FR2943089A1

FR2943089A1 - Control module for opening frame of roof of building i.e. glasshouse, has controller connected to sensor and magnet, where states of sensor and magnet correspond to application of frame on fixed frame and positions of frames, respectively

Info

Publication number: FR2943089A1
Application number: FR0901087A
Authority: FR
Inventors: Christian Diabas
Original assignee: Innovation du Batiment SAS
Current assignee: Innovation du Batiment SAS
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-17
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: FR2943089B1

Abstract

The module has a drive pinion (2) for driving a maneuver rack (3) of an opening frame. A gear motor (2A) is connected to a controller i.e. microprocessor (4), controlling power supply of the motor and connected to an inclinometer formed of an accelerometer (6), an electronic card (7) and a digital to analog converter (8) integrated to the frame. The controller is connected to a trip sensor e.g. flexible reed switch (9), and a permanent magnet (10), where states of sensor and magnet correspond to an application of revolving the frame on a fixed frame and positions of the frames, respectively.

Description

1 La présente invention concerne un module de commande d'un ouvrant notamment un ouvrant de serre à axe horizontal. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Des bâtiments, notamment des serres, comportent des ouvrants pivotants, à axes horizontaux, pour obturer, ouvrir et entrouvrir de manière déterminée des ouvertures d'aération en fonction de paramètres tels que la chaleur ou l'humidité régnant à l'intérieur du bâtiment, ou en fonc- tion des conditions météorologiques externes. La manoeuvre de chacun de ces ouvrants est en général effectuée au moyen d'un moteur électrique (motoréducteur) qui entraîne en rotation un arbre commun qui attaque plusieurs crémaillères courbes solidaires par une de leurs extrémités du châssis de l'ouvrant. Dans certaines installations, le contrôle du moteur est en boucle ouverte c'est-à-dire que le degré d'ouverture d'un ouvrant dépend d'un temps d'alimentation du moteur. Un blocage du moteur ou de la transmission entre le moteur et l'ouvrant peut ainsi passer inaperçu, ce qui peut poser des problèmes importants. Dans d'autres installations, les moteurs sont contrôlés par un asservissement à boucle de rétroaction portant sur la position angulaire de l'ouvrant. Le signal utilisé pour la rétroaction est par exemple généré par un potentiomètre ou un compte tours disposé en bout de l'arbre de sortie du motoréducteur. Cependant, en cas de casse dans la chaîne de transmission mécanique en aval du potentiomètre, cet asservissement ne permet pas de garantir que l'ou- vrant a atteint la position désirée. On connaît enfin des installations dans lesquel- les on utilise au moins un inclinomètre disposé directement sur le châssis de l'ouvrant. Ainsi, quel que soit l'état de la transmission mécanique, il est possible de connaître, à tout moment, la position angulaire de l'ouvrant, et on peut 2 ainsi détecter une défaillance dans la chaîne de transmission ou l'organe d'actionnement si la position ainsi déterminée ne correspond pas à la position désirée. Il reste cependant dans ces dernières installa- tions, un problème mal résolu, à savoir celui de la détection précise de l'état de fermeture de l'ouvrant. Il faut en effet mentionner que la dimension perpendiculaire à l'axe de pivotement d'un ouvrant est très différente d'une installation à l'autre. En conséquence, pour une distance identique parcourue par la crémaillère un ouvrant court (mesuré dans cette direction perpendiculaire) aura balayé un angle beaucoup plus important qu'un ouvrant long. La précision de l'indication de position par l'inclinomètre étant relative, elle sera d'autant plus petite (une plus grande imprécision) que l'ouvrant sera long car l'angle balayé peut être relativement faible. Cette imprécision ne permet pas, notamment pour un ouvrant long, d'arrêter correctement le motoréducteur de manœuvre dans l'état de fermeture de l'ouvrant qui est reconnu atteint par l'inclinomètre alors qu'il peut subsister un interstice entre châssis dormant et châssis ouvrant, préjudiciable par exemple au chauffage du volume intérieur de la serre (per-tes de calories vers l'extérieur) ou alors que l'effort d'application de l'ouvrant sur le dormant peut être trop important et conduire à des déformations parasites de l'installation. BUT DE L'INVENTION La présente invention se propose d'améliorer les installations qui mettent en œuvre des inclinomètres en ap-30 portant au contrôleur une information directe quant à la position de l'ouvrant au contact du châssis dormant. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Ainsi, la présente invention a pour objet un module de commande pour la manœuvre du châssis ouvrant 35 d'obturation contrôlée d'une ouverture délimitée par un 3 châssis dormant, comprenant un arbre d'entraînement d'une crémaillère de manoeuvre du châssis ouvrant issu d'un moto-réducteur, lequel motoréducteur comporte un contrôleur de son alimentation électrique relié à au moins un inclinomè- tre solidaire de l'ouvrant, caractérisé en ce que le contrôleur est également relié à un capteur de fin de course dont un état correspond à l'application du châssis mobile sur le châssis dormant et dont un autre état correspond à toute les autres positions relatives des deux châs- sis. Le contrôleur qui comprend de manière connue un microprocesseur, est ainsi à même, par une fonction logique simple, d'arrêter l'alimentation du moteur, quelle que soit l'information délivrée par l'inclinomètre si le capteur de fin de course est ou passe dans son état qui correspond à la fermeture par l'ouvrant de l'ouverture qu'il doit occulter ou découvrir. Dans cet état du capteur de fin de course, le microcontrôleur ne peut que permettre l'alimentation du motoréducteur dans le sens de l'ouverture de l'ouvrant. La prise en compte de ce paramètre supplémentaire par le microcontrôleur donne au module de commande une faculté d'adaptation très simple à la commande de n'importe quel type d'ouvrant pivotant (autour d'un axe central ou situé sur l'un des bords de l'ouverture) et notamment quelle que soit sa dimension. On rappelle en effet que la précision de l'inclinomètre influence de manière d'autant plus importante la précision de la position angulaire de l'ouvrant que la variation d'inclinaison est faible entre deux positions angulaires extrêmes donc que l'ouvrant est de grandes dimensions. On comprend que la précision de l'indication de cette position par l'inclinomètre peut ne pas être suffi- sante pour arrêter la course de fermeture au bon moment et donc laisser subsister une ouverture résiduelle avec les 4 inconvénient liés à cet interstice ou appliquer le châssis ouvrant sur le dormant avec une force d'application qui croit brutalement, qui fait naître dans la structure des contraintes importantes et qui les entretient jusqu'à la prochaine manœuvre en sens inverse de l'ouvrant avec une surcharge de motoréducteur en fin de course de fermeture, conduisant à une usure prématurée de l'installation. En outre, comme le module de commande de l'invention a vocation à être appliqué à tous les types d'ouvrants pivotants, il sera équipé du capteur de fin de course de manière à satisfaire même les applications où sa présence serait moins utile. Dans un mode préféré de réalisation, le capteur de fin de course est inclus dans un support commun avec l'inclinomètre. Cette disposition permet de prévoir un groupement en faisceau des liaisons électriques pour les signaux émis par l'inclinomètre et le capteur de fin de course. D'autres caractéristiques et avantages de 20 l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation à titre non limitatif. