FR3026264A1 - Systeme d'eclairage modulaire incluant un module de commande programme pour compter, voire pour cartographier, les modules d'eclairage presents dans le systeme, et procede correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système d'éclairage modulaire, du type comprenant une pluralité de modules d'éclairage (1) polygonaux présentant au moins une unité électroluminescente commandée et comprenant : - au moins trois côtés (C) parmi lesquels au moins deux présentent chacun au moins un connecteur (3) enfichable ; - une unité de communication (10) ; - un identifiant unique (ID), le système d'éclairage comprenant de plus un module de commande (5) apte à communiquer les modules d'éclairage, caractérisé en ce qu'au moins deux des côtés (C) des modules d'éclairage comprennent une entrée numérique (Discovery_IN) et une sortie numérique (Discovery_OUT) destinées à communiquer avec respectivement une sortie numérique (Discovery_OUT) et une entrée numérique (Discovery_IN) d'un module d'éclairage adjacent ou du module de commande, et en ce que le module de commande (5) est programmé pour interroger chaque module d'éclairage (1) et recenser des niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées numériques (Discovery_IN) des modules d'éclairage (1) présents dans le système.

Description

Système d'éclairage modulaire incluant un module de commande programmé pour compter, voire pour cartographier, les modules d'éclairage présents dans le système, et procédé correspondant.

Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication de modules d'éclairage à source électroluminescente (LED, OLED, ...) et des systèmes d'éclairage obtenus à l'aide de ces modules. Plus précisément, l'invention concerne une technique d'assemblage de modules d'éclairage à LED couplés entre eux notamment à l'aide de connecteurs enfichables. Dans le domaine de l'invention, le concept de la modularité d'un système d'éclairage, en particulier à LED, est désormais bien connu pour les avantages qu'il procure, et notamment : - facilité de transport et de stockage ; - possibilité d'assemblages multiples ; - maîtrise des coûts ; - personnalisation ; Clairement, les solutions d'éclairage dites modulaires permettent aux utilisateurs de composer un dispositif d'éclairage en fonction des besoins, ce qui permet, lors de déplacements, de n'emporter que le matériel nécessaire, conduisant à limiter l'encombrement et le poids du matériel transporté. En d'autres termes, ces systèmes d'éclairage modulaire offrent la possibilité aux utilisateurs de créer des dispositifs d'éclairage unique, personnalisés en fonction des besoins en lumière, des budgets et des contraintes de place. Toutefois, si la modularité de ces systèmes offre de nombreux avantages, elle impose également certaines contraintes. En effet, il est certes possible d'interconnecter un grand nombre 30 de modules entre eux, mais il n'est pas pour autant possible de tous les allumer à leur niveau d'intensité lumineuse maximale. Ceci est dû à deux facteurs.

En premier lieu, un facteur limitant réside dans la puissance maximale que peut fournir l'alimentation du système d'éclairage. En effet, si la puissance électrique demandée par le système d'éclairage modulaire est supérieure à la puissance que la source d'alimentation électrique peut fournir, le système d'éclairage ne peut fonctionner correctement car l'alimentation est surchargée et ne peut donc fournir la puissance demandée. A titre d'exemple, dans une configuration comprenant vingt modules d'éclairage consommant chacun 500 mA et alimentés par une source électrique fournissant au maximum 5 A (ce qui conduit par conséquent à une intensité totale de 10 A), le courant électrique requit pour une intensité lumineuse maximale des modules d'éclairage sera de 20 x 500 mA soit 10 A. Or, dans l'hypothèse selon laquelle la source d'alimentation est limitée à 5 A, les modules électroluminescents du système d'éclairage ne sont pas alimentés correctement, et la tension d'alimentation risque de fortement chuter, produisant un mauvais fonctionnement du système d'éclairage. Un deuxième facteur limitant réside dans le courant maximal pouvant circuler dans les contacts des connecteurs assurant les liaisons mécaniques électriques des modules d'éclairage entre eux. En effet, le courant électrique requis par le système d'éclairage modulaire peut être supérieur au courant admissible que les contacts des connecteurs enfichables peuvent supporter. Dans ce cas, l'intensité excessive du courant peut engendrer un échauffement des contacts au point de les endommager, ce qui bien entendu conduit à un mauvais fonctionnement du système d'éclairage et/ou à la détérioration irréversible des modules d'éclairage. Selon un exemple de configuration dans laquelle le système d'éclairage comprend 40 modules d'éclairage consommant chacun une intensité maximale de 500 mA, ce qui conduit pour des instructions d'éclairement de 100 % des modules à une intensité totale consommée de 20 A. Dans l'hypothèse selon laquelle le courant pouvant être transmis par les contacts des connecteurs est de 2 (contacts) x 5 A, soit 10 A, le courant maximal consommé par l'ensemble des modules d'éclairage du système d'éclairage est par conséquent supérieur de 10 A au courant admissible par la paire de contacts des connecteurs enfichables. Ces connecteurs vont par conséquent s'échauffer jusqu'à éventuellement brûler. Bien évidemment, les modules d'éclairage ne seront plus alimentés correctement et la tension d'alimentation va fortement baissée, conduisant à un mauvais fonctionnement du système d'éclairage. Il peut donc être nécessaire de compter le nombre de modules présents dans le système au fur et à mesure de l'évolution du système 10 (ajout(s) ou retrait(s) de modules d'éclairage) pour gérer les intensités consommées par les modules. De plus, il peut être souhaité de connaître l'emplacement de chaque module dans le système pour piloter chaque module à volonté, éventuellement indépendamment des autres modules présents. 15 Le document de brevet publié sous le numéro EP- 1 961 272 propose un procédé de commande d'un système d'éclairage comprenant une pluralité de modules d'éclairage polygonaux ayant un arrangement au moins bidimensionnel, et un dispositif de commande pour commander les modules d'éclairage, dans lequel les modules d'éclairage sont 20 capables de communiquer les uns avec les autres par l'intermédiaire d'unités de communication et sont arrangés géométriquement. Ce procédé comprend l'exécution d'une procédure d'apprentissage pour la définition d'un arrangement géométrique de modules d'éclairage et d'un réseau de communication, comprenant les étapes de : 25 - transmission d'un jeton de module d'éclairage en module d'éclairage, tout en assurant que tous les modules d'éclairage sont visités par le jeton ; - fournir concurremment des informations géométriques au dispositif de commande pour indiquer la manière dont les 30 modules d'éclairage sont arrangés géométriquement les uns par rapport aux autres.

