CH655211A5 - Capteur d'intensite lumineuse. - Google Patents

Description

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REVENDICATION Capteur d'intensité lumineuse, comportant un générateur opto-électronique de tension variable (4) prévu pour fournir, en fonction de l'intensité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable, aux bornes d'une résistance de charge (14) adaptée à la gamme d'intensité lumineuse à capter, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de tension de référence (1) connecté en série au générateur opto-électronique de tension variable (4), par une première borne (C) commune aux deux générateurs de tension (4 et 1), la seconde borne (D) du générateur de tension de référence (1) étant connectée à la borne d'entrée non inverseuse (P) d'un comparateur électronique de tension (2), la seconde borne (A) du générateur opto-électronique de tension variable (4), qui constitue une première borne de sortie du capteur, étant connectée, par l'intermédiaire d'une résistance de boucle (RB), à la borne d'entrée inverseuse (M) du comparateur électronique de tension (2) dont la borne de sortie (SI) est connectée à la borne d'entrée (E) d'un amplificateur de courant (3) alimenté par une source de tension extérieure (Vcc), par l'intermédiaire de la seconde borne de sortie (B) du capteur, la sortie (S2) de cet amplificateur étant connectée à la borne d'entrée inverseuse (M) du comparateur électronique de tension (2), de façon à fournir, entre les deux bornes de sortie (A et B) du capteur, une intensité variable fonction de la tension variable fournie par le générateur opto-électronique de tension variable (4).

La présente invention concerne un capteur d'intensité lumineuse, comportant un générateur opto-électronique de tension variable prévu pour fournir, en fonction de l'intensité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable, aux bornes d'une résistance de charge adaptée à la gamme d'intensité lumineuse à capter.

Bien qu'ils présentent des avantages liés à l'utilisation d'un capteur opto-électronique de tension variable, les capteurs connus de ce genre présentent cependant certains inconvénients tenant au fait que c'est une tension variable qui est forunie à leurs bornes de sortie, cette tension étant donc affectée par les résistances de lignes et par les perturbations radioélectriques provenant du secteur. D'autre part, cette tension variable est polarisée, ce qui entraîne un risque de mauvais branchement et un non fonctionnement du générateur opto-électronique qui risque d'être détérioré, le capteur ayant de ce fait une certaine fragilité élcetronique. De plus, cette tension variable est très faible, 0,5 V au maximum, et il est donc impossible d'associer à un tel capteur un pont de diodes pour supprimer la polarité de ses bornes. En effet, un tel pont de diodes provoque lui-même une chute de tension de 1,2 V environ, incompatible avec la tension de 0,5 V existant aux bornes de sortie du capteur. Par ailleurs, pour mesurer une telle tension très faible aux bornes de sortie du capteur, il est nécessaire d'utiliser un appareil de mesure sensible, donc relativement coûteux. Enfin, lorsque l'intensité lumineuse reçue par le capteur est nulle, le capteur ne donne aucun courant de repos et il est impossible de savoir en permanence, sans appareillage supplémentaire, si la liaison électrique entre le capteur et l'appareil de mesure est interrompu.

La présente invention se propose de permettre la réalisation d'un capteur d'intensité lumineuse, qui, tout en ne comportant pas les inconvénients liés à l'utilisation d'un générateur optoélectronique de tension variable, conserve les avantages liés à une telle utilisation, à savoir un bon captage de la lumière, une bonne sensibilité, une bonne tenue au vieillissement et aux variations de température.

Le capteur, suivant, l'invention, est caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur de tension de référence connecté en série au générateur opto-électronique de tension variable, par une première borne commune aux deux générateurs de tension. La seconde borne du générateur de tension de référence est connectée à la borne d'entrée non inverseuse d'un comparateur électronique de tension. La seconde borne du générateur opto-éléctronique de tension variable, qui constitue une première borne de sortie du capteur, est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance de boucle, à la borne d'entrée inverseuse du comparateur électronique de tension. La borne de sortie de ce dernier est connectée à la borne d'entrée d'un amplificateur de courant alimenté par une source de tension extérieure par l'intermédiaire de la seconde borne de sortie du capteur. La sortie de cet amplificateur est connectée à la borne d'entrée inverseuse du comparateur électronique de tension, de façon à fournir, entre les deux bornes de sortie du capteur, une intensité variable fonction de la tension variable fournie par le générateur opto-électronique de tension variable.

Un tel capteur fournit à ses bornes de sortie une intensité variable, et non une tension variable comme dans l'art antérieur, les résistances de lignes étant sans effet, et les perturbations radioélectriques ayant moins d'influence sur cette intensité variable. D'autre part, les bornes de sortie du capteur sont susceptibles de ne pas être polarisées dans la mesure où un pont de diodes est utilisé à la sortie du capteur, une telle utilisation étant ici possible puisque la chute de tension qui en résulte est sans effet sur la valeur de l'intensité variable fournie aux bornes de sortie du capteur. Toute erreur de branchement du capteur, et donc toute détérioration du générateur opto-électronique de tension variable, sont pratiquement impossibles puisque ce générateur est protégé par des éléments électroniques, en particulier par l'amplificateur de courant. De plus, l'intensité fournie aux bornes du capteur peut être importante, donc le système qui est destiné à mesurer cette intensité peut être relativement moins sensible. Enfin, lorsque l'intensité lumineuse reçue par le capteur est nulle, le capteur donne quand même un courant de repos, ce qui permet de savoir en permanence si la liaison électrique entre le capteur et l'appareil de mesure est interrompue.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du capteur d'intensité lumineuse, conforme à la présente invention.

