EP4204906A1 - Dispositif électronique de contrôle d'un actionneur électromécanique pour installation domotique d'occultation motorisée - Google Patents

Dispositif électronique de contrôle d'un actionneur électromécanique pour installation domotique d'occultation motorisée

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Publication number
EP4204906A1
EP4204906A1 EP21765674.3A EP21765674A EP4204906A1 EP 4204906 A1 EP4204906 A1 EP 4204906A1 EP 21765674 A EP21765674 A EP 21765674A EP 4204906 A1 EP4204906 A1 EP 4204906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microcontroller
module
electromechanical actuator
control
electric motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21765674.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Pouvreau
Pascal Puthod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Somfy Activites SA
Original Assignee
Somfy Activites SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Somfy Activites SA filed Critical Somfy Activites SA
Publication of EP4204906A1 publication Critical patent/EP4204906A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2653—Roller blind, shutter, sunshade

Definitions

  • TITLE Electronic device for controlling an electromechanical actuator for home automation installation of motorized occultation
  • the present invention relates to an electronic device for controlling at least one electromechanical actuator of a home automation installation for motorized occultation, an electromechanical actuator and an associated home automation installation.
  • the invention relates to the field of home automation, and in particular the field of home automation installations controlled by electromechanical actuator.
  • a motorized drive device comprises an electromechanical actuator for a movable concealment, ie closing or solar protection element, for example a shutter, a door, a gate, a grille, a blind or any equivalent material, more generally called screen hereafter.
  • motorized drive devices of the type described above in particular for building installations, must comply with electrical safety standards, so as to avoid any electrical danger for a user or for the home automation installation and /or full electrical building.
  • the motorized drive devices may include electronic, mechanical and/or electromechanical devices, for example an electronic protection circuit, known by the abbreviation PEC (in English "Protective Electronic Circuit”), which is a circuit which protects against a hazardous situation under abnormal operating conditions, as described in standard 60335-1 (paragraph 3.9.3).
  • PEC Protective Electronic Circuit
  • Patent FR 3024177 B1 describes a motorized drive device for a home automation installation for closing or solar protection.
  • the home automation installation comprises a concealment device comprising a screen and a tube for rolling up the screen.
  • the motorized drive device comprises an electromechanical actuator allowing the screen to be rolled up and unrolled on the rolling tube, between a rolled up position and an unrolled position.
  • the electromechanical actuator comprises an electric motor, an output shaft connected to the winding tube and an electronic control unit.
  • the electronic control unit comprises a microcontroller, which controls the operation of the electric motor, and which implements control commands received from a command transmitter, for example a remote control.
  • This microcontroller implements safety functions of the home automation installation, in particular the detection of the end of travel of the screen, as well as the presence or absence of an obstacle.
  • this electronic control unit controls electric motor control functionalities, operating safety functionalities and control order reception functionalities.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks of the state of the art.
  • an electronic device for controlling at least one electromechanical actuator of a screening device the electromechanical actuator comprising at least one electric motor, the electromechanical actuator being configured to move a screen of the concealment device, this electronic control device comprises at least:
  • first microcontroller mainly dedicated to communications, the first microcontroller being configured to receive control commands emitted from at least one control unit and
  • the second microcontroller being distinct from the first microcontroller, the second microcontroller comprising at least:
  • control module being configured to control the electric motor of the electromechanical actuator according to control commands received by the first microcontroller
  • the security module being separate from the control module, the security module being configured to validate at least one operating security condition of the electromechanical actuator, the first microcontroller and second microcontroller being configured to communicate via a communications link.
  • the presence of two separate and distinct microcontrollers that is to say of which at least part of the operation specific to a microcontroller is completely independent of the other microcontroller, the first microcontroller being dedicated to communication functionalities, the or the second (s) microcontroller (s) being dedicated to the functionalities of controlling said motor of the electromechanical actuator and operating safety of said electromechanical actuator, makes it possible to improve the security, the integrity of the functionalities implemented by the the second microcontroller(s) not being affected in the event of a communication failure or error, in the first microcontroller and/or between the first microcontroller and the second microcontroller.
  • the development and qualification of the communication software on the one hand, and of the engine control and operating safety software on the other hand can be carried out independently.
  • the evolution of the means of communication does not require a reprogramming or a requalification of the second microcontroller.
  • the electronic control device according to the invention may also have one or more of the characteristics below, taken independently or in all technically possible combinations.
  • the first microcontroller comprises at least a first communication interface with an external control unit, making it possible to communicate with said control unit according to an external communication protocol, and a second communication interface connected to said communication link, making it possible to communicate with the second microcontroller according to an internal communication protocol.
  • the second microcontroller comprises a third communication interface, connected to said communication link, making it possible to communicate with the first microcontroller according to the internal communication protocol.
  • the first microcontroller includes a data formatting software module, configured to extract command commands received from said control unit and to format said command commands for transmission to the second microcontroller according to the internal communication protocol.
  • the second microcontroller comprises a data formatting software module, configured to extract control orders received from the first microcontroller via the communication link, and to format said control orders to supply them to the control module of the electric motor .
  • the first microcontroller is configured to receive operating information from the muting device of the second microcontroller and to transmit said operating information to the control unit.
  • the safety module of the second microcontroller comprises a plurality of modules for validating operating safety conditions, comprising a module for validating motor torque safety conditions and/or a module for validating thermal safety conditions and/or a module for validation of speed safety conditions and/or a module for validation of positioning safety conditions.
  • the electronic control device further comprises a third microcontroller, the third microcontroller being distinct from the first microcontroller (34) and second microcontroller.
  • the second microcontroller is configured to control a first electromechanical actuator, the control module of the second microcontroller being a first control module configured to control the electric motor of the first electromechanical actuator according to control commands received by the first microcontroller, and the control module security of the second microcontroller being a first security module configured to validate at least one operating security condition of the first electromechanical actuator.
  • the third microcontroller is configured to control a second electromechanical actuator, the third microcontroller comprising at least: a second control module, the second control module being configured to control the electric motor of the second electromechanical actuator according to control commands received by the first microcontroller, and a second security module, the second security module being separate from the second control module, the second security module being configured to validate at least one operating security condition of the second electromechanical actuator, the first microcontroller and third microcontroller being configured to communicate via a communication link.
  • the invention relates to an electromechanical actuator comprising an electronic control device as briefly described above.
  • the invention relates to a motorized dimming home automation installation comprising an electromechanical actuator as briefly described above.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an installation according to one embodiment of the invention.
  • FIG 2 is a schematic perspective view of the installation illustrated in Figure 1;
  • FIG 3 is a partial schematic view of the home automation system illustrated in Figures 1 and 2, showing an electromechanical actuator;
  • FIG 4 is a block diagram of the main functional modules of a control and command system comprising an electronic control device according to one embodiment
  • FIG 5 is a block diagram of the main functional modules of a control and command system comprising an electronic control device according to a second embodiment
  • FIG 6 is a block diagram of the main functional modules of a control and command system comprising an electronic control device according to a third embodiment
  • Figure 7 is a block diagram of a microcontroller hardware architecture as used in embodiments.
  • FIG 8 is a block diagram of the main functional modules implemented by the first microcontroller and the second microcontroller of an electronic control device according to one embodiment.
  • the invention applies in the field of home automation installations for buildings.
  • home automation system 100 for building comprising a device for closing, screening or solar protection 3 according to a first embodiment of the invention
  • a home automation system 100 concealment comprising an opening 1, window or door.
  • This home automation installation 100 is equipped with a screen 2 belonging to the device for closing, screening or solar protection 3, for example a motorized rolling shutter.
  • the closing, screening or solar protection device 3 is hereinafter referred to as the “screening device”.
  • the concealment device 3 includes the screen 2.
  • the invention applies of course with other types of concealment home automation installation, for example canvas blind or with adjustable slats, hinged or sliding window, rolling gate, and more generally with any type of home automation installation. concealment.
  • the installation 100 comprises a screening device 3, which in this example is a mobile screen 2 that can be moved between a low position and a high position.
  • the mobile screen 2 is a closing, blackout and/or solar protection screen, rolling up on the rolling tube 4, the rotation of which is driven by a motorized rolling device 5.
  • the screen 2 is formed by an apron comprising slats hinged to each other, guided by two side slides 6. These slats are contiguous when the apron of the screening device 3 reaches its lower unrolled position.
  • the apron comprises a first final end slat 8A, comprising an L-shaped abutment intended to abut against a threshold 7 of the opening 1 in the low position.
  • the abutment of the first final end slat 8A is, for example, placed against an edge of a box 9 of the roller shutter 3.
  • a second initial end slat 8B, opposite to the first end slat 8A, is connected to the winding tube 4 by means of at least one articulation 10, in particular a strap-shaped attachment piece.
  • the winding tube 4 is arranged inside the box 9 of the roller shutter 3.
  • the apron 2 of the roller shutter 3 is rolled up and unrolled around the winding tube 4 and is housed at least in part at the trunk interior 9.
  • the trunk 9 is arranged above the opening 1, or even in the upper part of the opening 1.
  • the motorized drive device 5 comprises the electromechanical actuator 11, in particular of the tubular type, making it possible to rotate the winding tube 4, so as to move, in particular unroll or wind, the screen 2 of the device. concealment 3.
  • the inside diameter of the winding tube 4 is substantially greater than the outside diameter of the electromechanical actuator 11, so that the electromechanical actuator 11 can be inserted into the winding tube 4, when assembling the device. concealment 3.
  • the motor drive device 5 is controlled by a control unit.
  • the control unit can be, for example, a local control unit 12 or a central control unit 13.
  • the local control unit 12 can be connected, in a wired or wireless connection, with the central control unit 13.
  • the central control unit 13 can control the local control unit 12, as well as other similar local control units distributed in the building.
  • the central control unit 13 can be in communication with a remote weather station outside the building, including in particular one or more sensors that can be configured to determine, for example, a temperature, a luminosity, or even a wind speed.
  • a remote control 14 is an example of a local control unit, provided with a control keyboard which includes selection and display devices allowing the user to operate on the electromechanical actuator 11, or on the control unit. central control 13.
  • the motorized drive device 5 is preferably configured to execute the movement commands, in particular for unwinding or winding, of the screen 2 of the concealment device 3, issued, in particular, by the control unit local 12, or the central control unit 13.
  • the installation 100 comprises either the local control unit 12, or the central control unit 13, or the local control unit 12 and the central control unit 13.
