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FR3151348A1 - Actionneur pour l’entrainement d’un ecran - Google Patents

Actionneur pour l’entrainement d’un ecran Download PDF

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Publication number
FR3151348A1
FR3151348A1 FR2307705A FR2307705A FR3151348A1 FR 3151348 A1 FR3151348 A1 FR 3151348A1 FR 2307705 A FR2307705 A FR 2307705A FR 2307705 A FR2307705 A FR 2307705A FR 3151348 A1 FR3151348 A1 FR 3151348A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
actuator
voltage
photovoltaic panel
connector
detect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2307705A
Other languages
English (en)
Inventor
Cédric FERNANDEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Somfy Activites SA
Original Assignee
Somfy Activites SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Somfy Activites SA filed Critical Somfy Activites SA
Priority to FR2307705A priority Critical patent/FR3151348A1/fr
Priority to PCT/EP2024/069243 priority patent/WO2025016785A1/fr
Publication of FR3151348A1 publication Critical patent/FR3151348A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
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    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
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    • E06B9/30—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable liftable
    • E06B9/32—Operating, guiding, or securing devices therefor
    • E06B9/322—Details of operating devices, e.g. pulleys, brakes, spring drums, drives
    • E06B2009/3222—Cordless, i.e. user interface without cords

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Architecture (AREA)
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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

L’invention se rapport à un actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation, comportant un moteur électrique (4), au moins une batterie (8) alimentant le moteur électrique, un circuit de contrôle (12) muni d’au moins un microcontrôleur, un connecteur de recharge (16) configuré pour permettre la connexion de l’actionneur à un panneau photovoltaïque, ledit connecteur étant un connecteur standardisé destiné à coopérer avec un connecteur standardisé du panneau photovoltaïque, ledit actionneur comportant un circuit électronique entre le microcontrôleur (14) et le connecteur standardisé (16) est configuré pour coopérer avec un circuit électronique (C2) du panneau photovoltaïque de sorte à former un pont diviseur de tension lorsque les connecteurs standardisé sont connectés, ledit actionneur comportant de moyens d’application d’une tension d’entrée (V_in) au pont diviseur de tension, des moyens de détection du panneau photovoltaïque et des moyens de mesure de la tension de sortie (V_detect) du pont diviseur de tension. [Fig. 3]

Description

ACTIONNEUR POUR L’ENTRAINEMENT D’UN ECRAN DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR
La présente invention se rapporte à un actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation, tel qu'un volet, et à un panneau photovoltaïque configuré pour fonctionner avec ledit actionneur. Un tel écran de protection solaire est par exemple utilisé pour occulter de manière partielle ou totale une fenêtre dans un bâtiment.
Un exemple d’un actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation est décrit dans le document EP3896247.
Un actionneur pour volets ou stores roulants peut comporter un support de couple et un carter dans lequel sont logés un moteur électrique, un réducteur, une ou plusieurs batteries d’alimentation et au moins en partie, un circuit de contrôle.
La recharge électrique de la ou des batteries peut être réalisée au moyen d’un dispositif d’alimentation tel qu’un panneau photovoltaïque par exemple fixé la fenêtre adjacente à l’écran de protection solaire ou d’occultation ou sur le caisson du store ou volet et est relié à l’actionneur par un câble.
Un connecteur est donc prévu sur l’actionneur pour assurer la connexion électrique avec le panneau photovoltaïque.
Ces installations donnent satisfaction. Cependant il peut être souhaitable de pouvoir détecter la connexion de l’actionneur à un panneau photovoltaïque et identifier le panneau photovoltaïque afin de s’assurer que celui-ci est effectivement compatible avec l’actionneur.
Par ailleurs, afin notamment de faciliter la connexion, il est envisagé d’utiliser des connecteurs standardisés, par exemple de type USB (Universal Serial Bus en terminologie anglo-saxonne) signifiant connecteur bus universel, notamment des connecteurs USB en série de type C ou USB-C®. En effet, ce connecteur USB-C® est symétrique, il est réversible, ce qui permet de le brancher facilement dans n’importe quel sens, ce qui facilite la connexion à une source de recharge. En outre, ce type de connecteur permet à la fois l’alimentation et le transfert de données.
