FR2745923A1 - Dispositif de gestion d'eau chaude - Google Patents

Abstract

Le dispositif gère l'écoulement d'un fluide, tel que de l'eau chaude, dans une conduite d'alimentation (CC) équipée d'une vanne (VH) et d'un compteur d'unité de volume de fluide (CO) distribuant l'eau chaude dans un appartement d'usager. Un moyen portatif autonome tel qu'un badge (BA) contient un crédit d'unité de volume d'eau. Un boîtier de contrôle de consommation de fluide (BO) lit le crédit dans le badge à travers une liaison infrarouge (IR) afin de l'additionner à un nombre restant d'unités de volume d'eau à consommer et détecte des impulsions d'unité de volume d'eau (IUV) produites par le compteur (CO) afin de décrémenter d'une unité le nombre restant d'unité de volume en réponse à chaque impulsion (IUV) et maintenir ouvert (E24) la vanne (VH) tant que le nombre restant n'est pas nul. L'usager est obligé de prépayer un crédit d'unités de volume d'eau et de charger celui-ci dans le boîtier avant de consommer le volume d'eau crédité.

Description

Dispositif de gestion d'eau chaude
La présente invention concerne un dispositif de gestion de l'écoulement d'un fluide dans une conduite d'alimentation de fluide comprenant un moyen de réglage d'écoulement de fluide dans la conduite et un compteur d'unité de volume de fluide en aval du moyen de réglage dans la conduite.

A titre d'exemple, auquel on se référera ciaprès, le fluide est de l'eau chaude dont la consommation est indiquée par un compteur d'eau dans une installation de distribution d'eau d'un appartement localisé dans un immeuble à distribution d'eau collective.

L'invention a pour objectif d'obliger l'usager de l'appartement à acquitter préalablement un crédit d'unité de volume d'eau chaude, et à charger le dispositif de gestion avec le crédit lorsque l'usager souhaite consommer le volume d'eau chaude correspondant au crédit.

A cette fin, un dispositif de gestion comprend un moyen portatif autonome contenant un crédit d'unité de volume de fluide, et un moyen de contrôle de consommation de fluide pour lire le crédit dans le moyen portatif à travers un moyen de couplage afin de l'additionner à un nombre restant d'unités de volume à consommer et pour détecter des impulsions d'unité de volume de fluide produites par le compteur afin de décrémenter d'une unité le nombre restant d'unité de volume en réponse à chaque impulsion d'unité de volume détectée et maintenir ouvert le moyen de réglage tant que le nombre restant n'est pas nul.

Par exemple, le moyen portatif est un badge de la taille d'une carte de crédit couplé par liaison infrarouge au moyen de contrôle sous la forme d'un petit boîtier renfermant de manière étanche des circuits électroniques de contrôle et comptabilisation de la consommation d'eau chaude.

L'usage du badge limite ainsi la consommation d'eau chaude au crédit d'unité de volume préalablement payé par l'usager. L'invention sensibilise ainsi l'usager aux économies d'énergie.

Par ailleurs, la société gérant l'immeuble est déchargée des soucis financiers dus aux consommations d'eau chaude impayées grâce au prépaiement des besoins en eau chaude par les usagers. L'invention contribue également à une meilleure connaissance de la répartition des besoins en eau chaude des usagers de l'immeuble et donc à une gestion optimale des unités de chauffe.

Un moyen de réglage d'écoulement d'eau est d'autant plus sujet à de l'encrassement, voire à un blocage, à cause du calcaire que la température de l'eau est élevée. Cet inconvénient est évité selon l'invention par un moyen de réglage d'écoulement de fluide qui comprend une électrovanne bistable située dans une conduite de second fluide sous pression et commandée électriquement par le moyen de contrôle, et une vanne hydraulique située en amont du compteur dans la conduite d'alimentation de fluide et ouverte par la pression du second fluide dans la conduite de second fluide lorsque l'électrovanne est ouverte.

Pour encore remédier à des dépôts de calcaire dans l'électrovanne, l'invention préconise au moins l'une des deux solutions suivantes, voire les deux à la fois. L'obturateur de l'électrovanne peut comporter au moins une arête perpendiculaire à la direction de déplacement de l'obturateur. Selon la seconde solution, le moyen de contrôle peut comprendre un moyen pour fermer et ouvrir périodiquement l'électrovanne lorsque le nombre restant n'est pas nul, c'est-à-dire lorsque de l'eau chaude peut être encore consommée par l'usager, et pour ouvrir et fermer périodiquement l'électrovanne lorsque le nombre restant est nul, c'est-à-dire lorsque l'usager doit recharger son badge pour à nouveau consommer de l'eau chaude.

Selon l'invention, il est prévu un moyen pour détecter une coupure d'alimentation électrique du moyen de contrôle afin que le moyen de contrôle sauvegarde dans une mémoire non volatile le nombre restant d'unité de volume et ferme le moyen de réglage d'écoulement de fluide en réponse à la coupure d'alimentation électrique détectée.

L'opération de sauvegarde en mémoire est assurée par un moyen pour maintenir l'alimentation électrique du moyen de contrôle pendant une durée prédéterminée succédant à la coupure d'alimentation électrique détectée. De cette manière, l'usager peut récupérer le nombre des unités de volume encore à consommer après rétablissement de la tension de secteur alimentant le dispositif de gestion.

Afin de préserver la durabilité d'une mémoire enregistrant des paramètres essentiels sur la consommation de fluide en vue de les récupérer en cas de coupure de secteur, ou de les lire en cas de contrôle, le moyen de contrôle comprend un moyen pour détecter les impulsions d'unité de volume produites par le compteur, un registre-décompteur pour y additionner le crédit lu dans le moyen portatif et y décompter les impulsions d'unité de volume détectées, un registre-compteur pour y compter les impulsions d'unité de volume détectées modulo un nombre prédéterminé, ladite mémoire qui et une mémoire non volatile contenant au moins un reste d'unité de volume de fluide à consommer, un moyen pour écrire dans la mémoire le crédit lu dans le moyen portatif et l'additionner au reste d'unité de volume dans la mémoire et au contenu du registre-décompteur, un moyen pour remplacer dans la mémoire le reste d'unité de volume par le contenu du registre-décompteur en réponse à une coupure d'alimentation électrique du moyen de contrôle, et un moyen pour soustraire le nombre prédéterminé au reste d'unité de volume dans la mémoire lorsque le contenu du registre-compteur atteint le nombre prédéterminé.

Dans le dispositif de gestion est également prévu un moyen pour détecter une coupure dans une liaison électrique transmettant les impulsions d'unité de volume du compteur vers le moyen de contrôle afin que le moyen de contrôle ferme le moyen de réglage d'écoulement de fluide en réponse à la coupure dans ladite liaison électrique, c'est-à-dire notamment en cas d'intervention frauduleuse à la sortie du compteur d'eau chaude.

L'invention associe les moyens portatifs autonomes tels que des badges aux moyens de contrôle dans les dispositifs de gestion de manière biunivoque afin que seul le badge de l'usager puisse charger le dispositif de gestion d'eau chaude pour l'appartement de l'usager. A cette fin, le dispositif de gestion comprend un moyen pour lire un premier numéro d'identification dans le moyen portatif afin de l'identifier par correspondance avec un numéro d'identification du moyen de contrôle, un moyen pour détecter un mot de validation dans le moyen portatif identifié afin de vérifier que le moyen portatif contient un crédit d'unité de volume non nul, un moyen pour lire le crédit non nul dans le moyen portatif en réponse au mot de validation détecté, et un moyen pour écrire un mot d'invalidation dans le moyen portatif après lecture du crédit non nul dans le moyen portatif.

Le contrôle du dispositif de gestion dans l'immeuble est effectué par un contrôleur muni d'un second moyen portatif autonome de type badge. Le dispositif de gestion comprend alors un moyen pour reconnaître un second moyen portatif contenant un second numéro d'identification différent du premier numéro d'identification, et un moyen pour lire au moins l'un des paramètres comprenant le premier numéro d'identification, le numéro d'identification du moyen de contrôle, le crédit d'unité de volume et le nombre restant d'unité de volume dans une mémoire non volatile du moyen de contrôle après que le second moyen portatif ait été reconnu.

Le couplage entre le moyen de contrôle sous la forme d'un boîtier électronique et le moyen portatif autonome sous la forme d'un badge est du type sans contact, ce qui assure une plus grande inviolabilité du dispositif et une plus grande durée de vie de celui-ci.