Cette technique permet certes une « cartographie » des modules d'éclairage présents dans le système, mais implique des temps d'exécution de la procédure d'apprentissage relativement longs, ceci en raison du temps de cheminement du jeton de module en module. Bien entendu, ces temps augmentent avec la taille des systèmes. L'invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un système d'éclairage modulaire qui permette de compter, voire de cartographier, les modules d'éclairage présents dans le système de façon plus rapide que la technique décrite en référence à l'art antérieur. L'invention a également pour objectif de fournir un tel système d'éclairage modulaire soit réactif, en termes de durée d'exécution, à chaque évolution du système (ajout(s) ou retrait(s) de modules d'éclairage). Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un système d'éclairage modulaire, du type comprenant une pluralité de modules d'éclairage polygonaux présentant au moins une unité électroluminescente commandée et comprenant : - au moins trois côtés présentant chacun au moins un connecteur enfichable susceptible d'assurer une liaison mécanique et électrique avec un autre module d'éclairage ou de commande ; - une unité de communication ; - un identifiant unique. Le système d'éclairage comprend de plus un module de commande comprenant une unité de communication de base apte à communiquer par l'intermédiaire d'un bus de communication avec l'unité de communication des modules d'éclairage, et chaque côté des modules d'éclairage comprennent une entrée numérique et une sortie numérique destinées à communiquer avec respectivement une sortie numérique et une entrée numérique d'un module d'éclairage adjacent ou du module de commande, les sorties numérique étant conçues pour prendre deux niveaux, à savoir un niveau haut correspondant à un module alimenté électriquement et un niveau bas correspondant à un module non alimenté électriquement, le module de commande étant programmé pour : - interroger chaque module d'éclairage un à un en consultant les niveaux hauts reçus par les entrées numérique de chaque module et, - recenser les niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées numérique des modules d'éclairage présents dans le système. Ainsi, avec un système d'éclairage modulaire selon l'invention, il est possible de compter rapidement les modules d'éclairage présents dans le système. Comme cela va apparaître plus clairement par la suite, il est possible de combiner cette procédure de comptage à une procédure de cartographie des modules d'éclairage. On note que la mise en oeuvre d'un système d'éclairage modulaire selon l'invention implique un nombre de connectique, au niveau de 20 chaque module, certes plus important que la technique de l'art antérieur, mais ceci en faveur de temps de procédure notablement plus courts. Selon une solution avantageuse, le module de commande est programmé pour dialoguer avec chacun des modules d'éclairage pour collecter l'identifiant unique des modules d'éclairage. 25 Ainsi, il est possible pour le module de commande d'interroger et de piloter individuellement les modules d'éclairage. Il lui permet en outre d'obtenir des modules d'éclairage d'autres informations techniques sur les modules d'éclairage et notamment leurs caractéristiques techniques intrinsèques. 30 Selon un mode de réalisation avantageux, le module de commande est programmé pour affecter une adresse logique à chacun des modules d'éclairage.

Pour rappel, l'identifiant est une « adresse physique » et propre au module d'éclairage. Cette identifiant ne peut changer. En revanche, l'adresse logique est une adresse qui est affectée au 5 module d'éclairage et qui est utilisée pour commander le module. Cette adresse peut changer en fonction de la structure du système d'éclairage. De plus, l'identifiant unique est généralement un code à 48 bits, tandis qu'une adresse logique peut ne comprendre que 8 bits. On peut donc obtenir des gains en termes de débit de données en utilisant une 10 adresse logique plutôt que l'identifiant. Selon une solution préférentielle, le module de commande est programmé pour déterminer les positionnements respectifs des modules d'éclairage entre eux et à partir du module de commande. En d'autres termes, le module de contrôle est programmé pour 15 collecter des informations qui lui permettront de déterminer le positionnement géographique respectif des modules d'éclairage dans le système. ». Un module d'éclairage n'a donc aucune notion de son placement dans le système. La seule information qu'il possède est l'état de son voisinage sur chacun de ses côtés 20 Préférentiellement, le module de commande est programmé pour collecter les orientations respectives des modules d'éclairage. Avantageusement, caractérisé en ce que chaque côté de chaque module d'éclairage est identifié par un nom de côté. Selon un mode de réalisation avantageux, le module de 25 commande est programmé pour : - cibler un module d'éclairage à interroger ; - émettre au module d'éclairage ciblé une autorisation à répondre éphémère. On évite de cette façon les collisions de transferts d'informations 30 sur le bus de communication. Dans ce cas, chaque module d'éclairage est avantageusement programmé pour émettre au module de commande, par le bus de communication et en réponse à l'autorisation à répondre, au moins les informations appartenant au groupe suivant : - son identifiant unique ; - le nom de côté par lequel il a reçu l'autorisation à répondre.