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : 25 - la figure 1, illustre par une vue en coupe perpendiculaire à son axe de pivotement, deux ouvrants aux-quels est destiné le module de commande de l'invention, - la figure 2 est un bloc-diagramme de ce module de commande du pivotement de l'ouvrant de la figure 1. 30 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, un ouvrant 1 est ici monté pivotant selon un axe horizontal X1 sur le toit T d'un bâtiment, par exemple une serre. Un organe d'actionne- ment, ici un pignon 2 accouplé à un motoréducteur représen- 35 té en 2A sur la figure 2, agit sur une crémaillère 3 dont une extrémité est solidaire de l'ouvrant 1. Le motoréducteur est ici commandé par un contrôleur, comprenant un microprocesseur, du degré d'ouverture de l'ouvrant du bâti-ment implanté dans un module de contrôle des ouvrants. The present invention relates to a control module of an opening including a sash greenhouse horizontal axis. BACKGROUND OF THE INVENTION Buildings, in particular greenhouses, comprise pivotally opening sashes with horizontal axes for shutting off, opening and ajarly opening ventilation apertures according to parameters such as the heat or humidity prevailing at a time. inside the building, or depending on external weather conditions. Maneuvering each of these openings is generally performed by means of an electric motor (geared motor) which rotates a common shaft which attacks several curved racks integral with one of their ends of the frame of the opening. In some installations, the control of the motor is in open loop, that is to say that the degree of opening of an opening depends on a motor supply time. Blocking the engine or transmission between the engine and the sash can go unnoticed, which can cause significant problems. In other installations, the motors are controlled by servo feedback loop on the angular position of the opening. The signal used for the feedback is for example generated by a potentiometer or a rev counter placed at the end of the output shaft of the geared motor. However, in case of breakage in the mechanical transmission chain downstream of the potentiometer, this servocontrol does not make it possible to guarantee that the blank has reached the desired position. Finally, installations are known in which at least one inclinometer is used arranged directly on the frame of the opening. Thus, whatever the state of the mechanical transmission, it is possible to know, at any moment, the angular position of the opening, and thus it is possible to detect a failure in the transmission chain or the transmission member. actuation if the position thus determined does not correspond to the desired position. However, there remains in these latter installations a problem that is badly solved, namely that of the precise detection of the closing state of the door. It must indeed be mentioned that the dimension perpendicular to the pivot axis of an opening is very different from one installation to another. Consequently, for an identical distance traveled by the rack a short opening (measured in this perpendicular direction) will have swept a much larger angle than a long opening. The accuracy of the position indication by the inclinometer is relative, it will be even smaller (greater inaccuracy) that the opening will be long because the scanned angle can be relatively small. This inaccuracy does not allow, especially for a long opening, to properly stop the gearmotor maneuvering in the closing state of the opening which is recognized reached by the inclinometer while there may remain a gap between the frame and opening frame, detrimental for example to the heating of the interior volume of the greenhouse (calorie losses to the outside) or while the effort of application of the opening on the frame can be too important and lead to deformations parasites of the installation. OBJECT OF THE INVENTION The present invention proposes to improve the installations which implement inclinometers by providing the controller with direct information as to the position of the opening in contact with the fixed frame. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION Thus, the subject of the present invention is a control module for the operation of the opening frame 35 for controlled closure of an opening delimited by a fixed frame, comprising a drive shaft of a rack operating the opening frame from a geared motor, which geared motor comprises a controller of its power supply connected to at least one inclinometer integral with the leaf, characterized in that the controller is also connected to a final sensor race whose state corresponds to the application of the mobile frame on the sleeping frame and whose other state corresponds to all the other relative positions of the two frames. The controller which comprises in known manner a microprocessor, is thus able, by a simple logic function, to stop the power supply of the motor, whatever the information delivered by the inclinometer if the limit switch is or passes in its state which corresponds to the closing by the opening of the opening which it must conceal or discover. In this state of the end-of-travel sensor, the microcontroller can only allow the power supply of the gearmotor in the direction of the opening of the opening. The taking into account of this additional parameter by the microcontroller gives the control module a very simple ability to adapt to the control of any type of pivoting leaf (around a central axis or located on one of the edges of the opening) and in particular regardless of its size. It is recalled that the accuracy of the inclinometer influences all the more important the accuracy of the angular position of the opening that the inclination variation is low between two extreme angular positions so that the opening is large. dimensions. It is understood that the accuracy of the indication of this position by the inclinometer may not be sufficient to stop the closing stroke at the right moment and thus leave a residual opening with the 4 drawbacks related to this gap or apply the frame opening on the frame with a force of application which suddenly increases, which gives rise to important constraints in the structure and which maintains them until the next maneuver in the opposite direction of the opening with a gear motor overload at the end of the race closing, leading to premature wear of the installation. In addition, since the control module of the invention is intended to be applied to all types of pivoting openings, it will be equipped with the limit switch so as to satisfy even applications where its presence would be less useful. In a preferred embodiment, the end-of-travel sensor is included in a common support with the inclinometer. This arrangement makes it possible to provide a bundling of the electrical connections for the signals emitted by the inclinometer and the end-of-travel sensor. Other features and advantages of the invention will emerge from the description given below of an example of its non-limiting embodiment. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference is made to the accompanying drawings in which: FIG. 1 illustrates, by a sectional view perpendicular to its axis of pivoting, two openings for which the control module of the invention is intended; Figure 2 is a block diagram of this control module of the pivoting of the opening of Figure 1. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to Figure 1, an opening 1 is here pivotally mounted along a horizontal axis X1 on the roof T of a building, for example a greenhouse. An actuator, here a pinion 2 coupled to a geared motor shown at 2A in Figure 2, acts on a rack 3 whose one end is integral with the opening 1. The geared motor is here controlled by a controller, comprising a microprocessor, the opening degree of the opening of the frame-ment implanted in an opening control module.

