EP0586322A1 - Device for detecting and signalling faulty lamps in a lighting network - Google Patents

Device for detecting and signalling faulty lamps in a lighting network Download PDF

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Publication number
EP0586322A1
EP0586322A1 EP93480122A EP93480122A EP0586322A1 EP 0586322 A1 EP0586322 A1 EP 0586322A1 EP 93480122 A EP93480122 A EP 93480122A EP 93480122 A EP93480122 A EP 93480122A EP 0586322 A1 EP0586322 A1 EP 0586322A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lamp
circuit
flip
flop
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP93480122A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Francis Guillot
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0586322A1 publication Critical patent/EP0586322A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/21Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel
    • H05B47/22Responsive to malfunctions or to light source life; for protection of two or more light sources connected in parallel with communication between the lamps and a central unit

Definitions

  • the present invention relates to a system for detecting and signaling faulty lamps in a lighting network and more particularly to a system of the type comprising a basic module for each of the lamps in the network comprising a circuit for monitoring the supply characteristics of the lamp suitable for transmitting by means of network wires a signal identifying the lamp when the latter fails by means of a carrier frequency signal.
  • monitoring systems are of two kinds.
  • the monitoring system is operated during periods of non-operation of the lighting network, that is to say during the hours of the day during which the lamps are not supplied.
  • Such a system has two drawbacks.
  • the detection takes place only during the periods when the lamps are not powered, the system requires the use of an independent electrical power source, hence a significant energy expenditure for the operation of the system.
  • the failure of the lamps occurring only during the operating periods the lamp will remain off during the operating period which precedes the non-operation period during which the failure is detected, without being able to be replaced quickly.
  • the second category of monitoring systems uses periods of network operation for the detection of failed lamps. This type of system overcomes the drawbacks mentioned above since on the one hand the system can use the supply from the lighting network as its own supply, and on the other hand the detection of the failure of a lamp can be detected without waiting, and consequently the replacement can be carried out quickly.
  • each lamp post is equipped with a transmitter module comprising a current consumption detector whose signal controls an oscillator in order to transmit a detection signal on the AC supply network.
  • This detector consists of a measurement of the voltage across a resistor in series with the lamp.
  • a disadvantage presented by a system of the type described above is that it is necessary to provide a microprocessor which takes charge of the initiative of transmitting the identification code of the defective lamp after having ensured that another microprocessor from another lamppost is not transmitting at the same time.
  • the absence of signal transmission by a microprocessor makes believe that the lamp is still in perfect working order whereas it is perhaps the microprocessor which does not function any more.
  • the object of the invention is therefore to provide a detection and signaling system for a faulty lamp in a lighting network, simple and effective, not entailing additional consumption of electrical energy for detecting the failure of the lamp, and not requiring the use of a sophisticated signaling circuit at the level of each lamp post.
  • the main object of the invention is thus a faulty lamp detection and signaling system of the type using the wires of the lighting network during operation to transmit the faulty lamp identification signal, in which the circuit for monitoring the power supply characteristics of the lamp includes a first detection circuit for detecting the phase of the lamp supply current, a second detection circuit for detecting the phase of the lamp supply voltage, and a comparator means for determining the phase difference between the current and the supply voltage and triggering the transmission of the faulty lamp identification signal when the value of this phase shift is outside predetermined limits.
  • Another object of the invention is a system for detecting and signaling malfunctions of lamps in a lighting network comprising a basic module for each of the lamps and a management module transmitting a call message at intervals. regular to each of the base modules, so as to trigger from the called base module, the subsequent transmission of a response message comprising a faulty lamp identification signal.
  • a lighting network such as a public lighting network installed in an urban area generally includes power supply cabinets for a set of 100 to 150 lighting lamps. As illustrated in FIG. 1, the supply cabinet 10 receives the three high voltage phases which are transformed into three low voltage phases upon arrival in the cabinet, and supplies the lighting area by means of three lines 12, 14 and 16 corresponding to the three low voltage phases. Each of the lines 12, 14, and 16 supplies at most 50 lighting lamps.
  • the power supply cabinet 10 comprises a management module 18 supplied by the three low voltage phases, and intended to monitor the state of the lamps in the area. To do this, each lamp 20 is connected to the supply line 12, 14 or 16 by means of a base module 22.
  • the base module 22 is located at the base of the lamp post or candelabra carrying the lamp. It has a different configurable identification and location code for each lamp in the same phase.
  • the management module 18 located in the supply cabinet 10 sequentially interrogates each base module 22 via the supply network, that is to say using lines 12, 14 or 16.
  • Each management module includes a microprocessor, a read-only memory of the REPROM type containing the data of the zone, a power supply card. It has a serial channel 24 of the RS232 type which allows the connection of a terminal on the site and also a serial channel 26 of the RS232 type allowing dialogue with a central station via a modem and the telephone network. It is thus possible to obtain information on the management module from a Minitel station.
  • the management module provides many functions which are not within the scope of the invention, but which deserve to be stated.
  • the management module keeps a logbook giving the list of the last 50 faults with the date and time of appearance and possibly the date and time of disappearance. It contains a network description table as well as a correspondence table between the phase, base module, candelabra and lamp numbers.
  • the management module lists defective lamps, but also mains faults, network ignition faults, network extinction faults, high voltage or low voltage faults ...
  • the management module 18 transmits a message at regular intervals to the base modules.
  • the transmission takes place by means of a carrier current of a frequency different from that of the supply current such as a frequency of 50 kHz.
  • the modulation of the carrier current by the digital data of the message can be of the frequency hopping modulation type.
  • the data is transmitted at the speed of 300 bauds and the dialogue mode is of the "alternate" type.
  • the above characteristics given by way of example can be modified to adapt to another embodiment without departing from the scope of the invention.
  • the management module transmits the carrier signal for 100 ms, then sends the identification code of the called base module, repeatedly for approximately 500 ms. This repetition is intended for the basic module to recognize its code 4 times consecutively before starting the response procedure, so as to avoid problems due to noise
  • the response of the called base module is then made after a silence of 500 ms to avoid any overlapping of the data on the line.
  • the carrier signal is then transmitted for 500 ms.
  • the response message is also sent for 500 ms.
  • the carrier signal alone is again transmitted for approximately 500 ms.
  • the management module sends a message to a new basic module by modifying the identification code contained in the message.
  • the management module is connected on each phase to 50 basic modules, each basic module will be interrogated approximately every 4 minutes.
  • each module receives the low voltage supply 30 which is, for example, the supply from the public network of 220 volts at a frequency of 50 Hz.
  • An interface circuit 32 comprising a transformer and a low value capacity, allows the modulated carrier signal of 50 kHz to be transmitted to a modem 34, while the supply current is blocked thanks to the high impedance of the circuit d 'interface 32 due to the low capacity it contains.
  • a plug circuit 36 tuned to the frequency of 50 kHz blocks the carrier signal and allows only the supply current of frequency 50 Hz to pass.
  • the essential element of the basic module is the lamp failure detection circuit 40 which comprises a voltage phase measurement circuit 40-1 connected across the supply voltage, a intensity phase measurement circuit 40-2 which is connected in series with the lamp 20, on the supply voltage, and a phase measurement measurement circuit 40-3 between the supply voltage and the supply current .
  • the circuit 40-3 also has the function of memorizing the state of the lamp.
  • the signal modulated by the message from the management module is received by the modem 34 which is in mode reception when the base module is waiting to receive a message.
  • the identification code provided by the modem 34 from the received message is transmitted to an encoder / decoder 42 for decoding. If the encoder / decoder 42 recognizes the identification code of the basic module, it triggers the response cycle by sending a signal on the line 44 to a sequential logic (LS) 46.
  • LS sequential logic
  • the latter is simply a ring counter clocked by a clock 48 of period 500 ms.
  • a ring counter that can be used here is for example the circuit referenced 74HC4017 from National Systems.
  • the identification code of the basic module is provided by the code element 54 which is simply a pin comprising a set of earth connections (here 8 connections) some of which are cut during assembly and represent "1", then that the intact connections represent "0".
  • the identification code comprises 8 bits in the embodiment described here. However, it could include more or less than 8 bits in other embodiments where the number of lamps to be monitored by the same management module would be more or less significant.
  • the identification code supplied by the code element 54 is juxtaposed with a bit giving the state of the lamp supplied by the lamp failure detection circuit 40 on line 56.
  • the binary word formed by the identification code of the base module and the lamp status bit is encoded by the encoder / decoder 42 and transmitted over the network to the management module via the module 34 and the interface circuit 32.
  • the sequential logic 46 After waiting approximately 500 ms after the transmission of the response message, the sequential logic 46 transmits a restoration signal to the lamp failure detection circuit 40 on line 58 and returns the modem 34 to reception mode.
  • the lamp has been shown schematically equivalent to a resistance R.
  • the mercury vapor or high pressure sodium type lamp is preceded by an assembly formed by a capacitor C in parallel and a self L (the ballast) in series.
  • the lamp is supplied by a voltage V a and a current I.
  • V a the voltage
  • I the current passing through the resistor R.
  • all the current I passes through the capacitance C (of value important).
  • R, L and C depend on the lamp used, but must be chosen so that the value of Cos ⁇ is close to 1 to be accepted by EDF. The phase shift is therefore close to 0 when the lamp is operating.
  • the supply voltage V a is first applied to a filter constituted by the capacitance C1, the resistance R1 and the capacitance C2 .
  • the filtered voltage is then clipped by the diode 60 so as to leave only the positive half-wave of the filtered supply voltage.
  • the resulting voltage V1 is then applied to a photocoupler 62 so as to obtain a voltage V2 of rectangular shape.
  • the first curve represents the voltage V1 at the output of the diode 60 (see FIG. 4) composed of the positive half-vibrations of the voltage, and the start of the half-vibrations negative (due to clipping of the diode).
  • V1 is then inverted by the inverter circuit 68 whose output serves as an input to a flip-flop D 70 which is made active by the clock input CL in synchronization with the frequency of the supply voltage.
  • the third diagram of FIG. 5 represents the signal V3 at the output of the diode 64, which is the image of the current whose diode has allowed the positive half-waves to pass. As we saw previously, the current is phase shifted by an angle ⁇ with respect to the voltage.
  • the fourth diagram represents the voltage V4 at the output of comparator 66.
  • the representative curve is of rectangular shape, with a value equal to O when the value of V3 exceeds the threshold value V s .
  • the voltage V4 is applied to a flip-flop D 72 from which the output Q is taken to supply the signal on line 56 to the encoder / decoder (see FIG. 2). It is therefore seen that, when the flip-flop 72 is sampled, it provides at output a value V c equal to V4. This sampling is obtained by the clock input from the output of an AND circuit 74, the two inputs of which are, on the one hand, the voltage V b at the output. Q ⁇ of flip-flop 70, and on the other hand the exit Q ⁇ of scale 72.
  • the voltage V4 at the input D of the flip-flop 72 corresponds to the curve in solid lines of the third diagram, representative of the signal V3, whose phase shift relative to the voltage is equal to ⁇ .
  • V1, V2 0.
  • the value V b of the output Q ⁇ of the flip-flop 70 becomes zero during the time of the positive half-wave of the supply voltage.
  • the second input of the AND circuit 74 is therefore at 1, which allows the signal V b to be restored at the output of the AND circuit 74.
  • V2 goes to its high value and V b which also becomes high is transmitted, via the circuit 74 to the clock input CL of the flip-flop 72.
  • the latter is sampled and provides on its output Q, a binary signal V c corresponding to the value of V4 at this time, that is to say a bit "0" which is juxtaposed with the identification code transmitted by the base module to the management module.
  • the image of the current is given by the dotted curve on the third diagram of FIG. 5, either with a phase shift of - ⁇ / 2 as we saw previously or even 3 ⁇ / 2.
  • the rising edge A of the value V2 which is used for the sampling of the flip-flop 72 cannot have place during the negative slot of V4
  • the front A occurs with a phase shift of ⁇ after the origin.
  • the negative slot of V4 takes place between the values 3 ⁇ / 2 + ⁇ s and 5 ⁇ / 2 - ⁇ ' s therefore well after the appearance of the edge A.
  • the next rising edge B of the value V2 occurs at 3 ⁇ , ie necessarily after the end of the negative slot of V4.