Préférentiellement, l'autorisation de réponse est communiquée au module d'éclairage par l'intermédiaire d'une de ses entrées numériques. On évite de cette façon d'augmenter encore le nombre de connectiques présentes sur les modules d'éclairage. La sortie permettant à un module d'indiquer sa présence au 10 module adjacent est également utilisée pour transmettre une autorisation. Ainsi, la broche réceptionnant cette information doit être capable de dissocier trois cas : - présence d'un module adjacent - non présence d'un module adjacent 15 - présence d'un module adjacent + réception d'une autorisation. Là encore, cette caractéristique permet d'optimiser les connectiques présentes sur les modules d'éclairage L'invention concerne également un procédé de comptage et/ou de cartographie des modules d'éclairage d'un système d'éclairage modulaire 20 tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - interrogation, par le module de commande, de chaque module d'éclairage un à un en consultant les niveaux hauts reçus par les entrées logiques de chaque module et, 25 - recensement, par le module de commande, des niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées logiques des modules d'éclairage présents dans le système. Avantageusement, le procédé comprend les étapes de : - ciblage, par le module de commande, d'un module 30 d'éclairage à interroger ; - émission, par le module de commande, d'une autorisation à répondre éphémère au module d'éclairage ciblé.

Il est à noter que si le module de commande décide de faire parvenir une autorisation à un module qui n'est pas directement connecté au module de commande, celui-ci peut demander à un ou plusieurs modules d'éclairage de relayer l'autorisation.

Préférentiellement, le procédé comprend une étape d'émission à partir du module d'éclairage ciblé et au module de commande, par le bus de communication et en réponse à l'autorisation à répondre, d'au moins les informations appartenant au groupe suivant : - identifiant unique du module d'éclairage ciblé ; - un nom de côté par lequel le module d'éclairage ciblé a reçu l'autorisation à répondre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et de plusieurs de ses variantes, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique un exemple de module d'éclairage susceptible d'être mis en oeuvre dans un système d'éclairage selon l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques d'un premier exemple de configuration d'un système d'éclairage selon l'invention ; - la figure 4 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de configuration d'un système d'éclairage selon l'invention ; - la figure 5 est une représentation schématique d'un troisième exemple de configuration d'un système d'éclairage selon l'invention ; - la figure 6 est une représentation schématique des contacts des connecteurs enfichables de modules d'éclairage ; - la figure 7 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de configuration d'un système d'éclairage selon l'invention. Tel que cela va être expliqué plus en détails par la suite, un 5 système d'éclairage selon l'invention repose sur la mise en oeuvre d'une pluralité de modules d'éclairage 1 tel que celui illustré par la figure 1. Un tel module d'éclairage comprend une plaque 2, en l'occurrence métallique, portant au moins une unité électroluminescente commandée. Selon le présent mode de réalisation, la plaque 2 porte une pluralité 10 d'unités électroluminescentes (non représentées). Par la suite de la description, ces unités électroluminescentes peuvent être classiquement des diodes électroluminescentes (LED), l'invention n'étant bien entendu pas limitée à cette technologie. La plaque 2 est équipée, selon le présent mode de réalisation, des 15 parties constitutives suivantes : - des circuits de pilotage des LED; - un circuit de contrôle ; - des circuits de supervision photométrique et colorimétrique; - des circuits de supervision de la température ; 20 - des circuits de supervision de la tension d'alimentation ; - un accéléromètre. De façon classique en soit, les circuits de pilotage des LED, les circuits de contrôle, les circuits de supervision et les LED elles-mêmes sont reliés par les pistes d'un circuit imprimé. 25 Les diodes électroluminescentes sont montées en face avant du module d'éclairage. Le module d'éclairage présente une forme générale polygonale (la plaque support étant elle-même de forme polygonale) et présente donc un périmètre présentant au moins trois côtés. 30 Tel que cela apparaît clairement sur la figure 1, le module d'éclairage selon le mode de réalisation comprend une plaque support de forme carrée, dont chaque côté présente : - un connecteur 3 d'alimentation électrique ; - deux connecteurs de données 4, de part et d'autre du connecteur 3 d'alimentation électrique. On note que les connecteurs d'alimentation électrique et les connecteurs de données sont des connecteurs enfichables assurant une fonction de liaison mécanique. En outre, l'ensemble des connecteurs est de conception hermaphrodite, et permet d'assurer une liaison de deux modules entre eux soit dans le même plan soit dans deux plans orthogonaux.

De façon générale, les modules d'éclairage présentent au moins trois côtés parmi lesquels deux présentent chacun un connecteur enfichable pour l'alimentation électrique des modules. En référence aux figures 2 et 3, un système d'éclairage modulaire selon l'invention comprend : - N modules d'éclairage 1, interconnectés les uns aux autres par l'intermédiaire de connecteurs 3 enfichables, incluant chacun au moins une paire de contacts 30 d'alimentation électrique, chacun prévu pour supporter un courant admissible d'une intensité Ilimit ; - au moins un module de commande 5, connecté à un des modules d'éclairage 1 par l'intermédiaire d'un connecteur enfichable ; - une source d'alimentation électrique 6, délivrant une puissance disponible P, et fournissant une tension de type continue et un courant de type continu dont l'intensité peut être variable. On note qu'on entend par source d'alimentation électrique : - soit un module d'alimentation connecté à un module d'éclairage 1, par le biais d'un connecteur de liaison enfichable ; - soit un convertisseur secteur, connecté à un module d'éclairage 1 par l'intermédiaire d'un connecteur enfichable.