Selon une première réalisation, le moyen de couplage peut être du type à infrarouge bidirectionnel.

Selon une seconde réalisation, le moyen de couplage peut comprendre un moyen de couplage magnétique pour transmettre des données du moyen portatif vers le moyen de contrôle et pour commander des effacements de données par le moyen de contrôle dans le moyen portatif, et un moyen de couplage à infrarouge pour transmettre des données du moyen de contrôle vers le moyen portatif.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
- la figure 1 montre schématiquement le dispositif de gestion d'eau chaude selon l'invention, avec un boîtier électronique de contrôle sous forme de bloc-diagramme
- la figure 2 montre en détail une unité centrale de commande et comptage et une unité d'affichage incluses dans le boîtier
- la figure 3 montre en détail un circuit d'alimentation et un circuit de détection de coupure de secteur inclus dans le boîtier
- la figure 4 est un bloc-diagramme détaillé d'un circuit transcepteur de données inclus dans le boîtier
- la figure 5 montre en détail une interface de compteur d'eau incluse dans le boîtier
- la figure 6 montre en détail un circuit de commande d'électrovanne inclus dans le boîtier
- la figure 7 est un bloc-diagramme d'un badge d'usager couplé bidirectionnellement par infrarouge au boîtier
- les figures 8 et 9 sont un organigramme d'un programme principal exécuté par un microcontrôleur inclus dans Q l'unité centrale de commande et comptage
- la figure 10 est un organigramme d'un sousprogramme d'interruption exécuté par le microcontrôleur ; et
- la figure 11 est un bloc-diagramme montrant quelques modifications de l'unité centrale de commande et comptage et du circuit transcepteur de données pour un boîtier de contrôle couplé magnétiquement en réception et par infrarouge en émission avec un badge, selon une seconde réalisation.

En référence à la figure 1, un dispositif de gestion d'eau chaude selon l'invention se présente essentiellement sous la forme d'un boîtier électronique de contrôle de consommation d'eau chaude
BO associé à un moyen autonome portatif de faible encombrement sous la forme d'un badge programmable à infrarouge BA ayant un format de carte de crédit. Le boîtier BO est étanche et est par exemple installé à l'intérieur ou à l'extérieur d'un appartement de l'usager du badge dans un immeuble. A proximité du boîtier convergent une conduite d'alimentation en eau froide sous pression CF et une conduite d'alimentation en eau chaude CC distribuant l'eau froide et l'eau chaude aux appartements de l'immeuble.

Une électrovanne bistable EV est montée dans la conduite d'alimentation en eau froide CF qui se termine dans une voie de commande VC d'une vanne hydraulique VH installée dans la conduite d'eau chaude CC. La voie de sortie VS de la vanne hydraulique VH est raccordée à un tuyau de distribution d'eau chaude TC distribuant l'eau chaude vers l'installation en eau chaude de l'usager à travers un compteur électrique d'eau CO. Le compteur
CO est situé en aval de la vanne hydraulique VH dans la conduite CC et est relié au boîtier BO à travers une liaison électrique LI.

L'électrovanne EV présente deux états stables sélectionnés directement par le boîtier électronique de contrôle BO.

A un premier état, l'électrovanne EV est fermée après avoir reçu une impulsion de fermeture IF de polarité positive +VE par le boîtier BO. L'obturateur
OB de l'électrovanne EV obture la conduite d'eau froide CF et la pression régnant au niveau de la voie de commande VC de la vanne hydraulique VH est faible de manière à maintenir fermée la vanne hydraulique.

Tant que l'électrovanne EV est fermée, la conduite d'eau chaude CC n'alimente pas le tuyau de distribution d'eau chaude TC et le compteur d'eau CO ne peut transmettre d'impulsions d'unité de volume d'eau IW au boîtier BO.

A un second état, l'électrovanne EV est ouverte après avoir reçue une impulsion d'ouverture -IO de polarité négative -VE par le boîtier BO. L'obturateur
OB de l'électrovanne est dégagé de la conduite d'eau froide CF et la pression de l'eau froide dans la voie de commande VC est suffisamment élevée pour maintenir ouverte la vanne hydraulique VH. L'usager peut alors tirer de l'eau chaude à travers le tuyau de distribution d'eau chaude TC. Le compteur CO transmet des impulsions d'unité de volume d'eau I W au boîtier
BO vers la liaison LI en fonction de la consommation d'eau chaude. Chaque impulsion IUV transmise par le compteur d'eau CO correspond à la consommation d'une unité de volume d'eau, qui est par exemple égale à un litre d'eau.

L'électrovanne EV et la vanne hydraulique VH constituent un moyen de réglage d'écoulement d'un fluide, tel que de l'eau chaude, qui présente les avantages suivants comparativement à une simple électrovanne traditionnelle qui pourrait être introduite dans la conduite d'alimentation en eau chaude CC et être commandée par le boîtier BO.

Comparativement à la vanne hydraulique VH, une électrovanne installée directement dans la conduite d'eau chaude CC est plus sensible au dépôt de calcaire et devient rapidement inopérante. La maintenance du moyen de réglage d'écoulement d'eau chaude EV-VH selon l'invention est ainsi moins coûteuse que celle d'une électrovanne dans une conduite d'eau chaude. En outre, une électrovanne traditionnelle est constamment sous tension lorsqu'elle est ouverte et par conséquent s'échauffe, ce qui favorise un dépôt de calcaire dans l'électrovanne traditionnelle. Au contraire, l'électrovanne bistable EV n'est que très momentanément sous tension pendant chacune des impulsions de fermeture et d'ouverture +IF et -IO transmises par le boîtier BO, lesquelles impulsions sont très brèves, typiquement de 200 à 400 ms environ.

Afin de préserver l'électrovanne bistable EV contre tout éventuel dépôt de calcaire, d'une part l'obturateur OB de l'électrovanne EV présente au moins une arête AR perpendiculairement à la direction d'écoulement d'eau froide, et plus généralement une section transversale polyédrique qui contribue à mieux détruire tout dépôt de calcaire dans le siège de l'électrovanne lors de tout déplacement de l'obturateur. D'autre part, le boîtier BO commande deux types de déplacement en va-et-vient de l'obturateur de l'électrovanne. Le boîtier BO commande périodiquement et rapidement une fermeture puis une ouverture de l'électrovanne bistable lorsque l'électrovanne est à l'état ouvert et le boîtier BO autorise une consommation d'eau chaude tant qu'un nombre d'unité de volume NW décrémenté par les impulsions I W n'est pas nul. Egalement le boîtier BO commande périodiquement et rapidement une ouverture puis une fermeture de l'électrovanne bistable lorsque l'électrovanne est à l'état fermé et le boîtier BO interdit toute consommation d'eau chaude, tant que le crédit de consommation d'eau chaude est épuisé, c'est-à-dire lorsque le nombre NUV est nul. La périodicité des commandes en va-et-vient de fermeture-ouverture ou d'ouverture-fermeture de l'électrovanne bistable est de plusieurs heures, typiquement de FO = 8 heures, ce qui détruit tout dépôt éventuel de calcaire dans l'électrovanne bistable.

Dans la figure 1, l'intérieur du boîtier électronique de contrôle de consommation d'eau chaude BO est représenté sous forme de bloc-diagramme.

Un circuit d'alimentation électrique 1 fournit une tension continue régulée VR typiquement égale à 3 volts qui est distribuée de manière contrôlée à tous les autres circuits inclus dans le boîtier BO, ainsi que les tensions d'excitation +VE et -VE de la bobine de l'électrovanne bistable EV.

