FR2894361A1

FR2894361A1 - Procede de detection au demarrage pour un detecteur de mouvements et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede

Info

Publication number: FR2894361A1
Application number: FR0553676A
Authority: FR
Inventors: Vincent Woelffel; Pascal Sauer
Original assignee: Hager Controls SAS
Current assignee: Hager Controls SAS
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2007-06-08

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de détection au démarrage pour un détecteur de mouvements à base de capteurs infrarouges passifs, comportant essentiellement une phase d'initialisation (A) et une phase de détection (B).Procédé caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à scruter en permanence une présence, inclusivement pendant la phase d'initialisation (A) du détecteur, par analyse du signal de sortie du capteur infrarouge de ce dernier puis, après une inhibition initiale de la détection, de durée réduite, à permettre un démarrage du détecteur pendant ladite phase d'initialisation (A), en cas de détection, un basculement automatique en phase de détection normale (B) étant effectué à la fin de la durée normale d'initialisation.L'invention est plus particulièrement applicable dans le domaine des appareillages pour l'automatisation du confort dans l'habitat et le tertiaire.

Description

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des appareillages

pour l'automatisation du confort dans l'habitat et le tertiaire, à savoir notamment la lumière, le chauffage, la climatisation et l'alarme, en particulier des détecteurs de mouvements à base de capteurs infrarouges passifs et a pour objet un procédé de détection au démarrage pour de tels détecteurs. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Actuellement, les capteurs des détecteurs de ce type présentent généralement une chaîne d'amplification, dont le temps de stabilisation de la tension de sortie, après des petites coupures de l'alimentation secteur, à savoir de l'ordre de 200 ms, peut varier entre dix et trente secondes. Il s'ensuit qu'après une telle coupure la détection est inhibée pendant une temporisation fixe et qu'il est nécessaire d'attendre au moins trente secondes avant de pouvoir détecter à nouveau un mouvement. En effet, les capteurs pyro-électriques utilisés dans ces détecteurs génèrent une charge électrique en réponse à une variation de température et leur signal de sortie, qui est représentatif d'un mouvement, se traduit par une très faible variation de tension, à savoir de l'ordre de quelques microvolts, de sorte qu'une large amplification de ce signal est nécessaire pour permettre son traitement. En outre, les effets de l'environnement sur le capteur, tels que les fluctuations de température, les courants d'air, les ondes radio, et autres, doivent être atténués pour éviter les fausses détections. Pour obvier à ces inconvénients il a été proposé de ne réaliser qu'une amplification et un filtrage des fréquences représentatives du mouvement d'un corps humain, à savoir celles comprises entre 0,1 Hz et 1Hz, au moyen d'un montage à filtres passe-haut et passe-bas à base de résistances et de condensateurs et d'amplificateurs opérationnels. Une telle combinaison d'amplificateurs à fort gain et de filtres passe-bande impose des valeurs de résistances et de condensateurs élevées. Il en résulte un temps de stabilisation de la chaîne d'amplification, directement lié au temps de charge des condensateurs. Ce -2- temps est donc directement fonction de la valeurs des résistances et des condensateurs et est généralement de l'ordre de 20 secondes. En cas de coupure de quelques secondes ou d'une micro-coupure inférieure à 1 seconde, les condensateurs ne se déchargent pas totalement, de sorte qu'au rétablissement de la tension, la stabilisation de celle-ci s'effectuera plus rapidement, à savoir généralement en moins de 10 secondes. Il se pose donc un problème de rapidité de détection après une microcoupure, notamment afin de rétablir le plus rapidement possible les dispositifs de sécurité, tels que les moyens assurant un éclairage temporaire, les alarmes ou analogues, en mettant à profit le gain de temps résultant de la stabilisation plus rapide de la tension. En effet, avec le principe de fonctionnement appliqué actuellement, les temporisations sont généralement réglées à 30secondes, voire à 1 minute, de sorte que le détecteur ne réagit qu'à la fin de la temporisation. Il s'ensuit que, quelle que soit la durée de la coupure et, en particulier, dans le cas d'une micro-coupure, la commande de l'appareillage relié au détecteur ne pourra être effectuée qu'après écoulement de toute la durée de temporisation.

