FR2931616A1 - Dispositif d'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'eclairage. - Google Patents

Dispositif d'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'eclairage. Download PDF

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Ce dispositif d'alimentation (20) d'un ensemble de dispositifs d'éclairage comprend un ensemble de variateurs de lumière individuels (2) associés chacun à un dispositif d'éclairage (1), lesdits variateurs de lumière individuels (2) délivrant une première consigne de tension variable et comprenant des moyens pour élaborer à partir de ladite première consigne un signal d'alimentation modulé en largeur d'impulsion (13). Il comprend au moins un variateur de lumière général (21) délivrant une deuxième consigne de tension variable et des additionneurs (22) pour additionner lesdites premières et deuxième consignes de tension variables en entrée desdits moyens pour élaborer le signal d'alimentation.

Description

DEMANDE DE BREVET N/Réf: B07-4011 FR - ODE/CRA Société par actions simplifiée dite : ECE
Dispositif d'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'éclairage Invention de : NANEIX Philippe Dispositif d'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'éclairage
L'invention concerne un dispositif d'alimentation pour un ensemble de dispositifs d'éclairage. Un tel dispositif d'alimentation est par exemple destiné à l'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'éclairage servant à l'éclairage ambiant d'un environnement clos, par exemple l'éclairage d'un moyen de transport collectif. La luminosité d'un ensemble de dispositifs d'éclairage est généralement ajustée : - soit à l'aide d'un potentiomètre dédié à chaque dispositif d'éclairage contrôlant un signal d'alimentation modulé PWM ou Pulse Width Modulation en langue anglaise, c'est-à-dire un signal modulé en largeur d'impulsion. Ce potentiomètre est intégré à chaque dispositif d'éclairage pour ajuster la luminosité de chaque dispositif d'éclairage indépendamment les uns des autres ; - soit à l'aide d'un dispositif d'alimentation distribuée par un variateur de lumière commun à l'ensemble des dispositifs d'éclairage. Mais ces dispositifs ne permettent pas à la fois, de régler la luminosité au niveau de chaque dispositif d'éclairage, en fonction du souhait de chaque utilisateur ou de chaque fonction individuelle d'éclairage, et de régler la luminosité générale tout en conservant chaque réglage individuel. Il existe donc un besoin pour un système permettant un réglage général centralisé, ou commun, de la luminosité d'un ensemble de dispositifs d'éclairage, tout en permettant un réglage individuel de la luminosité de chaque dispositif d'éclairage.
L'invention a donc pour objet un dispositif d'alimentation d'un ensemble de dispositifs d'éclairage comprenant un ensemble de variateurs de lumière individuels associés chacun à un dispositif d'éclairage, lesdits variateurs de lumière individuels délivrant une première consigne de tension variable et comprenant des moyens pour élaborer à partir de ladite première consigne un signal d'alimentation modulé en largeur d'impulsion. Ce dispositif comprend au moins un variateur de lumière général délivrant une deuxième consigne de tension variable et des additionneurs pour additionner lesdites premières et deuxième consignes de tension variables en entrée desdits moyens pour élaborer le signal d'alimentation. Grâce à ce dispositif, on peut superposer les signaux des moyens de contrôle individuels associés à chaque dispositif d'éclairage avec le signal général afin de délivrer un signal d'alimentation variable pour chaque dispositif d'éclairage qui comprend les informations de luminosité générale et individuelle. En outre ce dispositif permet d'une part de conserver la possibilité de régler la luminosité de chaque dispositif d'éclairage individuellement et d'autre part, de ne pas imposer une contrainte de réglage de luminosité initiale sur la consigne centralisée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le variateur de lumière général est adapté pour délivrer une deuxième consigne de tension variable bipolaire.
Grâce à l'élaboration d'une tension bipolaire, le dispositif d'alimentation permet de pouvoir régler la luminosité de chaque dispositif d'éclairage individuellement dans les deux sens de variation, à savoir dans un sens d'addition, ce qui augmente la luminosité individuelle et dans un sens de soustraction, ce qui diminue la luminosité individuelle. L'augmentation de luminosité peut aller jusqu'à la luminosité maximale du dispositif d'éclairage individuel et la diminution de luminosité peut aller jusqu'à l'extinction totale du dispositif d'éclairage individuel. Selon encore une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, ledit variateur de lumière général comprend un compteur délivrant un signal numérique et un convertisseur pour convertir ledit signal numérique en signal analogique de consigne de tension variable.
Le dispositif d'alimentation peut en outre comprendre un encodeur connecté audit compteur pour ajuster ladite consigne de tension variable. Avantageusement, lesdits variateurs de lumière individuels comprennent un potentiomètre pour délivrer ladite première consigne de tension variable. Les variateurs de lumière individuels peuvent encore comprendre un comparateur pour convertir ladite première consigne de tension variable en signal d'alimentation.