  • FIG 3 schematically illustrates an embodiment of the motorized drive device 5, including the electromechanical actuator 11, belonging to the installation 100 of Figures 1 and 2.
  • the electromechanical actuator 11 comprises an electric motor 16.
  • the electric motor 16 comprises a rotor and a stator positioned coaxially around an axis of rotation X, which is also the axis of rotation of the winding tube 4 in configuration rise of the motorized drive device 5.
  • Means for controlling the electromechanical actuator 11, allowing the movement of the screen 2 of the screening device 3, are constituted by an electronic control device 15.
  • This electronic control device 15 is capable of operating the motor 16 of the electromechanical actuator 11 and, in particular, allow the supply of electrical energy to the electric motor 16.
  • the electronic control device 15 controls, in particular, the electric motor 16, so as to open or close the screen 2, as described above.
  • the electronic control device 15 is configured to receive the control orders, transmitted by an order transmitter, such as the local control unit 12 or the central control unit 13, these orders being intended to control the motor drive device 5.
  • Such an electronic control device 15 comprises hardware and software means, as described in more detail below with reference to Figure 4.
  • the electronic control device 15, the local control unit 12 and/or the central control unit 13 can also be in communication with a server, not shown, so as to control the actuator electromechanical 11 according to data made available remotely via a communication network, for example the Internet network.
  • a communication network for example the Internet network.
  • the local control unit 12 is a control point, which can be fixed or mobile.
  • a fixed control point can be a control box intended to be fixed on a facade of a wall of the building or on one side of a fixed frame of a window or a door.
  • a nomadic control point can be a remote control 14, a smart phone or a tablet.
  • the electromechanical actuator 11 is supplied with electrical energy by an electrical energy supply source, which can be either a mains power supply network or a battery, not shown, which can be recharged, for example, by a photovoltaic panel, not shown.
  • an electrical energy supply source which can be either a mains power supply network or a battery, not shown, which can be recharged, for example, by a photovoltaic panel, not shown.
  • the electromechanical actuator 11 comprises an electric power supply cable 18 enabling it to be supplied with electric power from the electric power supply source, for example from the mains power supply network.
  • the electromechanical actuator 11 comprises a casing 17.
  • the casing 17 of the electromechanical actuator 11 is cylindrical in shape.
  • the shape of the electromechanical actuator housing is not limiting and may be different. It can be, for example, of parallelepiped shape.
  • the casing 17 is made of a metallic material.
  • the material of the housing of the electromechanical actuator is not limiting and can be different. It may be, in particular, a plastic material.
  • the electric motor 16 is for example of the electronically commutated brushless type, also called BLDC (for “BrushLess Direct Current”), or also called synchronous with permanent magnets.
  • BLDC electronically commutated brushless type
  • synchronous with permanent magnets also called BLDC (for “BrushLess Direct Current”)
  • the electric motor 16 can be of the synchronous type or of the asynchronous type.
  • the electromechanical actuator 11 further comprises a reducer 19.
  • the reducer 19 comprises at least one reduction stage.
  • the reduction stage may be an epicyclic type gear train.
  • the type and number of reduction stages of the reducer are not limiting.
  • the electromechanical actuator 11 further comprises a brake 24 and an output shaft 20.
  • the brake 24 can be a spring brake, a cam brake, a magnetic brake or an electromagnetic brake.
  • the brake 24 is arranged between the electric motor 16 and the reducer 19, that is to say at the output of the electric motor 16.
  • the brake 24 is arranged between the electronic control device 15 and the electric motor 16, in other words at the input of the electric motor 16, between the reducer 19 and the output shaft 20, in other words at the output of the reducer 19, or between two reduction stages of the reducer 19.
  • the electric motor 16, the brake 24 and the reducer 19 are mounted inside the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • the electromechanical actuator 11 may also comprise an end-of-travel and/or obstacle detection device, which may be mechanical or electronic.
  • the winding tube 4 is driven in rotation around the axis of rotation X and the casing 17 of the electromechanical actuator 11 while being supported via two pivot links.
  • the first pivot connection is made at a first end of the winding tube 4 by means of a crown 22 inserted around a first end of the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • the crown 22 constitutes a bearing of rotational guidance of the winding tube 4, in an assembled configuration of the screening device 3.
  • the second pivot connection is made at a second end of the winding tube 4, not visible in this figure.
  • the electromechanical actuator 11 further comprises a torque support 21, which can also be called “actuator head”.
  • the torque support 21 is arranged at the level of the first end of the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • the torque support 21 makes it possible to take up the forces exerted by the electromechanical actuator 11 and, in particular, to ensure the take-up of the forces exerted by the electromechanical actuator 11, in particular the torque exerted by the electromechanical actuator 11, by a frame 23.
  • the torque support 21 advantageously makes it possible to take up, in addition, the forces exerted by the winding tube 4, in particular the weight of the winding tube 4, of the electromechanical actuator 11 and of the screen 2, and to ensure that these forces are taken up by the frame 23.
  • the torque support 21 of the electromechanical actuator 11 makes it possible to fix the electromechanical actuator 11 to the frame 23, in particular to a cheek of the trunk 9.
  • the torque support 21 of the electromechanical actuator 11 can make it possible to support at least part of the electronic control device 15.
  • the electronic control device 15 can be supplied with electrical energy by means of the electrical supply cable 18.
  • the electronic control device 15 is thus arranged, in other words integrated, inside the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • the electronic control device 15 is arranged outside the housing 17 of the electromechanical actuator 11 and, in particular, mounted on the frame 23 or in the torque support 21.
  • the output shaft 20 of the electromechanical actuator 11 is arranged inside the winding tube 4 and at least partly outside the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • one end of the output shaft 20 projects from the casing 17 of the electromechanical actuator 11.
  • the output shaft 20 of the electromechanical actuator 11 is configured to rotate a connecting element 25 connected to the winding tube 4.
  • the connecting element 25 is made in the form of a wheel.
  • the electric motor 16 and the reducer 19 rotate the output shaft 20.
  • the output shaft 20 of the electromechanical actuator 11 rotates the winding tube 4 via the connecting element 25.
  • the winding tube 4 rotates the screen 2 of the screening device 3, so as to open or close the opening 1.
  • FIG. 4 is a functional diagram of a control and command system 30 of a home automation installation 100 of the type described above with reference to FIGS. 1 to 3, comprising an electronic control device 15, and a control unit 32.
  • the control unit 32 is a local control unit 12 or a central control unit 13 as described above.
  • the electronic control device 15 comprises a first microcontroller 34 and a second microcontroller 36 which are separate and configured to communicate via a communication link 38; in particular a two-way communication link.
  • the first microcontroller 34 is a communication microcontroller.
  • the second microcontroller 36 is an actuator control microcontroller.
  • Each of the first microcontroller 34 and second microcontroller 36 has for example a hardware architecture as illustrated schematically in FIG. 7.
  • each microcontroller comprises a microprocessor CPU 70, a read only memory 72 (ROM for “Ready Only Memory”) and a random access memory 74 RAM (for “Random Access Memory”).
  • the microcontroller has one or more 76 input/output interfaces, allowing data input and output.
  • first microcontroller 34 and second microcontroller 36 are integrated on the same printed circuit.
  • first microcontrollers 34 and second microcontrollers 36 can be integrated on the same semiconductor material substrate, so as to form a single electronic component.
  • the microcontroller thus formed is commonly called dual-Core.
  • each microcontroller 34, 36 is made in the form of a printed circuit, and the printed circuits are connected by one or more appropriate communication links, for example in the form of mezzanine card(s). , or wired layers.
  • the first microcontroller 34 is a microcontroller mainly dedicated to communications, in particular to/from a user or an external device (sensor, control unit) to the electromechanical actuator, and comprises a first communication interface 40, a second communication interface 42 , a software module 44 for formatting data, in particular control commands, according to a chosen communication protocol.
  • the first communication interface 40 is adapted to communicate with a communication interface 48 of the control unit 32, according to a given communication technology, for example radio or wired.
  • a communication technology for example radio or wired.
  • a proprietary technology such as the IO Homecontrol ® communication protocol or an open technology, such as the Zigbee ® radioelectric communication technology is implemented between the first communication interface 40 of the first microcontroller and the communication interface 48 of the control unit.
  • the first communication interface 40 in cooperation with the software module 44, allows communication of the electronic control device 15 with at least one control unit 32 according to a first communication protocol, called the external communication protocol.
  • the control unit 32 further comprises a controller 50, an acquisition man/machine interface 52 configured for the acquisition of commands from a user and a man/machine display interface 54 for the display information to destination of the user.
  • man/machine interfaces 52 and 54 are combined in the form of a touch screen.
  • the human/acquisition machine interface 52 comprises selection elements, for example push buttons or sensitive keys, which can be operated by a user.
  • the display man/machine interface 54 comprises for example light-emitting diodes, an LCD (acronym of the Anglo-Saxon term “Liquid Crystal Display”) or TFT (acronym of the Anglo-Saxon term “Thin Film Transistor”) display.
  • the communication interface 48 of the control unit 32 is configured to send commands, which are received by the electronic control device 15 via the first communication interface 40 of the first microcontroller 34.
  • the communication interface 48 of the control unit 32 is configured to receive, from the first communication interface 40 of the first microcontroller 34, information to be displayed, for example information relating to the setting in motion or when the motorized drive device 5 of a home automation installation is stopped.
  • the first microcontroller 34 comprises several first communication interfaces, adapted to communicate according to the different communication technologies, for example wired and radioelectric, to allow the reception of commands from a plurality of distinct control units (remote control, fixed or mobile control point, sensor, smart phone, etc.).
  • a plurality of distinct control units remote control, fixed or mobile control point, sensor, smart phone, etc.
  • the first microcontroller 34 comprises, in addition to the first communication interface 40 described above, a second communication interface 42 for communicating, via a chosen communication protocol, called internal communication protocol, with a third communication interface 56 of the second microcontroller 36.
  • the internal communication protocol is developed, or chosen from existing communication protocols, according to its ability to guarantee the reliability of the communication between the first microcontroller and the second microcontroller.
  • the internal communication protocol is not intended to be greatly modified during the life of the product. This is therefore advantageously different from the external communication protocol used by the first communication interface 40 of the first microcontroller 34.
  • the second communication interface 42 and the third communication interface 56 are UART transceivers (for “Universal Asynchronous Receiver-Transmitter”).