Comme représenté schématiquement à la figure 2, le micro-processeur 4 génère une consigne de position angulaire de l'ouvrant 1 à partir d'informations telles que la température ou l'humidité régnant à l'intérieur de la serre, les conditions météorologiques extérieures, provenant de cap- teurs spécifiques reliés au dispositif de contrôle (soit directement, soit via un réseau de communication) ou simplement à la suite d'une programmation manuelle de cette consigne. Le microprocesseur 4 est adapté à mettre en oeuvre un asservissement à boucle de rétroaction portant sur la position angulaire a de l'ouvrant 1. A cet effet, et de façon classique, le microprocesseur calcule une différence entre la consigne de position angulaire et une position angulaire mesurée de l'ouvrant 1. La différence constitue un signal de commande de l'actionnement du motoréducteur de façon que ce dernier fasse pivoter l'ouvrant 1 jusqu'à ce que sa position angulaire mesurée soit égale à la consigne de position angulaire. La position angulaire de l'ouvrant 1 est mesurée à l'aide d'un inclinomètre monté directement sur l'ouvrant 1. Ainsi que cela est visible à la figure 1, l'inclinomètre est ici inclus dans un boîtier 5 surmoulé étanche, rapporté sur le châssis de l'ouvrant 1 par tout moyen approprié. L'utilisation d'un inclinomètre présente plusieurs avantages : - l'inclinomètre fournit une information représen- tative de la position angulaire de l'ouvrant en mesurant une accélération dans le champ de gravité terrestre, ce qui rend l'information complètement indépendante de la position angulaire du motoréducteur. Ainsi, il est toujours possible de connaître la position réelle de l'ouvrant, même si le motoréducteur ou la transmission entre le motoréducteur et 6 l'ouvrant sont défaillants; - l'inclinomètre est un composant très simple et peu onéreux et insusceptible d'usure; on pourra par exemple utiliser l'inclinomètre ADXL 103 de la société ANALOG DEVICE ; - la mise en œuvre des inclinomètres ne nécessite aucun réglage. Le logiciel de contrôle peut être prévu pour étalonner automatiquement les signaux issus des inclinomètres. As shown diagrammatically in FIG. 2, the microprocessor 4 generates an angular position reference of the opening 1 from information such as the temperature or the humidity prevailing inside the greenhouse, the external weather conditions , coming from specific sensors connected to the control device (either directly or via a communication network) or simply following a manual programming of this instruction. The microprocessor 4 is adapted to implement a feedback loop feedback on the angular position a of the opening 1. For this purpose, and conventionally, the microprocessor calculates a difference between the angular position setpoint and a position measured angle of the opening 1. The difference constitutes a control signal of the actuation of the geared motor so that it rotates the opening 1 until its measured angular position is equal to the angular position setpoint. The angular position of the opening 1 is measured with the aid of an inclinometer mounted directly on the opening 1. As can be seen in FIG. 1, the inclinometer is here included in a sealed molded housing 5, reported on the frame of the opening 1 by any appropriate means. The use of an inclinometer has several advantages: the inclinometer provides information representing the angular position of the opening by measuring an acceleration in the earth's gravity field, which makes the information completely independent of the angular position of the gearmotor. Thus, it is still possible to know the actual position of the opening, even if the geared motor or the transmission between the geared motor and the opening 6 have failed; - the inclinometer is a very simple component and inexpensive and insusceptible of wear; it is possible for example to use the inclinometer ADXL 103 of the company ANALOG DEVICE; - The implementation of the inclinometers does not require any adjustment. The control software may be provided to automatically calibrate the signals from the inclinometers.