Selon encore une autre caractéristique, ledit comparateur comprend une loi de variation lumineuse linéaire liant le signal d'alimentation et ladite première consigne de tension variable. Mais, en variante, ledit comparateur peut comprendre une loi de variation lumineuse exponentielle liant le signal d'alimentation et ladite première consigne de tension variable. Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet un système d'éclairage comprenant un ensemble de dispositifs d'éclairage et un dispositif d'alimentation tel que défini ci-dessus pour l'alimentation desdits dispositifs d'éclairage.
Les variateurs de lumière individuels peuvent chacun être intégrés à un dispositif d'éclairage. Un tel système permet de fournir un dispositif d'alimentation simple et moins coûteux et qui est adapté pour des dispositifs d'éclairage préalablement équipés d'un variateur de luminosité individuel intégré. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'éclairage équipé d'un variateur de lumière individuel ; - la figure 2 est une courbe représentant la variation de la luminosité d'un dispositif d'éclairage avec un variateur de lumière individuel selon la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma synoptique d'un dispositif d'éclairage relié à un dispositif d'alimentation comprenant un variateur de lumière individuel et un variateur de lumière général ; et - la figure 4 est une courbe représentant la variation de la luminosité d'un dispositif d'éclairage avec un dispositif d'alimentation selon la figure 3. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un dispositif d'éclairage 1 conformément à l'état de la technique.
Le dispositif d'éclairage 1 comprend des LEDs 3, ou Lightemitting diodes en langue anglaise, c'est-à-dire des diodes électroluminescentes, produisant une intensité lumineuse 4 à partir d'un courant électrique d'alimentation. Le courant d'alimentation est issu d'un dispositif d'alimentation comprenant un variateur de lumière individuel 2 comportant un potentiomètre 5 relié à une masse 6, un comparateur 8 et un transistor 9. Le potentiomètre 5 délivre une consigne de tension variable Cons_1 transmise au comparateur 8. Cette consigne de tension Cons1 varie entre une tension minimum V,2~n et une tension maximum Vmax qui est supérieure à ladite tension minimum Vmin. Le comparateur 8 compare la consigne de tension Cons_1 avec un signal 11 en dents de scie pour délivrer un signal 13 modulé en largeur d'impulsion, noté PWM, au transistor 9, destiné à alimenter les LEDs 3, dont l'émetteur est relié à une masse 15, le collecteur est relié à l'une des LEDs 3 et la base reçoit le signal 13 modulé en largeur d'impulsion. Le comparateur 8 convertit la consigne de tension Cons 1, issue du potentiomètre 5, en un signal d'alimentation PWM tel que lorsque la consigne de tension est égale à la valeur de la tension minimum Vmin, la luminosité générée par le signal d'alimentation PWM est nulle et lorsque la consigne de tension est égale à la valeur de la tension maximum Vmax, la luminosité générée par le signal d'alimentation PWM est maximum.
La consigne de tension Cons_1 variant de la valeur V,2~n à Vmax, la luminosité émise par les LEDs 3 varie donc entre la valeur nulle et la valeur maximum. Cette variation de luminosité peut varier de manière linéaire ou exponentielle suivant les caractéristiques du comparateur 8, elle dépend de la loi de variation implémentée dans ledit comparateur. Sur la figure 2, on a représenté la variation de la luminosité d'un dispositif d'éclairage avec un variateur de lumière individuel selon la figure 1. Dans cet exemple, la loi de variation implémentée dans le comparateur 8 est une loi exponentielle. L'abscisse x représente la variation de la consigne de tension Cons 1, qui varie entre V,2~n et max. L'ordonnée y représente la variation de l'intensité lumineuse 4, notée L, en pourcentage d'intensité maximum et varie de 0% à l00%. La courbe 30 représente donc la variation de l'intensité lumineuse 4 en fonction de la valeur de la consigne de tension Cons 1, c'est-à-dire en fonction du réglage du potentiomètre 5. I1 est possible de faire varier le potentiomètre 5 entre deux positions de butée et °max. On a représenté certaines positions du potentiomètre, comme par exemple les positions °min, A, B, C et amax. L'intensité lumineuse 4 évolue donc selon la courbe 30 en passant par les points de coordonnées suivants 0min(Vmin, 0), A(Vmax/4, La), B(Vmax/2, Lb), C(3 Vmax/4, Lc) et Omax(Vmax, 100). Comme on le conçoit, la luminosité émise par les LEDs 3 n'est réglée que localement. On a représenté sur la figure 3, sur laquelle des éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références numériques, un dispositif d'alimentation permettant de pallier cet inconvénient. Sur cette figure 3, on a représenté schématiquement un dispositif d'éclairage 1, tel que décrit à la figure 1, relié à un dispositif d'alimentation 20 comprenant un variateur de lumière individuel 2, similaire à celui décrit à la figure 2, et un variateur de lumière général 21. Bien que sur cette figure 3 seul un dispositif d'éclairage 1 a été représenté, le système illustré est destiné, par exemple, à l'éclairage d'un environnement clos, tel que l'habitacle d'un véhicule de transport en commun, d'un avion, ... Ainsi, le système comporte un ensemble de dispositifs d'éclairage 1 comprenant plusieurs LEDs ou tout autre moyen de produire une intensité lumineuse 4 à partir d'un courant électrique d'alimentation. Chaque dispositif d'éclairage est ainsi réglable localement par un utilisateur, mais également de manière globale, sous la commande du variateur de lumière générale pilotant de manière simultanée l'ensemble des dispositifs d'éclairage.