Comme montré aux figures 1 et 2, le boîtier BO est organisé autour d'une unité centrale de commande et comptage 2 qui comprend essentiellement un microcontrôleur (microprocesseur) 20 et une mémoire non volatile EEPROM 21 ayant en pratique une capacité de 512 octets. Le microcontrôleur 20 est relié à tous les circuits principaux inclus dans le boîtier BO, comme on le verra dans la suite. De manière générale, le microcontrôleur traite des données transmises par le compteur d'eau CO et le badge BA, crypte et transmet des données au badge, reçoit et décrypte des données transmises par le badge, commande l'électrovanne EV et affiche des données dans une unité d'affichage 7. En pratique, les données échangées avec le badge sont au débit de 38,4 kbit/s et modulent en amplitude une porteuse de fréquence FP = 460,8 kHz. Toutes les opérations précédentes sont exécutées suivant un programme principal préenregistré dans une mémoire interne, tandis que des données essentielles reçues et à transmettre sont stockées dans la mémoire 21. En particulier, le microcontrôleur comprend un registre-décompteur d'unité de volume d'eau NW et un registre-compteur
NBI modulo NI d'unité de volume d'eau. Dans le registre-décompteur est additionné le crédit CUV d'unités de volume d'eau à consommer lu dans le badge d'usager BA convenablement crédité et sont décomptées les impulsions d'unité de volume I W transmises par le compteur d'eau CO. Le registre-compteur NBI compte modulo NI les impulsions d'unité de volume I W, où NI est un nombre entier par exemple égal à 30. Chaque fois que le registre-compteur NBI atteint le nombre
NI, le nombre NBI est soustrait à un reste RW d'unités de volume d'eau à consommer écrit dans la mémoire 21, de sorte que les nombres NW et RW sont égaux toutes les NI impulsions IUV. La mise à jour sporadique du reste RW dans la mémoire 21 préserve sa durabilité, le cycle d'écriture/lecture dans la mémoire 21 étant limité à 100000 environ.

Ainsi, classiquement, la mémoire 21 est reliée au microcontrôleur par un bus BM à quatre fils pour transmettre des données au microcontrôleur, recevoir des données du microcontrôleur, commander une lecture ou une écriture de données, et appliquer un signal d'horloge.

Le boîtier de contrôle BO comprend également un circuit de détection de coupure de secteur 3, un circuit transcepteur de données 4 couplé par liaison infrarouge IR au badge BA, une interface de compteur d'eau 5, un circuit de commande d'électrovanne 6, et l'unité d'affichage 7, dont les structures et les liaisons et interfonctionnements avec le microcontrôleur 20 sont détaillés ci-après.

Comme montré à la figure 3, le circuit d'alimentation 1 est relié aux bornes du secteur électrique à 220 V par l'enroulement primaire 1P d'un transformateur à travers un fusible 1F. Le transformateur comporte deux enroulements secondaires 1S1 et 1S2.

Le premier enroulement primaire lSl est relié aux bornes d'entrée d'un pont redresseur à double alternance 10 dont chacune des quatre branches comprend une diode en parallèle avec un condensateur.

Les bornes de sortie du pont redresseur 10 sont respectivement à la tension positive de fermeture +VE = 6 V de l'électrovanne EV et à la masse. Le second enroulement primaire 1S2 est interconnecté entre la masse et la cathode d'une diode 110 dont l'anode est reliée à la masse à travers un condensateur 111. La diode 110 et le condensateur 111 constituent un redresseur simple alternance de manière à fournir par l'anode de la diode 110 la tension négative d'ouverture -VE = -6 V de l'électrovanne EV.

La borne à la tension positive +VE est reliée d'une part à une borne d'entrée d'un régulateur de tension 12 à travers une borne commune de deux condensateurs tampons parallèles 130 et 131 reliés à la masse, d'autre part à une borne d'un diviseur de tension 30-31 inclus dans le circuit de détection de coupure de secteur 3 également illustré à la figure 3.

Le condensateur 130 a une capacité élevée, de l'ordre de 1 mF, de manière à offrir une réserve d'énergie à l'unité centrale 2 pour effectuer une sauvegarde de données pendant une durée DS de 20 ms après une coupure de secteur, comme on le verra dans la suite.

Le régulateur 12 comprend essentiellement une diode de Zener 120 et un transistor ballast npn 121 monté en collecteur commun. La base du transistor 121 est reliée à la cathode de la diode de Zener 120. Le collecteur du transistor 121 est relié directement à la borne de tension + VE, et à la masse à travers une résistance 122 en série avec un condensateur de filtrage 123. L'anode de la diode de Zener 120 est également reliée à une borne commune à la résistance 122 et au condensateur 123. Un diviseur de tension composé de deux résistances 124 et 125 est connecté en parallèle avec la diode de Zener 120 entre la base du transistor 121 et la masse. Une borne commune aux résistances 124 et 125 fournit une tension de référence à la diode de Zener 120. L'émetteur du transistor 121 applique la tension continue régulée
VR = 3 V à une borne de tension continue d'entrée VB du circuit transcepteur de données 4 qui, après une autre régulation en tension, alimente avec une tension continue stabilisée Vcc = 3 V tous les autres circuits inclus dans le boîtier de contrôle BO, comme on le verra dans la suite en référence à la figure 4.

Le circuit de détection de coupure de secteur 3 montré également à la figure 3 comprend essentiellement un superviseur d'alimentation 32 de type PCF 1252-9 ayant une borne d'entrée COMIN reliée à la borne commune aux résistances 30 et 31 du diviseur de tension déjà cité 30-31 et à la masse à travers un condensateur 33 en parallèle avec la résistance 31.

Des bornes de sortie directe et inverse COMOUT et POWF du superviseur d'alimentation 32 sont reliées directement à une entrée de sauvegarde IRQ du microcontrôleur 20 et à une entrée CA d'un circuit de contrôle d'alimentation dans un circuit intégré d'alimentation et de modulation et démodulation d'amplitude 40 inclus dans le circuit transcepteur de données (figure 4) à travers un condensateur 34, respectivement.

Tant qu'une tension redressée VE = 6 V est appliquée en entrée du détecteur 3, c'est-à-dire tant qu'une tension de secteur d'environ 220 V est appliquée aux bornes de l'enroulement primaire de transformateur 1P, la borne d'entrée IRQ du microcontrôleur est inactive à l'état haut et la borne d'entrée CA d'un circuit de contrôle d'alimentation 406 inclus dans le circuit 40 (figure 4) est active à l'état bas pour autoriser normalement une alimentation en tension continue Vcc des circuits dans le boîtier BO. Dès que la tension du secteur chute au moins d'environ 10 %, les états des sorties du superviseur d'alimentation changent. L'état bas à l'entrée IRQ du microcontrôleur 20 déclenche un temporisateur de durée DS pour permettre au microcontrôleur de sauvegarder des dernières données transmises par le compteur d'eau CO, c'est-à-dire de transférer le nombre d'unité de volume NW accumulé depuis le registre-décompteur interne au microcontrôleur vers la mémoire EEPROM 21, en tant que reste RW d'unités de volume à consommer. La consommation des circuits dans le boîtier BO étant faible, le microcontrôleur 20 possède grâce au condensateur 130 la durée DS d'environ 20 ms nécessaire pour opérer la sauvegarde des données. Le passage à l'état haut de l'entrée CA du circuit de contrôle d'alimentation 406 commande la coupure de la tension d'alimentation Vcc des circuits dans le boîtier à l'expiration de la durée de sauvegarde DS succédant à la coupure d'alimentation détectée par le superviseur d'alimentation 32.

En référence à la figure 5, l'interface de compteur d'eau 5 comprend un circuit de détection d'impulsion 51 et un circuit de détection de coupure de liaison 52. Les circuits 51 et 52 ont en commun une borne d'entrée reliée à la masse à travers un circuit de filtrage de rebond à condensateur 53 et résistance 54, et à une borne de sortie du compteur d'eau CO à travers un premier fil de la liaison LI.

Le second fil de la liaison LI est relié au premier fil à travers notamment une résistance de protection élevée RP incluse dans le compteur d'eau et relie une borne d'alimentation du compteur d'eau CO à la borne de sortie d'alimentation VA du circuit de modulation et démodulation 40 portée à la tension continue Vcc.

Le circuit de détection d'impulsion 51 comprend un transistor npn 510 dont la base est reliée à travers une résistance de base 511 à la cathode d'une diode 512. L'anode de la diode 511 est reliée au premier fil de la liaison LI et à une autre résistance 513 reliée à la masse. Le collecteur du transistor 510 est porté à la tension Vcc à travers une résistance 512 et est relié à deux bornes TCAP et
PB5 du microcontrôleur 20. La borne PB5 signale les niveaux logiques du signal composé par les impulsions d'unité de volume d'eau I W remises en forme et amplifiées par le circuit 510 au microcontrôleur. La borne TCAP commande le décomptage d'une unité de volume d'eau dans le registre-décompteur NW et le comptage d'une unité de volume d'eau dans le registre-compteur NBI du microcontrôleur en réponse à un niveau logique haut à l'entrée PB5, c'est-à-dire à une impulsion détectée IW.