La sensibilité d'un inclinomètre est cependant in-suffisante pour renseigner le microprocesseur en ce qui concerne la position de fermeture de l'ouvrant. Cette imprécision est d'autant plus importante que l'ouvrant est de dimension importante, mesurée perpendiculairement à son axe de pivotement. Par exemple, la figure 1 illustre un second ouvrant 1A de dimension deux fois plus importante que l'ouvrant 1, monté pivotant autour d'un axe X2. On voit sur cette figure que la variation de l'orientation angulaire du boîtier 5A de l'inclinomètre est, dans ce cas, pour une plage d'ouverture de l'ouvrant 1A équivalente à celle de l'ouvrant 1, beaucoup plus réduite que pour le boîtier 5. L'imprécision de l'information délivrée par l'inclinomètre est alors beaucoup plus importante. The sensitivity of an inclinometer is, however, in-sufficient to inform the microprocessor as regards the closing position of the opening. This inaccuracy is all the more important that the opening is of significant size, measured perpendicularly to its pivot axis. For example, Figure 1 illustrates a second opening 1A dimension twice the size of the opening 1, pivotally mounted about an axis X2. It can be seen in this figure that the variation of the angular orientation of the inclinometer box 5A is, in this case, for an opening range of the sash 1A equivalent to that of the sash 1, much smaller than for the housing 5. The inaccuracy of the information delivered by the inclinometer is then much greater.