  • the connection between the second communication interface 42 and the third communication interface 56 for example by a wired connection, makes it possible to create a two-way communication link 38 between the first microcontroller 34 and the second microcontroller 36.
  • the second microcontroller 36 is mainly dedicated to controlling the actuator and further comprises a data processing module 58, in particular for extracting control commands, according to the internal communication protocol, implemented by the module 44 for formatting data, in particular control commands from the first microcontroller 34. It also comprises a module 60 for controlling the electric motor 16 of the electromechanical actuator 11, in particular for controlling a power supply unit 26 of the electric motor 16.
  • the power supply unit 26 of the electric motor 16 supplies electrical energy, in particular in a sequential manner, to the coils not shown, so as to produce the rotating electromagnetic field causing the rotational drive of the rotor of the electric motor 16.
  • unit 26 for supplying the electric motor 16 also comprises at least one means for delivering, not shown, a signal representative of a state of the electric motor 16, for example a signal generator according to document FR 3024177 B1 makes it possible to deliver a signal representative of the electrical power supplied to the motor.
  • the power supply unit 26 of the electric motor 16 is configured to control in the same way any type of electric motor, in particular a motor of the asynchronous, synchronous direct current or synchronous permanent magnet type.
  • the electric motor control module 60 is for example produced in the form of software, and it is configured to receive commands, according to a format independent of the internal communication protocol used, from the data processing module 58, and to put implement these control commands, in particular to open and close the screen 2.
  • the module 60 for controlling the electric motor is configured to obtain operating information from the electromechanical actuator 11, for example information relating to the position of the screen, and to transmit this operating information to the module 58 of data processing, with a view to transmitting this information, via the communication interface 56, to the first microcontroller 34.
  • the second microcontroller 36 further comprises a security module 62 configured to validate at least one operating security condition of the electromechanical actuator 11, in particular of the electric motor 16.
  • the security module 62 is dedicated the implementation of security processing, in particular the verification of data integrity by redundancy and by self-checking of security conditions.
  • the security module 62 implements an integrity check data stored in a ROM read only memory or a RAM random access memory of the second microcontroller 36.
  • the security module 62 is configured to communicate, according to a bidirectional communication link 64, for example a communication bus, with the module 60 for controlling the electric motor.
  • a bidirectional communication link 64 for example a communication bus
  • the module 60 for controlling the electric motor is configured to receive data from sensors 66, 68, which are for example temperature, brightness, wind speed sensors, and which are capable of providing data which can, in one operating mode, cause the electric motor 16 to be controlled.
  • sensors 66, 68 which are for example temperature, brightness, wind speed sensors, and which are capable of providing data which can, in one operating mode, cause the electric motor 16 to be controlled.
  • the data from temperature or light sensors cause the blind to operate.
  • FIG. 5 is a functional diagram of a system 31 for monitoring and controlling a home automation installation, comprising an electromechanical actuator 11, an electronic control device 15, and a control unit 32.
  • FIG. 5 describes a first variant according to which, in addition to the second microcontroller 36, a third microcontroller 36A, analogous to the second microcontroller 36, is provided.
  • the third microcontroller 36A comprises a second control module and a second security module (not shown) configured to implement functionalities for controlling an electric motor and for implementing operating safety processing for an electric motor 16A separate from the electric motor 16 controlled by the second microcontroller 36.
  • the second microcontroller 36 and third microcontroller 36A communicate, in particular receive commands, according to the chosen internal communication protocol, with the first microcontroller 34 dedicated to the communication.
  • the electronic control device 15 advantageously controls two separate motors 16 and 16A of the same electromechanical actuator 11 of the same occultation device 3.
  • a coupling of the two motors 16 and 16A makes it possible to increase the secure the torque available to move a screen 2 from the concealment device 3.
  • FIG. 6 is a block diagram of a control and command system 33 of a home automation installation, comprising a first electromechanical actuator 11, a second electromechanical actuator 11B, an electronic control device 15, and a control unit 32
  • the system 33 describes an alternative embodiment Alternatively to the first variant, the electric motor 16A, distinct from the electric motor 16 driven by the second microcontroller 36, drives a second actuator electromechanical actuator 11B and distinct from the first electromechanical actuator 11.
  • the first microcontroller 34 and second microcontroller 36 are placed as close as possible to the first electromechanical actuator 11, the third microcontroller 36A is placed as close as possible to the second electromechanical actuator 11B.
  • the third microcontroller 36A communicates with the first microcontroller 34 and second microcontroller 36 via an appropriate communication link 38.
  • the electronic control device 15 advantageously controls a plurality of electromechanical actuators.
  • An embodiment, associated with this alternative variant, describes an installation comprising a motorized sliding window set in motion by the first electromechanical actuator 11, said window comprising a motorized solar protection blind set in motion by the second electromechanical actuator 11B
  • the first microcontroller 34 and second microcontroller 36 assembled for example on a first electronic card (not shown), are placed as close as possible to the first electromechanical actuator 11 .
  • the third microcontroller 36A for example assembled on a second electronic board not shown, is placed as close as possible to the second electromechanical actuator 11B.
  • the second microcontroller 36 and third microcontroller 36A receive control commands from the first microcontroller 34 via of a communication link 38.
  • first microcontroller 34, second microcontroller 36 and third microcontroller 36A can be located alone or according to any admissible combination inside the first electromechanical actuator 11, the second actuator 11B, or outside the first actuator electromechanical 11 and second electromechanical actuator 1 1 B.
  • the invention is not restricted to the control of two electromechanical actuators 11 and 11B.
  • the invention applies to a plurality of microcontrollers configured, according to the characteristics of the invention, to control a plurality electromechanical actuators that can be added to the electronic control device 15, each added microcontroller receiving control commands from the first microcontroller 34 via the communication link 38.
  • FIG. 8 illustrates in more detail software modules implemented respectively by the first microcontroller 34 and by the second microcontroller 36 in one embodiment, allowing a decoupling between the communication with the control unit(s) and the control commands of the control of the electric motor.
  • each of the modules described below is implemented in the form of a software brick comprising program code instructions executable by the microprocessor of each microcontroller.
  • the first microcontroller 34 implements a module 80 for implementing a communication protocol stack with a control unit, hereinafter called external communication protocol, and a module 82 for adapting the external communication protocol, for ensure an interoperability function.
  • the external communication protocol is the Zigbee ® protocol.
  • the data formatting module 44 in particular control commands of the first microcontroller 34 implements a programming interface module 84A, for example a proprietary programming interface, in connection with the module 86A of management of a data model associated with the electric motor to be controlled and a file transfer module 88A.
  • a programming interface module 84A for example a proprietary programming interface
  • the programming interface module 84A performs an extraction of control orders received by the external communication protocol, and the module 86A for managing a data model associated with the electric motor formats the control orders. extracts, according to a command command format suitable for controlling the electric motor.
  • the control commands transmitted using the external communication protocol are formatted to be transmitted to the second microcontroller 36 according to a chosen internal communication protocol, which is for example a proprietary communication protocol, defined by the interface modules implemented on the one hand by the first microcontroller 34, and on the other hand by the second microcontroller 36.
  • the first microcontroller 34 implements a serial adaptation module 92A, or, in other words, data serialization and a module 94A for controlling the data link between the first microcontroller and the second microcontroller.
  • the second microcontroller 36 implements modules 92B for serial adaptation, or, in other words, for serializing the data and 94B for controlling the data link between the first microcontroller and the second microcontroller, which are respectively analogous to the modules 92A, 94A implemented by the first microcontroller.
  • the second microcontroller 36 implements an input/output management module 90B, similar to the module 90A implemented by the first microcontroller.
  • the second microcontroller 36 implements a programming interface module 84B, for example a proprietary programming interface, in connection with the module 86B for managing a data model associated with the electric motor to be controlled and a file transfer module 88B.
  • modules 84B, 86B, 88B are similar to the modules 84A, 86A, 88A implemented by the first microcontroller 34, and implement functionalities allowing cooperation with the modules of the first microcontroller.
  • the programming interface module 84B is suitable for operating in server mode, while the programming interface module 84A is suitable for operating in client mode.
  • the programming interface module 84B performs an extraction of control orders received by the internal communication protocol, in cooperation with the module 86B for managing a data model associated with the electric motor, to generate orders controls suitable for controlling the electric motor.
  • the security module 62 being configured as an independent module, it is not affected by a possible fault or a possible modification occurring at the level of the first microcontroller 34 and continues to provide the security conditions for which it was designed.
  • the integrity of the security module 62 is preserved whatever the state of the internal communication between the communication interfaces 42 and 56, and in particular in the event of error or corruption of the data transmitted according to the protocol of internal communication.
  • the modules 94A, 94B for controlling the data link are controlled to interrupt the communication.
  • the security module 62 is configured to implement in particular one or more modules for validating operating security conditions.
  • This or these modules can be taken from the following list: module 63 for validation of motor torque safety conditions, module 65 for validation of thermal safety conditions, module 67 for validation of speed safety conditions, and module 69 for validation position security conditions.
  • these modules implement safety rules to prevent a risk due to motor torque, a thermal risk and a speed risk.
  • various sensors are used, these sensors transmitting measurement values to the control module of the electric motor 60 via the safety module 62, as illustrated in the examples of FIGS. 4 to 6.
  • the modules 63, 65, 67, 69 of the safety module 62 allowing the validation of operating safety conditions, must, for certain applications, comply with normative conditions and be qualified according to these normative conditions.
  • the purpose of the module 63 for validating motor torque safety conditions is to verify that the motor torque, which is proportional to the current flowing through the motor, does not exceed a maximum torque threshold admissible by the elements mechanics of the actuators. If this maximum admissible torque threshold is reached, the operating safety condition is not verified, and a stop command is sent to the module 60 for controlling the electric motor.
  • the module 65 for validating thermal safety conditions carries out temporal monitoring during the movement of the motor to determine heating by calculation according to the physical laws of heating of materials.
  • values from temperature, current and speed sensors are used.
  • a maximum winding temperature greater than a predetermined temperature threshold value for example between 180° C. and 240° C., constitutes a thermal safety risk. If the observed or calculated temperature of the windings reaches the predetermined temperature threshold value, a stop command is sent to the module 60 for controlling the electric motor.
  • the speed safety condition validation module 67 monitors the speed of the motor, for example by using several rotor position sensors, and a calculation of the Hall effect to measure the magnetic flux generated by the rotation of the rotor. If the motor speed exceeds a predetermined speed threshold value, for example equal to 20cm/s, or if the setpoint speed exceeds a maximum setpoint speed, then a stop command is sent to the motor control module 60 electric.