Il est également possible d’utiliser ce transfert de données, notamment lorsqu’il est bidirectionnel, pour assurer cette détection et cette identification, cependant l’exploitation des données implique un nombre important de composants électroniques et un développement logiciel important qui sont difficilement compatibles avec les contraintes de coût et d’encombrement des actionneurs.
C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir un actionneur pour l'entrainement d'un écran de protection solaire ou d'occultation entre plusieurs positions, ledit actionneur comportant au moins une batterie rechargeable, ladite batterie étant rechargée par un panneau photovoltaïque, permettant une détection et une identification du panneau photovoltaïque, et un panneau photovoltaïque correspondant.
Le but énoncé ci-dessus est atteint par un actionneur pour l'entraînement d'un écran de protection solaire ou d'occultation entre plusieurs positions, l’actionneur comprenant un moteur électrique, une ou plusieurs batteries, un circuit de contrôle et une connexion électrique de la ou des batteries en vue de la recharge de la ou des batteries, ladite connexion électrique comportant un connecteur de recharge standardisé pour la connexion à un dispositif d’alimentation. Ledit actionneur comporte un circuit électronique configuré pour coopérer avec un circuit électronique du dispositif d’alimentation, de sorte à former un pont diviseur de tension, le circuit électronique du dispositif d’alimentation comportant au moins une résistance électrique, l’actionneur comportant des moyens pour appliquer une tension d’entrée au pont diviseur de tension et des moyens pour mesurer la tension de sortie du diviseur de tension.
Grâce à l’invention, la détection de la connexion au dispositif d’alimentation et la détermination de celui-ci s’effectue par un circuit électronique simple : un pont diviseur de tension utilisant au moins deux résistances électriques en série auxquelles une tension est appliquée et aux bornes de l’une desquelles une tension de sortie est mesurée. La mise en œuvre est simple, robuste et d’un coût de revient adapté aux actionneurs pour l'entraînement d'un écran de protection solaire ou d'occultation.
Le dispositif d’alimentation peut être un chargeur branché sur secteur ou préférentiellement un panneau photovoltaïque.
D’une part, la détection de la présence du dispositif d’alimentation utilise la constitution du pont.
D’autre part, la mesure de la tension de sortie et sa comparaison à une tension prédéterminée permet d’identifier celui-ci.
En outre, grâce à l’invention, la tension utilisée pour la détection est fournie par l’actionneur et non par le dispositif d’alimentation, ce qui garantit d’appliquer une tension stable et connue et évite le risque d’application d’une tension qui pourrait endommager l’actionneur, ceci d’autant plus avantageux dans le cas d’un panneau photovoltaïque car, grâce à l’invention, la détection est possible quelle que soit la luminosité appliquée au panneau.
Dans un mode préféré, l’actionneur comporte des moyens pour empêcher l’alimentation de l’actionneur par le dispositif d’alimentation si la valeur de la tension de sortie diffère trop de celle attendue. L’actionneur est ainsi protégé.
En d’autres termes, l’inventeur a pensé à réaliser une connexion directe sécurisée entre le dispositif d’alimentation et l’actionneur, ce qui évite de devoir recourir à la technologie PD complexe, cette connexion directe sécurisée mettant en œuvre des circuits électroniques simples.
L’invention a alors pour objet un actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation, comportant un moteur électrique, au moins une batterie alimentant le moteur électrique, un circuit de contrôle muni d’au moins un microcontrôleur, un connecteur de recharge configuré pour permettre la connexion de l’actionneur à un dispositif d’alimentation, ledit connecteur étant un connecteur standardisé destiné à coopérer avec un connecteur standardisé du dispositif d’alimentation, ledit actionneur comportant un circuit électronique entre le microcontrôleur et le connecteur de recharge configuré pour coopérer avec un circuit électronique du dispositif d’alimentation de sorte à former un pont diviseur de tension lorsque les connecteurs standardisé sont connectés, ledit actionneur comportant des moyens d’application d’une tension d’entrée au pont diviseur de tension, des moyens de détection de la connexion du dispositif d’alimentation à l’actionneur et des moyens de mesure de la tension de sortie du pont diviseur de tension.
Dans un exemple de réalisation, le microcontrôleur comporte un premier port entrée/sortie à usage général configuré en sortie destiné à être connecté à des résistances en série du pont diviseur de tension et à appliquer la tension d’entrée au pont diviseur de tension.