Abstract

System for detecting and signalling operational defects of lamps of a lighting network, including a plurality of lamps (20) each provided with a base module, and a management module given the task of managing the data collected from all the base modules. Each base module comprises a circuit (40) for monitoring the supply characteristics of the lamp, which circuit is designed to transmit, via wires of the network, a signal for identifying the lamp and formed by the identification code (54) of the base module and a lamp malfunction condition bit. The managing circuit (40) comprises a circuit (40-1) for detecting the phase of the voltage, a circuit (40-2) for detecting the phase of the current and a comparator means (40-3) for determining the phase shift between the current and the voltage and triggering the transmission (56) of the condition bit when the phase-shift value is outside predetermined limits. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un système de détection et de signalisation de lampes défaillantes dans un réseau d'éclairage et plus particulièrement un système du type comportant un module de base pour chacune des lampes du réseau comprenant un circuit de surveillance des caractéristiques d'alimentation de la lampe adapté pour transmettre au moyen des fils du réseau un signal d'identification de la lampe lorsque cette dernière est défaillante par l'intermédiaire d'un signal de fréquence porteuse.The present invention relates to a system for detecting and signaling faulty lamps in a lighting network and more particularly to a system of the type comprising a basic module for each of the lamps in the network comprising a circuit for monitoring the supply characteristics of the lamp suitable for transmitting by means of network wires a signal identifying the lamp when the latter fails by means of a carrier frequency signal.

Les réseaux d'éclairage, qu'ils soient publics ou privés, comportent souvent plusieurs centaines et quelquefois plusieurs milliers d'unités éclairantes ou lampadaires. De tels réseaux nécessitent évidemment une surveillance constante pour s'assurer que chaque lampe de lampadaire est en bon état de fonctionnement et la remplacer le plus rapidement possible lorsqu'elle est défectueuse.Lighting networks, whether public or private, often include several hundred and sometimes several thousand lighting units or lampposts. Such networks obviously require constant monitoring to ensure that each lamp post is in good working order and to replace it as quickly as possible when it is defective.

La surveillance visuelle n'étant pas possible lorsqu'on a affaire à un réseau important, des systèmes de détection de lampes défaillantes utilisant le réseau d'éclairage ont été mis au point ces dernières années.Since visual surveillance is not possible when dealing with a large network, faulty lamp detection systems using the lighting network have been developed in recent years.

Ces systèmes de surveillance sont de deux sortes. Dans une première catégorie, le système de surveillance est mis en fonction pendant les périodes de non fonctionnement du réseau d'éclairage, c'est à dire pendant les heures de la journée durant lesquelles les lampes ne sont pas alimentées. Un tel système présente deux inconvénients. D'une part, puisque la détection n'a lieu que pendant les périodes où les lampes ne sont pas alimentées, le système nécessite l'utilisation d'une source électrique d'alimentation autonome, d'où une dépense d'énergie non négligeable pour le fonctionnement du système. D'autre part, la défaillance des lampes ne survenant que pendant les périodes de fonctionnement, la lampe restera hors fonction pendant la période de fonctionnement qui précède la période de non fonctionnement pendant laquelle la défaillance est détectée, sans pouvoir être remplacée rapidementThese monitoring systems are of two kinds. In a first category, the monitoring system is operated during periods of non-operation of the lighting network, that is to say during the hours of the day during which the lamps are not supplied. Such a system has two drawbacks. On the one hand, since the detection takes place only during the periods when the lamps are not powered, the system requires the use of an independent electrical power source, hence a significant energy expenditure for the operation of the system. On the other hand, the failure of the lamps occurring only during the operating periods, the lamp will remain off during the operating period which precedes the non-operation period during which the failure is detected, without being able to be replaced quickly.

La deuxième catégorie des systèmes de surveillance utilise les périodes de fonctionnement du réseau pour la détection des lampes défaillantes. Ce type de système pallie les inconvénients mentionnés précédemment puisque d'une part le système peut utiliser l'alimentation du réseau d'éclairage comme alimentation propre, et d'autre part la détection de la défaillance d'une lampe peut être détectée sans attendre, et par voie de conséquence le remplacement peut être effectué rapidement.The second category of monitoring systems uses periods of network operation for the detection of failed lamps. This type of system overcomes the drawbacks mentioned above since on the one hand the system can use the supply from the lighting network as its own supply, and on the other hand the detection of the failure of a lamp can be detected without waiting, and consequently the replacement can be carried out quickly.