Le module de commande est conçu pour permettre à un opérateur d'effectuer des réglages sur les modules d'éclairage, et notamment : - leur paramétrage en puissance, limitations, ... ; - réglage de la lumière : température de couleur, intensité lumineuse, effets lumineux spéciaux... La source d'alimentation continue est propagée de module d'éclairage en module d'éclairage par l'intermédiaire des connecteurs enfichables. Les modules d'éclairage sont du type présentant au moins une 10 unité électroluminescente, et préférentiellement une pluralité d'unités électroluminescentes telles que les LED ou des OLED. Dans un système d'éclairage selon l'invention, le module de commande comprend des moyens d'acquisition du nombre N de modules d'éclairage présents dans le système et pour chaque module 15 d'éclairage, des moyens d'acquisition de l'intensité consommée (lconso). Un tel système d'éclairage entre en fonctionnement normal après une phase d'initialisation durant laquelle le module de commande vérifie les conditions suivantes : - tous les modules d'éclairage connectés sont de même type 20 (même puissance lumineuse, même plage TCP (température de couleur proximale) ; - tous les modules d'éclairage peuvent être adressés indépendamment, permettant des réglages de niveaux lumineux et/ou de TCP différents d'un module à un autre ; 25 - le courant maximal consommé par chaque module (Imax) est connu (et relève des propriétés intrinsèque à chaque module d'éclairage, la tension étant continue et sa valeur connue, les termes courant maximal et puissance maximale peuvent être substitués) ; 30 - le nombre de modules d'éclairage connectés est connus ; - chaque module d'éclairage peut être piloté selon une instruction d'éclairement E comprise entre 0 et 100% - pour chaque module d'éclairage, la relation entre l'instruction d'éclairement (0 à 100 °/0) et l'intensité consommée Iconso est connue, et est typiquement la suivante Iconso = Imax x E %.

Selon le principe de l'invention, le module de commande comprend en outre un calculateur paramétré pour : - autoriser l'alimentation électrique des modules d'éclairage avec l'intensité Iconso selon une instruction d'éclairement E prédéterminée si la somme des intensités consommées par les N modules d'éclairage est inférieure ou égale à Ilimit ; - réduite les instructions d'éclairement E d'au moins certains modules d'éclairage si la somme des intensités consommées par les N modules est supérieure à Ilimit. Ainsi, dans un premier exemple basé sur la configuration illustrée 15 par la figure 2 dans laquelle le système d'éclairage comprend quatre modules d'éclairage 1, identiques et consommant chacun un courant maximum Imax de 0,5 A (consommation directement proportionnelle à l'éclairement), et dans laquelle la grandeur limitante est le courant supporté par les contacts des connecteurs enfichables (dans le cas 20 présent Ilimit = 2A). On note qu'il est fait l'hypothèse que le courant consommé par le module de commande 5 est considéré comme négligeable. Selon un premier exemple, les modules d'éclairage ont respectivement pour instruction d'éclairement E les valeurs suivantes : 50 25 %, 75%, 100% et 10%. Le module de commande connait alors l'intensité totale 'total consommée par le système d'éclairage, à savoir : 'total = (0,5 + 0,75 + 1 + 0,1) x Imax = 1, 175A. Dans cet exemple, 'total < Ilimit. Le fonctionnement normal du 30 système d'éclairage peut être conservé, sans modification des instructions d'éclairement E des modules d'éclairage. 302 62 6 4 13 Dans la même configuration, si l'utilisateur décide d'allumer tous les modules d'éclairage à 100 % de leur capacité, c'est-à-dire de passer toutes les instructions d'éclairement E à 100 %. Dans ce cas, le module de commande calcule la nouvelle valeur 5 de l'intensité totale consommée, qui passe alors à 2A. Cette valeur est égale à Ilimit, et le fonctionnement normal peut toujours être conservé. Toutefois, la limite est atteinte et tout ajout de module entraînera une réduction de la puissance individuelle maximale. Dans l'hypothèse où l'utilisateur décide d'ajouter un cinquième 10 module d'éclairage, on passe alors à une configuration du système d'éclairage telle que celle illustrée par la figure 3. Dans cette nouvelle configuration, si l'utilisateur règle le système pour allumer les quatre modules d'éclairage à 100 %, et le cinquième module à 50 %, le courant total consommé, calculé par le module de 15 commande, est alors de 2, 25 A. Dans ce cas, l'intensité totale consommée devient supérieure à Ilimit, ce qui risque, comme indiqué précédemment, d'endommager les contacts 30 des connecteurs 3 enfichables des modules. Selon le principe de fonctionnement de l'invention, le module de 20 commande adapte alors les réglages des différents modules, et en particulier modifie les instructions d'éclairement E de tout ou partie des modules d'éclairage. Le module de commande peut être paramétré pour maintenir la cohérence initiale souhaitée par l'utilisateur (pour rappel, quatre modules 25 d'éclairage allumés au double de puissance du cinquième module d'éclairage), la correction apportée étant ainsi identique pour tous les modules d'éclairage. Cette correction CORR est ainsi donnée par la formule suivante : CORR = Ilimit / 'total consommée x 100 %. 30 Dans l'exemple donné avec les valeurs précédentes, la correction CORR est de 88 % et est appliquée à tous les modules du système.

