La présente invention concerne un dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquences pour un appareil domestique alimenté par un réseau électrique. L'expression dispositif d'émission/réception désigne soit un dispositif d'émission, soit un dispositif de réception, soit un dispositif d'émission et de réception de signaux radiofréquences. Il est connu d'utiliser des dispositifs de commande à distance d'un appareil domestique, tel qu'un volet roulant. En effet, un volet roulant comporte un moteur qui est alimenté par des conducteurs électriques qui sont reliés à un réseau électrique. Le moteur est piloté par le dispositif de commande qui est prévu pour recevoir des signaux radiofréquences porteurs de commande et/ou émettre des signaux radiofréquences porteurs d'informations relatives, par exemple à un état particulier de l'appareil. Bien que la présente invention est décrite par la suite au travers de l'exemple d'un volet roulant, sa portée n'en est pas pour autant limitée à cet exemple mais s'étend à l'ensemble des appareils domestiques qui sont susceptibles d'être commandés à distance et/ou qui sont susceptibles d'émettre des informations à destination d'un équipement distant et ce par transmission de signaux radiofréquences. Le brevet FR2825498 décrit un dispositif de commande à distance d'un moteur de volet roulant. Le dispositif de commande comporte un circuit radiofréquence et une antenne d'émission/réception de signaux radiofréquences. The present invention relates to a device for transmitting / receiving radio frequency signals for a domestic appliance powered by an electrical network. The term "transmission / reception device" denotes either a transmitting device, a receiving device or a device for transmitting and receiving radio frequency signals. It is known to use remote control devices of a home appliance, such as a shutter. Indeed, a roller shutter comprises a motor which is powered by electrical conductors which are connected to an electrical network. The motor is controlled by the control device which is designed to receive control-carrying radio frequency signals and / or to emit radio frequency signals carrying relative information, for example to a particular state of the apparatus. Although the present invention is described later through the example of a roller shutter, its scope is not limited to this example but extends to all domestic appliances that are likely to be remotely controlled and / or capable of transmitting information to a remote device by transmitting radio frequency signals. Patent FR2825498 discloses a device for remote control of a roller shutter motor. The control device comprises a radio frequency circuit and a radiofrequency signal transmission / reception antenna.
L'antenne est reliée au circuit radiofréquence d'alimentation de sorte que des signaux radiofréquences reçus par l'antenne soient appliqués au circuit et/ou de sorte que les signaux radiofréquences fournis par le circuit soient rayonnés par l'antenne. L'antenne est formée d'un monopole allongé présentant une dimension de l'ordre du quart de la longueur d'onde de la fréquence utilisée pour la commande du moteur ; les plages de fréquences courantes pour les applications domestiques étant 433 MHz ou 868 MHz, la longueur de l'antenne est alors de 17 ou 18 cm environ. L'antenne est contenue dans un tube protecteur du moteur évitant ainsi des problèmes de fragilité de l'antenne ou d'installation de celle-ci. L'antenne est couplée électriquement à au moins un des conducteurs d'alimentation électrique du moteur et du dispositif de commande. Le couplage électrique entre le ou les conducteurs électriques et l'antenne permet au dispositif de commande de recevoir, à travers l'antenne, des signaux radiofréquences captés par le réseau électrique servant alors d'antenne de réception de signaux radiofréquences émis à destination du dispositif de commande. Inversement, le couplage électrique entre le ou les conducteurs et l'antenne permet au dispositif de commande d'émettre à travers l'antenne des signaux radiofréquences vers le réseau électrique qui sert alors d'antenne d'émission de signaux radiofréquences. Le couplage entre l'antenne et le ou les conducteurs est un couplage à la fois non galvanique et sélectif. Pour cela l'antenne, qui se présente sous la forme d'un brin rectiligne ou d'une piste de circuit imprimé rectiligne, s'étend parallèlement à un ou plusieurs conducteurs d'alimentation à une distance aussi faible que possible afin de maximiser le couplage entre l'antenne (brin ou piste) et le ou les conducteurs. Cependant, le couplage entre l'antenne et le ou les conducteurs reste faible. The antenna is connected to the radio frequency supply circuit so that radio frequency signals received by the antenna are applied to the circuit and / or so that the radio frequency signals provided by the circuit are radiated by the antenna. The antenna is formed of an elongated monopole having a dimension of the order of a quarter of the wavelength of the frequency used for controlling the motor; the current frequency ranges for home applications being 433 MHz or 868 MHz, the length of the antenna is then about 17 or 18 cm. The antenna is contained in a protective tube of the engine thus avoiding problems of fragility of the antenna or installation of it. The antenna is electrically coupled to at least one of the power supply conductors of the motor and the controller. The electrical coupling between the electrical conductor (s) and the antenna enables the control device to receive, via the antenna, radio frequency signals picked up by the electrical network which then serves as an antenna for receiving radiofrequency signals transmitted to the device. control. Conversely, the electrical coupling between the conductor (s) and the antenna enables the control device to transmit radiofrequency signals via the antenna to the electrical network which then serves as an antenna for transmitting radiofrequency signals. The coupling between the antenna and the conductor (s) is a coupling that is both non-galvanic and selective. For this, the antenna, which is in the form of a straight strand or a rectilinear printed circuit track, extends parallel to one or more feed conductors at a distance as small as possible to maximize the coupling between the antenna (strand or track) and the conductor (s). However, the coupling between the antenna and the conductor (s) remains weak.