Un système de surveillance de ce type est décrit dans le brevet français 2 624 335. Ce brevet concerne un ensemble de détection et de signalisation dans lequel chaque lampadaire est équipé d'un module émetteur comportant un détecteur de courant consommé dont le signal pilote un oscillateur en vue de transmettre un signal de détection sur le réseau alternatif d'alimentation. Ce détecteur consiste en une mesure de la tension aux bornes d'une résistance en série avec la lampe.A surveillance system of this type is described in French patent 2,624,335. This patent relates to a detection and signaling assembly in which each lamp post is equipped with a transmitter module comprising a current consumption detector whose signal controls an oscillator in order to transmit a detection signal on the AC supply network. This detector consists of a measurement of the voltage across a resistor in series with the lamp.

La demande de certificat d'addition 2 640 107. améliore le système décrit ci-dessus par l'utilisation, dans le module émetteur, d'un microprocesseur générant directement un code d'identification de lampe défaillante lorsque le détecteur de courant consommé communique au microprocesseur la défaillance de fonctionnement de la lampe. Le code d'identification est modulé par une porteuse et transmis par les lignes d'alimentation électrique vers un module récepteur.The request for an addition certificate 2 640 107. improves the system described above by the use, in the transmitter module, of a microprocessor directly generating a faulty lamp identification code when the consumed current detector communicates to the microprocessor failure of lamp operation. The identification code is modulated by a carrier and transmitted by the power supply lines to a receiver module.

Le système décrit ci-dessus présente cependant plusieurs inconvénients. D'une part, il fait appel à la détection du courant consommé dans la lampe. Or les systèmes d'éclairage actuels utilisent des lampes à vapeur de mercure ou des lampes à sodium haute pression. Ces lampes nécessitent un circuit d'amorçage comportant une self (ou ballast) qui fixe le point de polarisation de la lampe. Cette self introduit une puissance réactive qu'on annule en partie en installant une forte capacité en parallèle aux bornes de la lampe. Cette installation est d'ailleurs obligatoire lorsqu'il s'agit d'un réseau public) . Une telle capacité présente une valeur très importante, ce qui amène un courant consommé, lorsque la lampe est défectueuse, du même ordre de grandeur que celui qui est consommé lorsque la lampe est en bon état de fonctionnement. On voit donc que le système consistant à mesurer le courant consommé au moyen d'une résistance n'est pas possible à moins d'installer la résistance en série très près de la lampe, ce qui implique alors de prévoir des lampes à 4 fils, deux des fils étant utilisés pour la détection du courant consommé. D'autre part, ce système implique une dépense d'énergie due à la consommation de courant dans la résistance en série avec la lampe.The system described above however has several drawbacks. On the one hand, it calls upon the detection of the current consumed in the lamp. However, current lighting systems use mercury vapor lamps or high pressure sodium lamps. These lamps require a starting circuit comprising a choke (or ballast) which fixes the point of polarization of the lamp. This self introduces a reactive power which is partially canceled out by installing a high capacity in parallel across the terminals of the lamp. This installation is also compulsory in the case of a public network). Such a capacity has a very large value, which leads to a current consumed, when the lamp is defective, of the same order of magnitude as that which is consumed when the lamp is in good working condition. We can therefore see that the system consisting in measuring the current consumed by means of a resistor is not possible unless the resistor is installed in series very close to the lamp, which then involves providing 4-wire lamps, two of the wires being used for the detection of the current consumed. On the other hand, this system involves an energy expenditure due to the current consumption in the resistor in series with the lamp.

En outre, un inconvénient présenté par un système du type de celui décrit ci-dessus est qu'il faut prévoir un microprocesseur qui prend en charge l'initiative de transmettre le code d'identification de la lampe défectueuse après s'être assuré qu'un autre microprocesseur d'un autre lampadaire n'est pas en train de transmettre au même moment. En plus, l'absence de transmission de signal par un microprocesseur fait croire que la lampe est toujours en parfait état de fonctionnement alors que c'est peut-être le microprocesseur qui ne fonctionne plus.In addition, a disadvantage presented by a system of the type described above is that it is necessary to provide a microprocessor which takes charge of the initiative of transmitting the identification code of the defective lamp after having ensured that another microprocessor from another lamppost is not transmitting at the same time. In addition, the absence of signal transmission by a microprocessor makes believe that the lamp is still in perfect working order whereas it is perhaps the microprocessor which does not function any more.

Le but de l'invention est donc de réaliser un système de détection et de signalisation de lampe défaillante dans un réseau d'éclairage, simple et efficace, n'entraînant pas une consommation d'énergie électrique supplémentaire pour la détection de la défaillance de la lampe, et ne nécessitant pas l'utilisation d'un circuit de signalisation sophistiqué au niveau de chaque lampadaire.The object of the invention is therefore to provide a detection and signaling system for a faulty lamp in a lighting network, simple and effective, not entailing additional consumption of electrical energy for detecting the failure of the lamp, and not requiring the use of a sophisticated signaling circuit at the level of each lamp post.

L'objet principal de l'invention est ainsi un système de détection et de signalisation de lampe défaillante du type utilisant les fils du réseau d'éclairage en période de fonctionnement pour transmettre le signal d'identification de lampe défaillante, dans lequel le circuit de surveillance des caractéristiques d'alimentation de la lampe comprend un premier circuit de détection pour détecter la phase du courant d'alimentation de la lampe, un deuxième circuit de détection pour détecter la phase de la tension d'alimentation de la lampe, et un moyen comparateur pour déterminer le déphasage entre le courant et la tension d'alimentation et déclencher la transmission du signal d'identification de lampe défaillante lorsque la valeur de ce déphasage est en dehors de limites prédéterminées.The main object of the invention is thus a faulty lamp detection and signaling system of the type using the wires of the lighting network during operation to transmit the faulty lamp identification signal, in which the circuit for monitoring the power supply characteristics of the lamp includes a first detection circuit for detecting the phase of the lamp supply current, a second detection circuit for detecting the phase of the lamp supply voltage, and a comparator means for determining the phase difference between the current and the supply voltage and triggering the transmission of the faulty lamp identification signal when the value of this phase shift is outside predetermined limits.

Un autre objet de l'invention est un système de détection et de signalisation des défauts de fonctionnement de lampes d'un réseau d'éclairage comprenant un module de base pour chacune des lampes et un module de gestion transmettant un message d'appel à intervalles réguliers à chacun des modules de base, de façon à déclencher à partir du module de base appelé, la transmission subséquente d'un message de réponse comportant un signal d'identification de lampe défaillante.Another object of the invention is a system for detecting and signaling malfunctions of lamps in a lighting network comprising a basic module for each of the lamps and a management module transmitting a call message at intervals. regular to each of the base modules, so as to trigger from the called base module, the subsequent transmission of a response message comprising a faulty lamp identification signal.

Encore un autre objet de l'invention est un système de détection et de signalisation des défauts de fonctionnement des lampes d'un réseau d'éclairage du type ci-dessus dans lequel le module de gestion est relié au réseau téléphonique de façon à pouvoir être interrogé à distance à partir d'un poste télématique du type Minitel.Yet another object of the invention is a system for detecting and signaling malfunctions of the lamps of a lighting network of the above type in which the management module is connected to the telephone network so as to be able to be interrogated remotely from a Minitel type telematics station.

Les buts, objets et caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins dans lesquels:

  • la figure 1 est un schéma synoptique montrant la connexion des lampes et des modules de base au module de gestion se trouvant dans une armoire d'alimentation,
  • la figure 2 est un schéma synoptique du module de base utilisé dans le mode de réalisation préféré de l'invention,
  • la figure 3 représente le circuit équivalent à une lampe et son circuit d'amorçage,
  • la figure 4 est un exemple d'implémentation de circuit de détection de défaillance de lampe dans le mode de réalisation préféré de l'invention, et
  • la figure 5 représente les diagrammes en fonction de la phase des courbes représentatives de la tension ou du courant mesurés à quatre points du circuit de détection de défaillance de lampe de la figure 4.
The aims, objects and characteristics of the invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, with reference to the drawings in which:
  • FIG. 1 is a block diagram showing the connection of the lamps and basic modules to the management module located in a power cabinet,
  • FIG. 2 is a block diagram of the basic module used in the preferred embodiment of the invention,
  • FIG. 3 represents the circuit equivalent to a lamp and its ignition circuit,
  • FIG. 4 is an example of implementation of a lamp failure detection circuit in the preferred embodiment of the invention, and
  • FIG. 5 represents the diagrams as a function of the phase of the curves representing the voltage or the current measured at four points of the lamp failure detection circuit of FIG. 4.

