FR3141292A1 - Control system for an electrical device - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de contrôle d’un appareil électrique (notamment une imprimante 3D), le système de contrôle comportant un dispositif de pilotage de l’appareil électrique et un dispositif de détection d’incendie installable à proximité de l’appareil électrique. Le système de contrôle comprend un module de couplage entre le dispositif de pilotage et le dispositif de détection de telle sorte que le dispositif de pilotage est capable de couper l’alimentation de l’appareil électrique en cas de déclenchement du dispositif de détection d’incendie. (Fig. 1)The invention relates to a system for controlling an electrical appliance (in particular a 3D printer), the control system comprising a device for controlling the electrical appliance and a fire detection device installable near the electrical appliance . The control system comprises a coupling module between the control device and the detection device such that the control device is capable of cutting off the power supply to the electrical appliance in the event of triggering of the fire detection device . (Fig.1)
Description
L'invention concerne le domaine technique général du contrôle et de la protection d’appareils électriques, notamment ceux qui sont susceptibles de fonctionner en continu sans une présence permanente de personnes aux alentours, tels que par exemple des imprimantes 3D, mais aussi des graveuses pilotées par commande numérique ou des découpeuses laser.The invention relates to the general technical field of control and protection of electrical devices, in particular those which are likely to operate continuously without the permanent presence of people nearby, such as for example 3D printers, but also controlled engravers. by numerical control or laser cutters.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à un système de contrôle et de sécurité capable d’arrêter automatiquement un appareil électrique en cas de détection d’une anomalie au niveau d’un paramètre environnemental identifié, telle qu’une détection de fumée.The invention relates more specifically to a control and safety system capable of automatically stopping an electrical appliance in the event of detection of an anomaly in an identified environmental parameter, such as smoke detection.
Certains appareils électriques sont destinés à fonctionner jour et nuit pendant une longue période sans qu’il n’y ait de surveillance humaine particulière à proximité, notamment la nuit. Or, ces appareils peuvent dégager une quantité importante de chaleur et, pour des questions évidentes de sécurité, il convient donc de s’assurer qu’aucun départ de feu ne puisse subvenir dans le local où ils sont installés lorsqu’ils fonctionnent longtemps. Un même local peut d’ailleurs contenir parfois un parc entier de plusieurs appareils électriques.Certain electrical devices are intended to operate day and night for a long period of time without there being any particular human supervision nearby, particularly at night. However, these devices can release a significant amount of heat and, for obvious safety reasons, it is therefore necessary to ensure that no fire can break out in the room where they are installed when they are in operation for a long time. The same room can sometimes contain an entire fleet of several electrical devices.
Plus généralement, certains appareils électriques ne doivent pas fonctionner si un (ou plusieurs) paramètre environnemental identifié franchit un seuil limite prédéterminé à proximité de ces appareils. Parmi ces paramètres environnementaux, on peut citer sans être exhaustif, un taux d’humidité de l’air ambiant trop élevé, une teneur en gaz toxique trop élevée ou une teneur en oxygène trop faible, etc.More generally, certain electrical devices must not operate if one (or more) identified environmental parameters cross a predetermined limit threshold near these devices. Among these environmental parameters, we can cite, without being exhaustive, a humidity level in the ambient air that is too high, a toxic gas content that is too high or an oxygen content that is too low, etc.
Ces divers paramètres environnementaux peuvent être mesurés et/ou détectés grâce à des dispositifs de détection adaptés et connus. Par exemple, les dispositifs de détection incendie sont des détecteurs installés dans les locaux professionnels ou particuliers et qui généralement émettent une alarme (visuelle et/ou sonore) dès qu’ils détectent une anomalie dans ce local. Il existe plusieurs types de dispositifs de détection incendie comme par exemple des détecteurs de fumée optiques ou à détection de molécules, des détecteurs de flamme ou des détecteurs de chaleur. En plus de déclencher une alarme, certains dispositifs de détection incendie, de type sprinkler notamment, sont également capables de libérer sous pression une quantité prévue d’eau ou de gaz pour l’extinction rapide d’un incendie dans le local.These various environmental parameters can be measured and/or detected using suitable and known detection devices. For example, fire detection devices are detectors installed in professional or private premises and which generally emit an alarm (visual and/or audible) as soon as they detect an anomaly in this premises. There are several types of fire detection devices such as optical or molecule detection smoke detectors, flame detectors or heat detectors. In addition to triggering an alarm, certain fire detection devices, such as sprinklers in particular, are also capable of releasing under pressure a planned quantity of water or gas to quickly extinguish a fire in the premises.
