à ce qui se fait d'habitude, les appareils de commande 7 à 12 ne sont pas à portée de
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main des occupants du bâtiment, ni manipulables directement par eux, par exemple au moyen de cordes ou autres dispositifs mécaniques, pneumatiques ou par ultrasons, rayons infrarouges ou de télécommunication électronique sans fil etc.
Un câblage de puissance, obligatoirement sous tubes, au départ des fusibles 13, mène seulement d'un boitier départ jusqu'aux utilisateurs d'énergie électrique 1 à 6.
Dans un poste central 14, localisé dans un boitier départ, un générateur de très basse tension 15, dans la gamme de 6,12, 24 volts, par exemple, engendre une ou un ensemble de plusieurs tensions auxiliaires dont une permet d'alimenter un câblage de transmission d'ordres 16. Cette même tension, ou d'autres du dit ensemble de tensions permettent d'alimenter des circuits 17 véhiculant des signaux de commande pour actionner les appareils de commande 7 à 12.
Ces derniers sont localisés, par exemple, au voisinage d'un boitier départ pour le poste central 14 ou pour un poste secondaire 31. Grâce à la très basse tension dans le câblage de transmission d'ordres 16 et les circuits 17, les fils formant ces derniers câblage et circuits possèdent des
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2 sections très petites, par exemple de l'ordre de o, l mm2, et ne doivent pas être mis sous tubes. Ils peuvent donc longer, sans inconvénients, par exemple, les creux des arêtes du bâtiment et les plinthes au bas des murs et encadrant les portes et fenêtres.
Le câblage de transmission d'ordres 16 comprend des transmetteurs d'ordres 18, montés en parallèle entre deux conducteurs de ce câblage, et distribués aux endroits du bâtiment où des ordres doivent être transmis au poste central 14. Chaque transmetteur d'ordres 18 est constitué d'éléments passifs, c'est-à-dire, non raccordés à une alimentation propre à ces éléments ; ceci simplifie le câblage. De plus, la plupart des éléments passifs sont insensibles à des parasites et sont extrêmement fiables. Un tel élément passif est, par exemple, une résistance de valeur déterminée, en série avec un bouton poussoir.
Dans le poste central 14, un dispositif de mesure est constitué d'une résistance de calibrage 19 montée en série
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avec un des deux conducteurs du câblage 16, et d'un appareil de mesure 20 de la tension électrique. Ce dernier est relié aux extrémités de la résistance 19. L'appareil de mesure 20 est équipé, en plus, d'un convertisseur analogique-numérique, non représenté, afin de transformer les valeurs mesurées en codes numériques, traitables par un ordinateur ou microordinateur 21. Cet ordinateur peut être monté à l'emplacement du poste central 14, mais il est possible aussi qu'il s'en trouve séparé, même très loin. Cependant, du fait qu'il gouverne les opérations à effectuer dans le poste central 14, on se permet ici de dire qu'il est dans le poste central 14.
Par la fermeture du bouton poussoir d'un des émetteurs d'ordres 18, la tension aux bornes de la résistance de calibrage 19 change. Elle est mesurée par l'appareil de mesure 20 et est transformée en un signal numérique identifiant la valeur de la résistance de l'émetteur d'ordres 18 dont on a pressé le bouton poussoir. A chaque émetteur d'ordre correspond donc un signal numérique déterminé.
Les résistances des émetteurs d'ordres 18 possèdent des valeurs choisies, de préférence, dans une série
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croissantde valeurs dont deux valeurs successives diffèrent d'un facteur donné (par exemple 1, 15 ou 1, 20) ; elles sont cependant arrondies de manière à correspondre à des valeurs . en Ohms qui se trouvent dans le commerce. Si deux émetteurs d'ordres 18 doivent actionner le même utilisateur d'énergie électrique ou le même ensemble de tels utilisateurs, les résistances de chacun de ces émetteurs d'ordres peuvent être identiques entr'elles. Dans ce cas, les commandes attribuées à ces deux émetteurs identiques sont automatiquement identiques. Toutefois, il est possible aussi d'attribuer, au moyen de l'ordinateur, des signaux de commande identiques pour des valeurs de résistances et des signaux numériques différents.
Dans l'ordinateur ou le microordinateur 21, plusieurs données supplémentaires sont disponibles grâce à des dispositifs suivants, non représentés, prévus selon les
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besoins : une horloge, une ou plusieurs minuteries fournissant des signaux de temps ; des détecteurs de natures diverses, fournissant des signaux de mesure de la luminosité à l'extérieur ou à l'intérieur du bâtiment, de la température, de mouvements dans certaines pièces du bâtiment etc ;
des générateurs de consigne fournissant des consignes constantes, ou variables en fonction de conditions changeant avec le temps ou les grandeurs mesurées, un détecteur de passage par zéro de la tension ou du courant du réseau, afin de pouvoir couper des utilisateurs au moment du passage par zéro du courant ou de la tension, un stabilisateur de tension du réseau pour permettre d'alimenter, par exemple, des points lumineux à gradation de lumière.