De préférence, l’actionneur comporte une résistance en sortie du premier port entrée/sortie à usage général configuré en sortie.
De manière avantageuse, le microcontrôleur comporte un deuxième port entrée-sortie à usage général configuré en entrée et le microcontrôleur est configuré pour détecter la connexion électrique entre le premier port et le deuxième port.
De manière préférée, l’actionneur comporte une résistance électrique connectée entre le deuxième porte entrée-sortie à usage général et la masse.
L’actionneur comporte avantageusement des moyens pour comparer la tension de sortie du pont diviseur de tension à une tension cible.
Dans un exemple, les moyens de mesure comportent un convertisseur analogique/digital. L’actionneur peut comporter des moyens pour interrompre la mesure du convertisseur analogique/digital après la mesure de la tension de sortie.
La présente invention a également pour objet un panneau photovoltaïque configuré pour charger l’actionneur selon l’invention, comportant un connecteur standardisé destiné à être connecté au connecteur standardisé de l’actionneur et un circuit électronique configuré pour former un pont diviseur de tension avec l’actionneur lorsque le connecteur standardisé du panneau photovoltaïque est connecté au connecteur standardisé (16) de l’actionneur.
Dans un exemple préféré, le circuit électronique comporte deux résistances en série.
La présente invention a également pour objet un procédé de fonctionnement d’une installation comportant un actionneur selon l’invention et un panneau photovoltaïque selon l’invention, comportant :
- La connexion du connecteur standardisé de l’actionneur et du connecteur standardisé du panneau photovoltaïque et la formation d’un pont diviseur de tension,
- La détection de ladite connexion,
- L’application d’une tension d’entrée par l’actionneur au pont diviseur de tension,
- La mesure de la tension de sortie,
- La détermination de la compatibilité du panneau photovoltaïque avec l’actionneur par comparaison de ladite valeur de tension de sortie avec une valeur cible,
- Si le panneau photovoltaïque est considéré comme compatible, la charge de la batterie est autorisée, sinon la charge de la batterie est interdite.
Le procédé de fonctionnement comporte avantageusement en outre une étape d’arrêt de la mesure de tension de sortie.
La présente demande sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels :
- est une vue de côté d’un exemple d’un actionneur pour l'entrainement d'un écran de protection solaire ou d'occultation du système,
- est une vue de détail de la tête d’actionneur de la ,
- est une vue éclatée de l’actionneur de la ,
- est une représentation schématique des connecteurs standardisés de type USB-C® de l’actionneur et du panneau photovoltaïque,
- est une représentation schématique d’un exemple de réalisation de l’invention,
- est un organigramme des différentes étapes d’un exemple de procédé de fonctionnement de l’invention,
- est un organigramme des différentes étapes d’un autre exemple de procédé de fonctionnement de l’invention mettant en œuvre des étapes de vérification de la connexion, à l’actionneur, d’un panneau photovoltaïque ou d’un autre dispositif,
- est une représentation schématique d’une variante de réalisation de l’invention,
- est une représentation schématique d’une autre variante de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION
L’invention se rapporte à un système comprenant un actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation et un dispositif d’alimentation destiné à recharger au moins une batterie de l’actionneur.
L’invention se rapporte également à un actionneur seul destiné à être rechargé par un dispositif d’alimentation, et l’invention se rapporte également à un dispositif d’alimentation seul destiné à charger un actionneur.
Le dispositif d’alimentation peut être de manière non limitative un panneau photovoltaïque, un chargeur branché sur secteur ou un batterie externe type powerbank.
Dans la description qui va suivre, le dispositif d’alimentation considéré sera un panneau photovoltaïque.
Sur la , on peut voir une représentation schématique d’un exemple d’un système selon l’invention comportant un actionneur A1 pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation (non représenté), tel qu'un store, volet ou autre, et un dispositif d’alimentation d’au moins une batterie de l’actionneur, par exemple un panneau photovoltaïque P.
Sur les figures 1A à 1C, on peut voir une représentation schématique de l’actionneur A1.
Dans cet exemple de réalisation, l’actionneur A1 a une forme générale cylindrique de révolution d’axe X. L’actionneur A1 comporte une tête ou support de couple 1, un carter 2 d’axe X, un moteur électrique 4 d’axe X, un réducteur 6, et une batterie électrique 8. Le réducteur 6 se prolonge par un arbre de sortie 10 s’étendant le long de l’axe X destiné à entraîner en rotation un élément (non représenté) appartenant à l’écran ou un tube d’enroulement sur lequel est monté l’écran.