  • a predetermined speed threshold value for example equal to 20cm/s
  • a stop command is sent to the motor control module 60 electric.
  • the purpose of the module 69 for validating position security conditions is to verify that the position of the screen 2 of the concealment device 3 does not exceed a predetermined threshold of maximum deployment of the screen 2 or minimum retraction of the screen 2, for example by monitoring the number of turns made in each direction of rotation by the electromechanical actuator. If one of these thresholds is reached or exceeded, a stop command is sent to the electric motor control module 60.
  • any update of the security module 62, and any qualification with respect to normative requirements can be done without having to revise the modules implemented for communication, according to an external communication protocol, with control units.
  • the separation of the functionalities on two or more distinct microcontrollers makes it possible to increase the processing speed, the totality of the resources calculators of the second microcontroller being used for the functions of piloting and operating safety of the electromechanical actuator.
  • microcontroller we mean that at least part of the operation specific to a microcontroller is completely independent of the other microcontroller.
  • the operational independence of at least one of the microcontrollers with respect to the other makes it possible to guarantee the durability of the functions managed by the independent microcontroller, in particular for the management of the security functions.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif électronique de contrôle (15) d'au moins un actionneur électromécanique (11) d'un dispositif d'occultation, l'actionneur électromécanique (11) comprenant au moins un moteur électrique (16), l'actionneur électromécanique (11) étant configuré pour déplacer un écran (2) du dispositif d'occultation (3). Ce dispositif électronique de contrôle (15) comprend : - un premier microcontrôleur (34) configuré pour recevoir des ordres de commande émis à partir d'au moins une unité de commande (32), et - un deuxième microcontrôleur (36), distinct du premier microcontrôleur (34), le deuxième microcontrôleur (36) comprenant au moins un module de pilotage (60) configuré pour contrôler le moteur électrique (16) de l'actionneur électromécanique (11) selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur (34), et un module de sécurité (62), distinct du module de pilotage (60), configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement de l'actionneur électromécanique (11). Le premier microcontrôleur (34) et le deuxième microcontrôleur (36) sont configurés pour communiquer via une liaison de communication (38).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Dispositif électronique de contrôle d’un actionneur électromécanique pour installation domotique d’occultation motorisée
La présente invention concerne un dispositif électronique de contrôle d’au moins un actionneur électromécanique d’une installation domotique d’occultation motorisée, un actionneur électromécanique et une installation domotique associés.
L’invention concerne le domaine de la domotique, et en particulier le domaine des installations domotiques commandées par actionneur électromécanique.
En particulier, l’invention s’applique pour des installations domotiques d’occultation motorisées, par exemple de fermeture, ou de protection solaire, comprenant un dispositif d’entraînement motorisé. Un dispositif d’entraînement motorisé comprend un actionneur électromécanique d’un élément mobile d’occultation, i.e. de fermeture ou de protection solaire, par exemple un volet, une porte, un portail, une grille, un store ou tout matériel équivalent, plus généralement appelé écran par la suite.
De manière connue, les dispositifs d’entraînement motorisés du type décrit ci- dessus, en particulier pour des installations de bâtiment, doivent respecter des normes de sécurité électrique, de manière à éviter tout danger électrique pour un utilisateur ou pour l’installation domotique et/ou électrique complète d’un bâtiment. En particulier, les dispositifs d’entraînement motorisés peuvent inclure des dispositifs électroniques, mécaniques et/ou électromécanique, par exemple un circuit électronique de protection, connu sous l’abréviation PEC (en anglais « Protective Electronic Circuit »), qui est un circuit qui protège une situation hasardeuse sous des conditions anormales d’opération, tel que décrit dans la norme 60335-1 (paragraphe 3.9.3).
Le brevet FR 3024177 B1 décrit un dispositif d’entraînement motorisé d’une installation domotique de fermeture ou de protection solaire. L’installation domotique comprend un dispositif d’occultation comprenant un écran et un tube d’enroulement de l’écran. Le dispositif d’entraînement motorisé comprend un actionneur électromécanique permettant d’enrouler et de dérouler l’écran sur le tube d’enroulement, entre une position enroulée et une position déroulée. L’actionneur électromécanique comprend un moteur électrique, un arbre de sortie relié au tube d’enroulement et une unité électronique de contrôle. L’unité électronique de contrôle comprend un microcontrôleur, qui commande le fonctionnement du moteur électrique, et qui met en œuvre des ordres de commande reçus d’un émetteur d’ordres, par exemple une télécommande. Ce microcontrôleur implémente des fonctionnalités de sûreté de fonctionnement de l’installation domotique, en particulier la détection de fin de course de déplacement de l’écran, ainsi que la présence ou l’absence d’un obstacle. Ainsi, cette unité électronique de contrôle commande des fonctionnalités de pilotage du moteur électrique, des fonctionnalités de sûreté de fonctionnement et des fonctionnalités de réception d’ordres de commande.
Cependant, ce cumul de fonctionnalités dans un même microcontrôleur et gérées par ce même microcontrôleur ouvre de potentielles failles de sécurité. En effet, tandis que les fonctionnalités de pilotage du moteur électrique restent sensiblement invariables dans la vie de d’un actionneur électromécanique, les fonctionnalités telles que la réception d’ordres de commande peuvent quant à elles varier selon le besoin spécifique d’une installation, par exemple lors de l’implémentation d’un nouveau protocole de communication sans-fil ou de l’ajout ou de la modification de paramètres associés aux ordres de commande. Les fonctionnalités de sûreté de fonctionnement de l’installation domotique peuvent alors de ne plus couvrir les nouvelles conditions anormales d’opération générées par l’évolution de la fonctionnalité de réception d’ordre de commande et ainsi risquer de causer une erreur dans le contrôle de fonctionnement du moteur électrique.
L’invention a pour but de remédier aux inconvénients de l’état de la technique.
A cet effet, l’invention propose, selon un aspect, un dispositif électronique de contrôle d’au moins un actionneur électromécanique d’un dispositif d’occultation, l’actionneur électromécanique comprenant au moins un moteur électrique, l’actionneur électromécanique étant configuré pour déplacer un écran du dispositif d’occultation, Ce dispositif électronique de contrôle comprend au moins :
- un premier microcontrôleur principalement dédié aux communications, le premier microcontrôleur étant configuré pour recevoir des ordres de commande émis à partir d’au moins une unité de commande et
- un deuxième microcontrôleur, le deuxième microcontrôleur étant distinct du premier microcontrôleur, le deuxième microcontrôleur comprenant au moins :
- un module de pilotage, le module de pilotage étant configuré pour contrôler le moteur électrique de l’actionneur électromécanique selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur, et
- un module de sécurité, le module de sécurité étant distinct du module de pilotage, le module de sécurité étant configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement de l’actionneur électromécanique, les premier microcontrôleur et deuxième microcontrôleur étant configurés pour communiquer via une liaison de communication. Avantageusement, la présence de deux microcontrôleurs séparés et distincts, c’est- à-dire dont au moins une partie du fonctionnement propre à un microcontrôleur est totalement indépendante de l’autre microcontrôleur, le premier microcontrôleur étant dédié à des fonctionnalités de communication, le ou les deuxième(s) microcontrôleur(s) étant dédiés aux fonctionnalités de pilotage dudit moteur de l’actionneur électromécanique et de sécurité de fonctionnement dudit actionneur électromécanique, permet d’améliorer la sécurité, l’intégrité des fonctionnalités mises en œuvre par le ou les deuxième(s) microcontrôleurs n’étant pas affectée en cas de défaillance ou d’erreur de communication, dans le premier microcontrôleur et/ou entre le premier microcontrôleur et le deuxième microcontrôleur.
De plus, avantageusement, grâce à ce découplage, le développement et la qualification des logiciels de communication d’une part, et des logiciels de pilotage du moteur et de sécurité de fonctionnement d’autre part, peuvent être réalisés indépendamment. De plus, avantageusement, l’évolution des moyens de communication ne nécessite pas une reprogrammation ou une requalification du deuxième microcontrôleur.
Le dispositif électronique de contrôle selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables.
Le premier microcontrôleur comporte au moins une première interface de communication avec une unité de commande externe, permettant de communiquer avec ladite unité de commande selon un protocole de communication externe, et une deuxième interface de communication connectée à ladite liaison de communication, permettant de communiquer avec le deuxième microcontrôleur selon un protocole de communication interne.
Le deuxième microcontrôleur comporte une troisième interface de communication, connectée à ladite liaison de communication, permettant de communiquer avec le premier microcontrôleur selon le protocole de communication interne.
Le premier microcontrôleur comporte un module logiciel de mise en forme de données, configuré pour extraire des ordres de commande reçus de ladite unité de commande et pour mettre en forme lesdits ordres de commande pour une transmission au deuxième microcontrôleur selon le protocole de communication interne.
Le deuxième microcontrôleur comporte un module logiciel de mise en forme de données, configuré pour extraire des ordres de commande reçus du premier microcontrôleur via la liaison de communication, et pour mettre en forme lesdits ordres de commande pour les fournir au module de pilotage du moteur électrique. Le premier microcontrôleur est configuré pour recevoir des informations de fonctionnement du dispositif d’occultation du deuxième microcontrôleur et pour transmettre lesdites informations de fonctionnement à l’unité de commande.
Le module de sécurité du deuxième microcontrôleur comporte une pluralité de modules de validation de conditions de sécurité de fonctionnement, comportant un module de validation de conditions de sécurité de couple moteur et/ou un module de validation de conditions de sécurité thermique et/ou un module de validation de conditions de sécurité de vitesse et/ou un module de validation des conditions de sécurité de positionnement.
Le dispositif électronique de contrôle comprend en outre un troisième microcontrôleur, le troisième microcontrôleur étant distinct des premier microcontrôleur (34) et deuxième microcontrôleur. Le deuxième microcontrôleur est configuré pour contrôler un premier actionneur électromécanique, le module de pilotage du deuxième microcontrôleur étant un premier module de pilotage configuré pour contrôler le moteur électrique du premier actionneur électromécanique selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur, et le module de sécurité du deuxième microcontrôleur étant un premier module de sécurité configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement du premier actionneur électromécanique. Le troisième microcontrôleur est configuré pour contrôler un deuxième actionneur électromécanique, le troisième microcontrôleur comprenant au moins : un deuxième module de pilotage, le deuxième module de pilotage étant configuré pour contrôler le moteur électrique du deuxième actionneur électromécanique selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur, et un deuxième module de sécurité, le deuxième module de sécurité étant distinct du deuxième module de pilotage, le deuxième module de sécurité étant configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement du deuxième actionneur électromécanique, les premier microcontrôleur et troisième microcontrôleur étant configurés pour communiquer via une liaison de communication.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un actionneur électromécanique comportant un dispositif électronique de contrôle tel que brièvement décrit ci-dessus.