On note que le système d'éclairage peut comprendre un témoin lumineux utilisé pour indiquer à l'utilisateur que le réglage qu'il a commandé n'est plus exactement celui qu'il obtient, étant donné que le système a atteint les limites physiques de fonctionnement (celles des contacts des connecteurs enfichables). Avec la même configuration, dans le cas où l'utilisateur conserve les cinq modules, mais réduit l'intensité lumineuse, alors, il n'est pas possible d'allumer les cinq modules d'éclairage en même temps à 100 °/0. il est cependant possible de conserver un réseau identique avec une commande inférieure, ce qui montre que la limitation de puissance n'est pas directement liée au nombre de modules, mais à leur consommation en temps réel. Dans l'exemple de la configuration illustrée par la figure 4, le principe de fonctionnement du système modulaire est basé sur le même développement que celui décrit précédemment mais inclut également la détermination de la répartition géographique des modules d'éclairage. Pour cela, le système d'éclairage comprend des moyens de référencement (52) des positions individuelles et relatives de chacun des N modules d'éclairage, décrits plus en détails par la suite.

Ainsi, en connaissant la position de l'alimentation électrique et celle des modules d'éclairage, le module de commande 5 est capable d'optimiser la répartition de puissance en déterminant les différents chemins empruntés par le courant. Dans un tel système, le module de commande définit les positions 25 des modules sur deux axes définissant chacun une dimension, tels qu'illustrés par la figure 5. On note que dans une telle configuration, la solution proposée par ce mode de réalisation est conçue de telle sorte que : elle est applicable quelle que soit l'orientation des modules 30 d'éclairage tel que cela va être expliqué en détail par la suite ; - elle est présentée pour des modules de forme carrée ou rectangulaire, en étant toutefois applicable à tout module de forme polygonale ; - elle fonctionne tant pour des cartographies en deux dimensions que pour des cartographies en trois dimensions. Selon le principe de ce mode de réalisation, chaque module d'éclairage ou de commande est de forme carrée ou rectangulaire et a ses côtés C identifiés par un nom, par exemple « haut », « droite », « bas », « gauche » ou « nord » (pour le côté « haut »), « est », (pour le 10 côté « droite »), « sud » (pour le côté « bas »), « ouest » (pour le côté « gauche »). Les connecteurs enfichables permettant de relier les modules d'éclairage entre eux ou le module de commande à un module d'éclairage sont identiques quel que soit le côté. Chaque module 15 présente au moins deux de ses côtés pourvus de connecteurs enfichables. En pratique, les connecteurs enfichables possèdent chacun quatre contacts, avec les signaux électriques affectés de la façon suivante : - M-BUS (Mesh bus) : bus de communication 7 bidirectionnel 20 maillé, de type différentiel (R5455) (assurant une meilleure immunité aux parasites), permettant un débit minimum de 250Kbps et de transmettre des consignes de commande du module de commande aux modules d'éclairage, ainsi que des remontées d'information des modules d'éclairage vers 25 le module de commande ; - Discovery_IN : entrée numérique de type CMOS dont le niveau haut est fixé à VCC (3V) et le niveau bas à GND (OV), ce signal permettant de détecter la connexion d'un module voisin sur au moins un des connecteurs enfichable, 30 le signal étant à l'état haut pour indiquer qu'un module voisin est connecté et à l'état bas pour indiquer qu'aucun module d'éclairage voisin n'est connecté ; - Discovery_OUT : sortie numérique de type CMOS dont le niveau haut est fixé à VCC (3V) et le niveau bas à GND (OV), ce signal permettant d'indiquer la présence au module d'éclairage voisin ; - VCC + GND : dans le cas où tous les modules sont alimentés par un même étage de puissance, la tension d'alimentation doit être transmise de module en module. Dans un tel système, les modules d'éclairage comprennent chacun une unité de communication 10 et le module de commande 10 comprend une unité de communication de base 53 apte à communiquer, par l'intermédiaire du bus de communication 7, avec l'unité de communication des modules d'éclairage. L'entrée numérique d'un premier module d'éclairage est donc destinée à être reliée à la sortie numérique d'un deuxième module 15 d'éclairage adjacent (c'est-à-dire par couplé directement par l'intermédiaire de leur connecteur enfichable) au premier module d'éclairage, tandis que la sortie numérique du premier module d'éclairage est destinée à être reliée à l'entrée numérique du deuxième module d'éclairage adjacent. 20 L'interconnexion des signaux en deux modules est réalisée telle qu'illustrée par la figure 6. Avec les signaux indiqués précédemment, on retrouve donc, pour un module d'éclairage de forme carrée (ou plus généralement ploygonale), les signaux suivants : 25 - Discovery_IN haut, Discovery_IN droite, Discovery_IN bas et Discovery_IN gauche ; - Discovery_OUT haut, Discovery_OUT droite, Discovery_OUT bas et Discovery_OUT gauche. Par ailleurs, chaque module d'éclairage du système possède un 30 module d'identification unique, fournit par un composant de type SSN (Silicon Serial Number), utilisé pour l'adressage sur le bus maillé. Ainsi, un module d'éclairage interprète un message uniquement s'il a été reçu en « broadcast » (en mode multi diffusion) ou en « unicast » (en mode point à point), et s'il contient son identifiant unique (ID) ou l'adresse logique qui lui a été affectée une fois que la cartographie a bien été réalisée.