La batterie électrique 8 peut être composée de plusieurs batteries électriques connectées en parallèle ou en série.
La batterie électrique 8 est destinée à fournir la puissance électrique au moteur électrique utile pour sa rotation.
L’actionneur A1 comporte en outre un circuit de contrôle 12 du moteur électrique formé par une ou plusieurs cartes de circuit. Ce circuit 12 est connecté au moteur 4 et à la batterie 8. La batterie électrique est également destinée à fournir l’alimentation du circuit de contrôle 12. Dans cet exemple, le circuit de contrôle comprend notamment une première carte de circuit 13 qui, dans l’exemple représenté, est disposée parallèlement à l’axe X. Le circuit de contrôle comprend également une deuxième carte de circuit 15 qui, dans l’exemple représenté sur les figures 1A à 1C, est située à une extrémité longitudinale du carter dans le support de couple 1 et est disposée orthogonalement à l’axe X.
Le circuit de contrôle comporte une unité de communication externe permettant une liaison de communication avec un dispositif extérieur, notamment une communication par ondes radiofréquences. L’unité de communication peut être portée par une ou plusieurs des cartes de circuit du circuit de contrôle.
L’unité de communication externe comprend notamment un émetteur-récepteur radiofréquence (par l’intermédiaire duquel des ordres de mouvement de l’écran peuvent être transmis depuis une télécommande radio non représentée) et des éléments de communication physique pour un utilisateur, tel qu’un bouton de programmation et/ou une ou plusieurs voyants lumineux qui seront décrits ci-dessous.
Dans l’exemple représenté, la deuxième carte de circuit 15 supporte un connecteur de recharge 16 de la batterie. Le connecteur de recharge 16 permet la connexion du panneau photovoltaïque P à l’actionneur.
Le support de couple 1 comporte une fenêtre 18 à travers laquelle le connecteur de recharge est accessible.
Dans l’exemple représenté, le connecteur de recharge 16 est un connecteur réceptacle standardisé, par exemple USB-C® de type 3.0 et suivant, destiné à coopérer avec un connecteur fiche standardisé, par exemple USB-C de type 3.0 et suivant, du dispositif d’alimentation 20.
Le connecteur UBS-C® présente l’avantage d’avoir deux plans de symétrie orthogonaux, il est réversible et non polarisé, ce qui permet de le brancher facilement dans n’importe quel sens, ce qui facilite la connexion au panneau photovoltaïque.
Il sera compris que le connecteur USB-C® réceptacle peut être porté par le panneau photovoltaïque et le connecteur USB-C® fiche peut être porté par l’actionneur.
L’actionneur comporte un circuit électronique C1 entre le microcontrôleur et le connecteur 16 et le panneau photovoltaïque comporte un circuit électronique C2 en amont du connecteur 20. Les circuits C1 et C2 sont tels que lorsque les connecteurs 16 et 20 coopèrent, ils forment un pont diviseur de tension.
Dans un exemple très avantageux, les connecteurs UBS-C® fiche et réceptacle sont configurés pour être solidarisés par des moyens magnétiques, ce qui permet une connexion facilitée par exemple « en aveugle », notamment pour un actionneur peu accessible.
Des exemples de broches des connecteurs fiche et réceptacle vont être décrites rapidement ci-dessous à l’aide de la . Les connecteurs comportent 16 ou 24 broches.
Sur le connecteur de recharge 16, parmi ces broches, notamment les broches de masse GND, d’alimentation Vbus et les broches d’interface A6, A7 ou B6, B7 en fonction du sens de connexion sont utilisées.
Les broches CC1 et CC2 sont utilisées pour la détection de l’orientation du connecteur fiche dans le connecteur réceptacle.
Les broches VBUS sont utilisées pour l’alimentation de l’actionneur.
Le circuit électronique C1 est compris entre un microcontrôleur du circuit de contrôle 12 et les broches A6, A7.
