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ES2348780T3 - Instalacion domotica autoalimentada y metodo de funcionamiento. - Google Patents

Instalacion domotica autoalimentada y metodo de funcionamiento. Download PDF

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ES2348780T3
ES2348780T3 ES08737688T ES08737688T ES2348780T3 ES 2348780 T3 ES2348780 T3 ES 2348780T3 ES 08737688 T ES08737688 T ES 08737688T ES 08737688 T ES08737688 T ES 08737688T ES 2348780 T3 ES2348780 T3 ES 2348780T3
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Herbert Rodas
Francis Valoteau
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Somfy SA
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Somfy SA
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

- Un método de funcionamiento de una instalación (10) domótica autoalimentada que comprende una fuente eléctrica bipolar (6) y un accionador (1) que permite el movimiento de una pantalla móvil (2), comprendiendo el accionador (1) un motor (3) para impulsar la pantalla móvil (2) y un medio de control (4) para controlar la alimentación del motor, comprendiendo la fuente eléctrica bipolar (6) una fuente eléctrica (62, 63) recargable in situ y una fuente eléctrica (61) no recargable, comprendiendo el método de funcionamiento un primer modo de funcionamiento, en el que: - el accionador (1) es alimentado solamente con la fuente eléctrica (62, 63) recargable in situ, siempre que el medio (4) de control no provoque que el motor (3) sea alimentado, mientras que - el accionador (1) es alimentado por lo menos por la fuente eléctrica (61) no recargable, cuando el medio (4) de control provoca que el motor (3) sea alimentado.

Description

La invención se refiere al campo de las pantallas móviles y automatizadas en el interior de un edificio. Estas pantallas móviles son, por ejemplo, persianas venecianas, persianas plisadas, persianas enrollables, cortinas, paneles deslizantes. Estas pantallas se hacen funcionar mediante un accionador que comprende un motor, un receptor de radio y una fuente de alimentación eléctrica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Cuando un conjunto de pantalla semejante es autoalimentado (por ejemplo, alimentado por baterías), pueden surgir problemas con el consumo del receptor de radio. En concreto, en las aplicaciones mencionadas anteriormente, el motor se utiliza episódicamente durante el día, mientras que el receptor de radio debe poder recibir una orden de control en cualquier momento. Como resultado, se requiere un consumo de energía mucho mayor para el receptor de radio que para el motor, durante la vida útil de una instalación que comprende estas pantallas móviles automatizadas y sus dispositivos de control. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Los problemas de consumo de energía de este tipo se han reducido, por ejemplo, gracias a las invenciones descritas en los documentos EP 1 333 706 y US 2005/0215210.
En el segundo caso, el receptor de radio se pone en modo de espera, pero una activación periódica de duración muy corta le permite identificar si está presente una señal de radio, y a continuación si la señal de radio está realmente prevista para el receptor. Si no lo está, el receptor vuelve inmediatamente al estado de espera por una duración predeterminada, siendo esta duración más larga que la duración de la primera activación pero sin embargo imperceptible para el usuario, por ejemplo de un segundo. De este modo, se ahorra en todo lo posible energía de la fuente de eléctrica alimentada por batería, que da suministro al receptor.
Sin embargo, surge otro problema cuando el accionador alimentado por batería está situado dentro del alcance de radio de un transmisor operativo en la misma radiofrecuencia pero sin relación con el accionador. El transmisor es, por ejemplo, un sensor que envía regularmente información ambiental (temperatura, iluminación, composición del aire, etc.) a otros elementos de equipamiento en el edificio. En este caso, el receptor es activado innecesariamente con demasiada frecuencia y disminuye su autonomía.
En la técnica anterior, muchos documentos se refieren a la utilización de varias fuentes de energía en dispositivos alimentados por batería.
La patente US 6 081 096 describe métodos para cargar un medio de almacenamiento principal y un medio de almacenamiento auxiliar diseñados para un teléfono móvil.