Dans le cas d'un brin, ce brin et au moins un conducteur d'alimentation sont contenus dans une même gaine de manière à assurer la stabilité mécanique de leurs positionnements relatifs c'est-à-dire un couplage fiable entre eux. Dans le cas où l'antenne est une piste d'un circuit imprimé, au moins l'un de ces conducteurs électriques est une piste parallèle à celle de l'antenne et située au voisinage de celle-ci sur le circuit imprimé. La fiabilité du couplage est alors également assurée. Le couplage est sélectif c'est-à-dire que l'antenne et le ou les conducteurs électriques sont couplés électriquement pour des signaux dans les bandes de radiofréquence utilisées pour la commande du moteur, typiquement de 433 à 868 MHz. Aux fréquences d'alimentation électrique, typiquement 50Hz, l'antenne et les conducteurs sont isolés l'un de l'autre. Bien que le dispositif de commande du brevet FR2825498 présente des avantages en terme de protection de l'antenne et de fiabilité du couplage entre l'antenne et le ou les conducteurs électriques, la longueur de l'antenne quart d'onde ainsi que sa position parallèle par rapport au conducteur électrique imposent une longueur minimale du tube qui la contient. Alors qu'il serait avantageux que de telles antennes soient de plus petites dimensions du fait du peu de place qui leur est généralement réservé dans les dispositifs de commande d'appareils domestiques. Le problème technique résolu par la présente invention consiste donc à définir un dispositif de commande d'un appareil domestique qui a des dimensions les plus réduites possibles afin de minimiser l'espace qui leur est réservé, c'est-à-dire de définir un dispositif de commande compacte de type composant. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquences pour un appareil domestique alimenté par un réseau électrique qui comporte un conducteur électrique du réseau électrique et une antenne située à proximité du conducteur. Le dispositif est caractérisé en ce que l'antenne est torsadée autour du conducteur électrique et l'une de ses extrémités est destinée à émettre/recevoir un signal radiofréquence tandis que l'autre extrémité est laissée libre. Ainsi, l'antenne et le conducteur électrique sont couplés électromagnétiquement et l'espace réservé à ce dispositif d'émission/réception dans un dispositif de commande de l'appareil domestique est réduit par rapport à celui nécessaire pour loger une antenne rectiligne selon l'état de la technique. La présente invention concerne également un dispositif de commande qui comporte un dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquences ci-dessus. In the case of a strand, this strand and at least one supply conductor are contained in the same sheath so as to ensure the mechanical stability of their relative positions, that is to say a reliable coupling between them. In the case where the antenna is a track of a printed circuit, at least one of these electrical conductors is a track parallel to that of the antenna and located in the vicinity thereof on the printed circuit. The reliability of the coupling is then also ensured. The coupling is selective, that is, the antenna and the electrical conductor (s) are electrically coupled for signals in the radio frequency bands used for motor control, typically 433 to 868 MHz. At power supply frequencies, typically 50Hz, the antenna and the conductors are isolated from each other. Although the control device of the patent FR2825498 has advantages in terms of protection of the antenna and reliability of the coupling between the antenna and the electrical conductor or conductors, the length of the quarter wave antenna and its position parallel to the electrical conductor impose a minimum length of the tube that contains it. While it would be advantageous for such antennas to be smaller because of the limited space that is generally reserved for them in the control devices of domestic appliances. The technical problem solved by the present invention therefore consists in defining a control device of a domestic appliance which has the smallest possible dimensions in order to minimize the space reserved for them, that is to say to define a compact type control device. To this end, the present invention relates to a radiofrequency signal transmission / reception device for a domestic appliance powered by an electrical network which comprises an electrical conductor of the electrical network and an antenna located near the conductor. The device is characterized in that the antenna is twisted around the electrical conductor and one of its ends is intended to emit / receive a radio frequency signal while the other end is left free. Thus, the antenna and the electrical conductor are electromagnetically coupled and the space reserved for this transmitting / receiving device in a control device of the domestic appliance is reduced compared to that required for housing a rectilinear antenna according to the invention. state of the art. The present invention also relates to a control device which comprises a radiofrequency signal transmission / reception device above.