Le connecteur 20 du dispositif d’alimentation comporte généralement des broches d’interface désignées de manière standard A6, A7. Par la suite, elles seront désignées A6’, A7’ afin d’éviter toute confusion avec les broches A6, A7 du connecteur de recharge 16. La broche CC est utilisée pour la détection de l’orientation du connecteur fiche dans le connecteur réceptacle.
Lors de la connexion du connecteurs USB-C® fiche 20 et du connecteur USB-C® réceptacle 16, les broches A6’, A7’ sont en contact soit avec les broches A6, A7 respectivement, soit avec les broches B6, B7 respectivement en fonction de l’orientation des deux connecteurs.
Le microcontrôleur 14 comporte au moins un premier port entrée-sortie à usage générale ou GPIO (General Purpose Input/Output en terminologie anglosaxonne) configuré en sortie, ce port est désigné GPIO_Out. Il est connecté aux broches A7, B7 et configuré pour appliquer une tension d’entrée V_in au pont diviseur de tension. Le microcontrôleur 14 comporte également un deuxième port entrée-sortie à usage général, configuré en entrée et désigné GPIO_In. Il est connecté à la broche A6, B6 et configuré pour détecter la connexion des deux connecteurs 16, 20.
Dans l’exemple représenté sur la , la broche B6 de l’actionneur est connecté à la broche A6’ du panneau et la broche B7 est connectée à la broche A7’ du panneau.
Lorsque le connecteur de recharge 16 est connecté au connecteur 20, la connexion entre les ports GPIO_Out et GPIO_In est alors fermée, cette fermeture est généralement appelée « interruption ». Une telle interruption est détectée par le microcontrôleur, ce qui permet de détecter la connexion entre l’actionneur et panneau photovoltaïque.
Selon l’invention, la tension d’entrée V_in est fournie par le microcontrôleur ou par un autre dispositif du circuit de contrôle de l’actionneur. De préférence, la tension d’entrée est une très basse tension, de l’ordre de 3,3V ou autrement dit inférieure à quelques volts afin de limiter la consommation électrique associée à cette détection d’interruption.
Le microcontrôleur, et donc le premier port GPIO_Out, sont constamment alimentés avec une tension stable, généralement de l’ordre de 3,3V. On peut alors avantageusement utiliser cette tension comme tension d’entrée V_in appliquée au pont diviseur de tension.
Ainsi la tension d’entrée, qui sert à la mesure de la tension de sortie du pont diviseur de tension, est indépendante de la tension délivrée par le panneau photovoltaïque. La tension d’entrée étant stable, la chaîne de mesure est maîtrisée. Au contraire, la tension fournie par le panneau varie en fonction de l’ensoleillement et de l’exposition du panneau. En outre, en utilisant une tension fournie par le microcontrôleur, l’actionneur est protégé contre une tension trop élevée qui pourrait être appliquée par le panneau photovoltaïque.
Dans cet exemple, le microcontrôleur 14 comporte également un convertisseur analogique/digital (CAD) ou ADC (Analog/Digital Converter en terminologie anglosaxonne), désigné ADC, configuré pour lire la tension de sortie V_detect du pont diviseur de tension.
De préférence, des moyens sont prévus pour que, dès que le convertisseur analogique/digital a fourni la mesure de V_detect, la mesure soit interrompue ce qui permet de réduire la consommation électrique.
Le circuit électronique C1 comporte une résistance électrique R1 entre le premier port GPIO_Out et la broche B7. La résistance R1 permet de protéger le premier port GPIO_Out en l’empêchant de passer à l’état bas (0), notamment lorsque les broches A7 et B7 sont reliées à la masse. En effet, dans ce cas, en l’absence de résistance une tension de 3.3 V serait appliquée au premier port GPIO_Out, ce qui pourrait l’endommager.
Le circuit C2 comporte une résistance électrique R3 implantée de sorte que, lors de la connexion des broches A7 et B7, les résistances R1 et R3 sont en série. La tension V_detect, lue par l’ADC, est prise aux bornes de la résistance R3.
De préférence, la résistance R3 a une valeur aussi élevée que possible pour réduire la consommation de courant en veille, par exemple dans les cas où le panneau photovoltaïque est connecté, mais sans apports lumineux (la nuit, en hiver ou jours gris). De préférence, la valeur R3 est inférieure à 1 MΩ évitant que le circuit ne se comporte en circuit ouvert.
De manière avantageuse, le circuit C2 comporte une deuxième résistance R2 en série avec la résistance R3, qui est disposée entre la broche A7 et la résistance R3.