La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des dispositifs existant en proposant un procédé de détection au démarrage pour de tels détecteurs, qui permet de réduire considérablement la durée d'inhibition de la détection après une coupure de courant de courte durée. A cet effet, le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à scruter en permanence une présence, inclusivement pendant la phase d'initialisation du détecteur, par analyse du signal de sortie du capteur infrarouge de ce dernier puis, après une inhibition initiale de la détection, de durée réduite, à permettre un démarrage du détecteur pendant ladite phase d'initialisation, en cas de détection, un basculement automatique en phase de détection normale étant effectué à la fin de la durée normale d'initialisation. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé caractérisé en ce qu'il est constitué par un détecteur comportant au moins un capteur infrarouge et un étage d'amplification et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge et par une unité de contrôle et de commande d'auxiliaires, reliée à une alimentation électrique. -3-L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est un organigramme reproduisant les différentes phases du procédé conforme à l'invention ; les figures 2 et 3 sont des chronogrammes de la tension en phase d'initialisation du procédé, respectivement sans présence et avec présence; la figure 4 est un chronogramme de la tension en phase de détection de présence normale ; la figure 5 est un schéma par blocs du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, et la figure 6 est un schéma électrique de l'étage d'amplification et de filtrage du dispositif. La figure 1 des dessins annexés représente, à titre d'exemple, un organigramme de fonctionnement d'un détecteur de mouvements à base de capteurs infrarouges passifs mettant en oeuvre un procédé de détection au démarrage comportant essentiellement une phase d'initialisation A et une phase de détection B. Au démarrage, après une coupure de courant de courte durée, le détecteur est dans une phase d'initialisation ou de charge, au cours de laquelle la détection est inhibée, une charge trop faible empêchant ladite détection. En effet, la durée de la phase d'initialisation ou de charge dépend de la durée de coupure et est proportionnelle à la durée de coupure.

Conformément à l'invention, il est prévu un procédé de détection au démarrage permettant de réduire considérablement l'inhibition de la détection après coupure de courant. A cet effet, ce procédé consiste essentiellement à scruter en permanence une présence, inclusivement pendant la phase d'initialisation A du détecteur, par analyse du signal de sortie du capteur infrarouge de ce dernier puis, après une inhibition initiale de la détection, de durée réduite, à permettre un démarrage du détecteur pendant ladite phase d'initialisation A, en cas de détection, un basculement automatique en phase de détection normale B étant effectué à la fin de la durée normale d'initialisation.

Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est représenté à la figure 5 des dessins annexés et est constitué par un détecteur comportant au moins un capteur infrarouge 1 et un étage 2 d'amplification -4- et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge 1 et par une unité 3 de contrôle et de commande d'auxiliaires 4, 5, reliée à une alimentation électrique 6. L'étage 2 d'amplification et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge 1, représenté à la figure 5 des dessins annexés, est essentiellement constitué par deux amplificateurs opérationnels 7 et 8, montés en cascade , dont le premier, 7, est utilisé en montage non inverseur avec des résistances R3 et R4 assurant un filtrage, respectivement des basses fréquences et des hautes fréquences, le second amplificateur opérationnels 8 étant utilisé en montage inverseur avec des résistances R5 et R6 assurant également, respectivement, un filtrage des basses fréquences et des hautes fréquences. Ainsi, le gain du montage amplificateur non inverseur sera : G1 = 1 + R4/R3, alors que le gain du montage amplificateur non inverseur sera : G2 = R6/R5 et le gain global, en valeur absolue, est d'environ Glx G2 = (1+R4/R3) x (R6/R5). Par ailleurs, l'étage 2 d'amplification et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge 1 comporte un filtre passe-bande, dont le filtre passe-bas est constitué par des condensateurs C3 et C5 associés aux résistances R3 et R5 et dont le filtre passe-haut est constitué par les résistances R4 et R6 associées à des condensateurs C4 et C6. Ce filtre passe-bande est destiné à atténuer les effets de l'environnement sur le capteur infrarouge 1, tels que les fluctuations de température , les courants d'air, les ondes radio, etc.., pour éviter les détections erronées. A cet effet, le filtre passe-bande n'amplifie que les fréquences représentatives préalablement choisies, à savoir, par exemple, d'un corps humain, qui sont généralement comprises entre 0,1 Hz et 10Hz. Le filtrage du signal issu du capteur 1 est donc effectué à l'aide du montage à base des amplificateurs opérationnels 7 et 8 et des filtres passe-bas et passe-haut formés par les condensateurs C3 et C5 associés aux résistances R3 et R5 et par les condensateurs C4 et C6 associés aux résistances R4 et R6. Il convient de rappeler que le capteur infrarouge 1, de type connu, génère une charge électrique en réponse à une variation de température et son signal de sortie est représentatif d'un mouvement et se présente sous forme d'une très faible tension, à savoir de quelques centaines de microvolts, et il est donc nécessaire d'amplifier très largement ce signal en vue de son traitement par l'intermédiaire de l'unité 3 de contrôle et de -5- commande. A cet effet, des valeurs de résistances et de condensateurs élevées sont nécessaires. Pour l'obtention d'un gain important en combinaison avec le filtre passe bande, la fréquence de coupure du filtre passe-bas est avantageusement établie à environ 1 Hz et la fréquence de coupure du filtre passe-haut à environ 10Hz. A titre d'exemple, la fréquence f du filtre passe-bas sera : f= 1/(2x xRXC)= 1/(2xnx 104x22x 106)=0,72Hz,et la fréquence f du filtre passe-haut sera : f= 1/(2xitxRXC)= 1/(2xnx 106x22x 10-9)=7,2Hz. Selon une caractéristique de l'invention et comme le montre l'organigramme de la figure 1, le procédé consiste à inhiber la détection, au début de la phase d'initialisation A, par prévision d'une phase transitoire D de l'ordre d'une seconde correspondant au démarrage du capteur 1 infrarouge, puis par réalisation d'une courte temporisation t, à savoir de l'ordre de quelques secondes, notamment d'environ 5 à 10 secondes, correspondant à la polarisation des amplificateurs opérationnels 7 et 8, périodes pendant lesquelles le signal n'est pas analysé. Cette phase d'inhibition est représentée par l'intervalle Tl sur les chronogrammes des figures 2 et 3 des dessins annexés. Comme le montre la figure 2 des dessins annexés, la charge des condensateurs C3 à C6 se poursuit au-delà de l'intervalle de temps Ti, éventuellement avec un léger creux de tension, jusqu'à atteinte de la tension de repos VR et l'initialisation est définitivement acquise, de manière connue, après une durée prédéterminée T2 réglée par temporisation, par exemple à 30 secondes. Si aucun mouvement n'est détecté, le détecteur sera initialisé et basculera automatiquement en phase de détection normale B. Pendant la charge des condensateurs C3 à C6, la chaîne d'amplification du circuit de charge délivre à sa sortie un signal de saturation correspondant à une tension maximale. Conformément à une autre caractéristique de l'invention et comme le montre le chronogramme de la figure 3 des dessins annexés, le démarrage du détecteur pendant la phase d'initialisation A, en cas de détection après la phase d'inhibition Tl et pendant la fin de la durée normale d'initialisation, est réalisé par constatation préalable d'un changement de pente du signal de charge, consistant en une déviation hors de la tension de repos VR en direction d'une tension de seuil basse TB ou -6- d'une tension de seuil haute TH, et par émission d'un signal d'actionnement d'un auxiliaire 4, 5 commandé par l'unité 3 de contrôle et de commande. Le chronogramme de la figure 4 des dessins annexés représente le fonctionnement du détecteur en situation de détection normale B. Dans un tel cas, par acquisition continue du signal délivré par le capteur infrarouge 1, l'état de ce dernier sera constamment contrôlé et, si le signal varie au-delà des seuils haut TH et bas TB prédéterminés, cette variation est forcément due à un signal du capteur infrarouge 1, et non à un phénomène lié à la mise sous tension, et une commande d'un auxiliaire 4, 5 est délivrée.