Selon le fonctionnement d'un tel système d'éclairage, les modules d'éclairage sont considérés comme des éléments passifs car ils ne prennent que très peu d'initiative. Les modules d'éclairage réalisent des taches qui sont : - soit déclenchées par la réception de commande sur le bus de communication 7 maillé (par exemple le module de commande 5 pilote l'allumage des unités électroluminescentes) ; - soit réalisées périodiquement afin de contrôler l'état du système (monitoring de la température, de la tension d'alimentation, connexion/déconnexion d'un module adjacent...) selon une périodicité prédéterminée. Lorsqu'un module d'éclairage est mis sous tension, il indique automatiquement à tous les modules d'éclairage adjacents sa présence, en plaçant la broche correspondante à la sortie numérique Discovery_OUT de chacun de ses côtés à un niveau logique haut. Parallèlement, un module d'éclairage est capable de reconnaître la présence de modules d'éclairage adjacents sur ses côtés en temps réel, en détectant un état haut sur ses entrées numériques Discovery_IN. En revanche, un module d'éclairage n'a pas de notion de son orientation dans le système. Ainsi, selon la configuration illustrée par la figure 5, si le module d'éclairage N°2 détecte un module d'éclairage adjacent sur sa droite, d'un point de vue du système, ce module d'éclairage adjacent est placé en haut. Le module de commande procède quant à lui de la manière 30 suivante pour compter et cartographier les modules d'éclairage présents dans le système d'éclairage : - il associe à un premier module d'éclairage (en l'occurrence le module N°1 avec lequel il est connecté par l'intermédiaire d'un connecteur enfichable) la position (0,0) dans le système et enregistre ce premier module d'éclairage ; - il interroge via le bus maillé à ce premier module sur quel(s) côté(s) des modules d'éclairage adjacents sont connectés : - si le module d'éclairage est couplé à un module d'éclairage adjacent haut, alors le module d'éclairage adjacent est associé à la position (0, -1) et le module d'éclairage est enregistré en mémoire tel que décrit plus en détails par la suite ; - si le module d'éclairage est couplé à un module d'éclairage adjacent à droite, alors ce module d'éclairage adjacent est associé à la position (1, 0) et le module d'éclairage est enregistré en mémoire tel que décrit plus en détails par la suite ; - si le module d'éclairage est couplé à un module d'éclairage adjacent bas, alors ce module d'éclairage adjacent est associé à la position (0, 1) et le module d'éclairage est enregistré en mémoire tel que décrit plus en détails par la suite ; - si le module d'éclairage est couplé à un module d'éclairage adjacent à gauche, alors ce module d'éclairage adjacent est associé à la positon (-1, 0) et le module d'éclairage est enregistré en mémoire tel que décrit plus en détails par la suite ; - le module de commande consulte ensuite chacun des modules d'éclairage qu'il vient d'identifier, par l'intermédiaire du bus maillé, pour savoir sur quel côté il est relié avec des modules d'éclairage adjacents ; - selon une méthode similaire à celle effectuée avec le premier module, les positions des modules d'éclairage adjacents sont affectés en fonction de la position du module d'éclairage consulté, et les nouveaux modules d'éclairage identifiés sont enregistrés ; - le module de commande effectue les deux taches précédentes jusqu'à ce qu'il ne trouve plus aucun nouveau module d'éclairage connecté ; - optionnellement, afin de ne conserver que des positions (X, Y) positives, le module de commande peut recalculer les positions de chaque module d'éclairage, en fonction des positions extrêmes détectées.

Selon ce procédé, le module de commande est donc programmé pour recenser les niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées logiques des modules d'éclairage présents dans le système. Par ailleurs, le module de commande est aussi programmé pour dialoguer avec chacun des modules d'éclairage présents dans le système pour collecter leur identifiant unique, ceci en vue de les interroger ou de les piloter individuellement, par le biais d'une adresse logique que le module de commande aura donné à chaque module lumineux. La phase de recensement des modules d'éclairage permet au module de commande d'obtenir cet identifiant, mais également d'autres informations techniques sur les modules. En pratique, le module de commande est capable de dialoguer avec les modules d'éclairage durant la phase de recensement afin d'obtenir les identifiants uniques et les informations de positionnement « géographique ».