L'ordinateur est relié à un générateur de signaux de commande 22 dont il commande l'envoi sélectif de signaux de commande dans un ou plusieurs des circuits 17 actionnant les appareils de commande 7 à 12.
Grâce à des programmes appropriés introduits dans l'ordinateur, toutes les données fournies par les émetteurs d'ordres et les dispositifs auxiliaires peuvent être pris en considération lors de la transmission d'un ordre émis par un émetteur d'ordre ou pour l'émission d'un ordre spontané par l'ordinateur 20. A titre d'exemple, une prise pour la cuisinière peut être alimentée en tension électrique à partir d'un moment fixé à l'avance et pour une durée déterminée. Ou encore, lorsque'pendant l'absence des habitants du bâtiment, un détecteur de mouvement fournit un signal de présence, une alarme peut être déclenchée. Ou lorsque la nuit tombe, un éclairage extérieur peut être allumé automatiquement et coupé, par exemple à 22 heures.
Toutes ces actions sont prises en fonction d'ordres émanant du poste central 14 ou passant par celui-ci..
Comme tout transite par le poste central 14, les émetteurs d'ordres 18 peuvent non seulement commander, chacun un seul utilisateur, tel une lampe déterminée, mais chacun peut, si on le désire, actionnner un ensemble de plusieurs
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plusieurs utilisateurs d'énergie électrique. Par exemple, un émetteur d'ordres groupés, localisé dans le garage au niveau de la cave peut servir à allumer simultanément l'éclairage du garage, de la cage d'escalier et d'un couloir au niveau du rez-de-chaussée. A ce dernier endroit peut être prévu un même tel émetteur d'ordres groupés. Indépendemment de cela, d'autres émetteurs d'ordres permettant la commande individuelle de l'éclairage du garage, de la cage d'escalier et du couloir sont prévus sur ce même trajet.
Si on le désire, l'allumage des lampes commandées par l'émetteur d'ordres groupés peut être assorti d'une temporisation en faisant intervenir une minuterie dans le poste central 14.
Dans ce cas, toutes les lampes, ou une partie de celles-ci, sur le trajet ci-dessus, sont éteintes automatiquement après un temps prédéterminé.
Toutes les commandes effectuées au moyen des transmetteurs d'ordres 18 peuvent être modifiées avec une très grande facilité, si les habitudes des occupants du' bâtiment changent, par exemple lors de l'arrivée de nouveaux locataires. Les changements impliquent exclusivement des modifications dans le programme d'ordinateur ou dans le câblage à l'intérieur du poste central 14. Eventuellement, l'emplacement de certains émetteurs d'ordre doit.,, être modifié, mais cela n'est pas difficile, car le câblage de transmission d'ordres 16 est très fin et ne doit pas être posé sous tubes.
Les circuits 17 partant du poste central 14 et véhiculant des signaux de commande pour actionner les appareils de commande 7 à 12 peuvent être alimentés par des tensions de polarités déterminées. Ceci permet de réduire le nombre de conducteurs nécessaires. Ainsi, un seul câble à deux conducteurs et un blindage qui sert de conducteur de retour peut véhiculer 4 signaux de commande différents, (deux par conducteur) en plaçant, en série avec un enroulement de relais faisant office d'appareil de commande 23,24, 25,26, une diode 27,28, 29,30 ; (figure 2). Il s'agit ici aussi d'une commande par éléments passifs extrêmement fiables. En lieu et place d'un ensemble diode et
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enroulement de relais, il est possibleaussi de monter un ensemble diode lumineuse et opto-triac, l'opto-triac remplissant la fonction de relais.
Il est actionné, non par un enroulement, mais par la lumière émise par la diode lumineuse.
Les émetteurs d'ordres 18 sont actionnés par des boutons poussoirs et fournissent des impulsions de durée limitée. Si un émetteur d'ordres particulier, par exemple un thermostat ou détecteur de fumée d'un système d'alerte au feu, délivre un signal continu, un dispositif approprié doit être prévu qui transforme le signal continu en une impulsion d'amplitude déterminée et de durée limitée, perceptible par le dispositif de mesure 19, 20.
Lorsque deux ou plusieurs émetteurs d'ordres sont actionnés simultanément, ce qui en pratique est rare, un fonctionnement erroné pourrait en être la suite. Ce danger est éliminé grâce à une scrutation des ordres émis. Cette scrutation a lieu dans le poste central 14, par exemple au niveau de l'ordinateur 21. Elle peut se faire, par exemle, à une cadence de 10 par seconde. Un ordre est alors pris en compte par l'ordinateur 21, exclusivement dans le cas ou lors d'un premier intervalle de scrutation aucun émetteur d'ordres n'a été actionné et où lors des deux intervalles de scrutation suivants, le même ordre non modifié est détecté.