Alors que l'état ouvert de l'ouvrant peut s'accommoder d'une certaine imprécision, son état de fermeture doit être atteint de manière très précise. C'est pour parvenir à cette précision que l'invention met en œuvre, dans le module de commande tel que représenté à la figure 2, un capteur de fin de course qui délivre au microprocesseur 4 de commande du motoréduc- teur un signal quand le châssis de l'ouvrant est au contact du châssis dormant inséré dans le toit T de la serre. Ce signal inhibe l'alimentation du motoréducteur ; le mouve- ment de fermeture est immédiatement stoppé et toute com- mande de mouvement de l'ouvrant dans le même sens est inhibée. L'alimentation du motoréducteur n'est alors possible que dans le sens de l'ouverture de l'ouvrant. Le mode de réalisation préféré de l'invention est 5 illustré par les figures. Le boîtier 5, 5A est en réalité une résine qui contient un accéléromètre 6 sensible à l'accélération de la pesanteur (ADXL 103 par exemple) avec une carte électronique 7 de génération d'un signal numérique en direction d'un 10 convertisseur numérique analogique 8 qui délivre une valeur électrique significative de la valeur de l'inclinaison du boîtier par rapport à la direction du champ de la pesanteur. Cette résine contient également un interrupteur à lame souple (ILS) 9 avec un état quand cet organe est dans 15 le champ magnétique d'un aimant permanent 10 (voir figure 1) et un autre état lorsque l'influence de l'aimant cesse. Chaque état de cet ILS se traduit par un signal différent qui est conduit à l'entrée du microprocesseur de commande du motoréducteur par un conducteur 11. Selon ce signal, 20 l'alimentation du motoréducteur dans le sens du rabattement de l'ouvrant sur le dormant est ou non possible. Le signal analogique significatif de la position angulaire de l'ouvrant est conduit à l'entrée du microprocesseur 4 par un autre conducteur 12. 25 En fonctionnement une commande d'ouverture parvient au microprocesseur 4 par tout moyen de transmission O. Cette commande est exécutée par le motoréducteur jusqu'à atteindre la valeur de consigne préétablie ou programmée. Lorsqu'une commande de fermeture F parvient au microproces- 30 Beur 4, celle-ci ne peut être exécutée que si le signal logique reflète l'éloignement de l'ILS 9 de l'aimant permanent 10. Lorsque l'ouvrant arrive au voisinage du dormant, l'ILS change d'état et le signal logique présent à l'entrée du microprocesseur 4 inhibe toute alimentation du motoré- 35 ducteur. L'ouvrant cesse immédiatement sa course de ferme- 8 ture. Le signal logique reste présent tant que l'ILS est influencé par le champ de l'aimant permanent 10. While the open state of the opening can accommodate a certain inaccuracy, its closing state must be achieved very precisely. It is to achieve this accuracy that the invention implements, in the control module as shown in FIG. 2, a limit sensor which delivers to the microprocessor 4 for controlling the gearmotor a signal when the frame of the opening is in contact with the fixed frame inserted into the roof T of the greenhouse. This signal inhibits the power supply of the gearmotor; the closing movement is immediately stopped and any movement control of the opening in the same direction is inhibited. The power supply of the geared motor is then only possible in the direction of the opening of the opening. The preferred embodiment of the invention is illustrated by the figures. The housing 5, 5A is in fact a resin which contains an accelerometer 6 sensitive to the acceleration of gravity (ADXL 103 for example) with an electronic card 7 for generating a digital signal in the direction of a digital analog converter 8 which delivers a significant electrical value of the value of the inclination of the housing relative to the direction of the field of gravity. This resin also contains a flexible leaf switch (ILS) 9 with a state when this member is in the magnetic field of a permanent magnet 10 (see FIG. 1) and another state when the influence of the magnet ceases. Each state of this ILS results in a different signal which is led to the input of the microprocessor for controlling the gearmotor by a conductor 11. According to this signal, the power supply of the gearmotor in the direction of folding of the opening on the dormant is or is not possible. The analog signal significant of the angular position of the opening is led to the input of the microprocessor 4 by another conductor 12. In operation an opening command reaches the microprocessor 4 by any transmission means O. This command is executed by the gearmotor until the pre-set or programmed setpoint is reached. When a close command F reaches the microprocessor 4, it can only be executed if the logic signal reflects the distance of the ILS 9 from the permanent magnet 10. When the door arrives in the vicinity of the frame, the ILS changes state and the logic signal present at the input of the microprocessor 4 inhibits any power supply to the motor-driver. The opening immediately stops its closing race. The logic signal remains present as long as the ILS is influenced by the field of the permanent magnet 10.