Cependant, les dispositifs de détection connus n’ont pas pour fonction de couper directement et immédiatement l’alimentation électrique des appareils qui sont situés dans leur voisinage, ce qui pourrait pourtant éviter que la situation ne s’aggrave rapidement.However, the known detection devices do not have the function of directly and immediately cutting off the electrical power to devices located in their vicinity, which could nevertheless prevent the situation from quickly worsening.
Il serait donc intéressant de pouvoir disposer d’un système qui soit capable de couper automatiquement et rapidement l’alimentation électrique d’appareils électriques dès qu’un dispositif de détection d’un paramètre environnemental identifié détecte une anomalie au voisinage de ces appareils, telle qu’un franchissement de seuil limite prédéterminé. En particulier, dès qu’un dispositif de détection incendie détecte la présence de fumée au voisinage de ces appareils, notamment pour des appareils électriques dégageant beaucoup de chaleur ou dont le risque incendie est reconnu comme non négligeable. On pourrait ainsi éviter facilement un incendie ou une dégradation trop importante de ces appareils, ce qui en ferait donc un système de prévention très utile contre les risques liés à l’environnement ambiant autour de ces appareils.It would therefore be interesting to be able to have a system which is capable of automatically and quickly cutting off the power supply to electrical devices as soon as a device for detecting an identified environmental parameter detects an anomaly in the vicinity of these devices, such as than a crossing of a predetermined limit threshold. In particular, as soon as a fire detection device detects the presence of smoke in the vicinity of these devices, particularly for electrical devices emitting a lot of heat or whose fire risk is recognized as not negligible. We could thus easily avoid a fire or excessive damage to these devices, which would therefore make it a very useful prevention system against the risks linked to the ambient environment around these devices.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique grâce à une solution économique, fiable, simple et facile à mettre en œuvre, et fonctionnant de façon autonome sans avoir besoin de connexion extérieure ni d’intervention humaine, contrairement par exemple aux centrales de détection incendie qui sont généralement coûteuses et nécessitent une programmation.The invention aims to remedy all or part of the disadvantages of the state of the art thanks to an economical, reliable, simple and easy to implement solution, and operating autonomously without the need for external connection or intervention. human, unlike for example fire detection panels which are generally expensive and require programming.
Pour cela, l’invention propose un système de contrôle d’un appareil électrique, le système de contrôle comportant un dispositif de pilotage de l’appareil électrique et un dispositif de détection d’un paramètre environnemental identifié, installable à proximité de l’appareil électrique. Le système de contrôle est caractérisé en ce qu’il comprend également un module de couplage entre le dispositif de pilotage et le dispositif de détection de telle sorte que le dispositif de pilotage est capable de couper l’alimentation de l’appareil électrique en cas de déclenchement du dispositif de détection d’un paramètre environnemental identifié.For this, the invention proposes a system for controlling an electrical appliance, the control system comprising a device for controlling the electrical appliance and a device for detecting an identified environmental parameter, installable near the appliance electric. The control system is characterized in that it also comprises a coupling module between the control device and the detection device such that the control device is capable of cutting off the power supply to the electrical appliance in the event of a triggering of the detection device of an identified environmental parameter.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection d’un paramètre environnemental identifié est un dispositif de détection d’incendie.According to one embodiment, the device for detecting an identified environmental parameter is a fire detection device.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de pilotage comporte une prise électrique télécommandée qui accueille une prise d’alimentation de l’appareil électrique et une télécommande qui est capable d’envoyer un ordre de coupure à la prise électrique télécommandée. According to one embodiment, the control device comprises a remote-controlled electrical socket which accommodates a power socket for the electrical appliance and a remote control which is capable of sending a cut-off order to the remote-controlled electrical socket.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de détection d’incendie comporte un relais de sortie, de type normalement ouvert, qui est actionné en cas de détection de fumée et dont le signal de sortie est connecté au module de couplage.According to one embodiment, the fire detection device comprises an output relay, of normally open type, which is actuated in the event of smoke detection and whose output signal is connected to the coupling module.