La patente US 5 779 817 describe la cooperación de células fotovoltaicas cristalinas o de silicio amorfas, con conmutación automática en función de las condiciones de luz solar o de carga.
La solicitud de patente FR 5 330 180 describe la misma conmutación serie-paralelo de células fotovoltáicas de acuerdo con la carga.
La patente US 3 696 286 describe la conmutación automática entre un suministro directo de carga a través de un panel solar fotovoltaico y una carga suministrada a través de una batería recargada por dicho panel, dependiendo la conmutación de las condiciones de luz solar medidas por una célula de referencia perteneciente al panel.
La patente US 4 122 396 describe, para un receptor radiofónico, medios manuales para la conmutación entre una fuente de tipo fotovoltaico con un condensador de almacenamiento y una fuente no recargable.
La patente US 5 387 858 describe de forma similar la conmutación entre una célula recargable y una célula de respaldo. Esta conmutación está controlada: un elemento detecta el estado de la célula recargable para conmutar la carga a una u otra célula.
Análogamente, la patente US 4 667 142 propone un suministro a través de un panel solar si una pila seca está defectuosa.
La patente US 6 290 593 describe una conexión automática de un panel fotovoltaico para alimentar un motor de ventilador para un compartimento de pasajeros de un vehículo, dependiendo de la temperatura medida en el compartimento de pasajeros y dependiendo del estado de carga de la batería del vehículo.
En todos los dispositivos mencionados anteriormente que comprenden una fuente recargable, esta última está dimensionada para alimentar completamente el equipamiento eléctrico, por lo menos cuando la carga en el elemento recargable es suficiente. Esto conduce a un dimensionamiento grande y costoso del panel fotovoltaico y del elemento recargable de almacenamiento. RESUMEN DE LA INVENCIÓN
El objetivo de la invención es proporcionar un método para manejar una instalación domótica autoalimentada que solucione las desventajas mencionadas. En concreto, la invención propone un método de funcionamiento de una instalación domótica autoalimentada que comprende un panel fotovoltaico y una célula recargable de baja capacidad, necesidad de espacio reducida y bajo coste. La invención propone además una instalación domótica autoalimentada que utiliza un método semejante.
El método acorde con la invención está definido por la reivindicación 1.
Varias realizaciones del método están definidas por las reivindicaciones dependientes 2 a 4.
La fuente eléctrica bipolar acorde con la invención está definida por la reivindicación 5.
Varias realizaciones de la fuente eléctrica bipolar están definidas por las reivindicaciones dependientes 6 a 9.
La instalación domótica autoalimentada acorde con la invención está definida por la reivindicación 10. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los dibujos anexos representan, a modo de ejemplo, dos realizaciones de una instalación domótica autoalimentada acorde con la invención, y un modo para llevar a cabo el método de funcionamiento acorde con la invención.
La figura 1 describe una instalación que comprende un accionador alimentado
según el método de la invención.
La figura 2 describe una primera realización de una instalación domótica
autoalimentada acorde con la invención.
La figura 3 describe un método de funcionamiento acorde con la invención.
La figura 4 describe una segunda realización de una fuente eléctrica de una
instalación domótica autoalimentada acorde con la invención. DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
La figura 1 describe una instalación que comprende un accionador alimentado según el método de la invención.
Un accionador 1, denominado ACT, está conectado a una pantalla móvil 2, denominada SCR, colocada en un edificio. Esa pantalla se utiliza para cubrir o decorar la ventana ("cobertura de ventana interior") (tal como una persiana veneciana, una persiana enlistonada verticalmente, una cortina), o es un panel de mobiliario o un panel de puerta deslizante, una pantalla de protección multimedia que puede enrollarse, o si no una tablilla de ventilación.
Un motor 3 denominado MOT, contenido en el accionador, hace funcionar la pantalla móvil 2. Un medio de control 4, denominado RX, posibilita el control de la alimentación al motor para hacer funcionar la pantalla móvil. El medio de control comprende un receptor y, preferentemente, un receptor de radio. Además se considera que todas las funciones para manejar las operaciones del motor, por ejemplo posiciones de almacenamiento y de fin de carrera, están contenidas en el medio de control.