La lecture de la tension V_detect dépend en effet de la résistance R3 mais également de la valeur de résistance de la résistance R2. Ainsi, la combinaison des deux résistances permet de créer une signature reconnaissable associée au panneau photovoltaïque.
Le convertisseur ADC est connecté au pont diviseur de tension entre les résistances R2 et R3 pour mesurer la tension de sortie V_detect aux bornes de la résistance R3.
V_detect s’écrit :
[Math 1]
V_detect = V_inxReq/(R1+R2+Req)
[Math 2]
Avec Req = R3xR4/(R3+R4)
On obtient :
(I)
Lorsque le panneau est connecté à l’actionneur, une interruption est déclenchée. De préférence, la valeur de la résistance R1 est faible afin que la valeur de V_detect soit supérieure à une valeur donnée VIHqui est une tension minimale pour détecter cette interruption par le port GPIO_In du microcontrôleur.
La valeur de la résistance R2 ne se trouvant que dans le dénominateur dans la formule de calcul de V_detect,sa valeur a une influence importante sur la valeur de V_detect. Ainsi si la valeur de R2 dans le panneau est trop éloignée de celle attendue, la valeur de V_detect sera sensiblement modifiée. L’ajout de la résistance R2 rend donc l’identification du panneau plus robuste.
Dans cet exemple tel que représenté en et de manière avantageuse, le deuxième port GPIO_In et le convertisseur ADC sont connectés à la même broche B6, ce qui réduit le nombre de broches à utiliser et donc le coût de fabrication et l’encombrement sur le circuit imprimé.
De manière également avantageuse, le circuit C1 comporte une résistance R4 entre le port GPIO_In et la masse GND, par exemple, formant une résistance de rappel ou pull-down resistor en terminologie anglosaxonne forçant le deuxième port GPIO_In à passer à l’état bas (0), lorsque la broche B6 n’est pas connectée. La résistance R4 assure une fermeture du circuit, ce qui protège le circuit des perturbations électromagnétiques.
De préférence, la résistance R4 est de valeur élevée, ce qui réduit la consommation électrique, lorsque le panneau photovoltaïque est connecté mais ne délivre pas de courant, de la même manière que la résistance R3.
L’actionneur comporte également très avantageusement des moyens pour identifier le panneau photovoltaïque. Pour cela, les moyens utilisent la valeur de V_detect comme identifiant.
De manière préférée, il peut être prévu soit d’autoriser la recharge de la batterie par le panneau, soit de l’interdire. Si la valeur mesurée de V_detect est celle attendue par l’actionneur, cela implique que les valeurs des résistances R2 et R3 sont de l’ordre des valeurs attendues: le panneau est alors considéré comme compatible et le circuit de charge (non représenté) entre le panneau et la batterie est fermé permettant la recharge de la batterie. A l’inverse, la valeur de V_detect mesurée n’est pas celle attendue, cela implique que les valeurs des résistances R2 et R3 ne sont pas de l’ordre de grandeur de celles attendues, le panneau photovoltaïque n’est alors pas validé. Le circuit de charge n’est pas fermé, et la recharge est interdite.
De tels moyens permettent d’éviter la recharge de la batterie de l’actionneur par des panneaux photovoltaïques non compatibles, qui sont susceptibles de détériorer l’actionneur.
Grâce à l’invention, l’actionneur est protégé.
La montre les différentes étapes d’un exemple de procédé de fonctionnement de l’invention.
A l’étape 100, La tension V_in stable est fourni au premier port GPIO_Out.
A l’étape 200 suivante, le panneau photovoltaïque est connecté à l’actionneur par les connecteurs 16 et 20, par exemple par un installateur. Cette connexion déclenche une interruption qui est détectée par le microcontrôleur 14, au travers du port d’entrée/sortie GPIO_In.
A l’étape 300, le convertisseur analogique/digital ADC est ensuite alimenté pour mesurer la tension V_detect sur le pont diviseur de tension.
Lors de l’étape 400, a lieu l’identification de compatibilité du panneau sur la base de la comparaison de la valeur mesure V_detect avec une valeur de tension attendue ou cible V_cible.