Selon un mode de réalisation, le module de couplage reçoit le signal de sortie du dispositif de détection et le transmet au dispositif de pilotage qui peut alors émettre un ordre de coupure.According to one embodiment, the coupling module receives the output signal from the detection device and transmits it to the control device which can then issue a cut-off order.
Selon un mode de réalisation, le système de contrôle comporte une batterie d’alimentation et le module de couplage comporte un circuit adaptateur de la tension de la batterie pour l’adapter à la tension du dispositif de pilotage. Selon une alternative, le système de contrôle comporte une prise d’alimentation de type USB.According to one embodiment, the control system comprises a power supply battery and the coupling module comprises a battery voltage adapter circuit to adapt it to the voltage of the control device. According to an alternative, the control system includes a USB type power socket.
Selon un mode de réalisation, la télécommande du dispositif de pilotage, le dispositif de détection et le module de couplage sont contenus dans un seul boîtier. Le boîtier contient également la batterie d’alimentation et l’indicateur de charge de la batterie.According to one embodiment, the remote control of the control device, the detection device and the coupling module are contained in a single housing. The case also contains the power battery and the battery charge indicator.
Selon un mode de réalisation, le boîtier est fixé à l’intérieur de l’appareil électrique.According to one embodiment, the housing is fixed inside the electrical appliance.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de pilotage du système de contrôle comprend plusieurs prises électriques qui sont télécommandées par la télécommande et qui accueillent chacune une prise d’alimentation d’un appareil électrique distinct, le dispositif de pilotage étant alors capable d’envoyer un ordre de coupure à chacune des prises électriques télécommandées.According to one embodiment, the control system control device comprises several electrical outlets which are remotely controlled by the remote control and which each accommodate a power outlet for a separate electrical appliance, the control device then being capable of sending a cut-off order at each of the remote-controlled electrical outlets.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées suivantes :
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En référence à la
Le mode de réalisation qui est décrit en détail dans la suite du présent document se réfère à un système de protection utilisant un dispositif de détection incendie 12, mais il serait être facilement transposable à tout dispositif de détection capable de détecter le franchissement d’un seuil prédéterminé relatif à tout autre paramètre environnemental, tel que par exemple un dispositif capable de détecter un taux d’humidité de l’air ambiant trop élevé, une teneur en gaz toxique trop élevée ou une teneur en oxygène trop faible.The embodiment which is described in detail in the remainder of this document refers to a protection system using a fire detection device 12, but it would be easily transposable to any detection device capable of detecting the crossing of a threshold predetermined relating to any other environmental parameter, such as for example a device capable of detecting a humidity level in the ambient air that is too high, a toxic gas content that is too high or an oxygen content that is too low.
Le dispositif de détection 12 est du type détecteur de fumée, mais pourrait être également d’un autre type tel qu’un détecteur de flamme, un détecteur de chaleur ou autres. Le dispositif 12 comporte un relais de sortie 121 qui est préférentiellement de type normalement ouvert, c’est-à-dire que ses contacts de sortie se ferment uniquement en présence d’une anomalie. Ainsi, lorsque le dispositif de détection incendie 12 détecte une anomalie là où il est installé (présence anormale de fumée, de flamme ou de chaleur dans le local), alors le relais de sortie 121 se ferme de sorte qu’un signal de sortie 122 est généré.The detection device 12 is of the smoke detector type, but could also be of another type such as a flame detector, a heat detector or others. The device 12 includes an output relay 121 which is preferably of the normally open type, that is to say that its output contacts close only in the presence of an anomaly. Thus, when the fire detection device 12 detects an anomaly where it is installed (abnormal presence of smoke, flame or heat in the room), then the output relay 121 closes so that an output signal 122 is generated.