La conexión entre el motor y la pantalla móvil se consigue mediante una conexión mecánica 5.
Una fuente eléctrica 6, denominada BAT, está conectada al accionador por medio de una conexión bipolar 7 con dos cables conductores para proporcionar alimentación al motor.
Una unidad 8 de control remoto, denominada RCU, hace posible enviar comandos por radio al receptor del medio de control. Dichas transmisiones de comandos son relativamente ocasionales. Por ejemplo, existirá usualmente un comando de despliegue completo de la pantalla al comienzo del día, unos pocos ajustes al mediodía, y un comando de repliegue completo de la pantalla a la finalización del día.
Un sensor ambiental 9, denominado SNR, genera asimismo señales de radio transmitidas a otros elementos del equipamiento en el mismo edificio. Estas transmisiones se producen a la misma frecuencia, o en el mismo rango de frecuencias que las de la unidad de control remoto. Cuando el receptor detecta estas transmisiones, está obligado regularmente a procesar la señal recibida hasta que determina que esta señal no está prevista para el accionador ACT. El resultado de esto es un consumo excesivo del accionador ACT.
La comunicación entre el medio de control, la unidad de control y el sensor ambiental podría proporcionarse asimismo por medio de la transmisión de señales no de radio, por ejemplo en forma de ondas de infrarrojos o ultrasonidos.
La figura 2 describe una realización de equipamiento físico que posibilita aplicar el método acorde con la invención. La figura explica la relación entre la fuente eléctrica 6 y el accionador 1.
La fuente eléctrica 6 comprende una célula no recargable 61, denominada NRC, por ejemplo un conjunto de pilas alcalinas o pilas de litio, y una célula recargable in situ 62, denominada RC, por ejemplo un supercondensador o un acumulador. La célula recargable está conectada a un transductor 63 que convierte energía ambiental en energía eléctrica, por ejemplo un panel fotovoltaico PV.
Un medio de conmutación 60 hace posible conectar la conexión bipolar 7 a la célula recargable RC o a la célula no recargable NRC. La conexión bipolar 7 comprende un primer cable 71 y un segundo cable 72. El primer cable está conectado al medio de conmutación, mientras que el segundo cable está conectado a cada polo negativo de las dos células. El medio de conmutación 60 alterna la conexión entre el primer cable y uno u otro de los dos polos positivos de las células.
El medio de control RX contenido en el accionador ACT está conectado directamente a los cables de la conexión bipolar. Comprende medios internos de accionamiento periódico. Si es necesario comprende medios para adaptar la fuente de alimentación del accionador, por ejemplo un regulador de tensión.
El motor MOT es alimentado a través de un conmutador 11 de activación del motor, activado por medio de control RX a través del medio de activación 12. Aquí la representación está simplificada, de hecho el motor MOT debe poder ser activado tanto en un primer sentido de rotación como en un segundo sentido de rotación. El motor MOT contiene, si es necesario, un convertidor elevador de tensión para optimizar su funcionamiento cuando la tensión distribuida por la fuente no recargable
es menor que la tensión nominal del motor.
La activación del conmutador 11 de activación del motor conduce funcionalmente a alternar el medio 60 de conmutación desde una primera posición en la que conecta el primer cable y la célula recargable RC, a una segunda posición en la que conecta el primer cable y la célula no recargable NRC. La operación funcional está representada por la flecha de retroalimentación 13, en línea a trazos. En una primera variante, la retroalimentación 13 es anticipada, es decir el medio de conmutación 60 es alternado ligeramente antes de que el conmutador 11 de activación del motor se active. A continuación, la retroalimentación puede ser ordenada directamente por el medio el control RX. En una segunda variante, la corriente de IACT absorbida por el accionador controla la retroalimentación. La intensidad medida de esta corriente, comparada con un umbral predefinido, provoca que sea o no alternado el medio 60 de conmutación. El interés de esta segunda variante es que no requiere una conexión física entre la fuente eléctrica y el accionador, a parte de los dos cables de la conexión bipolar, puesto que la corriente es analizada dentro de la fuente eléctrica.