Le circuit de détection de coupure de liaison 52 comprend également un transistor npn 520 ayant une base reliée au premier fil de liaison LI à travers une résistance 521 et un émetteur à la masse. Des impulsions I W filtrées sont appliquées à une entrée
PD2 du microcontrôleur 20 par le collecteur du transistor 520 porté à la tension Vcc à travers une résistance 524. Tant que le compteur d'eau CO est convenablement relié par la liaison bifilaire LI au boîtier de contrôle BO, le transistor 520 est conducteur. En réponse à une coupure frauduleuse ou accidentelle de la liaison LI, le transistor 520 est bloqué et le changement d'état logique à l'entrée PD2 incite le microcontrôleur à commander la fermeture de 1'électrovanne EV à travers le circuit de commande 6.

Le circuit de commande d'électrovanne 6 comprend un circuit de commande de fermeture 6F et un circuit de commande d'ouverture 60 comprenant des composants similaires, comme montré à la figure 6.

Ainsi, chacun des circuits 6F et 60 comprend un transistor npn 60F, 600 à émetteur à la masse, un relais ayant une bobine 61F, 610 connectée en parallèle avec une diode 62F, 620, et une résistance 63F, 630 reliant une borne de commande PA3, PA5 du microcontrôleur à la base du transistor 60F, 600.

L'anode de la diode 62F, 620 est reliée au collecteur du transistor 60F, 600. La cathode de la diode 62F, 620 est portée directement à la tension continue Vcc et à travers un condensateur 64F, 640 à la masse.

Au repos, les relais 61F et 610 maintiennent ouverts des contacts 65F et 650 ayant une borne commune reliée à la masse à travers la bobine de l'électrovanne bistable EV, et ayant d'autres bornes portées respectivement à la tension de fermeture +VE et à la tension d'ouverture -VE fournies par le circuit d'alimentation 1.

Lorsque la sortie PA3 du microcontrôleur 20 passe à l'état haut brièvement, par exemple pendant une impulsion logique de commande de fermeture IF de quelques millisecondes, le transistor 60F devient momentanément passant pour mettre au travail le relais 61F et ainsi fermer le contact 65F, ce qui produit une impulsion de fermeture positive +IF pour faire basculer l'électrovanne EV au premier état, dit état de fermeture. Cet état de fermeture stable peut être bref lorsqu'il est suivi d'une impulsion logique de commande d'ouverture IO par la sortie de microcontrôleur PA5 lors d'un va-et-vient cyclique de fermeture-ouverture toutes les FO = 8 heures, ou être maintenu lorsque le nombre d'unité de volume d'eau
NUV interne au microcontrôleur 20 est égal à zéro, et tant qu'un autre crédit n'a pas été lu dans le badge d'usager BA. Comme déjà dit, l'état de fermeture d'électrovanne est également commandé par une coupure du secteur détectée par le détecteur 3, ou une coupure de la liaison de compteur LI détectée par le circuit 512.

Une impulsion de quelques centaines de millisecondes à la sortie PA5 du microcontrôleur 20 débloque momentanément le transistor 600 qui met au travail le relais 610, lequel ferme le contact 650 de manière à inverser le courant dans la bobine de l'électrovanne par rapport à l'état de fermeture précédent, et à ainsi ouvrir l'électrovanne EV. En général, cet état d'ouverture de l'électrovanne est long, c'est-à-dire dure pendant toute la consommation du crédit d'unité de volume d'eau enregistré dans la mémoire 21, à l'exception des fermetures-ouvertures périodiques de l'électrovanne toutes les FO = 8 heures, et n'est interrompu que par une coupure de secteur ou une coupure de la liaison LI avec le compteur CO.

En se référant à nouveau à la figure 2, le microcontrôleur 20 présente 4 ports parallèles PAO à
PA7, PBO à PB7, PCO à PC8 et PDO à PD7.

Le premier port comprend, outre les bornes PA3 et PA5 déjà citées et deux bornes PA6 et PA7 inutilisées, les trois bornes suivantes.

Une première borne de sortie PAO transmet des données numériques cryptées à une entrée de données à transmettre DT du circuit transcepteur de données 4, lesquelles données après modulation d'amplitude seront transmises au badge BA via la liaison infrarouge IR.

Deux bornes de sortie PA1 et PA2 sont reliées respectivement dans l'unité d'affichage 7, aux bases de transistors npn en émetteur commun 70V et 70R à travers des résistances 71V et 71R pour commander des voyants, tels que des diodes électroluminescentes DV et DR de couleurs différentes, par exemple verte et rouge. Chaque diode DR, DV est en série avec une résistance de collecteur respective 72V, 72R entre une borne à la tension continue Vcc = 3 V et le collecteur du transistor respectif 70V, 70R.

A l'état logique haut, la borne PA1 excite la diode LED DV afin de confirmer à l'usager que son badge présenté devant le circuit transcepteur de données 4 a été chargé avec un crédit d'unité de volume prédéterminé CUV et pourra être déchargé dans la mémoire 21 après sollicitation d'un boutonpoussoir BP. Le crédit CUV peut atteindre en pratique 99999 unités de volume, soit 99,999 m3, et est associé à un bit de validation INV = "1" dans la mémoire du badge.

L'autre diode LED DR est excitée par l'état logique haut à la borne de sortie PA2 dans les cas suivants. Lorsque le microcontrôleur ne reconnaît pas le numéro d'identification NBA du badge d'usager mémorisé dans le badge présenté devant le circuit transcepteur 4, la diode DR est allumée pendant cinq secondes. Après que le microcontrôleur ait reconnu le numéro NBA du badge de l'usager et si le crédit d'unité de volume CUV du badge de l'usager a déjà été écrit dans la mémoire 21 et donc lorsque le badge de l'usager est déjà débité, la diode DR clignote pendant cinq secondes, le badge ayant reçu le bit d'invalidation INV = "O" transmis par le microcontrôleur après écriture du crédit CUV en mémoire 21.

Enfin les diodes DV et DR restent allumées simultanément pendant la présentation d'un badge particulier, dit badge de contrôle, que possède un contrôleur de la société gérant l'immeuble. Le numéro d'identification NBC du badge de contrôle est mémorisé dans toutes les mémoires 21 des dispositifs de gestion d'eau chaude surveillés par ladite société. Le contrôleur lit les informations suivantes contenues dans la mémoire 21 sur un afficheur à cristal liquide LCD dans l'unité d'affichage 7 par pressions successives sur le bouton-poussoir BP
- le numéro NBO du boîtier de contrôle BO,
- le numéro NBA du badge d'usager BA qui est appairé au numéro de boîtier NBO, ce qui interdit l'utilisation du boîtier BO avec un badge d'un autre usager,
- le dernier crédit d'unité de volume d'eau CUV lu dans le badge d'usager BA, et
- le reste RW d'unités de volume d'eau à consommer.

La borne de sortie PA4 du microcontrôleur est reliée à une borne d'entrée de réveil RE d'un circuit d'émission infrarouge 41 inclus dans le circuit transcepteur de données 4 afin de transmettre en permanence un signal de réveil périodique SR de puissance élevée à tout badge présenté à une distance suffisante de quelques mètres du boîtier BO. Par exemple le signal de réveil SR présente une trame de période PR = 283 ms dans laquelle des impulsions de porteuse de période 18,18 ps (fréquence FR=55 kHz) sont transmises pendant 500 ps puis sont suivies d'un long silence, comme montré en haut et à droite dans la figure 4. Comme cela apparaîtra plus loin, la période de réveil PR définit également le cycle du programme principal de fonctionnement du microcontrôleur 20.

Le second port du microcontrôleur comprend, outre les bornes PBO à PB3 du bus BM desservant la mémoire EEPROM 21 et la borne d'entrée PB5 reliée à la sortie du circuit de détection d'impulsion 51, des bornes de sortie PB4, PB6 et PB7.

La borne PB4 applique un signal de coupure d'alimentation à l'état haut à une borne d'entrée CP du circuit 40 (figure 4) en réponse à la fin d'une communication d'échange de données avec un badge BA de manière à mettre en état de veille la plupart des circuits dans le boîtier BO.