Pour permettre cette communication, le module de commande est programmé pour cibler un module d'éclairage à interroger et pour lui transmettre une autorisation à répondre éphémère active pendant une période de l'ordre de quelques millisecondes. Le processus est le suivant. Le module d'éclairage ciblé reçoit sur l'entrée numérique 5 Discovery_IN un signal impulsionnel dont la durée est de quelques millisecondes : ce signal est appelé « autorisation de réponse à la commande de recensement (découverte) », noté par la suite « autorisation de réponse », sachant que dans le système d'éclairage, un seul module d'éclairage est autorisé à répondre afin d'éviter les collisions 10 sur le bus de communication maillé. Le signal impulsionnel peut être émis par le module de commande ou un module d'éclairage adjacent ayant reçu une commande spécifique (d'émission de signal impulsionnel) par un module de commande. Le module de commande est toujours à l'initiative, et cible le module 15 d'éclairage pour lui donner l'autorisation à répondre à une commande en broadcast. A réception de ce signal, le module d'éclairage est autorisé à répondre à une éventuelle requête émise en broadcast (c'est-à-dire à l'ensemble du système sans adresse spécifique) par le module de 20 commande sur le bus de communication maillé. La requête attendue est appelée « commande de recensement (découverte) », et est émise dans une fenêtre de quelques millisecondes. Le module d'éclairage interrogé par le module de commande (par une commande recensement), autorisé à répondre, émet sur le bus de 25 communication maillé, une trame de données contenant les informations suivantes : - son identifiant unique du module d'éclairage ; - le nom de côté (C) par lequel il a reçu l'autorisation de réponse. 30 En utilisant cette « autorisation de réponse » par signal impulsionnel couplé à une « commande de recensement » envoyé sur le bus de communication maillé en broadcast, il est alors possible d'adresser un seul et unique module d'éclairage. Comme le module d'éclairage retourne son identifiant unique, le module de commande est ensuite en mesure de l'adresser directement sur le bus maillé. La durée pendant laquelle la durée d'autorisation de réponse est 5 valide est limitée dans le temps. Cette durée est de quelques millisecondes après la réception d'une « autorisation à répondre ». A l'expiration de cette durée, l'autorisation à répondre a expiré, le module d'éclairage n'est plus autorisé à répondre. Il est également possible d'annuler la validité de cette autorisation grâce à une commande 10 spécifique reçue sur le bus maillé. En utilisant les quatre contacts des connecteurs enfichables tel que listés précédemment, on attribue une double fonction aux contacts de l'entrée numérique Discovery_IN et de la sortie numérique Discovery_OUT. Ainsi, la sortie numérique Discovery_OUT passe au 15 niveau logique haut pour indiquer la présence d'un module d'éclairage à son voisin et transmet une autorisation de réponse en générant une impulsion de quelques millisecondes. L'entrée numérique Discovery_IN est quant à elle capable de dissocier trois cas, à savoir : 20 - au niveau logique bas : pas de voisin ; - au niveau logique haut : présence d'un voisin ; - détection d'un pulse : présence d'un voisin + réception d'une autorisation de réponse. L'autorisation de réponse permet également de déterminer 25 l'orientation des modules d'éclairage. La référence du système correspond à l'orientation du module de commande. En effet, le module de commande décide sur quel côté du module d'éclairage une autorisation est émise. Le module d'éclairage retourne une information au module de commande en précisant le côté sur lequel il a reçu cette 30 autorisation. A partir de ces deux informations, l'orientation d'un module d'éclairage est déterminée.

Dans l'exemple de la figure 7, le module d'éclairage N°2 est dans l'orientation « normale » (c'est-à-dire identique au module de commande), et le module d'éclairage N°1 est tourné de 2700 dans le sens horaire.

Si le module de commande souhaite envoyer une autorisation à répondre au module N°1, il doit diriger celle-ci sur sa droite. Dans le cas où le module N°1 serait orienté de manière identique au module de commande, il détecterait alors que l'autorisation lui est parvenue de son côté gauche. Cependant, du fait de l'orientation de 270° dans le sens horaire, le module d'éclairage N°1 détecte que l'autorisation est parvenue par le côté haut. En recoupant ces deux informations, le module de commande est capable de déterminer l'orientation du module tel qu'indiqué par le tableau ci-dessous : Côté d'envoi de Côté de réception Orientation du module l'autorisation par le (module d'éclairage) d'éclairage par rapport module de commande Droite Haute 270° (sens horaire) Droite 180° (sens horaire) Bas 90° (sens horaire) Gauche 0° Lorsque le module de commande souhaite demander au module d'éclairage N°1 d'envoyer une autorisation de réponse à droite, c'est-à-dire en direction du module d'éclairage N°2, il sait alors que la 20 commande à envoyer doit être de type : [Module 1]-[Envoyer Autorisation de Réponse]-[côté=DROITE+OrientationModulel ] => [Module 1]-[Envoyer Autorisation de Réponse]-[côté=BAS] Le fonctionnement vu du module de commande est le suivant. Tous comme pour les modules d'éclairage entre eux, le module de 25 commande effectue un recensement des modules d'éclairage adjacents, afin de connaître le nombre de modules d'éclairage qui lui sont directement connectés. Les données (ID et paramètres) concernant les modules d'éclairage sont stockés en mémoire dans une matrice. La matrice est complétée au fur et à mesure de l'avancement du recensement des modules d'éclairage du système. Les attributs affectés à un module d'éclairage sont les suivants : - identifiant unique (ID) ; - possède voisin haut : oui/non ; - possède voisin droite : oui/non ; - possède voisin bas : oui/non - possède voisin gauche : oui/non ; - orientation module : 0°, 90°, 180°, 270° - position (X, Y) ; - à traiter : oui/non.

Le processus suivi pour effectuer la cartographie est celui présenté ci-après. Dans un premier temps, le module de commande identifie les modules adjacents qui lui sont directement connectés. Il interroge ensuite chaque module découvert et identifié pour connaître leur voisinage, jusqu'à ce que tous les modules connectés au système soient répertoriés. Lorsque la cartographie est achevée, le système entre dans un mode de fonctionnement dit « normal ». Il est cependant possible que l'utilisateur ajoute ou retire un ou plusieurs modules d'éclairage en cours de fonctionnement. Il est alors nécessaire de réaliser une nouvelle cartographie. Afin de détecter tout changement (arrivée/départ de modules d'éclairage), le module de commande dialogue de manière périodique avec les modules d'éclairage, afin de savoir si leur voisinage a changé.