El accionador y la fuente eléctrica pueden comprender medios de soporte lógico para definir sus operaciones de acuerdo con la invención.
La figura 3 describe el método de funcionamiento acorde con la invención.
En la primera etapa E1, el accionador está conectado eléctricamente a la fuente eléctrica BAT tal como sea descrito anteriormente.
En una segunda etapa E2, es activado un modo de espera-activación periódico del receptor en el accionador, con reconocimiento e interpretación de cualquier señal de radio detectada por el receptor tras la activación, o con el retorno al estado de espera si no hay presente ninguna señal.
En una tercera etapa E3, resultante de la segunda etapa, el receptor se pone en el estado de espera.
Las siguientes etapas del método se describen de acuerdo con un primer modo de funcionamiento M1, denominado modo de optimización de energía. Dependiendo de la carga eléctrica contenida en la célula recargable, se activa este primer modo M1 o bien otro modo descrito posteriormente.
El primer modo M1 comienza en la cuarta etapa E4 del método. Si la cantidad de energía en la célula recargable RC es suficiente, entonces esta célula alimenta en solitario el accionador durante un estado de activación del receptor.
Durante dicho estado de activación, la señal de radio es analizada por el receptor durante la quinta etapa E5 del método. El receptor verifica si la señal de radio está prevista para el mismo, y si contiene un comando para mover el motor.
Si no lo está, el método enlaza con la tercera etapa E3, para poner el receptor en el estado de espera. Si lo está, el método se desplaza a la sexta etapa E6.
En la sexta etapa E6, el conjunto de accionador pasa a ser alimentado por la célula no recargable NRC. En otras palabras, la alimentación del motor MOT está definida por el estado del conmutador 11 de activación del motor para satisfacer el comando de movimiento y, simultáneamente, por la conmutación del medio de conmutación 60 a la segunda posición.
Preferentemente, el medio de conmutación se pone en la segunda posición antes de que se active el conmutador de activación del motor, para impedir que la célula recargable sea descargada totalmente por los importantes requisitos de corriente cuando el motor arranca.
En la séptima etapa E7, el movimiento de la pantalla prosigue, por ejemplo hasta el final del recorrido. A continuación se desactiva el conmutador 11 de activación del motor.
Después, en la octava etapa E8, si el receptor no ha recibido otro comando de movimiento, el medio 60 de conmutación se pone en la primera posición (alimentando el accionador a través de la célula recargable 62) y el receptor se pone en el estado de espera volviendo a la tercera etapa E3.
El modo M1 de optimización de energía es solamente aplicable siempre que la energía contenida en la célula recargable sea suficiente. Si éste no es el caso, entonces hay una conmutación a un segundo modo de funcionamiento M2, representado por la flecha M2 bajo la etapa 3. En este modo, el conjunto de accionador es alimentado por la célula no recargable, tal como en los dispositivos de la técnica anterior.
La figura 4 describe una segunda realización de una fuente eléctrica de una instalación autoalimentada acorde con la invención. Esta realización difiere de la de la figura 2 en que el elemento de conmutación 60 es sustituido por un simple diodo 64, denominado D, donde el ánodo está conectado al polo positivo de la célula no recargable NRC, y donde el cátodo está conectado al polo positivo de la célula recargable RC y al primer cable 71, quedando invariante el resto de la figura. Opcionalmente, puede asimismo ponerse en serie un segundo diodo 80 en la bifurcación que comprende la célula recargable con el objeto de impedir que la célula recargable sea descargada por la célula no recargable.