Un réseau d'éclairage tel qu'un réseau d'éclairage public installé dans une zone urbaine comporte généralement des armoires d'alimentation pour un ensemble de 100 à 150 lampes d'éclairage. Comme illustré sur la figure 1, l'armoire d'alimentation 10 reçoit les trois phases haute tension qui sont transformées en trois phases basse tension à l'arrivée dans l'armoire, et alimente la zone d'éclairage par l'intermédiaire de trois lignes 12, 14 et 16 correspondant aux trois phases basse tension. Chacune des lignes 12,14, et 16 alimente au plus 50 lampes d'éclairage.A lighting network such as a public lighting network installed in an urban area generally includes power supply cabinets for a set of 100 to 150 lighting lamps. As illustrated in FIG. 1, the supply cabinet 10 receives the three high voltage phases which are transformed into three low voltage phases upon arrival in the cabinet, and supplies the lighting area by means of three lines 12, 14 and 16 corresponding to the three low voltage phases. Each of the lines 12, 14, and 16 supplies at most 50 lighting lamps.

L'armoire d'alimentation 10 comprend un module de gestion 18 alimenté par les trois phases basse tension, et destiné à surveiller l'état des lampes de la zone. Pour ce faire, chaque lampe 20 est connectée à la ligne d'alimentation 12, 14 ou 16 au moyen d'un module de base 22. Le module de base 22 se trouve situé à la base du lampadaire ou candélabre portant la lampe. Il possède un code d'identification et de localisation paramètrable différent pour chaque lampe d'une même phase.The power supply cabinet 10 comprises a management module 18 supplied by the three low voltage phases, and intended to monitor the state of the lamps in the area. To do this, each lamp 20 is connected to the supply line 12, 14 or 16 by means of a base module 22. The base module 22 is located at the base of the lamp post or candelabra carrying the lamp. It has a different configurable identification and location code for each lamp in the same phase.

Le module de gestion 18 situé dans l'armoire d'alimentation 10 interroge de façon séquentielle chaque module de base 22 par l'intermédiaire du réseau d'alimentation, c'est à dire en se servant des lignes 12, 14 ou 16. Chaque module de gestion comprend un microprocesseur, une mémoire morte du type REPROM contenant les données de la zone, une carte d'alimentation. Il dispose d'une voie série 24 du type RS232 qui permet la connexion d'un terminal sur le site et également d'une voie série 26 du type RS232 permettant le dialogue avec un poste central via un modem et le réseau téléphonique. Il est ainsi possible d'obtenir des informations sur le module de gestion à partir d'un poste Minitel.The management module 18 located in the supply cabinet 10 sequentially interrogates each base module 22 via the supply network, that is to say using lines 12, 14 or 16. Each management module includes a microprocessor, a read-only memory of the REPROM type containing the data of the zone, a power supply card. It has a serial channel 24 of the RS232 type which allows the connection of a terminal on the site and also a serial channel 26 of the RS232 type allowing dialogue with a central station via a modem and the telephone network. It is thus possible to obtain information on the management module from a Minitel station.

Le module de gestion assure de nombreuses fonctions qui n'entrent pas dans le cadre de l'invention, mais qui méritent d'être énoncées. Ainsi, le module de gestion tient un journal de bord donnant la liste des 50 derniers défauts avec la date et l'heure d'apparition et éventuellement la date et l'heure de disparition. Il contient une table de description du réseau ainsi qu'une table de correspondance entre les numéros de phase, de module de base, de candélabre et de lampe. Le module de gestion répertorie les lampes défectueuses, mais également les défauts de secteur, les défauts d'allumage réseau, les défauts d'extinction réseau, les défauts haute tension ou basse tension...The management module provides many functions which are not within the scope of the invention, but which deserve to be stated. Thus, the management module keeps a logbook giving the list of the last 50 faults with the date and time of appearance and possibly the date and time of disappearance. It contains a network description table as well as a correspondence table between the phase, base module, candelabra and lamp numbers. The management module lists defective lamps, but also mains faults, network ignition faults, network extinction faults, high voltage or low voltage faults ...

De façon à détecter les lampes défectueuses, le module de gestion 18 transmet un message à intervalles réguliers vers les modules de base. La transmission se fait au moyen d'un courant porteur d'une fréquence différente de celle du courant d'alimentation telle qu'une fréquence de 50 khz. La modulation du courant porteur par les données numériques du message peut être du type modulation par sauts de fréquence.In order to detect defective lamps, the management module 18 transmits a message at regular intervals to the base modules. The transmission takes place by means of a carrier current of a frequency different from that of the supply current such as a frequency of 50 kHz. The modulation of the carrier current by the digital data of the message can be of the frequency hopping modulation type.

Les données sont transmises à la vitesse de 300 bauds et le mode de dialogue est du type "alterné". Bien entendu les caractéristiques ci-dessus données à titre d'exemple peuvent être modifiées pour s'adapter à un autre mode de réalisation sans sortir du cadre de l'invention.The data is transmitted at the speed of 300 bauds and the dialogue mode is of the "alternate" type. Of course the above characteristics given by way of example can be modified to adapt to another embodiment without departing from the scope of the invention.

Ainsi, à intervalles réguliers comme par exemple toutes les 5 secondes, le module de gestion transmet le signal porteur pendant 100 ms, puis envoie le code d'identification du module de base appelé, de façon répétitive pendant environ 500 ms. Cette répétition est destinée à ce que le module de base reconnaisse 4 fois consécutivement son code avant d'entamer la procédure de réponse, de façon à éviter les problèmes dus aux parasitesThus, at regular intervals such as for example every 5 seconds, the management module transmits the carrier signal for 100 ms, then sends the identification code of the called base module, repeatedly for approximately 500 ms. This repetition is intended for the basic module to recognize its code 4 times consecutively before starting the response procedure, so as to avoid problems due to noise

La réponse du module de base appelé s'effectue alors après un silence de 500 ms pour éviter tout chevauchement des données sur la ligne. Le signal porteur est ensuite transmis pendant 500 ms. Puis le message de réponse est envoyé pendant également 500 ms. Enfin le signal porteur seul est de nouveau transmis pendant environ 500 ms.The response of the called base module is then made after a silence of 500 ms to avoid any overlapping of the data on the line. The carrier signal is then transmitted for 500 ms. Then the response message is also sent for 500 ms. Finally, the carrier signal alone is again transmitted for approximately 500 ms.

Cinq secondes après la transmission du message précédent, le module de gestion procède à l'envoi d'un message à destination d'un nouveau module de base en modifiant le code d'identification contenu dans le message. On voit donc que si le module de gestion est connecté sur chaque phase à 50 modules de base, chaque module de base sera interrogé environ toutes les 4 minutes.Five seconds after the transmission of the previous message, the management module sends a message to a new basic module by modifying the identification code contained in the message. We therefore see that if the management module is connected on each phase to 50 basic modules, each basic module will be interrogated approximately every 4 minutes.

Comme illustré sur la figure 2, chaque module reçoit l'alimentation basse tension 30 qui est par exemple l'alimentation du réseau public de 220 volts à une fréquence de 50 hz. Un circuit d'interface 32 comportant un transformateur et une capacité de faible valeur, permet au signal porteur modulé de 50 khz d'être transmis vers un modem 34, alors que le courant d'alimentation est bloqué grâce à la forte impédance du circuit d'interface 32 due à la faible capacité qu'il comporte. De même, un circuit bouchon 36 accordé sur la fréquence de 50 khz bloque le signal porteur et ne laisse passer que le courant d'alimentation de fréquence 50 hz.As illustrated in FIG. 2, each module receives the low voltage supply 30 which is, for example, the supply from the public network of 220 volts at a frequency of 50 Hz. An interface circuit 32 comprising a transformer and a low value capacity, allows the modulated carrier signal of 50 kHz to be transmitted to a modem 34, while the supply current is blocked thanks to the high impedance of the circuit d 'interface 32 due to the low capacity it contains. Likewise, a plug circuit 36 tuned to the frequency of 50 kHz blocks the carrier signal and allows only the supply current of frequency 50 Hz to pass.