En fonctionnement, le dispositif de détection incendie 12 est destiné à être installé à proximité de l’appareil électrique à surveiller. Dans le cadre de la présente invention, l’expression «à proximité» englobe bien entendu un mode de réalisation particulier dans lequel le dispositif de détection 12 est fixé à l’intérieur même de l’appareil électrique pour être au plus proche de la source potentielle de fumée. Comme le dispositif de détection 12 est intégré dans un boîtier unique avec les autres éléments du système de contrôle 10 (voir description plus loin), cela signifie que le boîtier du système de contrôle est alors directement fixé à l’intérieur de l’appareil électrique.In operation, the fire detection device 12 is intended to be installed near the electrical appliance to be monitored. In the context of the present invention, the expression "nearby" of course includes a particular embodiment in which the detection device 12 is fixed inside the electrical appliance itself to be as close as possible to the source smoke potential. As the detection device 12 is integrated into a single housing with the other elements of the control system 10 (see description below), this means that the housing of the control system is then directly fixed inside the electrical appliance .
Le dispositif de pilotage 13 comporte une prise télécommandée 131 comprenant un socle 134 capable d’accueillir la prise d’alimentation électrique d’un appareil électrique et une télécommande 132 capable de piloter la prise télécommandée 131. Une fois installée, la prise 131 est donc placée entre la prise d’alimentation de l’appareil électrique et une borne murale standard d’alimentation secteur. Cette prise 131 comporte un récepteur et est télécommandée par la télécommande 132 dont l’émetteur envoie un ordre de commande 133, par exemple via des ondes radio ou infrarouge. Cet ordre de commande 133 est basique car il permet uniquement au dispositif de pilotage 13 d’envoyer un ordre de coupure (touche OFF) ou un ordre de branchement (touche ON) à la prise télécommandée 131, ce qui contribue avantageusement à la simplicité du système de contrôle 10. Par ailleurs, une simple opération initiale d’appairage classique est suffisante pour relier et établir une communication entre une télécommande 132 et une prise 131. Préférentiellement, les informations relatives à cet appairage sont mémorisées dans la prise télécommandée 131.The control device 13 comprises a remote-controlled socket 131 comprising a base 134 capable of accommodating the electrical power socket of an electrical appliance and a remote control 132 capable of controlling the remote-controlled socket 131. Once installed, the socket 131 is therefore placed between the power socket of the electrical appliance and a standard mains power wall terminal. This socket 131 includes a receiver and is remotely controlled by the remote control 132, the transmitter of which sends a control order 133, for example via radio or infrared waves. This control order 133 is basic because it only allows the control device 13 to send a cut-off order (OFF key) or a connection order (ON key) to the remote-controlled socket 131, which advantageously contributes to the simplicity of the control system 10. Furthermore, a simple initial conventional pairing operation is sufficient to connect and establish communication between a remote control 132 and a socket 131. Preferably, the information relating to this pairing is stored in the remote-controlled socket 131.
Ainsi, dès que la télécommande 132 du dispositif de pilotage 13 émet un ordre de coupure 133, la prise télécommandée 131 s’ouvre et déconnecte automatiquement la prise de l’appareil électrique de la borne murale d’alimentation secteur, ce qui a évidemment pour effet de couper l’alimentation de l’appareil électrique. La prise 131 doit recevoir ensuite un nouvel ordre de branchement 133 pour se refermer et rebrancher ainsi l’appareil électrique.Thus, as soon as the remote control 132 of the control device 13 issues a cut-off order 133, the remote-controlled socket 131 opens and automatically disconnects the socket of the electrical appliance from the mains power wall terminal, which obviously has the effect of effect of cutting off the power supply to the electrical appliance. The socket 131 must then receive a new connection order 133 to close and thus reconnect the electrical appliance.