En este caso, la retroalimentación 13 se define por medio de la corriente IACT absorbida por el accionador. En condiciones de luz solar normal, la tensión en los terminales de la célula recargable es mayor, incluso mucho mayor, que la tensión en los terminales de la célula no recargable, y el diodo D es polarizado en inversa y deshabitado (estado no conductor). A continuación, la célula recargable suministra toda la corriente eléctrica IACT absorbida por el accionador cuando está funcionando solamente el receptor del accionador. Se sabe que, para una misma área de panel fotovoltaico, la tensión del panel depende de la disposición en serie y/o en paralelo de las células individuales incluidas en el mismo. Por lo tanto, no es incompatible en modo alguno seleccionar o diseñar un panel fotovoltaico que permita una tensión elevada y al mismo tiempo una potencia reducida.
Es importante observar que, en todos los casos, el valor máximo de la energía eléctrica contenida en la célula recargable es por lo menos cien veces menor que el valor máximo de la energía contenida en la célula no recargable. Análogamente, la corriente absorbida por el motor, en concreto durante un arranque, es por lo menos cien veces mayor que la corriente absorbida por el receptor cuando está activo.
En otras palabras, la célula recargable puede satisfacer solamente los requisitos de energía del único medio de control que comprende el receptor, y no las necesidades del motor.
En el caso de la figura 4, cuando el receptor activa el conmutador de activación del motor, la corriente IACT resulta virtualmente igual a la corriente del motor. La célula recargable RC se descarga casi instantáneamente cuando es absorbida esta corriente, provocando una caída virtualmente instantánea de la tensión en sus terminales. Cuando esta tensión se iguala a la tensión en los terminales de la célula no recargable, hay una conducción inmediata del diodo D y la célula no recargable proporciona la corriente de alimentación del accionador. En principio, el elemento recargable puede contribuir a la corriente de alimentación al accionador, pero en una cantidad totalmente despreciable.
Preferentemente, el diodo D tiene un umbral de conducción bajo. Por ejemplo, se utiliza un diodo tipo Schottky.
Las realizaciones descritas tienen la ventaja de utilizar un medio de recarga de muy poca capacidad pero acumulada en el tiempo (el panel fotovoltaico) para equilibrar, por lo menos aproximadamente, un proceso de descargas repetidas. Las recepciones de radio superfluas provocan una utilización leve de la energía, pero su acumulación sería suficiente para degradar considerablemente la vida de la batería de la fuente de alimentación.
Otra ventaja de la invención es permitir la sustitución de una fuente eléctrica BAT acorde con la invención por una fuente eléctrica común, que consiste solamente en baterías no recargables.
La parte recargable se dimensiona de acuerdo con las necesidades energéticas del medio de control, sin relación alguna con lo que se requeriría para alimentar todo el conjunto de accionador. Por lo tanto, la fuente eléctrica BAT está diseñada económicamente.
La invención atenúa las desventajas de los dispositivos de la técnica anterior disociando claramente las funciones de la fuente recargable y de la fuente no recargable. La fuente de recargable está prevista para proporcionar, si la luz solar y/o la iluminación interna son o han sido suficientes, solamente el funcionamiento del medio de control de alimentación del motor contenido en el equipamiento. Cuando el equipamiento responde a un comando de control, entonces es sistemáticamente la fuente no recargable la que se utiliza. El resultado de esto es una limitación muy reducida del dimensionamiento de la fuente recargable.
"Célula no recargable" o "fuente eléctrica no recargable" significan una célula
o una fuente eléctrica que no pueden ser recargadas sin la intervención de un instalador o de un usuario. Por lo tanto, se considera que una batería recargable o un conjunto de baterías recargables interconectadas (por ejemplo, en serie) forman una célula no recargable o una fuente eléctrica no recargable, si necesitan una intervención del instalador o del usuario para ser recargadas. "Célula recargable" o "fuente eléctrica recargable" significan una célula o una fuente eléctrica que pueden
-10ser recargadas in situ, mediante la conversión de energía ambiental no eléctrica en energía eléctrica.