Un circuit d'alimentation (PWR) 38 connecté sur l'alimentation après le circuit bouchon 36, permet de fournir les différentes tensions (5V, 8V...) nécessaires au fonctionnement du module de base.A power supply circuit (PWR) 38 connected to the power supply after the plug circuit 36, makes it possible to supply the different voltages (5V, 8V ...) necessary for the operation of the basic module.

Comme on le verra par la suite, l'élément essentiel du module de base est le circuit de détection de défaillance de lampe 40 qui comprend un circuit de mesure de phase de tension 40-1 connecté aux bornes de la tension d'alimentation, un circuit de mesure de phase d'intensité 40-2 qui est connecté en série avec la lampe 20, sur la tension d'alimentation, et un circuit 40-3 de mesure de déphasage entre la tension d'alimentation et le courant d'alimentation. Le circuit 40-3 a également pour fonction de mémoriser l'état de la lampe.As will be seen below, the essential element of the basic module is the lamp failure detection circuit 40 which comprises a voltage phase measurement circuit 40-1 connected across the supply voltage, a intensity phase measurement circuit 40-2 which is connected in series with the lamp 20, on the supply voltage, and a phase measurement measurement circuit 40-3 between the supply voltage and the supply current . The circuit 40-3 also has the function of memorizing the state of the lamp.

Le signal modulé par le message en provenance du module de gestion est reçu par le modem 34 qui est en mode réception lorsque le module de base est en attente de réception d'un message. Le code d'identification fourni par le modem 34 à partir du message reçu est transmis à un encodeur/décodeur 42 pour décodage. Si l'encodeur/décodeur 42 reconnaît le code d'identification du module de base, il déclenche le cycle de réponse par l'envoi d'un signal sur la ligne 44 à une logique séquentielle (LS) 46. Cette dernière est simplement un compteur en anneau cadencé par une horloge 48 de période 500 ms. Un compteur en anneau pouvant être utilisé ici est par exemple le circuit référencé 74HC4017 de National Systèms.The signal modulated by the message from the management module is received by the modem 34 which is in mode reception when the base module is waiting to receive a message. The identification code provided by the modem 34 from the received message is transmitted to an encoder / decoder 42 for decoding. If the encoder / decoder 42 recognizes the identification code of the basic module, it triggers the response cycle by sending a signal on the line 44 to a sequential logic (LS) 46. The latter is simply a ring counter clocked by a clock 48 of period 500 ms. A ring counter that can be used here is for example the circuit referenced 74HC4017 from National Systems.

La validation du message reçu permet donc d'initier le cycle de réponse du module de base. Ce cycle de réponse débute par une prise de ligne déclenchée par l'envoi d'un signal sur la ligne 50 de la logique séquentielle au modem 34 qui passe alors en mode réception et transmet le signal porteur sur le réseau. En même temps, la logique séquentielle 46 envoie un signal sur la ligne 52 vers l'encodeur/décodeur 42 pour déclencher l'émission du message de réponse qui se compose du code d'identification, du module de base et de l'état de la lampe.The validation of the received message therefore makes it possible to initiate the response cycle of the basic module. This response cycle begins with a line seizure triggered by the sending of a signal on line 50 of the sequential logic to the modem 34 which then goes into reception mode and transmits the carrier signal over the network. At the same time, the sequential logic 46 sends a signal on line 52 to the encoder / decoder 42 to trigger the transmission of the response message which consists of the identification code, the basic module and the status of the lamp.

Le code d'identification du module de base est fourni par l'élément de code 54 qui est simplement une broche comportant un ensemble de connexions à la terre (ici 8 connexions) dont certaines sont coupées au montage et représentent des "1", alors que les connexions intactes représentent des "0". Ainsi le code d'identification comprend 8 bits dans le mode de réalisation décrit ici. Mais il pourrait comporter plus ou moins de 8 bits dans d'autres réalisations où le nombre de lampes à surveiller par un même module de gestion, serait plus ou moins important.The identification code of the basic module is provided by the code element 54 which is simply a pin comprising a set of earth connections (here 8 connections) some of which are cut during assembly and represent "1", then that the intact connections represent "0". Thus the identification code comprises 8 bits in the embodiment described here. However, it could include more or less than 8 bits in other embodiments where the number of lamps to be monitored by the same management module would be more or less significant.

Au code d'identification fourni par l'élément de code 54 est juxtaposé un bit donnant l'état de la lampe fourni par le circuit de détection de défaillance de lampe 40 sur la ligne 56.The identification code supplied by the code element 54 is juxtaposed with a bit giving the state of the lamp supplied by the lamp failure detection circuit 40 on line 56.

Le mot binaire formé par le code d'identification du module de base et le bit d'état de la lampe est encodé par l'encodeur/décodeur 42 et transmis sur le réseau à destination du module de gestion par l'intermédiaire du module 34 et du circuit d'interface 32.The binary word formed by the identification code of the base module and the lamp status bit is encoded by the encoder / decoder 42 and transmitted over the network to the management module via the module 34 and the interface circuit 32.

Après une attente d'environ 500 ms après la transmission du message de réponse, la logique séquentielle 46 transmet un signal de restauration au circuit de détection de défaillance de lampe 40 sur la ligne 58 et fait repasser le modem 34 en mode réception.After waiting approximately 500 ms after the transmission of the response message, the sequential logic 46 transmits a restoration signal to the lamp failure detection circuit 40 on line 58 and returns the modem 34 to reception mode.

Avant de passer à l'analyse du circuit de détection de défaillance de lampe, il est utile d'expliquer le fonctionnement d'une lampe en référence à la figure 3. La lampe a été représentée schématiquement équivalente à une résistance R. Comme il a été expliqué précédemment, la lampe du type à vapeur de mercure ou à sodium haute pression est précédée d'un ensemble formé d'une capacité C en parallèle et d'une self L (le ballast) en série. La lampe est alimentée par une tension Va et un courant I. Lorsque la lampe est éteinte ou défectueuse, ceci équivaut à ce qu'aucun courant ne passe dans la résistance R. Ainsi tout le courant I passe par la capacité C (de valeur importante). Le déphasage du courant par rapport à la tension est donc dû à la seule impédance présentée par la capacité C, c'est à dire φ = -π/2.Before proceeding to the analysis of the lamp failure detection circuit, it is useful to explain the operation of a lamp with reference to FIG. 3. The lamp has been shown schematically equivalent to a resistance R. As it has As explained above, the mercury vapor or high pressure sodium type lamp is preceded by an assembly formed by a capacitor C in parallel and a self L (the ballast) in series. The lamp is supplied by a voltage V a and a current I. When the lamp is off or defective, this is equivalent to no current passing through the resistor R. Thus all the current I passes through the capacitance C (of value important). The phase shift of the current with respect to the voltage is therefore due to the only impedance presented by the capacitance C, ie φ = -π / 2.

Par contre lorsque la lampe est en fonctionnement, le courant est égal à I₁ + I₂ et la tension est égale à Va = 1 jCω · I₁ + (R+jLω)I₂

Figure imgb0001
Va I = R - LCω² 1 + jRCω - LCω²
Figure imgb0002

Le déphasage est donc φ = - arctg RCω 1 - LCω
Figure imgb0003
On the other hand when the lamp is in operation, the current is equal to I₁ + I₂ and the voltage is equal to Va = 1 jCω · I₁ + (R + jLω) I₂
Figure imgb0001
Go I = R - LCω² 1 + jRCω - LCω²
Figure imgb0002

The phase shift is therefore φ = - arctg RCω 1 - LCω
Figure imgb0003

Les valeurs de R,L et C sont fonction de la lampe utilisée, mais doivent être choisies pour que la valeur de Cosφ soit proche de 1 pour être acceptée par EDF. Le déphasage est donc proche de 0 lorsque la lampe fonctionne.The values of R, L and C depend on the lamp used, but must be chosen so that the value of Cosφ is close to 1 to be accepted by EDF. The phase shift is therefore close to 0 when the lamp is operating.