La télécommande 132 peut de plus comporter des touches manuelles ON et OFF (non représentées sur les figures) qui permettraient à un opérateur de pouvoir également couper ou brancher manuellement à distance l’appareil électrique. Ces touches manuelles peuvent également être avantageusement utilisables dans certaines configurations pour faciliter l’appairage entre télécommande 132 et prise 131.The remote control 132 may also include manual ON and OFF keys (not shown in the figures) which would allow an operator to also be able to manually cut or plug in the electrical appliance remotely. These manual keys can also be advantageously used in certain configurations to facilitate pairing between remote control 132 and socket 131.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de contrôle 10 comporte une batterie 18 pour l’alimenter, ce qui le rend avantageusement autonome. La batterie 18 alimente les différents éléments du système de contrôle, en particulier le dispositif de détection 12 et le module de couplage 11. Cependant, comme la tension délivrée par la batterie 18 (par exemple 9V) peut être différente de celle utilisée par la télécommande 132 (par exemple 3V), le module de couplage 11 peut comporter en entrée un circuit adaptateur de tension 111 (en l’occurrence un abaisseur de tension) pour obtenir une tension compatible notamment avec le module de pilotage 13.According to one embodiment of the invention, the control system 10 includes a battery 18 to power it, which advantageously makes it autonomous. The battery 18 powers the various elements of the control system, in particular the detection device 12 and the coupling module 11. However, as the voltage delivered by the battery 18 (for example 9V) can be different from that used by the remote control 132 (for example 3V), the coupling module 11 can include at input a voltage adapter circuit 111 (in this case a voltage step-down) to obtain a voltage compatible in particular with the control module 13.
Néanmoins la batterie 18 ayant forcément une durée de vie limitée, ceci impose des contraintes d’exploitation. Pour pallier à ce problème, une solution consiste à coupler la batterie 18 avec un indicateur 19 de sa charge pour informer les opérateurs d’une charge trop faible de la batterie 18. Préférentiellement, comme l’indicateur de niveau de charge 19 consomme de l’énergie et n’a pas besoin de fonctionner en permanence, il n’est actif que par l’intermédiaire d’un bouton poussoir.However, the battery 18 necessarily has a limited lifespan, this imposes operating constraints. To overcome this problem, one solution consists of coupling the battery 18 with an indicator 19 of its charge to inform the operators of too low a charge of the battery 18. Preferably, as the charge level indicator 19 consumes energy energy and does not need to operate constantly, it is only active via a push button.
Pour pallier au problème de la batterie, un autre mode de réalisation plus simple de l’invention consiste à doter le système de contrôle 10 d’une prise USB (Universal Serial Bus) pour remplacer la batterie 18. Cette variante est facilement implantable car la plupart des appareils électriques contrôlés (en particulier les imprimantes 3D) disposent déjà d’un port USB qui peut être facilement raccordé à la prise USB du système de contrôle 10 pour alimenter celui-ci.To overcome the battery problem, another simpler embodiment of the invention consists of providing the control system 10 with a USB (Universal Serial Bus) socket to replace the battery 18. This variant is easily implemented because the Most controlled electrical devices (especially 3D printers) already have a USB port which can be easily connected to the USB socket of the control system 10 to power it.
Après avoir adapté la tension de batterie si nécessaire, le module de couplage 11 a notamment pour fonction de raccorder les contacts du relais de sortie 121 avec le composant électronique qui permet de piloter la touche OFF de la télécommande 132 du dispositif de pilotage 13, de telle sorte que, lorsque le signal de sortie 122 est présent (c’est-à-dire relais de sortie 121 fermé), la touche OFF de la télécommande 132 est actionnée et le dispositif de pilotage 13 envoie donc un ordre de coupure 133 à la prise télécommandée 131.After having adapted the battery voltage if necessary, the coupling module 11 has the particular function of connecting the contacts of the output relay 121 with the electronic component which makes it possible to control the OFF key of the remote control 132 of the control device 13, to such that, when the output signal 122 is present (that is to say output relay 121 closed), the OFF key of the remote control 132 is actuated and the control device 13 therefore sends a cut-off order 133 to the remote-controlled socket 131.