Enfin, la présente invention concerne un appareil domestique prévu pour être commandé et/ou émettre des informations par signaux radiofréquences caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande ci-dessus. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: La Fig. 1 représente schématiquement un appareil domestique commandé par signaux radiofréquences, La Fig. 2 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif d'émission/réception de signaux radiofréquences selon la présente invention. A la Fig. 1 est représenté un schéma d'un appareil domestique commandé par signaux radiofréquences. Comme on le verra par la suite, l'échange entre l'appareil domestique et un équipement distant (non représenté) par signaux radiofréquences est bi-directionnel c'est-à-dire que cet équipement distant peut émettre une commande à destination de l'appareil domestique mais l'appareil domestique peut également émettre des signaux à destination de l'équipement pour, par exemple, transmettre des informations sur son état de fonctionnement. L'appareil domestique comporte un organe M qui est, par exemple, un moteur dans le cas où l'appareil domestique est un volet roulant. Le moteur est alimenté par un réseau électrique schématisé ici par les deux conducteurs électriques CE1 et CE2. L'appareil domestique comporte également un dispositif de commande DC de l'organe M par signaux radiofréquences. Finally, the present invention relates to a domestic appliance intended to be controlled and / or to transmit information by radiofrequency signals, characterized in that it comprises a control device above. The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will emerge more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being given in relation to the attached drawings, among which: FIG. . 1 schematically represents a home appliance controlled by radio frequency signals, FIG. 2 schematically represents an embodiment of the device for transmitting / receiving radio frequency signals according to the present invention. In FIG. 1 is a diagram of a home appliance controlled by radio frequency signals. As will be seen later, the exchange between the home appliance and a remote equipment (not shown) by radio frequency signals is bi-directional, that is to say that this remote equipment can issue a command to the home. home appliance but the home appliance can also transmit signals to the equipment for, for example, transmitting information on its operating status. The domestic appliance comprises a member M which is, for example, a motor in the case where the domestic appliance is a roller shutter. The motor is powered by an electrical network schematized here by the two electrical conductors CE1 and CE2. The home appliance also comprises a device DC control device M by radiofrequency signals.
Le dispositif de commande DC comporte un circuit radiofréquence d'alimentation CR et un dispositif D d'émission/réception de signaux radiofréquences selon la présente invention. Le circuit radiofréquence CR a pour rôle de piloter l'organe M à partir de la commande extraite de signaux radiofréquences portés par le réseau électrique et de former des signaux radiofréquences porteurs d'informations à transmettre sur le réseau électrique. La Fig. 2 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif D d'émission/réception de signaux radiofréquences selon la présente invention. The control device DC comprises a radiofrequency supply circuit CR and a device D for transmitting / receiving radio frequency signals according to the present invention. The function of the radio frequency circuit CR is to control the member M from the command extracted from radiofrequency signals carried by the electrical network and to form radiofrequency signals carrying information to be transmitted over the electrical network. Fig. 2 schematically shows an embodiment of the device D for transmitting / receiving radio frequency signals according to the present invention.