Les bornes PB6 et PB7 commandent une remise à zéro RS, c'est-à-dire un effacement, et une écriture de données E dans l'afficheur à cristal liquide LCD, en correspondance avec des adresses de segment produites par le microcontrôleur à travers le port de sortie PCO à PC7. L'afficheur LCD affiche quasiment en permanence le nombre RW d'unités de volume d'eau restant à consommer. Il possède au moins deux lignes de caractère pour afficher également des messages à l'intention de l'usager, tels que "ATTENTION RESTE X M3, RECHARGER VOTRE BADGE", lorsque le reste d'unités de volume d'eau à consommer est inférieur à un seuil minimal prédéterminé, etc.

Seulement les trois premières bornes PDO à PD2 sont utilisées dans le quatrième port du microcontrôleur, les autres bornes PD3 à PD7 étant à la masse.

La borne d'entrée PDO reçoit d'une sortie DR du circuit transcepteur 4 (figure 4) un signal de données qui est transmis par le badge BA, puis démodulé dans le circuit transcepteur 4, afin de le décrypter et le traiter dans le microcontrôleur 20.

La borne d'entrée PD1 et reliée à une borne de contact du bouton-poussoir BP polarisée à travers une résistance 73 à la tension continue Vcc, l'autre borne de contact du bouton-poussoir étant à la masse.

La borne d'entrée PD2 est reliée, comme déjà dit, à la sortie du circuit de détection de coupure de liaison de compteur 52.

Le microcontrôleur 20 possède encore
- une borne d'entrée inverse RESET qui réinitialise le microcontrôleur chaque fois qu'une sortie RST du circuit transcepteur 4 transmet une impulsion de réinitialisation, c'est-à-dire à la mise sous tension du boîtier de contrôle BO, pour que le microcontrôleur retourne au début d'un programme principal d'instructions
- des bornes d'alimentation VPP et OSC2 portées directement et à travers une résistance à la tension continue Vcc, et
- une borne d'entrée d'horloge OSC1 recevant un signal d'horloge d'une sortie CLX d'une base de temps incluse dans le circuit 40.

Le circuit transcepteur de données 4 montré à la figure 4 est destiné à transmettre en permanence le signal de réveil SR pour réveiller tout badge présenté à quelques centimètres du boîtier BO, à moduler et transmettre des données à un badge réveillé présenté à quelques centimètres du boîtier
BO, à recevoir et démoduler des données lues dans le badge, et à commander l'alimentation continue de la plupart des circuits inclus dans le boîtier de contrôle BO.

Le circuit transcepteur de données 4 comprend essentiellement un modulateur d'amplitude 400 et un démodulateur d'amplitude 401 intégrés avec une base de temps 402-403, un moyen de commande d'alimentation 405-406 et un régulateur de tension 407 dans le circuit 40 qui est un circuit intégré analogique/numérique pour application spécifique
ASIC, ainsi qu'un circuit d'émission infrarouge 41 et un circuit de réception infrarouge 42.

La base de temps est composée d'un oscillateur 402 à quartz 404 et de diviseurs de fréquence 403 produisant divers signaux d'horloge. En particulier un signal d'horloge HD pour des données au débit de 38,4 kbit/s est fourni au modulateur 400 et au démodulateur 401, ainsi qu'à un circuit de temporisation 405 et au microcontrôleur 20 par la borne de sortie CLX. Un signal à la fréquence porteuse de modulation des données FP, typiquement égale à 460,8 kHz, est fourni au modulateur 400 et au démodulateur 401.

Le moyen de commande d'alimentation 405-406 contribue à réduire la consommation électrique des circuits dans le boîtier, et aussi à augmenter leur durée de vie. A cet effet, le circuit de temporisation 405 commande périodiquement toutes les
DA = PR/2 ms, à travers un circuit de contrôle d'alimentation 406, alternativement l'alimentation et la coupure d'alimentation de la plupart des circuits dans le boîtier BO, excepté après une coupure du secteur électrique signalée par un passage à l'état haut de la borne CA du circuit de contrôle d'alimentation. La durée DA est supérieure à la durée maximale DC d'une communication entre les microprocesseurs dans le boîtier et le badge. La fin d'une communication est signalée au circuit de temporisation 405 par le microcontrôleur 20 via la borne CP afin que le circuit de temporisation prenne comme référence temporelle la fin de la communication pour les périodes suivantes DA. Le circuit de temporisation 405 réinitialise alors le microcontrôleur 20 par la borne RST.

Lorsque le circuit de temporisation 405 initialise une période d'alimentation en tension, le circuit de contrôle 406 autorise directement une alimentation en tension continue de la base de temps 40, du modulateur 400 et du démodulateur 401, ainsi que du régulateur 407. En fonction de la tension continue déjà régulée VR produite par le circuit d'alimentation 1 (figure 3), via la borne VB, le régulateur 407 fournit la tension Vcc = 3 V via la borne VA à la plupart des circuits dans le boîtier
BO, tels que les circuits 2, 3, 5 et 7, et via une borne VC, une tension de polarisation à 2 V pour le circuit de réception infrarouge 42.

Le modulateur 400 reçoit un signal de données numérique crypté du microcontrôleur 20 via la borne
DT pour le moduler en amplitude par la porteuse de fréquence FP en un signal de données modulé SD via une borne de sortie EM. Le signal de données est composé de mots numériques correspondant notamment à un échange protocolaire avec le badge BA au début d'une communication avec celui-ci, puis à des commandes telles que lecture du numéro de badge d'usager NBA, d'un bit de validation INV = "1" et du crédit d'unité de volume d'eau CUV chargé dans le badge, et écriture d'un mot d'invalidation INV = "0" dans le badge en fin de communication, et mise en sommeil du badge à la libération de la communication.

Dans le circuit d'émission infrarouge 41, le signal de données modulé SD est appliqué à la base d'un transistor npn 410 à émetteur à la masse, à travers une résistance 411 et un condensateur 412 en parallèle. Le collecteur du transistor 410 est relié à travers une résistance 413 à l'anode d'un élément photoémetteur, tel qu'une diode électroluminescente 414, polarisé par la tension régulée VR et dont le courant est modulé par le signal SD ou SR.

Le circuit 41 comprend également un second transistor npn 415 avec un émetteur à la masse, une base reliée à la borne RE à travers une résistance 416 pour recevoir le signal de réveil SR du microcontrôleur 20, et un collecteur relié au collecteur du transistor 410. Comme déjà dit, le signal de réveil périodique SR est émis par la diode 414 normalement en permanence sous la commande du microcontrôleur 20, sauf pendant une communication avec le badge, la réinitialisation du microcontrôleur s'effectuant via le circuit de temporisation 405 en fin de communication. Sachant que le badge BA doit être réveillé par le signal de réveil SR afin que dans le badge une source de tension permanente alimente un moyen de traitement de données lorsque le badge est à une distance de quelques centimètres du boîtier BO, et avant que le signal de données SD soit émis lorsque le badge est proche de quelques centimètres du boîtier BO, le signal de réveil SR a une puissance crête moyenne nettement plus élevée que celle du signal de données SD.

Le circuit de réception infrarouge 42 comprend un élément photorécepteur, tel qu'une photodiode 420, qui est connecté en parallèle avec une combinaison série comprenant la jonction base-émetteur d'un transistor npn 421, une résistance 422 et un condensateur 423 en parallèle, et un circuit oscillant composé d'un condensateur 424 et d'une inductance 425 tous deux reliés à la masse et à l'anode de la photodiode 420.

La photodiode 420 avec la diode photoémettrice 414 sont logées sous une portion transparente d'une face du boîtier de contrôle BO, de préférence la face supérieure FS (figure 1) ou la face verticale accessible du boîtier, afin que le badge BA puisse être présenté devant celle-ci.

La cathode de la photodiode 420 est reliée à la base du transistor 421 et à une borne d'une résistance de polarisation 426 dont l'autre borne avec le collecteur du transistor 421 est reliée à la borne de sortie VC du régulateur 407 à 4,5 V. Un signal de données SDB émis par le badge et résultant d'une modulation d'amplitude d'un signal de données numérique par une porteuse à la fréquence FP = 460,8 kHz est filtré par le circuit oscillant 424-425 accordé à la fréquence FP.

Le signal de données filtré SDB est appliqué par la borne commune aux composants 422 à 425 à l'entrée du démodulateur 401 à travers un condensateur de couplage 427, une borne d'entrée REC du circuit 40 et un préamplificateur 409. Le démodulateur 401 stabilise l'amplitude du signal de données reçu SDB par une amplification à gain variable commandée par une borne VG reliée au collecteur du transistor 421 via une résistance 428, puis élimine la porteuse FP pour fournir un signal de données reçu démodulé au microcontrôleur 20 via la borne de sortie DR.