En effet V_cible est calculée à partir de la formule (I) avec les valeurs R2 et R3 données. Si V_detect est différente de V_cible (à la valeur de dispersion de tension près, due aux tolérances des résistances employées dans le pont, par exemple de l’ordre de 5%), cela signifie que R2 et/ou R3 n’ont pas les valeurs données ou sont trop éloignées de ces valeurs et donc que le panneau n’est pas celui attendu.
Si le panneau photovoltaïque est considéré comme compatible, le circuit de recharge est fermé (étape 500), sinon il reste ouvert (étape 600).
De préférence, la mesure effectuée par le convertisseur ADC est interrompue (étape 700). Cet arrêt peut avoir lieu avant, après ou simultanément à la fermeture du circuit d’alimentation dans le cas où le panneau photovoltaïque est jugé compatible.
Toute déconnexion du panneau provoque une ouverture du circuit et la détection de cette ouverture par le port GPIO_In (étape 800)
Toute nouvelle connexion de panneau fait alors l’objet d’une nouvelle détection et identification (étape 100).
La représente un organigramme d’un exemple d’un procédé de fonctionnement avantageux renforçant encore la sécurité d’identification. Le microcontrôleur est configuré pour vérifier si le dispositif connecté fournit une tension en GPIO_In, si c’est le cas on peut considérer qu’il ne s’agit pas d’un panneau photovoltaïque ou d’un dispositif d’alimentation que l’on considère compatible pour recharger l’actionneur. En effet, certains de ces dispositifs d’alimentation fournissant une tension sur les broches A6 et A7 pour être détectés ne seraient ainsi pas considérés comme compatibles.
Le procédé de fonctionnement est le suivant.
A l’étape 1100, un dispositif est connecté à l’actionneur par les connecteurs 16 et 20. Cette connexion déclenche une interruption qui est détectée par le microcontrôleur 14, au travers du port d’entrée/sortie GPIO_In.
A l’étape 1200, aucune tension n’est fournie au premier port GPIO_Out.
A l’étape 1300, on vérifie s’il y a une tension appliquée à GPIO_In. Si c’est le cas, il ne s’agit pas d’un dispositif d’alimentation compatible (étape 1400). Le procédé selon l’invention s’arrête alors et le comportement de l’actionneur tient compte de cette information pour sa recharge en autorisant ou non celle-ci.
Si la tension appliquée sur GPIO_in est nulle, alors le dispositif d’alimentation est identifié comme étant potentiellement un dispositif d’alimentation compatible, par exemple il s’agit d’un panneau photovoltaïque. Le procédé de fonctionnement se poursuit alors pour identifier si le panneau est compatible avec l’actionneur et s’il est autorisé ou non à recharger celui-ci.
Les étapes 1500 à 2000 sont similaires aux étapes 100, 300 à 800 respectivement de la .
La représente une variante de réalisation dans laquelle le circuit C1’ ne comporte pas de GPIO_In. Le circuit C1’ utilise le convertisseur ADC pour détecter la connexion du panneau et pour mesurer la tension V_detect. Le circuit C2’ est similaire au circuit C2. Cette variante est plus simple, néanmoins elle est consommatrice d’énergie car la détection en continu de la connexion du panneau requiert le maintien de la mesure par le convertisseur ADC.
Selon une autre variante, le microcontrôleur est configuré pour faire fonctionner le convertisseur ADC soit en convertisseur analogique/digital, soit en port entrée sortie à usage général configuré en entrée de sorte à pouvoir effectuer soit la mesure de la tension V_detect, soit la détection de la connexion du panneau.
Sur la , on peut voir une autre variante de réalisation proche de l’exemple de réalisation de la , dans laquelle trois broches des connecteurs 16, 20 sont utilisées au lieu de deux. Dans cette variante, le convertisseur ADC du circuit C1’’ est connecté au circuit C2’’ par une broche distincte de celle du GPIO_Out.
La description ci-dessus a porté sur un actionneur de forme cylindrique, mais il sera compris que la présente invention s’implique à des actionneurs de toute forme, notamment à des formes permettant l’insertion de l’actionneur dans un rail de section carrée ou rectangulaire.
Grâce à l’invention, il est possible de manière relativement simple et robuste de détecter la connexion du panneau photovoltaïque à l’actionneur, de vérifier la compatibilité du dispositif d’alimentation avec l’actionneur et d’autoriser ou non le cas échéant la recharge de la batterie par l’énergie électrique fournie par le dispositif d’aleimentation.