Le circuit de détection de défaillance de lampe est maintenant décrit en référence à la figure 4The lamp failure detection circuit is now described with reference to Figure 4

En ce qui concerne le circuit de mesure de phase de tension (40-1 sur la figure 2), la tension d'alimentation Va est d'abord appliquée à un filtre constitué par la capacité C₁, la résistance R₁ et la capacité C₂. La tension filtrée est ensuite écrêtée par la diode 60 pour ne laisser subsister que la demi-alternance positive de la tension d'alimentation filtrée. La tension résultante V₁ est alors appliquée à un photocoupleur 62 de façon à obtenir une tension V₂ de forme rectangulaire. Ceci est réalisé du fait que lorsque la tension appliquée V₁ dépasse un certain seuil (1,2 V dans l'exemple de réalisation), le transistor du photocoupleur est saturé et V₂ = 0 grâce à la résistance R₂ connectée à la source V0, alors que lorsque la tension V₁ est en dessous du seuil, le transistor est bloqué et V₂= V₀ (5 V dans l'exemple).As regards the voltage phase measurement circuit (40-1 in FIG. 2), the supply voltage V a is first applied to a filter constituted by the capacitance C₁, the resistance R₁ and the capacitance C₂ . The filtered voltage is then clipped by the diode 60 so as to leave only the positive half-wave of the filtered supply voltage. The resulting voltage V₁ is then applied to a photocoupler 62 so as to obtain a voltage V₂ of rectangular shape. This is achieved by the fact that when the applied voltage V₁ exceeds a certain threshold (1.2 V in the embodiment), the transistor of the photocoupler is saturated and V₂ = 0 thanks to the resistor R₂ connected to the source V 0, whereas when the voltage V₁ is below the threshold, the transistor is blocked and V₂ = V₀ (5 V in the example).

En ce qui concerne le circuit de mesure de phase de courant (40-2 sur la figure 2), la tension d'alimentation Va est appliquée à la lampe en série avec l'enroulement primaire du transformateur T1. Après filtrage par le filtre constitué de la résistance R₃ et de la capacité C₃, le courant est redressé par la diode 64 de façon à obtenir que la seule demi-alternance positive du courant de valeur V ₃ L'étage suivant est un comparateur à seuil 66 dont les entrées sont constituées de la tension V₃ et d'une tension de seuil Vs de telle sorte que la tension de sortie du comparateur V₄ soit égale à 0 si V₃ est supérieur à Vs grâce au courant circulant dans la résistance R₄ reliée à la tension V₀, ou égale à V₀ (5 V dans l'exemple ) si V₃ est inférieure à Vs.With regard to the current phase measurement circuit (40-2 in FIG. 2), the supply voltage Va is applied to the lamp in series with the primary winding of the transformer T1. After filtering by the filter consisting of the resistance R₃ and the capacitor C₃, the current is rectified by the diode 64 so as to obtain that the only positive half-wave of the current of value V ₃ The next stage is a threshold comparator 66 whose inputs consist of the voltage V₃ and a threshold voltage V s so that the output voltage of the comparator V₄ is equal to 0 if V₃ is greater than V s thanks to the current flowing in the connected resistor R₄ at the voltage V₀, or equal to V₀ (5 V in the example) if V₃ is less than V s .

La partie du circuit de détection de défaillance de lampe de la figure 4 correspondant au circuit de mesure de déphasage entre le courant et la tension d'alimentation va maintenant être décrite en utilisant les diagrammes de la figure 5.The part of the lamp failure detection circuit in FIG. 4 corresponding to the phase-shift measurement circuit between the current and the supply voltage will now be described using the diagrams in FIG. 5.

La première courbe représente la tension V₁ à la sortie de la diode 60 (voir figure 4) composée des demi-alternances positives de la tension, et le début des demi-alternances négatives (dues à l'écrêtage de la diode). Comme on l'a vu précédemment, après application au photocoupleur, on obtient la courbe de forme rectangulaire du deuxième diagramme représentant V₂ obtenu à la sortie du photocoupleur 62. V₂ est ensuite inversée par le circuit inverseur 68 dont la sortie sert d'entrée à une bascule D 70 qui est rendue active par l'entrée d'horloge CL en synchronisation avec la fréquence de la tension d'alimentation. Seule la sortie Q ¯

Figure imgb0004
de la bascule est utilisée, ce qui fait qu'on obtient sur cette sortie Q ¯
Figure imgb0005
un signal binaire variant de façon identique au signal V₂ qui a été deux fois inversé, mais déparasité. Il faut noter que les deux inversions affectent très peu le déphasage.The first curve represents the voltage V₁ at the output of the diode 60 (see FIG. 4) composed of the positive half-vibrations of the voltage, and the start of the half-vibrations negative (due to clipping of the diode). As we have seen previously, after application to the photocoupler, the rectangular curve of the second diagram representing V₂ obtained at the output of photocoupler 62 is obtained. V₂ is then inverted by the inverter circuit 68 whose output serves as an input to a flip-flop D 70 which is made active by the clock input CL in synchronization with the frequency of the supply voltage. Only the exit Q ¯
Figure imgb0004
of the rocker is used, which makes that one obtains on this exit Q ¯
Figure imgb0005
a binary signal varying identically to the signal V₂ which has been twice inverted, but dewormed. It should be noted that the two inversions have very little effect on the phase shift.

Le troisième diagramme de la figure 5 représente le signal V₃ à la sortie de la diode 64, qui est l'image du courant dont la diode a laissé passer les demi-alternances positives. Comme on l'a vu précédemment, le courant est déphasé d'un angle φ par rapport à la tension.The third diagram of FIG. 5 represents the signal V₃ at the output of the diode 64, which is the image of the current whose diode has allowed the positive half-waves to pass. As we saw previously, the current is phase shifted by an angle φ with respect to the voltage.

Le quatrième diagramme représente la tension V₄ à la sortie du comparateur 66. Comme on le voit , la courbe représentative est de forme rectangulaire, avec une valeur égale à O lorsque la valeur de V₃ dépasse la valeur de seuil Vs.The fourth diagram represents the voltage V₄ at the output of comparator 66. As can be seen, the representative curve is of rectangular shape, with a value equal to O when the value of V₃ exceeds the threshold value V s .

Revenant à la figure 4, la tension V₄ est appliquée à une bascule D 72 dont on prend la sortie Q pour fournir le signal sur la ligne 56 vers l'encodeur/décodeur (voir figure 2). On voit donc que, lorsque la bascule 72 est échantillonnée, elle fournit en sortie une valeur Vc égale à V₄. Cet échantillonnage est obtenu par l'entrée d'horloge en provenance de la sortie d'un circuit ET 74 dont les deux entrées sont, d'une part la tension Vb à la sortie Q ¯

Figure imgb0006
de la bascule 70, et d'autre part la sortie Q ¯
Figure imgb0007
de la bascule 72.Returning to FIG. 4, the voltage V₄ is applied to a flip-flop D 72 from which the output Q is taken to supply the signal on line 56 to the encoder / decoder (see FIG. 2). It is therefore seen that, when the flip-flop 72 is sampled, it provides at output a value V c equal to V₄. This sampling is obtained by the clock input from the output of an AND circuit 74, the two inputs of which are, on the one hand, the voltage V b at the output. Q ¯
Figure imgb0006
of flip-flop 70, and on the other hand the exit Q ¯
Figure imgb0007
of scale 72.