Le dispositif D est prévu pour fonctionner dans la bande de radiofréquences UHF ( Ultra High Frequency ) qui va de 300 MHz à 3 GHz. Toutefois, l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation du dispositif qui peut être adapté pour fonctionner dans d'autres bandes de fréquences. Le dispositif D comporte un conducteur électrique C, sensiblement rectiligne, relié en série sur le conducteur électrique CE 1 du réseau électrique et une antenne A située à proximité du conducteur C de sorte que l'antenne A et le conducteur C soient couplés électromagnétiquement. L'antenne A est torsadée autour du conducteur électrique C de sorte à être couplée électromagnétiquement avec le conducteur C lorsque le dispositif D est utilisé dans la bande de radiofréquences UHF, et ne pas être couplée entre eux en dehors de cette bande de radiofréquences, notamment aux fréquences d'alimentation électrique. L'une des deux extrémités Al de l'antenne A est reliée au circuit radiofréquence CR tandis que l'autre extrémité A2 est laissée libre. Selon un mode de réalisation, l'antenne est un solénoïde. The device D is intended to operate in the UHF (Ultra High Frequency) radio frequency band which ranges from 300 MHz to 3 GHz. However, the invention is not limited to this embodiment of the device that can be adapted to operate in other frequency bands. The device D comprises a substantially rectilinear electrical conductor C connected in series to the electrical conductor CE 1 of the electrical network and an antenna A located near the conductor C so that the antenna A and the conductor C are electromagnetically coupled. The antenna A is twisted around the electrical conductor C so as to be electromagnetically coupled with the conductor C when the device D is used in the UHF radio frequency band, and not be coupled together outside this radio frequency band, in particular at the power supply frequencies. One of the two ends Al of the antenna A is connected to the radio frequency circuit CR while the other end A2 is left free. According to one embodiment, the antenna is a solenoid.
Le dispositif D comporte en outre un plan de référence P. Chaque extrémité Cl, respectivement C2, du conducteur électrique C est couplée au plan de référence dans une zone Pl, respectivement P2. De préférence le couplage, dans la zone Pl, entre le plan de référence P et l'extrémité C2 du conducteur électrique C est prévu pour fixer l'impédance de charge 30 à la fréquence d'utilisation du dispositif. L'autre couplage, dans la zone P2, est prévu pour fixer l'impédance et l'accord en fréquence du conducteur électrique C à la fréquence d'utilisation du dispositif. The device D further comprises a reference plane P. Each end C1, respectively C2, of the electrical conductor C is coupled to the reference plane in a zone P1, respectively P2. Preferably the coupling, in the area Pl, between the reference plane P and the end C2 of the electrical conductor C is provided to set the load impedance 30 to the frequency of use of the device. The other coupling, in the zone P2, is provided to fix the impedance and the frequency matching of the electrical conductor C to the frequency of use of the device.
Le conducteur électrique CE 1 est connecté à proximité de chacun de ces deux couplages pour que le dispositif D soit monté en série sur ce conducteur électrique CE1. Selon un mode de réalisation, le plan de référence P est relié à un point de masse PM et les dimensions du plan de référence P sont telles qu'il présente une impédance très inférieure à une impédance caractéristique donnée, typiquement 50 ohms. De préférence, la longueur du conducteur électrique CE est de l'ordre du quart de la longueur d'onde de la fréquence d'utilisation du dispositif. Cette caractéristique associée à la position particulière de l'extrémité Al de l'antenne permet d'obtenir une différence entre l'atténuation entre l'extrémité Cl du conducteur électrique C et l'extrémité Al de l'antenne, de l'ordre de 2 dB à la fréquence d'utilisation du dispositif D, typiquement égale à 868MHz, et l'atténuation entre l'extrémité C2 du conducteur électrique C et l'extrémité Al de l'antenne, de l'ordre de 12 dB à cette fréquence d'utilisation. Cette différence d'atténuation est avantageuse car elle isole le transfert des signaux radiofréquences entre l'extrémité Al de l'antenne et l'extrémité Cl du conducteur C, des variations des impédances de charge qui sont montées en série avec le conducteur C au niveau de l'extrémité C2 du conducteur C. Selon un mode de réalisation, le dispositif D est réalisé par gravure de pistes sur un circuit imprimé standard de type FR4 : le plan de référence P et le conducteur électrique C sont deux pistes gravées et l'antenne A est une structure de pistes gravées qui forme un bobinage autour de la piste du conducteur électrique. Selon une variante, le circuit imprimé est multicouche. L'utilisation d'un circuit imprimé multicouche est