Les auxiliaires 4 et 5 se présentent avantageusement sous forme d'une alarme lumineuse ou d'un éclairage 4 et d'un moyen de signalisation 5, par exemple constitué par des diodes électroluminescentes d'indication de l'état de fonctionnement du détecteur. Ainsi, il est par exemple possible de disposer en temps réel d'une information concernant la phase de fonctionnement du détecteur, à savoir s'il est en phase d'inhibition sans détection, d'initialisation avec possibilité de détection ou en phase de détection normale B. Par ailleurs, l'unité 3 de contrôle et de commande est reliée à des moyens de réglage 9 et 10, par exemple de niveau lumineux et de seuil lumineux d'allumage d' une alarme lumineuse ou d'un éclairage 4, ainsi que d'un dispositif 11 de réglage de la temporisation et d'un interrupteur 12 de forçage ou de commande manuelle. Bien entendu, l'unité 3 de contrôle et de commande peut, bien entendu, être reliée à d'autres auxiliaires tels que des moyens de chauffage, de climatisation, ainsi qu'à des moyens complémentaires de réglage spécifique du niveau de commande d'auxiliaires. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser des détecteurs de mouvements à base de capteurs infrarouges passifs permettant une détection plus rapide après un démarrage suite à une microcoupure ou analogue.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection au démarrage pour un détecteur de mouvements à base de capteurs infrarouges passifs, comportant essentiellement une phase d'initialisation (A) et une phase de détection (B), caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à scruter en permanence une présence, inclusivement pendant la phase d'initialisation (A) du détecteur, par analyse du signal de sortie du capteur infrarouge de ce dernier puis, après une inhibition initiale de la détection, de durée réduite, à permettre un démarrage du détecteur pendant ladite phase d'initialisation (A), en cas de détection, un basculement automatique en phase de détection normale (B) étant effectué à la fin de la durée normale d'initialisation.

2. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à inhiber la détection (Ti) au début de la phase d'initialisation (A), par prévision d'une phase transitoire (D) de l'ordre d'une seconde correspondant au démarrage du capteur (1) infrarouge, puis par réalisation d'une courte temporisation (t), à savoir de l'ordre de quelques secondes, notamment d'environ 5 à 10 secondes, périodes pendant lesquelles le signal n'est pas analysé.

3. Procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le démarrage du détecteur pendant la phase d'initialisation (A), en cas de détection après la phase d'inhibition (T 1) et pendant la fin de la durée normale d'initialisation, est réalisé par constatation préalable d'un changement de pente du signal de charge, consistant en une déviation hors de la tension de repos (VR) en direction d'une tension de seuil basse (TB) ou d'une tension de seuil haute (TH), et par émission d'un signal d'actionnement d'un auxiliaire (4, 5).

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est constitué par un détecteur comportant au moins un capteur infrarouge (1) et un étage (2) d'amplification et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge (1) et par une unité (3) de contrôle et de commande d'auxiliaires (4,

5), reliée à une alimentation électrique (6). 5. Dispositif, suivant la revendication (4), caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe-bas de l'étage (2) d'amplification et de filtrage du signal de sortie du capteur infrarouge (1) est avantageusement-8- établie à environ 1Hz et la fréquence de coupure du filtre passe-haut dudit étage (2) d'amplification à environ 10Hz.