Lorsque la lampe fonctionne, la tension V₄ à l'entrée D de la bascule 72 correspond à la courbe en traits pleins du troisième diagramme, représentative du signal V₃, dont le déphasage par rapport à la tension est égal à φ. Pendant la demi-alternance positive de V₁, V₂ = 0. Par conséquent, au moment de l'échantillonnage, la valeur Vb de la sortie Q ¯

Figure imgb0008
de la bascule 70 s'établit à zéro pendant le temps de la demi-alternance positive de la tension d'alimentation. Au même instant, la bascule 72 qui avait été remise à zéro comme on va le voir, a donc sa sortie Q ¯
Figure imgb0009
égale à 1. La deuxième entrée du circuit ET 74 est donc à 1, ce qui permet au signal Vb d'être restitué en sortie du circuit ET 74. A la fin de la demi-alternance positive de la tension d'alimentation, V₂ passe à sa valeur haute et Vb qui devient haut également est transmis, par l'intermédiaire du circuit 74 à l'entrée d'horloge CL de la bascule 72. Cette dernière est échantillonnée et fournit sur sa sortie Q, un signal binaire Vc correspondant à la valeur de V₄ à ce moment là, c'est à dire un bit "0" qui se juxtapose au code d'identification transmis par le module de base au module de gestion. En effet, si on considère l'abscisse des diagrammes de la figure 5 comme représentative de la phase (en fait proportionnel au temps), le front montant A de V₂ qui échantillonne la bascule 72 intervient un angle π après l'origine, le créneau négatif de V₄ correspondant à la demi-alternance du signal V₃ au dessus de la valeur de seuil Vs a lieu entre les angles
   φ + φs et π + φ - φ's
   φ étant le déphasage de l'intensité par rapport à la tension, φs le déphasage dû à la tension de seuil au début de la demi-alternance et φ's le déphasage à la fin de la demi-alternance. Ceci est vrai dans la mesure où φ + φs est largement inférieur à π et que φ - φ's est toujours positif, la valeur de φ's étant relativement faible puisque la courbe représentant V₃ est dissymétrique avec un front descendant plus abrupt que celui d'une sinusoïde.When the lamp is operating, the voltage V₄ at the input D of the flip-flop 72 corresponds to the curve in solid lines of the third diagram, representative of the signal V₃, whose phase shift relative to the voltage is equal to φ. During the positive half-wave of V₁, V₂ = 0. By therefore, at the time of sampling, the value V b of the output Q ¯
Figure imgb0008
of the flip-flop 70 becomes zero during the time of the positive half-wave of the supply voltage. At the same time, the flip-flop 72 which had been reset to zero as we will see, therefore has its output Q ¯
Figure imgb0009
equal to 1. The second input of the AND circuit 74 is therefore at 1, which allows the signal V b to be restored at the output of the AND circuit 74. At the end of the positive half-wave of the supply voltage, V₂ goes to its high value and V b which also becomes high is transmitted, via the circuit 74 to the clock input CL of the flip-flop 72. The latter is sampled and provides on its output Q, a binary signal V c corresponding to the value of V₄ at this time, that is to say a bit "0" which is juxtaposed with the identification code transmitted by the base module to the management module. Indeed, if we consider the abscissa of the diagrams of Figure 5 as representative of the phase (in fact proportional to time), the rising edge A of V₂ which samples the flip-flop 72 intervenes an angle π after the origin, the slot negative of V₄ corresponding to the half-wave of signal V₃ above the threshold value V s takes place between the angles
φ + φ s and π + φ - φ ' s
φ being the phase shift of the intensity with respect to the voltage, φ s the phase shift due to the threshold voltage at the start of the half-wave and φ ' s the phase shift at the end of the half-wave. This is true insofar as φ + φs is much less than π and that φ - φ ' s is always positive, the value of φ' s being relatively small since the curve representing V₃ is asymmetrical with a falling edge more abrupt than that of a sinusoid.

Par contre, lorsque la lampe est défectueuse, l'image du courant est donnée par la courbe en pointillés sur le troisième diagramme de la figure 5, soit avec un déphasage de - π/2 comme on l'a vu précédemment ou encore 3 π/ 2. Dans ce cas le front montant A de la valeur V₂ qui sert à l'échantillonnage de la bascule 72 ne peut pas avoir lieu pendant le créneau négatif de V₄ En effet, le front A survient avec un déphasage de π après l'origine. Le créneau négatif de V₄ a lieu entre les valeurs
   3 π/2 + φs et 5 π/2 - φ's
donc bien après l'apparition du front A. De même, le front montant suivant B de la valeur V₂ survient à 3π, soit forcément après la fin du créneau négatif de V₄.
On the other hand, when the lamp is defective, the image of the current is given by the dotted curve on the third diagram of FIG. 5, either with a phase shift of - π / 2 as we saw previously or even 3 π / 2. In this case the rising edge A of the value V₂ which is used for the sampling of the flip-flop 72 cannot have place during the negative slot of V₄ Indeed, the front A occurs with a phase shift of π after the origin. The negative slot of V₄ takes place between the values
3 π / 2 + φ s and 5 π / 2 - φ ' s
therefore well after the appearance of the edge A. Similarly, the next rising edge B of the value V₂ occurs at 3π, ie necessarily after the end of the negative slot of V₄.

On voit donc que, lorsque la lampe est défectueuse, l'échantillonnage de la bascule a lieu au moment où la valeur de V₄ est haute, c'est à dire que le signal Vc transmis par la sortie Q de la bascule 72 sur la ligne 56 ( voir figure 2 ) correspond a un bit "1" qui se juxtapose au code d'identification de 8 bits transmis par le module de base vers le module de gestion.We therefore see that, when the lamp is defective, the sampling of the flip-flop takes place when the value of V₄ is high, that is to say that the signal V c transmitted by the output Q of flip-flop 72 on the line 56 (see FIG. 2) corresponds to a bit "1" which is juxtaposed with the 8-bit identification code transmitted by the basic module to the management module.

Le circuit de la figure 4 permet également de détecter une lampe qui sans être entièrement défectueuse, est défaillante et ne consomme alors qu'un courant inférieur à un seuil prédéterminé. Dans ce cas, l'image du courant représentée par la tension V₃ n'atteint pas le seuil Vs ou seulement pendant un temps très court correspondant à soit : pas de créneau négatif pour la valeur V₄ ou un créneau négatif en dehors du front montant de la tension V₂. L'échantillonnage de la bascule 72 par le signal Vb correspondant au front montant de la tension d'alimentation fournit alors un bit "1" sur la sortie Q de la même façon que si la lampe était défectueuse.The circuit of FIG. 4 also makes it possible to detect a lamp which, without being entirely defective, is faulty and then consumes only a current below a predetermined threshold. In this case, the image of the current represented by the voltage V₃ does not reach the threshold V s or only for a very short time corresponding to either: no negative window for the value V₄ or a negative window outside the rising edge of the voltage V₂. The sampling of the flip-flop 72 by the signal Vb corresponding to the rising edge of the supply voltage then provides a bit "1" on the output Q in the same way as if the lamp were defective.

Un autre intérêt présenté par le circuit de la figure 4 est que la bascule 72 a une fonction mémoire entre deux fronts montants de V₂, la sortie Q fournissant Vc et le bit d'état de la lampe restant à la même valeur. Ainsi, si on veut mémoriser de façon définitive que la lampe a été détectée défectueuse, il suffit de supprimer l'entrée d'horloge. C'est ce qui se produit effectivement lorsque la sortie Q de la bascule est à "1", et que par conséquent la sortie Q ¯

Figure imgb0010
est à "0" Le circuit ET 74 est donc bloqué par la sortie Q ¯
Figure imgb0011
et la sortie du circuit ET 74 ne peut donc plus échantillonner la bascule 72 qui reste dans le même état. Ce n'est qu'au moment du dialogue avec le module de gestion que le signal de restauration sur la ligne 58 en provenance de la logique séquentielle ( voir figure 2) vient remettre la bascule à zéro. A ce moment, Q passe à "0" et Q ¯
Figure imgb0012
passe à "1". Dès le premier front montant de la tension V₂, si la lampe est défectueuse, l'état est de nouveau mémorisé.Another advantage presented by the circuit of FIG. 4 is that the flip-flop 72 has a memory function between two rising edges of V₂, the output Q providing V c and the state bit of the lamp remaining at the same value. Thus, if one wants to memorize definitively that the lamp has been detected defective, it suffices to delete the clock entry. This is what actually happens when the Q output of the flip-flop is at "1", and therefore the output Q ¯
Figure imgb0010
is at "0" The ET 74 circuit is therefore blocked by the output Q ¯
Figure imgb0011
and the output of the AND circuit 74 can therefore no longer sample the flip-flop 72 which remains in the same state. This It is only at the time of the dialogue with the management module that the restoration signal on line 58 from the sequential logic (see Figure 2) resets the flip-flop to zero. At this point, Q goes to "0" and Q ¯
Figure imgb0012
goes to "1". As of the first rising edge of the voltage V₂, if the lamp is defective, the state is again memorized.

Il est à noter que, lors de la mise sous tension, la lampe ne s'allume pas instantanément. La sortie Q de la bascule 72 passe donc à 1, indiquant que la lampe est défectueuse. Pour cette raison la première réponse du module de base n'est pas prise en considération par le module de gestion.Note that when the power is turned on, the lamp does not light up instantly. The output Q of flip-flop 72 therefore changes to 1, indicating that the lamp is defective. For this reason the first response of the basic module is not taken into account by the management module.