Le circuit électronique implanté dans le badge autonome portatif programmable à infrarouge DA est montré sous forme de bloc-diagramme à la figure 7.

Celui-ci comprend essentiellement un moyen de commande d'alimentation 8 et un moyen de traitement de données 9 recevant et émettant des données par liaison infrarouge IR.

Le moyen de commande d'alimentation 8 dans le badge connecte le moyen de traitement de données 9 à une source de tension 80, telle qu'une pile de 3 V intégrée dans le badge, dès que le badge BA est à une distance suffisante du boîtier BA, c'est-à-dire dès qu'une puissance suffisante du signal de réveil SR émis par la diode LED 414 est reçue par un élément photorécepteur, tel que photodiode 81 dans le badge.

Dans ces conditions, le moyen de traitement de données 9 n'est alimenté quasiment que pendant des communications avec le boîtier électronique BO, ce qui minimise la consommation électrique des circuits électroniques implantés dans le badge et augmente la durée de vie de ceux-ci.

Le moyen de commande d'alimentation 8 est du type de celui décrit dans la demande de brevet FR-A2665008 intitulée Dispositif à infra-rouge comportant une fonction réveil de l'alimentation .

Il comprend en entrée un circuit accordé à la fréquence FR = 55 kHz des impulsions du signal de réveil et composé d'un condensateur 82 et d'une inductance 83 connectés en parallèle avec la photodiode 81. En pratique, la photodiode 81 est remplacée par plusieurs photodiodes en série.

Une borne du circuit oscillant 82-83 connectée à l'anode de la photodiode 81 est reliée à la masse à travers un condensateur 84 de 1,5 zF, et également à travers une combinaison série composée d'une résistance élevée 90 de 10 Mohm, d'une seconde photodiode 91 et d'une résistance plus faible 92 de 330 kOhm dans le moyen de traitement et d'émission de données 9. La borne positive de la source de tension 80 est également reliée à l'anode de la photodiode 81 à travers la jonction émetteur-base d'un transistor pnp 85 ayant un collecteur et une base reliés.

L'autre borne du circuit oscillant 82-83 connectée à la cathode de la photodiode 81 est reliée à une borne d'entrée d'un circuit de réveil 86 constituée par la base d'un transistor pnp 860. L'émetteur du transistor 860 est relié à la borne positive de la source d'alimentation 80 directement, et à la base du transistor 860 par un condensateur 861.

Le transistor 860 est bloqué tant que le circuit accordé 82-83 ne fournit pas un courant suffisant via le transistor 85, lorsque la photodiode 81 n'est pas suffisamment éclairée. Dès que la photodiode 81 reçoit assez d'énergie du signal de réveil SR depuis la diode photoémettrice 414 dans le boîtier BO et court-circuite le circuit oscillant 82-83 alors accordé sur la fréquence de réveil FR, le transistor 860 est débloqué pour décharger le condensateur 861 puis débloque un transistor-interrupteur 862 dans le circuit de réveil. La jonction émetteur-collecteur du transistor 862 relie alors la borne positive de la source de tension 80 à une borne de tension de sortie continue 863 du circuit de réveil qui alimente les autres circuits dans le badge ainsi "réveillés".

Le moyen de commande d'alimentation 8 comprend également un circuit de mise en sommeil 87 qui est commandé par le moyen de traitement de données 9 lors de la libération d'une communication par le badge.

Dans ce cas, le condensateur 861 dans le circuit de réveil est rechargé et le transistor-interrupteur 862 est bloqué, ce qui met en état de "sommeil" les autres circuits électroniques dans le badge.

Le moyen de traitement de données 9 dans le badge BA est organisé d'une manière similaire à l'unité centrale 2 et le circuit transcepteur de données 4 dans le boîtier BO. Un microprocesseur 93 gère les fonctionnalités du badge selon un programme d'instructions préenregistré en mémoire interne, et est connecté à une mémoire non volatile EEPROM 94 dans laquelle sont enregistrés le numéro de badge d'usager NBA ou le numéro de badge de contrôle NBC, le crédit d'unité de volume CW, et le mot de validation INV = "1" lorsque CUV w O et le mot d'invalidation INV = "O" lorsque CUV = O. Une base de temps 95 analogue à celle 402-403-408 dans le circuit transcepteur de données du boîtier fournit un signal d'horloge au microprocesseur 90 ainsi que le signal d'horloge à la fréquence porteuse FP à un circuit de réception infrarouge et de démodulation d'amplitude 96 et un circuit de modulation d'amplitude et d'émission infrarouge 97.

Dès que le microprocesseur 93 et les autres circuits 94 à 97 sont alimentés par la borne 863 du circuit de réveil, le microcontrôleur 93 établit une communication avec le microcontrôleur de boîtier 20 via les circuits 96 et 97. Le circuit 97 est analogue à l'ensemble 400-41 dans le circuit transcepteur de données (figure 4). Dans le circuit 97, un signal de données crypté numérique du microprocesseur 93 module la porteuse de fréquence FP produite par la base de temps 95 en le signal de données modulé SDB émis par un élément photoémetteur, tel qu'une diode photoémettrice 98.

En sens inverse, le signal de données modulé SD émis par la photodiode 414 est reçu par la photodiode 91 reliée aux bornes d'entrée du circuit 96 qui démodule le signal de données SD pour le décrypter et traiter dans le microprocesseur 93. Le circuit 93 est du même type que l'ensemble 42-409-401 dans le circuit transcepteur de données (figure 4). Lorsque le microcontrôleur 20 dans le boîtier BO décide d'interrompre la communication, par exemple en réponse à une fin normale de communication succédant à l'écriture du mot d'invalidation INV = "O" dans la mémoire 94, ou en réponse à une coupure de secteur ou de liaison de compteur LI, le circuit 96 détecte un signal de libération de communication LIB afin que le microprocesseur 93 commande la mise en sommeil du badge à travers le circuit 87.

Le programme principal des opérations essentielles exécutées sous la commande du microcontrôleur 20 du boîtier de contrôle BO est montré dans l'organigramme d'étapes E01 à E62 aux figures 8 et 9. Un sous-programme indépendant contrôlant notamment des premier et second décompteurs d'horloge ou temporisateurs DHR et DHFO internes au microcontrôleur 20 sera décrit plus loin en référence à la figure 10. Par exemple, les deux décompteurs d'horloge progressent par pas de quelques millisecondes caractérisant la période de ce sousprogramme.

L'organigramme débute par trois étapes EO1, E02 et E03 au cours desquelles les mémoires, registres et temporisateurs internes dans le microcontrôleur 20 sont réinitialisés, et en particulier le nombre d'unité de volume NW et le compte intermédiaire NI d'impulsions d'unité de volume I W sont remis à zéro, le contenu de l'afficheur LCD est effacé, et le reste d'unité de volume RUV qui est encore à consommer est lu dans la mémoire EEPROM 21 pour le transférer dans le registre-décompteur interne NW, à la suite d'une mise sous tension du boîtier lors de son installation, ou après une intervention succédant à une coupure de secteur ou une coupure de la liaison
LI avec le compteur d'eau CO.

A l'étape suivante El, si le nombre d'unité de volume NW n'est pas nul, et si à l'étape E20, le nombre NW a été décrémenté au moins d'une unité dans le sous-programme, c'est-à-dire si depuis le dernier cycle du programme principal le microcontrôleur 20 a reçu XI impulsions d'unité de volume IUV du compteur d'eau CO, XI étant au moins égal à 1, le nombre NUV =
NUV-XI est affiché dans l'afficheur LCD à l'étape
E21. Si le nombre décrémenté NW est nul à l'étape
E22, l'usager a épuisé son crédit d'unité de volume ; l'écoulement d'eau chaude est arrêté dans la conduite
CC en fermant l'électrovanne EV et par suite la vanne hydraulique VH à l'étape E23. Par contre, si le nombre NUV n'est pas nul, des unités de volume d'eau restent encore à consommer et l'électrovanne EV demeure ouverte ou est ouverte à l'étape E24.