Le dispositif d'alimentation 20 comprend un additionneur 22 servant à additionner une première tension de consigne élaborée par le potentiomètre 5 et une deuxième tension de consigne élaborée par le variateur de lumière général 21. Pour élaborer cette deuxième tension de consigne, le variateur de lumière général 21 comprend un encodeur 23, un compteur 24 et un convertisseur numérique/analogique 25. A la mise sous tension, le compteur 24 est chargé à une tension égale à Vmax/2 appelée pré-charge. L'encodeur 23 commande le compteur 24 et permet de faire compter ou décompter, suivant un sens de rotation choisi, le compteur 24 chargé lors de la mise sous tension.
Le compteur 24 transmet un signal numérique de tension en direction du convertisseur 25. Le convertisseur convertit ensuite ce signal numérique, issu du compteur 24, en une consigne de tension variable bipolaire Cons_2, qui varie entre les valeurs -Vmax/2 et +Vmax/2, et transmet ladite consigne Cons2 en direction de l'additionneur 22.
L'encodeur 23 est un encodeur de type binaire et permet de faire varier la consigne de tension Cons_2 de la valeur -Vmax/2 à la valeur +Vmax/2. Lorsque l'on fait varier l'encodeur dans un sens de rotation positif, la consigne de tension Cons2 varie entre 0 et +Vmax/2 et lorsque l'on fait varier l'encodeur dans un sens de rotation négatif, la consigne de tension Cons_2 varie entre 0 et -Vmax/2. L'encodeur 23 permet donc de faire évoluer la consigne de tension Cons_2 dans un sens croissant, si le sens de rotation est positif, et dans un sens décroissant, si le sens de rotation est négatif.
L'additionneur 22 permet d'additionner la première consigne de tension Cons_1 issue du potentiomètre 5 du variateur de lumière individuel 2 avec la deuxième consigne de tension Cons_2 issue du convertisseur 25 du variateur de lumière général 21. La première consigne de tension Cons 1 variant de V,2~n à Vmax, comme décrit précédemment à la figure 1, l'addition des deux consignes de tension Cons 1 et Cons 2 permet de délivrer une consigne résultante de tension Cons Res variant de la valeur Vmin-Vmax/2 à la valeur Vmax+Vmax/2.
Cette consigne de tension résultante Consres est ensuite comparée, par le comparateur 8, au signal 11 en dents de scie pour générer le signal d'alimentation PWM destiné à alimenter les LEDs 3. La tension d'alimentation 13 peut être une tension continue d'amplitude variable ou une tension modulée PWM.
Dans une variante, la consigne de tension variable Cons2 peut être une tension unipolaire, auquel cas le seul réglage du potentiomètre 5 entraînerait une augmentation possible d'intensité lumineuse mais ne pourrait pas diminuer l'intensité lumineuse en dessous d'un seuil fixé par ladite consigne de tension variable Cons 2.
Sur la figure 4, on a représenté la variation de la luminosité d'un dispositif d'éclairage avec un dispositif d'alimentation selon la figure 3. Dans cet exemple, la loi de variation implémentée dans le comparateur 8 est une loi exponentielle. L'abscisse x représente la variation de la consigne de tension résultante Cons Res, qui varie entre Vmin-Vmax/2 et Vmax+Vmax/2. L'ordonnée y représente la variation de l'intensité lumineuse 4 en pourcentage d'intensité maximum et varie de 0% à 100%. La courbe 31 représente donc la variation de l'intensité lumineuse 4 en fonction de la valeur de la consigne de tension Cons Res, c'est-à-dire en fonction du réglage du potentiomètre 5 et du réglage de l'encodeur 23. I1 est possible de faire varier le potentiomètre 5 entre deux positions de butée 9m~n et amax, et de faire varier l'encodeur 23 de manière à délivrer une consigne de tension Cons_2 variant entre les valeurs -Vmax/2 et +Vmax/2. On a représenté certaines positions du potentiomètre, comme par exemple les positions °min, A, B, C et °max. L'intensité lumineuse 4 évolue donc selon la courbe 31 en passant par les points de coordonnées suivants °min(Vm~n, 0), A( Vmax/4, La), B(Vmax/2, Lb), C(3 Vmax/4, Lc) et Omax(Vmax, 100).