Selon un autre aspect, l’invention concerne une installation domotique d’occultation motorisée comportant un actionneur électromécanique tel que brièvement décrit ci-dessus.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : [Fig 1 ] la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d’une installation selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 2] la figure 2 est une vue schématique en perspective de l’installation illustrée à la figure 1 ;
[Fig 3] la figure 3 est une vue schématique partielle de l’installation domotique illustrée aux figures 1 et 2, montrant un actionneur électromécanique ;
[Fig 4] la figure 4 est un synoptique des principaux modules fonctionnels d’un système de contrôle et de commande comportant un dispositif électronique de contrôle selon un mode de réalisation ;
[Fig 5] la figure 5 est un synoptique des principaux modules fonctionnels d’un système de contrôle et de commande comportant un dispositif électronique de contrôle selon un deuxième mode de réalisation ;
[Fig 6] la figure 6 est un synoptique des principaux modules fonctionnels d’un système de contrôle et de commande comportant un dispositif électronique de contrôle selon un troisième mode de réalisation ;
[Fig 7] la figure 7 est un synoptique d’une architecture matérielle de microcontrôleur tel qu’utilisé dans des modes de réalisation ;
[Fig 8] la figure 8 est un synoptique des principaux modules fonctionnels mis en œuvre par le premier microcontrôleur et le deuxième microcontrôleur d’un dispositif électronique de contrôle selon un mode de réalisation.
L’invention s’applique dans le domaine des installations domotiques pour bâtiment.
On décrit, en référence aux figures 1 et 2, un exemple d’installation domotique 100 pour bâtiment comprenant un dispositif de fermeture, d’occultation ou de protection solaire 3 conforme à un premier mode de réalisation de l’invention, il s’agit d’une installation domotique 100 d’occultation comportant une ouverture 1 , fenêtre ou porte. Cette installation domotique 100 est équipée d’un écran 2 appartenant au dispositif de fermeture, d’occultation ou de protection solaire 3, par exemple un volet roulant motorisé.
Le dispositif de fermeture, d’occultation ou de protection solaire 3 est par la suite appelé « dispositif d’occultation ». Le dispositif d’occultation 3 comprend l’écran 2.
L’invention s’applique bien entendu avec d’autres types d’installation domotique d’occultation, par exemple store en toile ou avec des lames orientables, fenêtre battante ou coulissante, portail roulant, et plus généralement avec tout type d’installation domotique d’occultation.
L’installation 100 comprend un dispositif d’occultation 3, qui est dans cet exemple un écran 2 mobile déplaçable entre une position basse et une position haute. L’écran 2 mobile est un écran de fermeture, d’occultation et/ou de protection solaire, s’enroulant sur le tube d’enroulement 4, dont la rotation est entraînée par un dispositif d’enroulement motorisé 5.
L’écran 2 est formé par un tablier comprenant des lames articulées les unes aux autres, guidées par deux glissières latérales 6. Ces lames sont jointives lorsque le tablier du dispositif d’occultation 3 atteint sa position basse déroulée.
Le tablier comprend une première lame d’extrémité finale 8A, comportant une butée en forme de L destinée à buter contre un seuil 7 de l’ouverture 1 en position basse. En position haute, la butée de la première lame d’extrémité finale 8A, est par exemple mise en appui contre un bord d’un coffre 9 du volet roulant 3.
Une deuxième lame d’extrémité initiale 8B, opposée à la première lame d’extrémité 8A, est reliée au tube d’enroulement 4 au moyen d’au moins une articulation 10, en particulier une pièce d’attache en forme de bande.
Le tube d’enroulement 4 est disposé à l’intérieur du coffre 9 du volet roulant 3. Le tablier 2 du volet roulant 3 s’enroule et se déroule autour du tube d’enroulement 4 et est logé au moins en partie à l’intérieur du coffre 9.
De manière générale, le coffre 9 est disposé au-dessus de l’ouverture 1 , ou encore en partie supérieure de l’ouverture 1.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 comprend l’actionneur électromécanique 11 , en particulier de type tubulaire, permettant de mettre en rotation le tube d’enroulement 4, de sorte à déplacer, en particulier dérouler ou enrouler, l’écran 2 du dispositif d’occultation 3.
Le diamètre intérieur du tube d’enroulement 4 est sensiblement supérieur au diamètre externe de l’actionneur électromécanique 11 , de sorte que l’actionneur électromécanique 1 1 puisse être inséré dans le tube d’enroulement 4, lors de l’assemblage du dispositif d’occultation 3.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 est commandé par une unité de commande. L’unité de commande peut être, par exemple, une unité de commande locale 12 ou une unité de commande centrale 13.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 peut être reliée, en liaison filaire ou non filaire, avec l’unité de commande centrale 13.
Avantageusement, l’unité de commande centrale 13 peut piloter l’unité de commande locale 12, ainsi que d'autres unités de commande locales similaires et réparties dans le bâtiment.
L'unité de commande centrale 13 peut être en communication avec une station météorologique déportée à l'extérieur du bâtiment, incluant notamment un ou plusieurs capteurs pouvant être configurés pour déterminer, par exemple, une température, une luminosité, ou encore une vitesse de vent.
Une télécommande 14, est un exemple d’unité de commande locale, pourvue d’un clavier de commande qui comprend des organes de sélection et d’affichage permettant à utilisateur d’intervenir sur l’actionneur électromécanique 11 , ou sur l’unité de commande centrale 13.
Le dispositif d’entraînement motorisé 5 est, de préférence, configuré pour exécuter les commandes de déplacement, notamment de déroulement ou d'enroulement, de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, émises, notamment, par l’unité de commande locale 12, ou l’unité de commande centrale 13.
L’installation 100 comprend soit l’unité de commande locale 12, soit l’unité de commande centrale 13, soit l’unité de commande locale 12 et l’unité de commande centrale 13.
La figure 3 illustre schématiquement un mode de réalisation du dispositif d’entraînement motorisé 5, y compris l’actionneur électromécanique 11 , appartenant à l’installation 100 des figures 1 et 2.
L’actionneur électromécanique 11 comprend un moteur électrique 16. Le moteur électrique 16 comprend un rotor et un stator positionnés de manière coaxiale autour d’un axe de rotation X, qui est également l’axe de rotation du tube d’enroulement 4 en configuration montée du dispositif d’entraînement motorisé 5.
Des moyens de commande de l’actionneur électromécanique 11 , permettant le déplacement de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, sont constitués par un dispositif électronique de contrôle 15. Ce dispositif électronique de contrôle 15 est apte à mettre en fonctionnement le moteur électrique 16 de l’actionneur électromécanique 11 et, en particulier, permettre l’alimentation en énergie électrique du moteur électrique 16.
Ainsi, le dispositif électronique de contrôle 15 commande, notamment, le moteur électrique 16, de sorte à ouvrir ou fermer l’écran 2, comme décrit précédemment.
Avantageusement, le dispositif électronique de contrôle 15 est configuré pour recevoir les ordres de commande, émis par un émetteur d’ordres, tel que l’unité de commande locale 12 ou l’unité de commande centrale 13, ces ordres étant destinés à commander le dispositif d’entraînement motorisé 5.
Un tel dispositif électronique de contrôle 15, comprend des moyens matériels et logiciels, comme décrit plus en détail ci-après en référence à la figure 4.
Dans un mode de réalisation, le dispositif électronique de contrôle 15, l’unité de commande locale 12 et/ou l'unité de commande centrale 13 peuvent également être en communication avec un serveur non représenté, de sorte à contrôler l’actionneur électromécanique 11 suivant des données mises à disposition à distance par l’intermédiaire d’un réseau de communication, par exemple le réseau Internet.
Avantageusement, l’unité de commande locale 12 est un point de commande, pouvant être fixe ou nomade. Un point de commande fixe peut être un boîtier de commande destiné à être fixé sur une façade d’un mur du bâtiment ou sur une face d’un cadre dormant d’une fenêtre ou d’une porte. Un point de commande nomade peut être une télécommande 14, un téléphone intelligent ou une tablette.
L’actionneur électromécanique 11 est alimenté en énergie électrique par une source d’alimentation en énergie électrique, pouvant être soit un réseau d’alimentation électrique du secteur soit une batterie, non représentée, pouvant être rechargée, par exemple, par un panneau photovoltaïque, non représenté.
Ici, l’actionneur électromécanique 11 comprend un câble d’alimentation électrique 18 permettant son alimentation en énergie électrique à partir de la source d’alimentation en énergie électrique, par exemple à partir du réseau d’alimentation électrique du secteur.
L’actionneur électromécanique 11 comprend un carter 17.
Par exemple, le carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 est de forme cylindrique.
La forme du carter de l’actionneur électromécanique n’est pas limitative et peut être différente. Elle peut être, par exemple, de forme parallélépipédique.
Avantageusement, le carter 17 est réalisé dans un matériau métallique.
La matière du carter de l’actionneur électromécanique n’est pas limitative et peut être différente. Il peut s’agir, en particulier, d’une matière plastique.
Le moteur électrique 16 est par exemple de type sans balais à commutation électronique, également appelé BLDC (pour « BrushLess Direct Current »), ou encore appelé synchrone à aimants permanents.
En variante, le moteur électrique 16 peut être du type synchrone ou du type asynchrone.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un réducteur 19.
Avantageusement, le réducteur 19 comprend au moins un étage de réduction. L’étage de réduction peut être un train d’engrenages de type épicycloïdal.
Le type et le nombre d’étages de réduction du réducteur ne sont pas limitatifs.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un frein 24 et un arbre de sortie 20.
A titre d’exemple nullement limitatif, le frein 24 peut être un frein à ressort, un frein à came, un frein magnétique ou un frein électromagnétique. Ici et comme visible à la figure 3, dans une configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 1 1 , le frein 24 est disposé, entre le moteur électrique 16 et le réducteur 19, c’est-à-dire à la sortie du moteur électrique 16.