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
La lista de referencias citadas por el solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u
5 omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patentes citados en la descripción:
•
EP 1 333 706 A [0003]
•
US 2005 0 215 210 A [0003]
•
US 6 081 096 A [0007] 10 • US 577 9817 A [0008]
•
FR 2 330 180 [0009]
•
US 3 696 286 A [0010]
•
US 4 122 396 A [0011]
•
US 5 387 858 A [0012] 15 • US 4 667 142 A [0013]
• US 6 290 593 B [0014]

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Un método de funcionamiento de una instalación (10) domótica autoalimentada que comprende una fuente eléctrica bipolar (6) y un accionador (1) que permite el movimiento de una pantalla móvil (2), comprendiendo el accionador
    (1) un motor (3) para impulsar la pantalla móvil (2) y un medio de control (4) para controlar la alimentación del motor, comprendiendo la fuente eléctrica bipolar (6) una fuente eléctrica (62, 63) recargable in situ y una fuente eléctrica (61) no recargable, comprendiendo el método de funcionamiento un primer modo de funcionamiento, en el que:
    -el accionador (1) es alimentado solamente con la fuente eléctrica (62, 63)
    recargable in situ, siempre que el medio (4) de control no provoque que el
    motor (3) sea alimentado, mientras que
    -el accionador (1) es alimentado por lo menos por la fuente eléctrica (61)
    no recargable, cuando el medio (4) de control provoca que el motor (3)
    sea alimentado.
  2. 2.-El método de funcionamiento según la reivindicación 1, en el que, en el primer modo de funcionamiento, el accionador (1) es alimentado asimismo por la fuente eléctrica (62, 63) recargable, cuando el motor (3) es alimentado.
  3. 3.-El método de funcionamiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el valor máximo de energía almacenada en la fuente eléctrica (62, 63) recargable in situ, es por lo menos cien veces menor que el valor máximo de la energía almacenada en la fuente eléctrica (61) no recargable.
  4. 4.-El método de funcionamiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la corriente suministrada por la fuente eléctrica (62, 63) recargable in situ, es por lo menos cien veces menor que la corriente suministrada por la fuente eléctrica no recargable (61).
  5. 5.-Una fuente eléctrica bipolar (6), configurada para alimentar un accionador domótico (1), que comprende una fuente eléctrica (62) recargable in situ, una fuente eléctrica (61) no recargable, que comprende equipamiento físico (11, 12, 13, 60, 64) y medios de soporte lógico para aplicar el método de funcionamiento que se reivindica en una de las reivindicaciones precedentes.
  6. 6.-La fuente eléctrica bipolar (6) según la reivindicación 5, en la que el medio de equipamiento físico comprende un medio de conmutación (60) para conectar selectivamente los terminales de las fuentes recargable in situ (62, 63) y no recargable (61), a los terminales de la fuente eléctrica bipolar (6).
  7. 7.-La fuente eléctrica bipolar (6) según la reivindicación 6, en la que el 5 medio de conmutación (60) es activado por la comparación de la intensidad de la corriente suministrada al accionador (1) con un umbral predefinido.
  8. 8.-La fuente eléctrica bipolar (6) según la reivindicación 5, en la que el medio de equipamiento físico comprende un diodo (64) deshabitado cuando la tensión en los terminales de la fuente recargable in situ (62, 63) es mayor que la
    10 tensión en los terminales de la fuente no recargable (61). 9.-La fuente eléctrica bipolar (6) según una de las reivindicaciones 5 a 8, en la que la fuente recargable in situ (62, 63) es alimentada por un panel fotovoltaico (63). 10.-Una instalación domótica autoalimentada (10) que incluye un accionador
    15 (1) que comprende un motor (3) para impulsar una pantalla móvil (2), un medio de control (4) para controlar la alimentación del motor, e incluye una fuente eléctrica bipolar (6) según las reivindicaciones 5 a 9. Siguen dos hojas de dibujos.
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ES (1) ES2348780T3 (es)
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