Si la sécurité de fonctionnement doit être augmentée, il est possible d'augmenter le nombre d'intervalles de scrutation pendant lesquelles l'ordre ne peut pas être modifié.
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Centralized electrical installation, in particular with centralized lighting control.
The present invention relates to an electrical installation for buildings which comprises power wiring for devices using electrical energy, switched on or off by means of control devices. These are actuated by control signals. Order transmission wiring for said control devices is independent of power wiring and includes command transmitters. It is connected to a central control station which transmits the said control signals. Such installations are known, for example, the installation described in Swiss patent No 613763.
The subject of the invention is a centrally controlled installation receiving orders issued by local, decentralized order issuers. Its purpose is to allow,
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reliably, including the control of single or dimmer light points from multiple locations and the control of alarms, or other household appliances and devices. Another aim is to allow, without difficulty, the increase in the number of places for issuing orders, and the change of attribution of the issuers of orders being at given locations, so that they order other lighting fixtures when, for example, partitions are removed, placed or moved.
Yet another aim is to make it possible to impose lighting programs, to order successions of lighting of lamps or lighting of lamps under certain conditions, for example exterior lighting, or the triggering of alarms, also under certain conditions, notably simultaneous. A particular aim is to make the transmission of orders secure and insensitive to interference, and to facilitate the extension or modification of the wiring for transmitting orders.
The invention is characterized in that the order transmission wiring comprises order transmitters arranged in parallel between two conductors of the
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order transmission and modifying the current and / or the voltage in the order transmission wiring, in that the central control station comprises a control signal generator for the control devices in the power wiring, a computer or microcomputer controlling the said command signal generator, and a device for measuring the current and / or the voltage in the command transmission wiring, and in that the said measuring device supplies command signals to the computer or microcomputer.
Preferably, the central control station includes, as desired, one or more of the following devices: generators of various instructions, an internal clock, a timer, a detector of the passage through zero of the current or of the network voltage, a stabilizer of the network voltage for the control of dimming light points. light, light, temperature, motion detectors etc. cooperating with decentralized sensitive elements, each of these devices being connected to a scanner which provides command signals to the computer or the microcomputer.
Preferably also, in the order transmission wiring and in the circuits carrying the control signals, the voltage is chosen from the standard range under the term "very low voltages", in order to avoid the obligation to place this wiring under tubes.
An example of an installation according to the invention is described below with reference to the accompanying drawing. The figure
1 of the drawing shows a block diagram of the installation according to the invention. FIG. 2 is a particular diagram of a circuit conveying control signals.
Different users of electrical energy 1, 2,3,
4,5, 6, are installed in a building and connected, with the interposition of control devices 7,8, 9,10, 11, 12, to a network of 220/380 volts R, S, T, N, by through fuses 13. Contrary to usual practice, the control units 7 to 12 are not within range of
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hand of the occupants of the building, nor manipulated directly by them, for example by means of ropes or other mechanical, pneumatic or ultrasonic devices, infrared rays or wireless electronic telecommunications etc.
Power wiring, necessarily under tubes, from fuses 13, leads only from a starter box to users of electrical energy 1 to 6.
In a central station 14, located in a starter box, a very low voltage generator 15, in the range of 6.12, 24 volts, for example, generates one or a set of several auxiliary voltages, one of which makes it possible to supply a order transmission wiring 16. This same voltage, or others of the said set of voltages, make it possible to supply circuits 17 carrying control signals for actuating the control devices 7 to 12.
These are located, for example, in the vicinity of a starter box for the central station 14 or for a secondary station 31. Thanks to the very low voltage in the order transmission wiring 16 and the circuits 17, the wires forming these latter wiring and circuits have
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2 very small sections, for example of the order of o, l mm2, and must not be placed in tubes. They can therefore go along, without drawbacks, for example, the hollows in the edges of the building and the plinths at the bottom of the walls and framing the doors and windows.
The order transmission wiring 16 comprises order transmitters 18, mounted in parallel between two conductors of this wiring, and distributed to the places in the building where orders must be transmitted to the central station 14. Each order transmitter 18 is consisting of passive elements, that is to say, not connected to a supply specific to these elements; this simplifies wiring. In addition, most passive elements are insensitive to noise and are extremely reliable. Such a passive element is, for example, a resistance of determined value, in series with a push button.
In the central station 14, a measuring device consists of a calibration resistor 19 connected in series
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with one of the two conductors of the wiring 16, and a device 20 for measuring the electrical voltage. The latter is connected to the ends of the resistor 19. The measuring device 20 is additionally equipped with an analog-digital converter, not shown, in order to transform the measured values into digital codes, which can be processed by a computer or microcomputer 21. This computer can be mounted at the location of central station 14, but it is also possible that it is separated from it, even far away. However, since it governs the operations to be carried out in the central station 14, we may here say that it is in the central station 14.