Sur la figure 4, la position notée C du potentiomètre 5 de coordonnées (3 Vmax/4, Lc) correspond à une position pour laquelle le dispositif d'éclairage délivre une intensité lumineuse égale à Lc% de l'intensité maximum et pour laquelle la première consigne de tension Cons_1 est égale à 3 Vmax/4 et la deuxième consigne de tension Cons_2 est nulle. Le réglage de l'encodeur 23 permet de faire varier la consigne de tension résultante Cons_Res de la valeur 3 Vmaxl4-Vmaxl2 = Vmax/4 à la valeur 3 Vmaxl4+Vmaxl2 = 5 Vmax/4. Cette variation de la consigne de tension résultante est représentée par un interval 32 sur la figure 4. La consigne de tension résultante variant de la valeur Vmaxl4 à la valeur 5 Vmax/4, l'intensité lumineuse 4 varie donc selon la courbe 31 de la valeur La%, correspondant à la consigne de tension Vmaxl4, à la valeur 100% correspondant à la consigne de tension 5 Vmax/4. Depuis la position C du potentiomètre 5, on ne peut pas éteindre complètement le dispositif d'éclairage 1 avec seulement le réglage général de l'encodeur 23, il faudra pour cela agir sur le potentiomètre 5. On peut également à partir du point C(3 Vmaxl4, Lc) faire varier l'intensité lumineuse 4 en faisant varier le potentiomètre 5 entre la position et la position °max. Grâce à un dispositif d'alimentation 20 décrit à la figure 2, on peut agir de manière générale sur les dispositifs d'éclairage par l'intermédiaire d'un encodeur 23 et conserver la possibilité d'ajuster individuellement les luminosités de chaque dispositif d'éclairage par l'intermédiaire d'un potentiomètre 5.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation (20) d'un ensemble de dispositifs d'éclairage comprenant un ensemble de variateurs de lumière individuels (2) associés chacun à un dispositif d'éclairage (1), lesdits variateurs de lumière individuels (2) délivrant une première consigne de tension variable et comprenant des moyens pour élaborer à partir de ladite première consigne un signal d'alimentation modulé en largeur d'impulsion (13), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un variateur de lumière général (21) délivrant une deuxième consigne de tension variable et des additionneurs (22) pour additionner lesdites premières et deuxième consignes de tension variables en entrée desdits moyens pour élaborer le signal d'alimentation.
  2. 2. Dispositif d'alimentation (20) selon la revendication 1, dans lequel le variateur de lumière général (21) est adapté pour délivrer une deuxième consigne de tension variable bipolaire.
  3. 3. Dispositif d'alimentation (20) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ledit variateur de lumière général (21) comprend un compteur (24) délivrant un signal numérique et un convertisseur (25) pour convertir ledit signal numérique en signal analogique de consigne de tension variable.
  4. 4. Dispositif d'alimentation (20) selon la revendication 3, comprenant un encodeur (23) connecté audit compteur (24) pour ajuster ladite consigne de tension variable.
  5. 5. Dispositif d'alimentation (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits variateurs de lumière individuels (2) comprennent un potentiomètre (5) pour délivrer ladite première consigne de tension variable.
  6. 6. Dispositif d'alimentation (20) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits variateurs de lumière individuels (2) comprennent un comparateur (8) pour convertir ladite première consigne de tension variable en signal d'alimentation.
  7. 7. Dispositif d'alimentation (20) selon la revendication 6, dans lequel ledit comparateur (8) comprend une loi de variation lumineuse linéaire liant le signal d'alimentation (13) et ladite première consigne de tension variable.
  8. 8. Dispositif d'alimentation (20) selon la revendication 6, dans lequel ledit comparateur (8) comprend une loi de variation lumineuse exponentielle liant le signal d'alimentation (13) et ladite première consigne de tension variable.
  9. 9. Système d'éclairage comprenant un ensemble de dispositifs d'éclairage, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alimentation (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour l'alimentation desdits dispositifs d'éclairage.
  10. 10. Système d'éclairage selon la revendication 9, dans lequel lesdits variateurs de lumière individuels (2) sont chacun intégrés à un dispositif d'éclairage (1).
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