L’invention est particulièrement bien adaptée pour des appareils électriques qui sont amenés à fonctionner jour et nuit pendant une longue période, comme par exemple des imprimantes 3D dont la fonction est de fabriquer de nombreuses pièces en continu.The invention is particularly well suited for electrical devices which are required to operate day and night for a long period, such as for example 3D printers whose function is to manufacture numerous parts continuously.
Selon une variante de l’invention, la télécommande 132 du dispositif de pilotage 13 du système de contrôle 10 est couplée non pas avec une seule prise 131, mais avec plusieurs prises électriques télécommandées. Chacune de ces prises télécommandées accueille la prise d’alimentation d’un appareil électrique distinct, ce qui permet donc avantageusement de couper en même temps plusieurs appareils électriques situés dans un local surveillé par un seul détecteur incendie 12. La télécommande 132 est alors évidemment capable de commander séparément chacune des prises 131 qui lui sont appairées.According to a variant of the invention, the remote control 132 of the control device 13 of the control system 10 is coupled not with a single socket 131, but with several remote-controlled electrical sockets. Each of these remote-controlled sockets accommodates the power socket of a separate electrical appliance, which therefore advantageously makes it possible to cut off at the same time several electrical appliances located in a room monitored by a single fire detector 12. The remote control 132 is then obviously capable to separately control each of the sockets 131 which are paired with it.
Dans ce cas, lors de la détection d’une anomalie par le détecteur incendie 12, le module de couplage 11 raccorde les contacts du relais de sortie 121 avec le ou les composants électroniques qui permettent de piloter les différentes touches OFF dédiées à chacune des prises 131 gérées par la télécommande 132. Le dispositif de pilotage 13 envoie alors un ordre de coupure 133 distinct vers chaque prise télécommandée 131. Pour une meilleure fiabilité et sécurité des communications, l’envoi de ces ordres de coupure 133 aux différentes prises 131 peut être légèrement séquencé dans le temps.In this case, when an anomaly is detected by the fire detector 12, the coupling module 11 connects the contacts of the output relay 121 with the electronic component(s) which make it possible to control the different OFF keys dedicated to each of the sockets 131 managed by the remote control 132. The control device 13 then sends a separate cut-off order 133 to each remote-controlled socket 131. For better reliability and security of communications, sending these cut-off orders 133 to the different sockets 131 can be slightly sequenced in time.
Avantageusement, la télécommande 132 du dispositif de pilotage 13, le dispositif de détection 12 et le module de couplage 11 sont contenus dans un seul boîtier 10 ce qui permet d’avoir une solution compacte, simple et économique. Seule la (ou les) prise télécommandée 131 reste évidemment à l’extérieur de ce boîtier 10. Dans la variante avec batterie d’alimentation 18 intégrée, celle-ci est également contenue dans le boîtier, de même que l’indicateur de niveau de charge 19 visible à la surface du boîtier. Dans la variante avec alimentation par prise de type USB, cette prise USB est évidemment affleurante sur le boîtier. Si les touches manuelles ON/OFF de la télécommande 132 existent, elles sont placées sur le boîtier. Certaines parois du boîtier sont ajourées pour permettre la détection de fumée.Advantageously, the remote control 132 of the control device 13, the detection device 12 and the coupling module 11 are contained in a single housing 10 which allows for a compact, simple and economical solution. Only the remote-controlled socket(s) 131 obviously remains outside this housing 10. In the variant with integrated power battery 18, this is also contained in the housing, as is the power level indicator. charge 19 visible on the surface of the case. In the variant with power supply via USB type socket, this USB socket is obviously flush with the case. If the manual ON/OFF keys of the 132 remote control exist, they are placed on the box. Some walls of the box are perforated to allow smoke detection.
Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.Naturally, the invention is described in the above by way of example. It is understood that those skilled in the art are able to carry out different variants of the invention without departing from the scope of the invention.
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- 2022-10-19 FR FR2210822A patent/FR3141292A1/en active Pending
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