En variante, non représentée, dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 1 1 , le frein 24 est disposé, entre le dispositif électronique de contrôle 15 et le moteur électrique 16, autrement dit à l’entrée du moteur électrique 16, entre le réducteur 19 et l’arbre de sortie 20, autrement dit à la sortie du réducteur 19, ou entre deux étages de réduction du réducteur 19.
Avantageusement, dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 1 1 , le moteur électrique 16, le frein 24 et le réducteur 19 sont montés à l’intérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 peut, en outre, comprendre un dispositif de détection de fin de course et/ou d’obstacle, pouvant être mécanique ou électronique.
Le tube d’enroulement 4 est entraîné en rotation autour de l’axe de rotation X et du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 en étant soutenu par l’intermédiaire de deux liaisons pivot. La première liaison pivot est réalisée au niveau d’une première extrémité du tube d’enroulement 4 au moyen d’une couronne 22 insérée autour d’une première extrémité du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11. La couronne 22 constitue un palier de guidage en rotation du tube d’enroulement 4, dans une configuration assemblée du dispositif d’occultation 3. La deuxième liaison pivot, non représentée à la figure 3, est réalisée au niveau d’une deuxième extrémité du tube d’enroulement 4, non visible sur cette figure.
Avantageusement, l’actionneur électromécanique 11 comprend, en outre, un support de couple 21 , pouvant également être appelé « tête d’actionneur ». Dans la configuration assemblée de l’actionneur électromécanique 11 , le support de couple 21 est disposé au niveau de la première extrémité du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Le support de couple 21 permet de reprendre les efforts exercés par l’actionneur électromécanique 11 et, notamment, d’assurer la reprise des efforts exercés par l’actionneur électromécanique 11 , en particulier le couple exercé par l’actionneur électromécanique 11 , par un bâti 23. Le support de couple 21 permet avantageusement de reprendre, en outre, des efforts exercés par le tube d’enroulement 4, notamment le poids du tube d’enroulement 4, de l’actionneur électromécanique 11 et de l’écran 2, et d’assurer la reprise de ces efforts par le bâti 23. Ainsi, le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 permet de fixer l’actionneur électromécanique 11 sur le bâti 23, en particulier à une joue du coffre 9.
Par ailleurs, le support de couple 21 de l’actionneur électromécanique 11 peut permettre de supporter au moins une partie du dispositif électronique de contrôle 15.
Avantageusement, le dispositif électronique de contrôle 15 peut être alimenté en énergie électrique au moyen du câble d’alimentation électrique 18.
Ici et tel qu’illustré à la figure 3, le dispositif électronique de contrôle 15 est ainsi disposé, autrement dit intégré, à l’intérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
En variante, non représentée, le dispositif électronique de contrôle 15 est disposé à l’extérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11 et, en particulier, monté sur le bâti 23 ou dans le support de couple 21 .
Avantageusement, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est disposé à l’intérieur du tube d’enroulement 4 et au moins en partie à l’extérieur du carter 17 de l’actionneur électromécanique 11.
Avantageusement, une extrémité de l’arbre de sortie 20 est en saillie par rapport au carter 17 de l’actionneur électromécanique 1 1 .
Avantageusement, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 est configuré pour entraîner en rotation un élément de liaison 25 relié au tube d’enroulement 4. L’élément de liaison 25 est réalisé sous la forme d’une roue.
Lors de la mise en fonctionnement de l’actionneur électromécanique 11 , le moteur électrique 16 et le réducteur 19 entraînent en rotation l’arbre de sortie 20. En outre, l’arbre de sortie 20 de l’actionneur électromécanique 11 entraîne en rotation le tube d’enroulement 4 par l’intermédiaire de l’élément de liaison 25.
Ainsi, le tube d’enroulement 4 entraîne en rotation l’écran 2 du dispositif d’occultation 3, de sorte à ouvrir ou fermer l’ouverture 1 .
La figure 4 est un schéma fonctionnel d’un système 30 de contrôle et de commande d’une installation domotique 100 du type décrit ci-dessus en référence aux figures 1 à 3, comportant un dispositif électronique de contrôle 15, et une unité de commande 32.
L’unité de commande 32 est une unité de commande locale 12 ou une unité de commande centrale 13 telles que décrites ci-dessus.
Le dispositif électronique de contrôle 15 comprend un premier microcontrôleur 34 et un deuxième microcontrôleur 36 qui sont distincts et configurés pour communiquer via une liaison de communication 38; en particulier une liaison de communication bidirectionnelle.
Le premier microcontrôleur 34 est un microcontrôleur de communication. Le deuxième microcontrôleur 36 est un microcontrôleur de contrôle de l’actionneur. Chacun des premier microcontrôleur 34 et deuxième microcontrôleur 36 a par exemple une architecture matérielle telle qu’illustrée schématiquement à la figure 7.
En particulier, chaque microcontrôleur comporte un microprocesseur CPU 70, une mémoire morte 72 (ROM pour « Ready Only Memory ») et une mémoire vive 74 RAM (pour « Random Access Memory »). De plus, le microcontrôleur comporte un ou plusieurs interfaces 76 d’entrée/sortie, permettant l’entrée et la sortie des données.
Dans un mode de réalisation préférentiel, les premier microcontrôleur 34 et deuxième microcontrôleur 36 sont intégrés sur un même circuit imprimé.
Plus particulièrement, les premiers microcontrôleurs 34 et deuxième microcontrôleurs 36 peuvent être intégrés sur un même substrat en matériau semi- conducteur, de sorte à former un unique composant électronique. Le microcontrôleur ainsi formé est appelé couramment dual-Core.
Dans un mode de réalisation alternatif, chaque microcontrôleur 34, 36 est réalisé sous forme d’un circuit imprimé, et les circuits imprimés sont connectés par une ou plusieurs liaisons de communication appropriées, par exemple sous forme de carte(s) mezzanine(s), ou de nappes filaires.
Le premier microcontrôleur 34 est un microcontrôleur principalement dédié aux communications, notamment vers/depuis un utilisateur ou un dispositif externe (capteur, unité de commande) à l’actionneur électromécanique, et comporte une première interface de communication 40, une deuxième interface de communication 42, un module logiciel 44 de mise en forme de données, notamment d’ordres de commande, selon un protocole de communication choisi.
La première interface de communication 40 est adaptée à communiquer avec une interface de communication 48 de l’unité de commande 32, selon une technologie de communication donnée, par exemple radioélectrique ou filaire. Par exemple, une technologie propriétaire, comme le protocole de communication IO Homecontrol ® ou une technologie ouverte, telle que la technologie de communication radioélectrique Zigbee ® est mise en œuvre entre la première interface de communication 40 du premier microcontrôleur et l’interface de communication 48 de l’unité de commande. Ainsi, la première interface de communication 40, en coopération avec le module logiciel 44, permet une communication du dispositif électronique de commande 15 avec au moins une unité de commande 32 selon un premier protocole de communication, dit protocole de communication externe.
L’unité de commande 32 comporte en outre un contrôleur 50, une interface homme/machine d’acquisition 52 configurée pour l’acquisition d’ordres de commande d’un utilisateur et une interface homme/machine d’affichage 54 pour l’affichage d’informations à destination de l’utilisateur.
Dans un mode de réalisation, les interfaces homme/machine 52 et 54 sont réunies sous la forme d’un écran tactile.
Dans un mode de réalisation, l’interface homme/machine d’acquisition 52 comporte des éléments de sélection, par exemple des boutons poussoirs ou des touches sensitives, actionnables par un utilisateur.
L’interface homme/machine d’affichage 54 comprend par exemple des diodes électroluminescentes, un afficheur LCD (acronyme du terme anglo-saxon « Liquid Crystal Display ») ou TFT (acronyme du terme anglo-saxon « Thin Film Transistor »).
L’interface de communication 48 de l’unité de commande 32 est configurée pour émettre des ordres de commande, qui sont reçus par le dispositif électronique de contrôle 15 via la première interface de communication 40 du premier microcontrôleur 34.
De plus, l’interface de communication 48 de l’unité de commande 32 est configurée pour recevoir, en provenance de la première interface de communication 40 du premier microcontrôleur 34, des informations à afficher, par exemple des informations relatives à la mise en mouvement ou à la mise à l’arrêt du dispositif d’entraînement motorisé 5 d’une installation domotique.
Selon une variante, le premier microcontrôleur 34 comprend plusieurs premières interfaces de communication, adaptées à communiquer selon les technologies de communication différentes, par exemple filaire et radioélectrique, pour permettre la réception de commandes d’une pluralité d’unités de commande distinctes (télécommande, point de commande fixe ou nomade, capteur, téléphone intelligent etc).
Le premier microcontrôleur 34 comporte, outre la première interface de communication 40 décrite ci-dessus, une deuxième interface de communication 42 pour communiquer, via un protocole de communication choisi, dit protocole de communication interne, avec une troisième interface de communication 56 du deuxième microcontrôleur 36. Le protocole de communication interne est développé, ou choisi parmi des protocoles de communication existants, selon son aptitude à garantir la fiabilité de la communication entre le premier microcontrôleur et le deuxième microcontrôleur. En outre, le protocole de communication interne n’a pas vocation à être largement modifié dans la vie du produit. Celui-ci est donc avantageusement différent du protocole de communication externe utilisé par la première interface de communication 40 du premier microcontrôleur 34.
Par exemple, dans un mode de réalisation, la deuxième interface de communication 42 et la troisième interface de communication 56 sont des émetteurs-récepteurs UART (pour « Universal Asynchronous Receiver-Transmitter”). La connexion entre la deuxième interface de communication 42 et la troisième interface de communication 56, par exemple par une liaison filaire, permet de réaliser une liaison de communication bidirectionnelle 38 entre le premier microcontrôleur 34 et le deuxième microcontrôleur 36.
Le deuxième microcontrôleur 36 est principalement dédié au contrôle de l’actionneur et comporte en outre un module 58 de traitement de données, notamment d’extraction d’ordres de commande de pilotage, selon le protocole de communication interne, mis en œuvre par le module 44 de mise en forme de données, notamment d’ordres de commande du premier microcontrôleur 34. Il comporte également un module 60 de pilotage du moteur électrique 16 de l’actionneur électromécanique 11 , en particulier de pilotage d’une unité 26 d’alimentation du moteur électrique 16.