Le système qui vient d'être décrit permet la détection des lampes défaillantes d'un réseau , qu'elles soient défectueuses ou qu'elles présentent une faiblesse quant à la puissance consommée, de façon simple et efficace. Il est à la portée de l'homme du métier d'utiliser des circuits de mesure de phase de la tension et du courant différents de ceux de la figure 4. En outre, le circuit de mesure du déphasage entre le courant et la tension pourrait être réalisé par une logique différente sans s'écarter de l'invention. Il serait même possible de réaliser la fonction du circuit de mesure de déphasage en combinaison avec la logique séquentielle et l'encodeur/décodeur au moyen d'un microprocesseur. Mais ceci présenterait moins d'intérêt dans la mesure où il est possible de s'affranchir de l'utilisation d'un microprocesseur par des circuits du commerce peu coûteux tels que l'encodeur/décodeur ou la logique séquentielle.The system which has just been described makes it possible to detect faulty lamps in a network, whether they are defective or have a weakness in terms of the power consumed, in a simple and efficient manner. It is within the reach of a person skilled in the art to use voltage and current phase measurement circuits different from those of FIG. 4. In addition, the phase shift measurement circuit between current and voltage could be realized by a different logic without departing from the invention. It would even be possible to carry out the function of the phase-shift measurement circuit in combination with the sequential logic and the encoder / decoder by means of a microprocessor. But this would be of less interest insofar as it is possible to dispense with the use of a microprocessor by inexpensive commercial circuits such as the encoder / decoder or the sequential logic.

Claims (9)

Système de détection et de signalisation des défauts de fonctionnement de lampes d'un réseau d'éclairage alimenté par une tension alternative commune comportant une pluralité de lampes (20) tel qu'un réseau d'éclairage public, comprenant un module de base (22) pour chacune des lampes et un module de gestion (18) chargé de la gestion des informations recueillies à partir de tous les modules de base du réseau d'éclairage, ledit module de base comprenant un circuit de surveillance (40) des caractéristiques d'alimentation de la lampe associée au module de base, ledit circuit de surveillance étant adapté pour transmettre au moyen des fils dudit réseau d'éclairage, un signal d'identification de ladite lampe lorsque cette dernière est défaillante par l'intermédiaire d'un signal de fréquence porteuse à destination dudit module de gestion;
   ledit système étant caractérisé en ce ledit circuit de surveillance des caractéristiques d'alimentation de la lampe dans chaque module de base comprend: - un premier circuit de détection (40-1) pour détecter la phase de la tension d'alimentation de ladite lampe, - un deuxième circuit de détection (40-2) pour détecter la phase du courant d'alimentation de ladite lampe, et - un moyen comparateur (40-3) pour déterminer le déphasage entre ledit courant et ladite tension d'alimentation et déclencher la transmission dudit signal d'identification de lampe défaillante lorsque la valeur dudit déphasage est en dehors de limites prédéterminées.
System for detecting and signaling malfunctions of lamps of a lighting network supplied by a common alternating voltage comprising a plurality of lamps (20) such as a public lighting network, comprising a basic module (22 ) for each of the lamps and a management module (18) responsible for managing the information collected from all the basic modules of the lighting network, said basic module comprising a monitoring circuit (40) of the characteristics of supply of the lamp associated with the basic module, said monitoring circuit being adapted to transmit by means of the wires of said lighting network, an identification signal of said lamp when the latter fails by means of a signal carrier frequency to said management module;
said system being characterized in that said circuit for monitoring the power supply characteristics of the lamp in each basic module comprises: - a first detection circuit (40-1) for detecting the phase of the supply voltage of said lamp, a second detection circuit (40-2) for detecting the phase of the supply current of said lamp, and - Comparator means (40-3) for determining the phase difference between said current and said supply voltage and triggering the transmission of said faulty lamp identification signal when the value of said phase difference is outside predetermined limits.
Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit signal d'identification est un signal numérique formé du code d'identification (54) dudit module de base (22) et d'un bit d'état de défaillance ayant la valeur 1 lorsque ladite lampe (20) est défaillante.System according to Claim 1, characterized in that the said identification signal is a digital signal formed by the identification code (54) of the said basic module (22) and of a failure status bit having the value 1 when the said lamp (20) has failed. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen comparateur (40-3) comprend une première bascule (70) connectée à la sortie dudit premier circuit de détection (40-1) et une deuxième bascule (72) connectée à la sortie dudit deuxième circuit de détection (40-2), la sortie de ladite première bascule servant d'entrée d'horloge à ladite deuxième bascule dans le but d'échantillonner celle ci de façon à ce qu'elle fournisse à chaque échantillonnage, ledit bit d'état de défaillance.System according to claim 2, characterized in that said comparator means (40-3) comprises a first flip-flop (70) connected to the output of said first detection circuit (40-1) and a second flip-flop (72) connected to the output of said second detection circuit (40-2), the output of said first flip-flop serving as clock input to said second flip-flop in order to sample the latter so that it provides each bit, said bit failure state. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie de ladite première bascule (70) est connectée à l'entrée d'un circuit ET (74) dont la sortie sert d'entrée d'horloge à ladite deuxième bascule (72), la deuxième entrée dudit circuit ET étant la sortie complémentée de ladite deuxième bascule, de sorte que ledit circuit ET est bloqué par ladite sortie complémentée et inhibe l'échantillonnage de ladite deuxième bascule lorsque ledit bit d'état de défaillance a la valeur 1, permettant ainsi de mémoriser l'état de défaillance de ladite lampe jusqu'à la transmission dudit bit d'état de défaillance dans le signal d'identification.System according to claim 3, characterized in that the output of said first flip-flop (70) is connected to the input of an AND circuit (74) whose output serves as clock input to said second flip-flop (72) , the second input of said AND circuit being the complemented output of said second flip-flop, so that said AND circuit is blocked by said complemented output and inhibits the sampling of said second flip-flop when said failure status bit has the value 1, thus making it possible to store the failure state of said lamp until the transmission of said failure status bit in the identification signal. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit deuxième circuit de détection (40-2) fournit un signal de sortie (V₄) dont la position dépend du déphasage du courant d'alimentation par rapport à la tension d'alimentation, un déphasage significatif indiquant que ladite lampe est défectueuse et provoquant l'envoi d'un bit d'état de défaillance égal à 1 par ledit moyen comparateur (40-3).System according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said second detection circuit (40-2) supplies an output signal (V₄) whose position depends on the phase shift of the supply current with respect to the voltage power supply, a significant phase shift indicating that said lamp is defective and causing the sending of a failure status bit equal to 1 by said comparator means (40-3). Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit deuxième circuit de détection (40-2) comprend un circuit comparateur pour comparer la valeur du courant d'alimentation à une valeur de seuil de façon à obtenir également l'envoi d'un bit d'état de défaillance égal à 1 par ledit moyen comparateur (40-3) lorsque la valeur dudit courant est au dessous d'un seuil prédéterminé indiquant que ladite lampe est défaillante.System according to claim 5 characterized in that said second detection circuit (40-2) comprises a comparator circuit for comparing the value of the supply current with a threshold value so as also to obtain the sending of a bit d failure state equal to 1 by said comparator means (40-3) when the value of said current is below a predetermined threshold indicating that said lamp has failed. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit module de gestion (18) transmet un message d'appel à intervalles réguliers audit module de base (22) de façon à déclencher à partir dudit module de base la transmission subséquente d'un message de réponse comportant ledit signal d'identification de lampe défaillante.System according to any one of the preceding claims, characterized in that said management module (18) transmits a call message at regular intervals to said base module (22) so as to trigger from said base module the subsequent transmission of a response message comprising said faulty lamp identification signal. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit module de base (22) comprend une logique séquentielle (46) du type compteur en anneau pour commander le séquencement des étapes de transmission du message de réponse qui suivent la réception du message d'appel.System according to claim 7, characterized in that said basic module (22) comprises a sequential logic (46) of the ring counter type for controlling the sequencing of the steps of transmission of the response message which follow the reception of the call message . Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit module de gestion (18) est connecté au réseau téléphonique de façon à pouvoir être interrogé à distance à partir d'un poste télématique du type Minitel.System according to claim 7 or 8, characterized in that said management module (18) is connected to the telephone network so that it can be interrogated remotely from a telematic station of the Minitel type.
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