L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait indiqué que l'on utilisait un seul inclinomètre, on pourra utiliser plusieurs inclinomètres disposés directement sur l'ouvrant pour rendre l'as- servissement encore plus fiable. De la même manière, tout autre capteur de fin de course (contacteur, détecteur de proximité,...) pourra convenir pour assurer la parfaite obturation du dormant par l'ouvrant. The invention is not limited to what has just been described, but on the contrary encompasses any variant within the scope defined by the claims. In particular, although it has been indicated that a single inclinometer is used, several inclinometers arranged directly on the sash can be used to make the easing even more reliable. In the same way, any other end-of-travel sensor (contactor, proximity detector, ...) may be suitable to ensure the perfect shutter of the frame by the opening.

Claims

REVENDICATIONS1. Control module for maneuvering the opening frame with controlled closing of an opening delimited by a fixed frame, comprising a driving pinion (2) of a rack (3) for operating the opening frame (1) fixed on the output shaft of a geared motor (2A), the gearmotor comprises a controller (4) of its power supply connected to an inclinometer (6, 7, 8) integral with the sash (1), characterized in that the controller is also connected to a limit sensor (9,10) whose state corresponds to the application of the mobile frame (1) on the frame and whose other state corresponds to all the other relative positions of the two frames.

2. Module according to claim 1, characterized in that the end-of-stroke sensor comprises an ILS (9) included in a support (5, 5A) common with the inclinometer (6,7,8).