Les modules d'éclairage effectuant une détection de voisinage de manière continue, le module de commande sera alors averti de tout changement.

Le module de commande effectuant également une détection de son voisinage, il est aussi capable de détecter si des modules d'éclairage ont été ajoutés/retirés. La réalisation de la nouvelle cartographie peut être réalisée de 5 deux manières : - soit toute trace de la précédente répartition des modules d'éclairage a été effacée et une nouvelle cartographie est réalisée ; - soit les modules ajoutés/retirés sont uniquement détectés, 10 et la cartographie est mise à jour. Avec le fonctionnement décrit précédemment, il est possible de compter et de cartographier les modules d'éclairage au sein du système d'éclairage. Il est cependant également possible d'appliquer cette solution à la détection de différents types de modules d'éclairage. Il peut 15 par exemple être utile de connaître l'emplacement dans le réseau du module d'alimentation. Le module d'alimentation devra alors intégrer toutes les fonctionnalités présentées précédemment, (contrôle du voisinage, posséder un identifiant unique...). Des paramètres additionnels peuvent également être retournés 20 sur réception de la commande de découverte.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système d'éclairage modulaire, du type comprenant une pluralité de modules d'éclairage (1) polygonaux présentant au moins une unité électroluminescente commandée et comprenant : - au moins trois côtés (C) parmi lesquels au moins deux présentent chacun au moins un connecteur (3) enfichable susceptible d'assurer une liaison mécanique et électrique avec un autre module d'éclairage ou avec un module de commande ; - une unité de communication (10) ; - un identifiant unique (ID), le système d'éclairage comprenant de plus un module de commande (5) comprenant une unité de communication de base (53) apte à communiquer par l'intermédiaire d'un bus de communication (7) avec l'unité de communication (10) des modules d'éclairage, caractérisé en ce qu'au moins deux des côtés (C) des modules d'éclairage comprennent une entrée numérique (Discovery_IN) et une sortie numérique (Discovery_OUT) destinées à communiquer avec respectivement une sortie numérique (Discovery_OUT) et une entrée numérique (Discovery_IN) d'un module d'éclairage adjacent ou du module de commande, les sorties numérique (Discovery_OUT) étant conçues pour prendre deux niveaux, à savoir un niveau haut correspondant à un module alimenté électriquement et un niveau bas correspondant à un module non alimenté électriquement, et en ce que le module de commande (5) est programmé pour : - interroger chaque module d'éclairage (1) un à un en consultant les niveaux hauts reçus par les entrées numériques (Discovery_IN) de chaque module et,recenser les niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées numériques (Discovery_IN) des modules d'éclairage (1) présents dans le système.
2. 2. Système d'éclairage modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de commande 5) est programmé pour dialoguer avec chacun des modules d'éclairage (1) pour collecter l'identifiant unique (ID) des modules d'éclairage.
3. 3. Système d'éclairage modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de commande (5) est programmé pour affecter une adresse logique à chacun des modules d'éclairage (1).
4. 4. Système d'éclairage modulaire selon l'une des revendications 1 3, caractérisé en ce que le module de commande (5) est programmé pour déterminer les positionnements respectifs des modules d'éclairage (1) entre eux et à partir du module de commande.
5. 5. Système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le module de commande (5) est programmé pour collecter les orientations respectives des modules d'éclairage (1).
6. 6. Système d'éclairage modulaire selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chaque côté de chaque module d'éclairage est identifié par un nom de côté.
7. 7. Système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module de commande (5) est programmé pour : - cibler un module d'éclairage (1) à interroger ; 302 62 64 27 - émettre au module d'éclairage (1) ciblé une autorisation à répondre éphémère.
8. 8. Système d'éclairage modulaire selon les revendications 6 et 7, 5 caractérisé en ce que chaque module d'éclairage (1) est programmé pour émettre au module de commande (5), par le bus de communication (7) et en réponse à l'autorisation à répondre, au moins les informations appartenant au groupe suivant : - son identifiant unique (ID) ; 10 - le nom de côté par lequel il a reçu l'autorisation à répondre.
9. 9. Système d'éclairage modulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'autorisation de réponse est communiquée au module d'éclairage (1) par l'intermédiaire d'une de ses entrées numériques 15 (Discovery_IN).
10. 10. Procédé de comptage et/ou de cartographie des modules d'éclairage d'un système d'éclairage modulaire selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : - interrogation, par le module de commande (5), de chaque module d'éclairage (1) un à un en consultant les niveaux hauts reçus par les entrées numériques (Discovery_IN) de 25 chaque module et, - recensement, par le module de commande (5), des niveaux hauts reçus par l'ensemble des entrées numériques (Discovery_IN) des modules d'éclairage (1) présents dans le système. 30
11. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :- ciblage, par le module de commande (5), d'un module d'éclairage (1) à interroger ; - émission, par le module de commande (5), d'une autorisation à répondre éphémère au module d'éclairage (1) ciblé.
12. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'émission à partir du module d'éclairage (1) ciblé et au module de commande (5), par le bus de communication (7) et en réponse à l'autorisation à répondre, d'au moins les informations appartenant au groupe suivant : - identifiant unique (ID) du module d'éclairage ciblé ; - un nom de côté par lequel le module d'éclairage ciblé a reçu l'autorisation à répondre.15