L’unité 26 d’alimentation du moteur électrique 16 alimente en énergie électrique, en particulier de manière séquentielle, des bobines non représentées, de sorte à produire le champ électromagnétique tournant provoquant l’entraînement en rotation du rotor du moteur électrique 16. L’unité 26 d’alimentation du moteur électrique 16 comprend également au moins un moyen de délivrance non représenté d’un signal représentatif d’un état du moteur électrique 16, par exemple un générateur de signaux selon le document FR 3024177 B1 permet de délivrer un signal représentatif de l’alimentation électrique fournie au moteur. L’unité 26 d’alimentation du moteur électrique 16 est configurée pour contrôler de la même manière tout type de moteur électrique, en particulier un moteur de type asynchrone, synchrone à courant continu ou synchrone à aimant permanent.
Le module 60 de pilotage du moteur électrique est par exemple réalisé sous forme de logiciel, et il est configuré pour recevoir des ordres de commandes, selon un format indépendant du protocole de communication interne utilisé, du module 58 de traitement de données, et pour mettre en œuvre ces ordres de commande, notamment pour ouvrir et fermer l’écran 2.
De plus, le module 60 de pilotage du moteur électrique est configuré pour obtenir des informations de fonctionnement de l’actionneur électromécanique 11 , par exemple des informations relatives à la position de l’écran, et de transmettre ces informations de fonctionnement au module 58 de traitement de données, en vue d’une transmission de ces informations, via l’interface de communication 56, au premier microcontrôleur 34.
Le deuxième microcontrôleur 36 comporte en outre un module de sécurité 62 configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement de l’actionneur électromécanique 11 , en particulier du moteur électrique 16. En d’autres termes, le module de sécurité 62 est dédié à l’implémentation de traitements de sécurité, en particulier la vérification de l’intégrité des données par redondance et par auto-contrôle de conditions de sécurité. En particulier, le module de sécurité 62 implémente une vérification de l’intégrité des données stockées dans une mémoire morte ROM ou une mémoire vive RAM du deuxième microcontrôleur 36.
Avantageusement, le module de sécurité 62 est configuré pour communiquer, selon une liaison de communication bidirectionnelle 64, par exemple un bus de communication, avec le module 60 de pilotage du moteur électrique.
Optionnellement, le module 60 de pilotage du moteur électrique est configuré pour recevoir des données de capteurs 66, 68, qui sont par exemple des capteurs de température, de luminosité, de vitesse du vent, et qui sont susceptibles de fournir des données qui peuvent, dans un mode de fonctionnement, entraîner un pilotage du moteur électrique 16. Par exemple, pour un store de protection solaire, dans un mode de pilotage automatique, les données de capteurs de température ou de luminosité entraînent une mise en fonctionnement du store.
La figure 5 est un schéma fonctionnel d’un système 31 de contrôle et de commande d’une installation domotique, comportant un actionneur électromécanique 11 , un dispositif électronique de contrôle 15, et une unité de commande 32. La figure 5 décrit une première variante selon laquelle, en plus du deuxième microcontrôleur 36, un troisième microcontrôleur 36A, analogue au deuxième microcontrôleur 36, est prévu. Dans cette alternative, le troisième microcontrôleur 36A comprend un deuxième module de pilotage et un deuxième module de sécurité (non représentés) configurés pour mettre en œuvre des fonctionnalités de pilotage d’un moteur électrique et de mise en œuvre de traitements de sécurité de fonctionnement pour un moteur électrique 16A distinct du moteur électrique 16 piloté par le deuxième microcontrôleur 36. Les deuxième microcontrôleur 36 et troisième microcontrôleur 36A communiquent, en particulier reçoivent des ordres de commande, selon le protocole de communication interne choisi, avec le premier microcontrôleur 34 dédié à la communication.
Ainsi, le dispositif électronique de contrôle 15 pilote avantageusement deux moteurs distincts 16 et 16A d’un même actionneur électromécanique 11 d’un même dispositif d’occultation 3. Par exemple, un accouplement des deux moteurs 16 et 16A permet d’augmenter de manière sécurisée le couple disponible pour déplacer un écran 2 du dispositif d’occultation 3.
La figure 6 est un schéma fonctionnel d’un système 33 de contrôle et de commande d’une installation domotique, comportant un premier actionneur électromécanique 11 , un deuxième actionneur électromécanique 11 B, un dispositif électronique de contrôle 15, et une unité de commande 32. Le système 33 décrit un mode de réalisation alternatif Alternativement à la première variante, le moteur électrique 16A, distinct du moteur électrique 16 piloté par le deuxième microcontrôleur 36, pilote un deuxième actionneur électromécanique 11 B et distinct du premier actionneur électromécanique 1 1. Dans une configuration avantageuse de cette alternative, les premier microcontrôleur 34 et deuxième microcontrôleur 36 sont placés au plus près du premier actionneur électromécanique 1 1 , le troisième microcontrôleur 36A est placé au plus près du deuxième actionneur électromécanique 11 B. Le troisième microcontrôleur 36A communique avec les premier microcontrôleur 34 et deuxième microcontrôleur 36 par l’intermédiaire d’une liaison de communication 38 appropriée.
Ainsi, le dispositif électronique de contrôle 15 contrôle avantageusement une pluralité d’actionneurs électromécaniques. Un mode de réalisation, associé à cette variante alternative, décrit une installation comprenant une fenêtre coulissante motorisée mise en mouvement par le premier actionneur électromécanique 1 1 , ladite fenêtre comprenant un store de protection solaire motorisé mis en mouvement par le deuxième actionneur électromécanique 1 1 B. Les premier microcontrôleur 34 et deuxième microcontrôleur 36, assemblés par exemple sur une première carte électronique non représentée, sont placés au plus près du premier actionneur électromécanique 11 . Le troisième microcontrôleur 36A, par exemple assemblé sur une deuxième carte électronique non représentée, est placé au plus près du deuxième actionneur électromécanique 1 1 B. Les deuxième microcontrôleur 36 et troisième microcontrôleur 36A reçoivent des ordres de commande du premier microcontrôleur 34 par l’intermédiaire d’une liaison de communication 38.
De manière générale, les premier microcontrôleur 34, deuxième microcontrôleur 36 et troisième microcontrôleur 36A peuvent être localisés seuls où selon toute combinaison admissible à l’intérieur du premier actionneur électromécanique 11 , du deuxième actionneur 1 1 B, ou à l’extérieur des premier actionneur électromécanique 11 et deuxième actionneur électromécanique 1 1 B.
De la même manière, l’invention n’est pas restreinte au contrôle de deux actionneurs électromécaniques 11 et 1 1 B. L’invention s’applique pour une pluralité de microcontrôleurs configurés, selon les caractéristiques de l’invention, pour contrôler une pluralité d’actionneurs électromécaniques pouvant être ajoutés au dispositif électronique de contrôle 15, chaque microcontrôleur ajouté recevant des ordres de commande du premier microcontrôleur 34 par la liaison de communication 38.
La figure 8 illustre plus en détail des modules logiciels mis en œuvre respectivement par le premier microcontrôleur 34 et par le deuxième microcontrôleur 36 dans un mode de réalisation, permettant un découplage entre la communication avec la ou les unités de commande et les commandes de contrôle du pilotage du moteur électrique. Dans ce mode de réalisation, chacun des modules décrit ci-dessous est mis en œuvre sous forme de brique logicielle comportant des instructions de code de programme exécutable par le microprocesseur de chaque microcontrôleur.
Le premier microcontrôleur 34 met en œuvre un module 80 d’implémentation d’une pile de protocole de communication avec une unité de commande, appelé ci-après protocole de communication externe, et un module 82 d’adaptation du protocole de communication externe, pour assurer une fonction d’interopérabilité.
Par exemple, le protocole de communication externe est le protocole Zigbee ®.
De plus, le module 44 de mise en forme de données, notamment d’ordres de commande du premier microcontrôleur 34 met en œuvre un module 84A d’interface de programmation, par exemple une interface de programmation propriétaire, en lien avec le module 86A de gestion d’un modèle de données associé au moteur électrique à contrôler et un module 88A de transfert de fichiers.
En particulier, le module 84A d’interface de programmation effectue une extraction d’ordres de commande reçu par le protocole de communication externe, et le module 86A de gestion d’un modèle de données associé au moteur électrique met en forme les ordres de commande extraits, selon un format des ordres de commande adapté pour le pilotage du moteur électrique. Ainsi, les ordres de commande transmis en utilisant le protocole de communication externe sont mis en forme pour être transmis au deuxième microcontrôleur 36 selon un protocole de communication interne choisi, qui est par exemple un protocole de communication propriétaire, défini par les modules d’interface mis en œuvre d’une part par le premier microcontrôleur 34, et d’autre part par le deuxième microcontrôleur 36.
Enfin, le premier microcontrôleur 34 met en œuvre un module 92A d’adaptation série, ou, en d’autres mots, de sérialisation des données et un module 94A de pilotage de la liaison de données entre le premier microcontrôleur et le deuxième microcontrôleur.
Le deuxième microcontrôleur 36 met en œuvre des modules 92B d’adaptation série, ou, en d’autres mots, de sérialisation des données et 94B de pilotage de la liaison de données entre le premier microcontrôleur et le deuxième microcontrôleur, qui sont analogues respectivement aux modules 92A, 94A mis en œuvre par le premier microcontrôleur.
De plus, le deuxième microcontrôleur 36 met en œuvre un module 90B de gestion d’entrées/sorties, analogue au module 90A mis en œuvre par le premier microcontrôleur.
En outre, le deuxième microcontrôleur 36, met en œuvre un module 84B d’interface de programmation, par exemple une interface de programmation propriétaire, en lien avec le module 86B de gestion d’un modèle de données associé au moteur électrique à contrôler et un module 88B de transfert de fichiers. Ces modules 84B, 86B, 88B sont analogues aux modules 84A, 86A, 88A mis en œuvre par le premier microcontrôleur 34, et implémentent des fonctionnalités permettant une coopération avec les modules du premier microcontrôleur. En particulier, le module 84B d’interface de programmation est adapté à fonctionner en mode serveur, alors que le module 84A d’interface de programmation est adapté à fonctionner en mode client.
En particulier, le module 84B d’interface de programmation effectue une extraction d’ordres de commande reçu par le protocole de communication interne, en coopération avec le module 86B de gestion d’un modèle de données associé au moteur électrique, pour générer des ordres de commande adaptés au pilotage du moteur électrique.