By closing the push button of one of the command transmitters 18, the voltage across the calibration resistor 19 changes. It is measured by the measuring device 20 and is transformed into a digital signal identifying the value of the resistance of the command transmitter 18 whose push button has been pressed. Each order transmitter therefore corresponds to a specific digital signal.
The resistors of the command transmitters 18 have values chosen, preferably, from a series
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increasing values of which two successive values differ by a given factor (for example 1, 15 or 1, 20); however, they are rounded to correspond to values. in Ohms that are commercially available. If two command transmitters 18 must actuate the same user of electrical energy or the same set of such users, the resistances of each of these command transmitters may be identical to each other. In this case, the commands assigned to these two identical transmitters are automatically identical. However, it is also possible to assign, by means of the computer, identical control signals for different resistance values and digital signals.
In the computer or microcomputer 21, several additional data are available thanks to the following devices, not shown, provided according to the
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requirements: a clock, one or more timers providing time signals; detectors of various kinds, providing signals for measuring the brightness outside or inside the building, the temperature, movements in certain parts of the building, etc .;
setpoint generators providing constant setpoints, or variable depending on conditions changing with time or the quantities measured, a zero-crossing detector of the network voltage or current, in order to be able to cut off users when passing through zero current or voltage, a network voltage stabilizer to supply, for example, light points with light gradation.
The computer is connected to a generator of control signals 22 of which it controls the selective sending of control signals in one or more of the circuits 17 actuating the control apparatuses 7 to 12.
Thanks to appropriate programs introduced into the computer, all the data supplied by the order issuers and the auxiliary devices can be taken into account when transmitting an order issued by an order issuer or for sending of a spontaneous order by the computer 20. By way of example, a socket for the cooker can be supplied with electric voltage from a moment fixed in advance and for a determined duration. Or, when, during the absence of the inhabitants of the building, a motion detector provides a presence signal, an alarm can be triggered. Or when night falls, an external light can be automatically switched on and off, for example at 10 p.m.
All these actions are taken on the basis of orders emanating from or passing through central station 14.
As everything transits through the central station 14, the transmitters of orders 18 can not only control, each a single user, such as a specific lamp, but each can, if desired, operate a set of several
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multiple users of electrical energy. For example, a grouped order transmitter located in the garage at the basement level can be used to simultaneously switch on the lighting for the garage, the stairwell and a corridor at the ground floor level. At the latter location, there may be the same such transmitter of grouped orders. Independently of this, other command transmitters allowing the individual control of the lighting of the garage, the stairwell and the corridor are provided on this same route.
If desired, the lighting of the lamps controlled by the transmitter of grouped orders can be accompanied by a time delay by involving a timer in the central station 14.
In this case, all or part of the lamps on the above path are automatically turned off after a predetermined time.
All the orders made by means of the order transmitters 18 can be modified with very great ease, if the habits of the occupants of the building change, for example when new tenants arrive. The changes exclusively involve modifications in the computer program or in the wiring inside the central station 14. Possibly, the location of certain order issuers must be changed, but this is not difficult. , because the order transmission wiring 16 is very thin and must not be laid under tubes.
The circuits 17 starting from the central station 14 and conveying control signals for actuating the control apparatuses 7 to 12 can be supplied by voltages of determined polarities. This reduces the number of conductors required. Thus, a single cable with two conductors and a screen which serves as a return conductor can convey 4 different control signals, (two per conductor) by placing, in series with a relay winding acting as a control device 23,24 , 25.26, a diode 27.28, 29.30; (figure 2). This is also an extremely reliable passive command. In place of a diode assembly and
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relay winding, it is also possible to mount a light diode and opto-triac assembly, the opto-triac fulfilling the relay function.
It is activated, not by a winding, but by the light emitted by the light diode.
The command transmitters 18 are actuated by push buttons and supply pulses of limited duration. If a particular command transmitter, for example a thermostat or smoke detector of a fire alert system, delivers a continuous signal, an appropriate device must be provided which transforms the continuous signal into a pulse of determined amplitude and of limited duration, perceptible by the measuring device 19, 20.
When two or more command transmitters are actuated simultaneously, which in practice is rare, erroneous operation could be the consequence. This danger is eliminated by scrutinizing the orders issued. This scanning takes place in the central station 14, for example at the level of the computer 21. It can be done, for example, at a rate of 10 per second. An order is then taken into account by the computer 21, exclusively in the case where during a first scanning interval no command transmitter has been actuated and where during the next two scanning intervals, the same order not changed is detected.
If the operational safety needs to be increased, it is possible to increase the number of scan intervals during which the order cannot be changed.