Dans ces deux dernières alternatives, comme lorsque le nombre XI est égal à zéro et le nombre NW n'est pas à décrémenter à l'étape E20, l'état de la liaison LI entre le compteur d'eau CO et l'interface 5 est analysé à l'étape E3 grâce au circuit de détection de coupure de liaison 52. Si l'entrée PD2 du microcontrôleur 20 passe de l'état haut à l'état bas, en réponse à une coupure dans la liaison LI, le microcontrôleur 20 commande la fermeture de l'électrovanne EV par l'application d'une impulsion
IF au circuit de commande de fermeture 6F à l'étape
E31 ; le programme principal est arrêté et la conduite d'eau chaude CC ne sera réouverte qu'après passage du contrôleur et réparation et réinitialisation du dispositif de gestion à l'étape
EO1.

Si aucune coupure de la liaison LI n'est détectée par le circuit 52, ou lorsque le nombre NW d'unités de volume à consommer est égal à zéro à l'étape El, le microcontrôleur 20 attend à l'étape E4 l'expiration de la période de trame de réveil en cours PR = 283 ms signalée par la mise à zéro du premier décompteur d'horloge DHR décrémenté dans le sous-programme pour procéder au début de la prochaine période PR à un échange de données avec un badge eventuellement présenté devant le boîtier BO aux étapes suivantes E5 à E62 montrées à la figure 9.

A l'étape E5, la sortie PA4 du microcontrôleur 20 transmet périodiquement une trame de signal impulsionnel de réveil SR (figure 4) qui est modulée dans le circuit 40 et émise par le circuit d'émission infrarouge 41 et qui est susceptible d'être captée par un badge. Si à l'étape E51, le microcontrôleur 20 du boîtier BO ne reçoit en réponse à la trame de signal de réveil émise aucun signalement de badge, selon l'échange protocolaire préprogrammé dans le microcontrôleur 20 et les microprocesseurs 93 des badges, le programme revient à l'étape E20 lorsque le second décompteur d'horloge DHFO décrémenté dans le sous-programme n'a pas décompté la durée périodique de va-et-vient d'électrovanne en cours FO = 8 heures à l'étape E510. Si le contenu du second décompteur
DHFO est égal à zéro, la durée FO est écoulée à l'étape E510, et le microcontrôleur 20 procède à une commande en va-et-vient de l'électrovanne EV pour destruction de calcaire à l'étape E511. Le microcontrôleur produit des impulsions successives IO et IF pour ouvrir et fermer l'électrovanne EV lorsque celle-ci a été fermée à l'étape précédente E23, ou produit des impulsions successives IF et IO pour fermer et ouvrir l'électrovanne EV lorsque celle-ci est ouverte après l'étape E24. Dans ces deux cas d'absence de badge, le programme retourne à l'étape
E20.

Lorsque le microcontrôleur 20 a détecté la présence d'un badge à l'étape E51, il lit les paramètres NBA et INV dans la mémoire EEPROM 94 du badge. Si le numéro d'identification de badge lu n'est pas celui NBA associé au numéro d'identification de boîtier NBO ou celui NBC d'un badge de contrôle à l'étape E52, la borne PA2 du microcontrôleur commande l'excitation du voyant rouge
DR pendant cinq secondes à l'étape E520 pour signaler que le badge présenté ne peut être utilisé pour créditer un volume d'unité d'eau dans le boîtier, et le programme retourne à l'étape E20. Lorsque le badge est identifié comme contenant le numéro de badge d'usager NBA ou le numéro de badge de contrôle NBC, le microcontrôleur 20 traite ensuite le bit INV à l'étape E53. Lorsque INV = "0", le crédit d'unité de volume CUV du badge d'usager a déjà été lu dans la mémoire 94 ; le microcontrôleur 20 signale l'invalidation du badge d'usager en commandant le clignotement du voyant rouge DR pendant cinq secondes à l'étape E530 pour inviter l'usager du badge à faire recharger le badge avec un crédit d'unité de volume, et le programme revient à l'étape E20.

Après que le microcontrôleur 20 ait lu à l'étape
E53 un bit INV = "1" dans la mémoire 94 du badge présenté, le microcontrôleur excite à la fois les voyants rouge et vert DR et DR à l'étape E540 lorsque le numéro d'identification lu est celui NBC d'un badge de contrôle à l'étape E54. Le contrôleur sonde alors le contenu de la mémoire 21 en sollicitant le bouton-poussoir BP pour lire successivement les paramètres NBO, NBA, CUV et RW sur l'afficheur LCD à l'étape E541, et le programme revient à l'étape E20.

Lorsque le badge présenté contient le numéro d'usager NBA correspondant au boîtier BO et un bit
INV = "1", la borne PA1 du microcontrôleur 20 excite le voyant vert DV pendant cinq secondes à l'étape E6.

Après fermeture du contact du bouton-poussoir BP par l'usager, le microcontrôleur 20 transmet à travers le modulateur 400 et le circuit 41 un ordre de lecture au badge BA afin que dans celui-ci le microprocesseur 93 lise le crédit d'unité de volume d'eau CUV dans la mémoire 94 et le transmette au boîtier BO via le circuit de modulation et d'émission infrarouge 97 à l'étape E60. Le microcontrôleur 20 inscrit le crédit CUV dans la mémoire 21, et met à jour le reste RW dans la mémoire 21 et le nombre NW dans le registredécompteur interne en leur additionnant le crédit lu CUV à l'étape E60. Puis le microcontrôleur 20 invalide le badge d'usager BA en commandant le retour à "O" du bit INV dans la mémoire de badge 94 à l'étape E61 afin d'interdire toute utilisation du badge jusqu'à un prochain enregistrement de crédit dans le badge. Finalement à l'étape E62, le nouveau nombre NUV NW + CUV d'unités de volume d'eau chaude à consommer est indiqué à l'usager dans l'afficheur LCD, et le programme revient à l'étape
E20.

En référence à la figure 10, un sous-programme d'interruption comprenant des étapes SPOO à SP1 est également exécuté par le microprocesseur 20 dans le boîtier BO et peut interrompre à tout instant le programme principal montré aux figures 8 et 9 qui, après déroulement du sous-programme est de nouveau exécuté là où il a été interrompu. Le sous-programme comprend des étapes SPOO à SP15.

Lorsqu'à l'étape SPOO, une interruption extérieure survient, par exemple une coupure de secteur signalée par le circuit de détection 3 ou une coupure de la liaison LI avec le compteur d'eau CO signalée par le circuit de détection 52, le microprocesseur 20 possède une durée d'autonomie DS = 20 ms pour sauvegarder le nombre NW d'unités de volume encore à consommer juste avant la coupure à l'étape SPO1, c'est-à-dire pour écrire le nombre NUV en tant que reste RW dans la mémoire non volatile 21. Simul l'étape SP07. Lorsque NBI = NI-1 à l'étape suivante SP08, le microcontrôleur 20 sauvegarde ce compte accumulé d'impulsion d'unité de volume d'eau dans la mémoire EEPROM 21 en soustrayant le nombre NI au reste d'unité RUV à l'étape SP09, le registrecompteur NBI étant remis à zéro lors de la détection de la prochaine impulsion IUV. Le sous-programme revient alors au programme principal.

Si aucune impulsion d'unité de volume IW n'est détectée à l'étape SP03, ou si le nombre NUV d'unités de volume restant à consommer est égal à zéro à l'étape SP05, ou si le registre-compteur interne NBI est différent de NI-1 = 29, le contenu du premier décompteur d'horloge DHR relatif à la période de réveil en cours PR = 283 ms est lu dans le microcontrôleur 20. Si le premier décompteur d'horloge est à zéro et donc si la période de réveil en cours PR = 283 ms est écoulée à l'étape SP10, un bit de fin de période de réveil est produit à l'étape
SP11 pour commander le passage de l'étape E4 à l'étape E5 dans le programme principal afin que le microcontrôleur 20 produise le signal de réveil SR au début de la période suivante PR à l'étape E5, puis charge le premier décompteur d'horloge. Le premier décompteur d'horloge DHR est décrémenté d'une unité à l'étape SP12, si la période de réveil en cours PR n'a pas expiré.

Que la période PR soit écoulée ou non à l'étape SP10, le microcontrôleur 20 surveille également le contenu du second décompteur d'horloge, c'est-à-dire l'expiration de la durée de fermeture-ouverture FO = 8 heures à l'étape SP13. Si le second décompteur d'horloge est à zéro et donc si la durée en cours FO a expiré, un bit de fin de durée de fermetureouverture est produit à l'étape SP14 afin que le microcontrôleur commande la fermeture-ouverture ou l'ouverture-fermeture de l'électrovanne EV à l'étape
E511 ainsi que le chargement du second compteur d'horloge. Si la durée en cours FO n'est pas écoulée, le second décompteur d'horloge est décrémenté d'une unité à l'étape SP15. Puis, dans tous les cas, le sous-programme retourne au programme principal.