particulièrement avantageuse car non seulement sa réalisation est peu coûteuse en terme financier mais elle permet également d'isoler le conducteur électrique C de la structure de pistes qui forme l'antenne A. Le dispositif D fonctionne de la manière suivante. Admettons qu'un signal radiofréquence porteur d'une commande ait été capté par le conducteur électrique CE1, le signal est alors présent sur l'extrémité Cl et transmis à l'antenne A par couplage électromagnétique entre l'antenne A et le conducteur électrique C. Le signal est alors reçu par le circuit radiofréquence CR qui obtient la commande à partir de ce signal. On peut noter que l'impédance sur l'extrémité C2 du conducteur C, alors reliée à des charges connectées au réseau électrique, est alors sensiblement égale à l'impédance caractéristique déterminée par les dimensions du conducteur électrique C. The electrical conductor CE 1 is connected near each of these two couplings so that the device D is connected in series on this electrical conductor CE1. According to one embodiment, the reference plane P is connected to a mass point PM and the dimensions of the reference plane P are such that it has an impedance much lower than a given characteristic impedance, typically 50 ohms. Preferably, the length of the electrical conductor CE is of the order of a quarter of the wavelength of the frequency of use of the device. This characteristic associated with the particular position of the end Al of the antenna makes it possible to obtain a difference between the attenuation between the end C1 of the electrical conductor C and the end Al of the antenna, of the order of 2 dB at the frequency of use of the device D, typically equal to 868 MHz, and the attenuation between the C2 end of the electrical conductor C and the antenna end Al, of the order of 12 dB at this frequency use. This attenuation difference is advantageous because it isolates the transfer of radio frequency signals between the antenna end A1 and the C1 end of the conductor C, variations of the load impedances which are connected in series with the driver C at the level of the antenna. of the end C2 of the conductor C. According to one embodiment, the device D is produced by etching tracks on a standard printed circuit of the FR4 type: the reference plane P and the electrical conductor C are two etched tracks and the Antenna A is an engraved track structure that forms a winding around the electrical conductor track. According to one variant, the printed circuit is multilayer. The use of a multilayer printed circuit is particularly advantageous because not only is its realization inexpensive in financial terms but it also makes it possible to isolate the electrical conductor C from the track structure which forms the antenna A. The device D operates as follows. Suppose that a radiofrequency signal carrying a command has been picked up by the electrical conductor CE1, the signal is then present on the end Cl and transmitted to the antenna A by electromagnetic coupling between the antenna A and the electrical conductor C The signal is then received by the radio frequency circuit CR which obtains the command from this signal. It may be noted that the impedance on the end C2 of the conductor C, then connected to charges connected to the electrical network, is then substantially equal to the characteristic impedance determined by the dimensions of the electrical conductor C.
Admettons maintenant qu'un signal ait été émis par le circuit radiofréquence. Ce signal présent sur l'extrémité Al de l'antenne est alors transmis au conducteur électrique C par couplage électromagnétique entre l'antenne A et le conducteur électrique C puis acheminé jusqu'à l'extrémité Cl du conducteur C avant d' être rayonné par le conducteur CE1. On peut noter que l'impédance sur l'extrémité C2 du conducteur C est alors sensiblement égale à l'impédance caractéristique déterminée par les dimensions du conducteur électrique C. Ainsi, on peut caractériser le dispositif D comme étant directionnel c'est-à-dire que les signaux radiofréquences captés par le conducteur CE1 entrent et sortent par 10 une même extrémité du conducteur C, en l'occurrence Cl. Let us now assume that a signal has been emitted by the radio frequency circuit. This signal present on the end Al of the antenna is then transmitted to the electrical conductor C by electromagnetic coupling between the antenna A and the electrical conductor C and then routed to the end Cl of the conductor C before being radiated by the driver CE1. It may be noted that the impedance on the end C2 of the conductor C is then substantially equal to the characteristic impedance determined by the dimensions of the electrical conductor C. Thus, the device D can be characterized as being directional that is to say say that the radiofrequency signals picked up by the conductor CE1 enter and leave at the same end of the conductor C, in this case Cl.