Claims (12)

  1. Actionneur pour l'entraînement entre plusieurs positions d'un écran de protection solaire ou d'occultation, comportant un moteur électrique (4), au moins une batterie (8) alimentant le moteur électrique, un circuit de contrôle (12) muni d’au moins un microcontrôleur, un connecteur de recharge (16) configuré pour permettre la connexion de l’actionneur à un dispositif d’alimentation, ledit connecteur étant un connecteur standardisé destiné à coopérer avec un connecteur standardisé du dispositif d’alimentation, ledit actionneur comportant un circuit électronique entre le microcontrôleur (14) et le connecteur de recharge (16) configuré pour coopérer avec un circuit électronique (C2) du dispositif d’alimentation de sorte à former un pont diviseur de tension lorsque les connecteurs standardisé sont connectés, ledit actionneur comportant des moyens d’application d’une tension d’entrée (V_in) au pont diviseur de tension, des moyens de détection de la connexion du dispositif d’alimentation à l’actionneur et des moyens de mesure de la tension de sortie (V_detect) du pont diviseur de tension.
  2. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel le microcontrôleur (14) comporte un premier port entrée/sortie à usage général configuré en sortie (GPIO_Out) destiné à être connecté à des résistances en série du pont diviseur de tension et à appliquer la tension d’entrée (V_in) au pont diviseur de tension.
  3. Actionneur selon la revendication 2, comportant une résistance (R1) en sortie du premier port entrée/sortie à usage général configuré en sortie (GPIO_Out).
  4. Actionneur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le microcontrôleur comporte un deuxième port entrée-sortie à usage général configuré en entrée (GPIO_In) et dans lequel le microcontrôleur est configuré pour détecter la connexion électrique entre le premier port (GPIO_Out) et le deuxième port (GPIO_In).
  5. Actionneur selon la revendication 4, comportant une résistance électrique (R4) connectée entre le deuxième porte entrée-sortie à usage général (GPIO_In) et la masse (GND).
  6. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 5, comportant des moyens pour comparer la tension de sortie (V_detect) du pont diviseur de tension à une tension cible (V_cible).
  7. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de mesure comportent un convertisseur analogique/digital.
  8. Actionneur selon la revendication 7, comportant des moyens pour interrompre la mesure du convertisseur analogique/digital après la mesure de la tension de sortie (V_detect).
  9. Panneau photovoltaïque configuré pour charger l’actionneur selon l’une des revendications 1 à 8, comportant un connecteur standardisé destiné à être connecté au connecteur standardisé de l’actionneur et un circuit électronique (C2) configuré pour former un pont diviseur de tension avec l’actionneur lorsque le connecteur standardisé (20) du panneau photovoltaïque est connecté au connecteur standardisé (16) de l’actionneur.
  10. Panneau photovoltaïque selon la revendication 9, dans lequel le circuit électronique (C2) comporte deux résistances en série (R2, R3).
  11. Procédé de fonctionnement d’une installation comportant un actionneur selon l’une des revendications 1 à 8 et un panneau photovoltaïque selon la revendication 9 ou 10, comportant :
    - La connexion du connecteur standardisé de l’actionneur et du connecteur standardisé du panneau photovoltaïque et la formation d’un pont diviseur de tension,
    - La détection de ladite connexion,
    - L’application d’une tension d’entrée (V_In) par l’actionneur au pont diviseur de tension,
    - La mesure de la tension de sortie (V_detect),
    - La détermination de la compatibilité du panneau photovoltaïque avec l’actionneur par comparaison de ladite valeur de tension de sortie (V_detect) avec une valeur cible (V_cible),
    - Si le panneau photovoltaïque est considéré comme compatible, la charge de la batterie est autorisée, sinon la charge de la batterie est interdite.
  12. Procédé de fonctionnement selon la revendication précédente, comportant en outre une étape d’arrêt de la mesure de tension de sortie (V_detect).
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EP3896247A1 (fr) 2017-07-27 2021-10-20 Somfy Activites SA Actionneur autonome pour l'entrainement d'un écran
EP4175116A1 (fr) * 2021-10-28 2023-05-03 Somfy Activites Sa Dispositif d'entraînement motorisé, dispositif d'occultation et procédé de commande associés

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