Selon une seconde réalisation montrée à la figure 11, le boîtier électronique de contrôle est adapté pour lire des données dans un badge à couplage magnétique et pour transmettre des données au badge par couplage infrarouge. Dans cette seconde réalisation, le boîtier possède des circuits équivalents à ceux montrés à la figure 1. Le microcontrôleur 20a dans l'unité centrale 2a présente des liaisons avec les autres circuits qui sont sensiblement modifiées. Le circuit transcepteur de données 4a comprend tous les circuits montrés à la figure 4, sauf les moyens de réception 42, 409 et 401 qui sont remplacés par une interface de lecture 43.

Le circuit ASIC 40a selon cette réalisation est analogue au circuit 40 (figure 4) sans l'amplificateur 409 et le démodulateur 401.

L'interface de lecture 43 comprend un lecteur de carte magnétique 430 devant lequel est présenté le badge à couplages magnétique et infrarouge. Le lecteur 430 comporte cinq bornes, deux étant des bornes d'alimentation respectivement à la masse et à la tension Vcc et trois autres bornes PBA, TD et C étant des bornes de sortie reliées à des bornes respectives PD5, PD4 et PD3 du microcontrôleur 20a à travers des circuits d'inversion à transistor 431, 432 et 433. La borne PBA transmet un signal logique de présence de badge chaque fois qu'un badge à couplage magnétique est appliqué devant le lecteur 430. La borne de transmission de données TD transmet notamment des signaux protocolaires, et les paramètres NBA ou NBC, CUV et INV mémorisés en mémoire non volatile dans le badge. La borne CLK transmet un signal d'horloge.

Au niveau du microcontrôleur 20a, la borne PDO est mise à la terre, et la borne PA6 est reliée à un effaceur de badge à couplage magnétique 44 à travers un circuit d'amplification à transistor 441.

Enfin, selon une autre variante non représentée, les circuits d'émission et réception infrarouge 41 et 42 dans le circuit transcepteur de données 4 montré à la figure 4 sont remplacés par des circuits d'émission et réception à radiofréquence pour communiquer par couplage radioélectrique avec un badge également muni de circuits d'émission et réception à radiofréquence remplaçant les moyens d'émission et réception infrarouge 97-98, 81-82-84 et 91-96 dans le badge montré à la figure 7.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de gestion de l'écoulement d'un fluide dans une conduite d'alimentation de fluide (CC) comprenant un moyen de réglage d'écoulement de fluide dans la conduite et un compteur d'unité de volume de fluide (CO) en aval du moyen de réglage dans la conduite, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen portatif autonome (BA) contenant un crédit d'unité de volume de fluide (CW), et un moyen de contrôle de consommation de fluide (BO) pour lire le crédit dans le moyen portatif à travers un moyen de couplage (IR) afin de l'additionner (E60) à un nombre restant d'unités de volume de fluide à consommer (NUV) et pour détecter des impulsions d'unité de volume de fluide (IW) produites par le compteur (CO) afin de décrémenter (SP04) d'une unité le nombre restant d'unité de volume (NW) en réponse à chaque impulsion d'unité de volume détectée (IW) et maintenir ouvert (E24) le moyen de réglage (VH, EV) tant que le nombre restant (NW) n'est pas nul.

2 - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réglage d'écoulement de fluide comprend une électrovanne bistable (EV) située dans une conduite de second fluide sous pression (CF) et commandée électriquement par le moyen de contrôle (BO), et une vanne hydraulique (VH) située en amont du compteur (CO) dans la conduite d'alimentation de fluide (CC) et ouverte par la pression du second fluide dans la conduite de second fluide (CF) lorsque l'électrovanne (EV) est ouverte.

3 - Dispositif conforme à la revendication 2 caractérisé par un obturateur (OB) de l'électrovanne (EV) comportant au moins une arête (AR) perpendiculaire à la direction de déplacement de l'obturateur.

4 - Dispositif conforme à la revendication 2 ou 3, dans lequel le moyen de contrôle (BO) comprend un moyen (20, 6, SP15, FO) pour fermer et ouvrir périodiquement l'électrovanne (EV) lorsque le nombre restant (NUV) n'est pas nul et pour ouvrir et fermer périodiquement l'électrovanne (EV) lorsque le nombre restant (NW) est nul.

5 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par un moyen (3) pour détecter une coupure d'alimentation électrique du moyen de contrôle (BO) afin que le moyen de contrôle sauvegarde (SPO1) dans une mémoire non volatile (21) le nombre restant d'unité de volume (RW = NUV) et ferme (SP02) le moyen de réglage d'écoulement de fluide (VH, EV) en réponse à la coupure d'alimentation électrique détectée.

6 - Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé par un moyen (130, 312, 406) pour maintenir l'alimentation électrique du moyen de contrôle (BO) pendant une durée prédéterminée (DS) succédant à la coupure d'alimentation électrique détectée.

7 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen de contrôle (BO) comprend un moyen (51) pour détecter les impulsions d'unité de volume (I W) produites par le compteur (CO), un registre-décompteur (20, NUV) pour y additionner le crédit (CW) lu dans le moyen portatif (BA) et y décompter les impulsions d'unité de volume détectées (IW), un registre-compteur (20,

NBI) pour y compter les impulsions d'unité de volume détectées (I W) modulo un nombre prédéterminé (NI), une mémoire non volatile (21) contenant un reste d'unité de volume de fluide à consommer (RUV), un moyen (BP, 4, 20) pour écrire dans la mémoire le crédit (CW) lu dans le moyen portatif (BA) et l'additionner au reste d'unité de volume (RW) dans la mémoire (21) et au contenu du registre-décompteur (20, NUV), un moyen (3, 20, 21) pour remplacer dans la mémoire (21) le reste d'unité de volume (RUV) par le contenu (NUV) du registre-décompteur en réponse à une coupure d'alimentation électrique du moyen de contrôle (BO), et un moyen (20, 21) pour soustraire le nombre prédéterminé (NI) au reste d'unité de volume (RW) dans la mémoire lorsque le contenu du registre-compteur atteint le nombre prédéterminé (NI).

8 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par un moyen (52) pour détecter une coupure dans une liaison électrique (LI) transmettant les impulsions d'unité de volume (IUV) du compteur (CO) vers le moyen de contrôle (BO) afin que le moyen de contrôle (BO) ferme le moyen de réglage d'écoulement de fluide (VH, EV) en réponse à la coupure dans ladite liaison électrique.

9 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par un moyen (20,

E52) pour lire un premier numéro d'identification (NBA) dans le moyen portatif (BA) afin de l'identifier par correspondance avec un numéro d'identification (NBO) du moyen de contrôle (BO), un moyen (20, E53) pour détecter un mot de validation (INV = "1") dans le moyen portatif identifié afin de vérifier que le moyen portatif contient un crédit d'unité de volume (CW) non nul, un moyen (20, BP, 4,

E60) pour lire le crédit non nul dans le moyen portatif en réponse au mot de validation détecté, et un moyen (20, E61) pour écrire un mot d'invalidation (INV = "O") dans le moyen portatif après lecture du crédit non nul (CW) dans le moyen portatif.

10 - Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé par un moyen (20, E52-E54) pour reconnaître un second moyen portatif contenant un second numéro d'identification (NBC) différent du premier numéro d'identification (NBA), et un moyen (BP, 20, LCD) pour lire au moins l'un des paramètres comprenant le premier numéro d'identification (NBA), le numéro d'identification (NBO) du moyen de contrôle (BO), le crédit d'unité de volume (CUV) et le nombre restant d'unité de volume (NW ou RUV) dans une mémoire non volatile (21) du moyen de contrôle après que le second moyen portatif ait été reconnu.

11 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le moyen de couplage est du type à infrarouge bidirectionnel (414-81-91, 98-420).

12 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le moyen de couplage comprend un moyen de couplage magnétique (430, 44) pour transmettre des données (TD) du moyen portatif (BA) vers le moyen de contrôle (20a) et pour commander des effacements de données par le moyen de contrôle dans le moyen portatif, et un moyen de couplage à infrarouge (414, 81, 91) pour transmettre des données du moyen de contrôle (20a) vers le moyen portatif (BA).