Ces ordres de commande sont transmis au module 60 de pilotage du moteur électrique, qui est configuré pour coopérer avec le module de sécurité 62. Le module de sécurité 62 étant configuré comme un module indépendant, il n’est pas affecté par un éventuel défaut ou une éventuelle modification intervenant au niveau du premier microcontrôleur 34 et continue de fournir les conditions de sécurité pour lesquelles il a été conçu.
Ainsi, avantageusement, l’intégrité du module de sécurité 62 est préservée quel que soit l’état de la communication interne entre les interfaces de communication 42 et 56, et en particulier en cas d’erreur ou de corruption des données transmises selon le protocole de communication interne. En cas de défaillance au niveau de l’interface de communication 40 selon le protocole de communication externe, les modules 94A, 94B de pilotage de la liaison de données sont commandés pour interrompre la communication.
Avantageusement, pour tout nouveau protocole de communication externe, il suffit d’ajouter des briques logicielles pour l’adaptation au protocole, sans modifier les modules logiciels de communication selon le protocole de communication interne.
Dans un mode de réalisation, le module de sécurité 62 est configuré pour mettre en œuvre notamment un ou plusieurs modules de validation de conditions de sécurité de fonctionnement. Ce ou ces modules peuvent être pris parmi la liste suivante : module 63 de validation de conditions de sécurité du couple moteur, module 65 de validation de conditions de sécurité thermique, module 67 de validation de conditions de sécurité de vitesse, et module 69 de validation de conditions de sécurité de position. En d’autres termes, ces modules mettent en œuvre des règles de sécurité permettant de prévenir un risque dû au couple moteur, un risque thermique et un risque de vitesse.
Pour réaliser ces vérifications de conditions de sécurité, divers capteurs sont utilisés, ces capteurs transmettant des valeurs de mesure au module de pilotage du moteur électrique 60 via le module de sécurité 62, comme illustré dans les exemples des figures 4 à 6. Les modules 63, 65, 67, 69 du module de sécurité 62 permettant la validation de conditions de sécurité de fonctionnement, doivent, pour certaines applications, respecter des conditions normatives et être qualifiés selon ces conditions normatives.
A titre d’exemple, le module 63 de validation de conditions de sécurité du couple moteur a pour objet de vérifier que le couple du moteur, qui est proportionnel au courant traversant le moteur, ne dépasse pas un seuil de couple maximal admissible par les éléments mécaniques des actionneurs. En cas d’atteinte de ce seuil de couple maximal admissible, la condition de sécurité de fonctionnement n’est pas vérifiée, et un ordre d’arrêt est envoyé au module 60 de pilotage du moteur électrique.
A titre d’exemple, le module 65 de validation de conditions de sécurité thermique effectue une surveillance temporelle lors du mouvement du moteur pour déterminer un échauffement par calcul suivant des lois physiques d’échauffement des matériaux. En variante ou en complément, des valeurs de capteurs de température, de courant, de vitesse sont utilisée. Par exemple, une température de bobinage maximale supérieure à une valeur de seuil de température prédéterminé, par exemple comprise entre 180°C et 240°C, constitue un risque de sécurité thermique. Si la température constatée ou calculée des bobinages atteint la valeur de seuil de température prédéterminé, un ordre d’arrêt est envoyé au module 60 de pilotage du moteur électrique.
A titre d’exemple, le module 67 de validation de conditions de sécurité de vitesse surveille la vitesse du moteur, par exemple en utilisant plusieurs capteurs de position du rotor, et un calcul de l’effet Hall pour mesurer le flux magnétique généré par la rotation du rotor. Si la vitesse du moteur dépasse une valeur de seuil de vitesse prédéterminé, par exemple égale à 20cm/s, ou si la vitesse de consigne dépasse une vitesse de consigne maximale, alors un ordre d’arrêt est envoyé au module 60 de pilotage du moteur électrique.
A titre d’exemple, le module 69 de validation de conditions de sécurité de position a pour but de vérifier que la position de l’écran 2 du dispositif d’occultation 3 ne dépasse pas un seuil prédéterminé de déploiement maximal de l’écran 2 ou de rétractation minimal de l’écran 2, par exemple en surveillant le nombre de tours effectués dans chaque sens de rotation par l’actionneur électromécanique. En cas d’atteinte ou de dépassement de l’un de ces seuils, un ordre d’arrêt est envoyé au module 60 de pilotage moteur électrique.
Avantageusement, grâce à l’invention, toute mise à jour du module de sécurité 62, et toute qualification par rapport à des exigences normatives peut se faire sans avoir à réviser les modules mis en œuvre pour la communication, selon un protocole de communication externe, avec des unités de commande.
Avantageusement, la séparation des fonctionnalités sur deux ou plus de microcontrôleurs distincts permet d’augmenter la rapidité de traitement, la totalité des ressources calculators du deuxième microcontrôleur étant utilisée pour les fonctions de pilotage et de sécurité de fonctionnement de l’actionneur électromécanique.
Par microcontrôleur distincts, on entend qu’au moins une partie du fonctionnement propre à un microcontrôleur est totalement indépendante de l’autre microcontrôleur. L’indépendance de fonctionnement d’au moins un des microcontrôleurs par rapport à l’autre permet de garantir la pérennité des fonctions gérées par le microcontrôleur indépendant, notamment pour la gestion des fonctions de sécurité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique de contrôle (15) d’au moins un actionneur électromécanique (1 1 ) d’un dispositif d’occultation (3), l’actionneur électromécanique (11 ) comprenant au moins un moteur électrique (16, 16A), l’actionneur électromécanique (11 ) étant configuré pour déplacer un écran (2) du dispositif d’occultation (3), le dispositif électronique de contrôle (15) étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins :
- un premier microcontrôleur (34) principalement dédié aux communications, le premier microcontrôleur (34) étant configuré pour recevoir des ordres de commande émis à partir d’au moins une unité de commande (12, 13, 32), et
- un deuxième microcontrôleur (36), le deuxième microcontrôleur (36) étant distinct du premier microcontrôleur (34), le deuxième microcontrôleur (36) comprenant au moins :
- un module de pilotage (60), le module de pilotage (60) étant configuré pour contrôler le moteur électrique (16) de l’actionneur électromécanique (11 ) selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur (34), et
- un module de sécurité (62), le module de sécurité (62) étant distinct du module de pilotage (60), le module de sécurité (62) étant configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement de l’actionneur électromécanique (11 ), les premier microcontrôleur (34) et deuxième microcontrôleur (36) étant configurés pour communiquer via une liaison de communication (38).
2. Dispositif électronique de contrôle selon la revendication 1 , dans lequel le premier microcontrôleur (34) comporte au moins une première interface de communication (40) avec une unité de commande (32) externe, permettant de communiquer avec ladite unité de commande (32) selon un protocole de communication externe, et une deuxième interface de communication (42) connectée à ladite liaison de communication (38), permettant de communiquer avec le deuxième microcontrôleur (36) selon un protocole de communication interne.
3. Dispositif électronique de contrôle selon la revendication 2, dans lequel le deuxième microcontrôleur (36) comporte une troisième interface de communication (56), connectée à ladite liaison de communication (38), permettant de communiquer avec le premier microcontrôleur (34) selon le protocole de communication interne.
4. Dispositif électronique de contrôle selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le premier microcontrôleur (34) comporte un module logiciel (44) de mise en forme de données, configuré pour extraire des ordres de commande reçus de ladite unité de commande (32) et pour mettre en forme lesdits ordres de commande pour une transmission au deuxième microcontrôleur (36) selon le protocole de communication interne.
5. Dispositif électronique de contrôle selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le deuxième microcontrôleur (36) comporte un module logiciel (58) de mise en forme de données, configuré pour extraire des ordres de commande reçus du premier microcontrôleur (34) via la liaison de communication (38), et pour mettre en forme lesdits ordres de commande pour les fournir au module de pilotage (60) du moteur électrique.
6. Dispositif électronique de contrôle selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel ledit premier microcontrôleur (34) est configuré pour recevoir des informations de fonctionnement du dispositif d’occultation (3) du deuxième microcontrôleur (36) et pour transmettre lesdites informations de fonctionnement à l’unité de commande (32).
7. Dispositif électronique de contrôle selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le module de sécurité (62) du deuxième microcontrôleur (36) comporte une pluralité de modules de validation de conditions de sécurité de fonctionnement, comportant un module (63) de validation de conditions de sécurité de couple moteur et/ou un module (65) de validation de conditions de sécurité thermique et/ou un module (67) de validation de conditions de sécurité de vitesse et/ou un module (69) de validation des conditions de sécurité de positionnement.
8. Dispositif électronique de contrôle selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant en outre, un troisième microcontrôleur (36A), le troisième microcontrôleur (36A) étant distinct des premier microcontrôleur (34) et deuxième microcontrôleur (36), le deuxième microcontrôleur (36) étant configuré pour contrôler un premier actionneur électromécanique (11 ), le module de pilotage du deuxième microcontrôleur (36) étant un premier module de pilotage (60) configuré pour contrôler le moteur électrique (16) du premier actionneur électromécanique (11 ) selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur (34), et le module de sécurité du deuxième microcontrôleur (36) étant un premier module de sécurité (62) configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement du premier actionneur électromécanique (11 ), le troisième microcontrôleur (36A) étant configuré pour contrôler un deuxième actionneur électromécanique, le troisième microcontrôleur (36A) comprenant au moins :
- un deuxième module de pilotage, le deuxième module de pilotage étant configuré pour contrôler le moteur électrique (16A) du deuxième actionneur électromécanique selon des ordres de commande reçus par le premier microcontrôleur (34), et
- un deuxième module de sécurité, le deuxième module de sécurité étant distinct du deuxième module de pilotage, le deuxième module de sécurité étant configuré pour valider au moins une condition de sécurité de fonctionnement du deuxième actionneur électromécanique, les premier microcontrôleur (34) et troisième microcontrôleur (36A) étant configurés pour communiquer via une liaison de communication (38).
9. Actionneur électromécanique (11 ) d’un dispositif d’occultation (3), comprenant au moins un moteur électrique (16), l’actionneur électromécanique (11 ) étant configuré pour déplacer un écran (2) du dispositif d’occultation (3), caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif électronique de contrôle (15) conforme aux revendications 1 à 8.
10. Installation domotique d’occultation motorisée (100) comportant un dispositif d’occultation (3) d’une ouverture (1 ), caractérisé en ce qu’il comporte un actionneur électromécanique (1 1 ) selon la revendication 9 dudit dispositif d’occultation (3) adapté à mettre le dispositif d’occultation (3) en mouvement.
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