L'unique figure représente le schema électrique de ce mode de réalisation.

Tel qu'il est représenté, le capteur d'intensité lumineuse comporte un générateur opto-électronique de tension variable 4, connecté en parallèle aux bornes d'une résistance de charge 14, et un générateur de tension de référence 1 connecté en série au générateur opto-électrique de tension variable 4, pour une première borne C commune aux deux générateurs 4 et 1.

La seconde borne 4 du générateur opto-électronique de tension variable 4, qui constitue une première borne de sortie du capteur, est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance de boucle RB à la borne d'entrée inverseuse M d'un comparateur électronique de tension 2.

Dans cet exemple, le générateur de tension de référence 1 est constitué par une diode zener de référence dont la cathode D est reliée, d'une part à la borne d'entrée non inverseuse P du comparateur électronique de tension 2, et d'autre part à un générateur de courant constant 7, donc la seconde borne est reliée à une source d'alimentation extérieure Vcc, par l'intermédiaire de la seconde borne de sortie B du capteur. Ce générateur 7 est prévu pour générer un courant constant i.

Le comparateur électronique de tension 2 est consitué, par exemple, par un amplificateur opérationnel dont les deux bornes d'alimentation sont reliées, l'une à la source d'alimentation extérieure Vcc par l'intermédiaire de la borne de sortie B,

l'autre à sa borne d'entrée inverseuse M. Sa borne de sortie SI est reliée à la borne d'entrée E d'un amplificateur de courant 3.

L'amplificateur de courant 3 est constitué, par exemple, par un transistor NPN dont la base constitue l'entrée E, dont

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l'émetteur constitue une sortie S2 qui est reliée à la borne d'entrée inverseuse M, et dont le collecteur constitue la borne B reliée à l'alimentation Vcc.

La source d'alimentation Vcc est, par exemple, une source d'alimentation continue. Elle est, par exemple, reliée aux bornes A et B par l'intermédiaire d'un pont de diodes 6. La source d'alimentation continue Vcc comporte une borne B' reliée, par l'intermédiaire d'une borne B" du capteur, à l'une des entrées alternatives du pont de diodes 6. L'autre entrée alternative du pont de diodes 6 est reliée, par l'intermédiaire d'une seconde borne A" du capteur, à une borne A' d'un appareil de mesure d'intensité 8 dont l'autre borne F est reliée à la borne négative de l'alimentation Vcc. Les bornes A et B sont reliées respectivement aux bornes — et + du pont de diodes 6.

Lorsque le capteur d'intensité lumineuse, objet de l'invention, est alimenté par l'alimentation Vcc, le générateur optoélectronique de tension variable 4 fournit, en fonction de l'intensité lumineuse variable qu'il capte, une tension variable Vv, aux bornes A et C de la résistance de charge 14. Le générateur de tension de référence 1 fournit une tension de référence Vr à ses bornes C et D. Le comparateur électronique de tension 2 compare, par rapport au point commun C, la somme des tensions Vv et Vr forunies respectivement par les générateurs 4 et 1, et la tension V fournie aux bornes de la résistance de boucle RB. Si ces deux tensions sont différentes, le comparateur électronique de tension 2 et l'amplificateur de courant 3 réagissent de manière à rétablir l'égalité entre elles. Pour cela, ils injectent plus ou moins de courant dans la résistance de boucle RB de manière à respectivement augmenter ou diminuer la tension V aux bornes de cette résistance de boucle RB, jusqu'à ce que cette tension V soit égale à la somme des tensions Vv et Vr.

A cet instant, la valeur de l'intensité I traversant la résistance de boucle RB est donnée par la formule

Vr + Vv Vr + Vv soit .

RB RB RB

L'intensité Im mesurée par l'appareil de mesure 8 est la somme des intensités i et I.

L'intensité Im est donc égale à

s vr + Vv i + .

RB RB

L'intensité i, étant très petite par rapport à l'intensité I, io peut être négligée. L'intensité Im est donc en pratique égale à la somme d'une intensité fixe Vr/RB et d'une intensité variable Vv/RB qui dépend de l'intensité lumineuse captée.

Même dans le cas où l'intensité lumineuse captée par le générateur opto-électronique de tension variable 4 est nulle, l'intensité mesurée Im n'est pas nulle mais àgale à Vr/RB. Il est ainsi possible de savoir en permanence, lorsque le capteur est alimentée par la source d'alimentation Vcc, si la liaison électrique entre le capteur et l'appareil de mesure 8 est interrompue.

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On remarque que chacune des bornes A' et B' peut être reliée indifféremment à l'une quelconque des bornes A" et B", la borne B' étant toujours, par l'intermédiaire du pont de diodes 6, reliée à la borne B, et la borne A', toujours reliée à la borne 25 A. Toute erreur de branchement du capteur est ainsi impossible.

Sans sortir du cadre de la présente invention, la diode zener de référence, qui constitue le générateur de tension de référence 1, ainsi que son générateur de courant constant 7, pourraient être remplacés, par exemple, par une pile dont les deux bornes seraient reliées respectivement aux bornes C et P.

Le capteur d'intensité lumineuse, objet de la présente invention, peut être utilisé notamment pour commander l'ou-35 verture ou la fermeture de stores ou similaires, en fonction de l'intensité lumineuse de la lumière solaire, reçue par ledit capteur.

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1 feuille dessins