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Comment intégrer les interrupteurs sans fil à récupération d’énergie

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Comment intégrer les interrupteurs sans fil à récupération d’énergie

Comment intégrer les interrupteurs sans fil à récupération d’énergie dans les réseaux avec bus standard KNX

Pour une mise en réseaux plus facile

Jusqu’à présent, les interrupteurs sans fil à récupération d’énergie pouvaient uniquement être intégrés comme composants dans des solutions spécifiques par l’intermédiaire d’une passerelle.  Maintenant, le module interrupteur sans fil peut être intégré directement dans les réseaux de données grâce au bus standard KNX 

Aujourd’hui, dans un monde de plus en plus connecté, il y a une forte demande de nouveaux moyens permettant la transmission d’informations de manière mobile et flexible, tout en nécessitant très peu d’énergie. C’est pourquoi les interrupteurs sans fil à récupération d’énergie sont de plus en plus demandés. Ils peuvent être installés très facilement et représentent la solution idéale pour le transfert d’informations.

Récupération d’énergie signifie « activation sans apport d’énergie externe » : au lieu de créer une énergie auxiliaire en utilisant une source d’énergie externe ou d’utiliser une alimentation externe, l’énergie est récupérée dans l’environnement et transformée. Le module de récupération de l’énergie est donc aussi un transformateur.

L’idée de récupérer l’énergie dans l’environnement pour la réutiliser n’est pas nouvelle. L’histoire offre de nombreux exemples, tels que les moulins à vents, vérins hydrauliques, dynamos de vélos ou encore les mètres à sélénium. Du point de vue technique, ces récupérateurs d’énergie offrent deux effets comparables : pour réduire le besoin en énergie ou pour augmenter la durée de vie des batteries des appareils mobiles, de nouveaux standard de communication sont conçus de manière à réduire la consommation énergétique. On voit aussi apparaître des versions “low energy” telles que Bluetooth Low Energy ou ZigBee Green Power.

Ceci, associé à une plus grande disponibilité de composants électroniques à faible consommation, plus efficaces et moins chers, contribue à réduire l’écart technique. Il existe ainsi de plus en plus de solutions permettant l’intégration d’interrupteurs sans fil à récupération d’énergie car ils sont plus efficaces et leur installation dans les systèmes tend à devenir plus économique.

Des composants très efficaces et un réglage électronique optimisé pour un meilleur rendement énergétique permettent par exemple aux modules d’interrupteurs sans fil de communiquer directement avec les standard radio d’automatisation des bâtiments. Jusqu’à présent, les solutions intégrant des interrupteurs sans fil à récupération d’énergie étaient très spécifiques et leur communication très simple. Cette communication, bien que très simple, ne pouvait se faire sans installation de passerelles compliquées et onéreuses pour pouvoir être lues par les systèmes d’automatisation.  Désormais, l’installation d’une passerelle n’est plus nécessaire.

La marque CHERRY, appartenant au groupe ZF, a été la première à développer un module d’interrupteur sans fil compatible KNX, le standard de communication international utilisé dans l’automatisation des bâtiments. Les protocoles radio ainsi que l’appairage des composants (incluant une configuration centrale via ETS (Engineering Tool Software) est entièrement compatible KNX. CHERRY développe également de nouveaux modules d’interrupteurs sans fil pour d’autres bus de communication utilisés dans l’automatisation des bâtiments tels que ZigBee Green Power.

L’interrupteur sans fil à récupération d’énergie CHERRY fonctionne sur le principe de l’induction. Le générateur convertit la force de l’actionnement mécanique en une impulsion électrique. L’activation du générateur d’impulsion inverse brusquement le flux magnétique dans les spires, et l’énergie électrique est ainsi générée. L’impulsion contient l’énergie électrique qui est convertie en une tension d’alimentation constante grâce à l’unité de gestion de l’énergie. L’électronique radio dispose ainsi de l’énergie nécessaire à la transmission du signal. Grâce à son format miniature, son efficacité et sa très longue durée de vie de 1 million de commutations, l’interrupteur sans fil CHERRY ne requiert qu’une très faible force d’actionnement et peut être installé dans de très petits espaces, même difficiles d’accès. Par ailleurs, une fois installé, il ne nécessite aucune maintenance.

La tendance actuelle du marché de l’automatisation des bâtiments est à l’utilisation d’unités centrales qui gèrent les données des transmetteurs et récepteurs en créant des ponts techniques reliant les différentes « sphères multimédia », à savoir, l’automatisation des bâtiments, les réseaux informatiques, les télécommunications et l’Internet par câbles ou radio. Au-delà de la simple connexion, le réseau doit pouvoir offrir à l’utilisateur des avantages supplémentaires. Un interrupteur sans fil à récupération d’énergie situé à la porte d’entrée d’un bâtiment par exemple, peut être configuré en mode « vacances » : Cela signifie que si la porte d’entrée est fermée, toutes les lumières sont éteintes, tous les volets sont fermés, le système d’alarme est activé, l’interphone vidéo est renvoyé sur le téléphone portable de l’utilisateur, le Wi-Fi est désactivé, le système de chauffage s’adapte automatiquement en fonction des données de la station météo.

Un module d’interrupteur sans fil KNX peut par exemple être utilisé dans les applications suivantes :

  • Interrupteur 4 fonctions (ex. : éclairage, commandes à distance, etc.)
  • Bouton poussoir 4 fonctions (ex. : éclairage, sonnette, etc.)
  • Variateur multi-canaux (ex. : éclairage LED)
  • Commande de volets roulants ou de stores vénitiens
  • Pédale de commande
  • Commande à distance multi-canaux

Les applications de sécurité critique sont actuellement les seules limites techniques à l’utilisation des interrupteurs sans fil à récupération d’énergie. Par exemple, les exigences de sécurité des normes EN ISO 13849-1 (PL) ou EN/IEC 62061 (SIL) concernent notamment la sécurité fonctionnelle qui doit être couplée à un outil de diagnostic adapté. La base de ce diagnostic de sécurité réside dans une communication bidirectionnelle du transmetteur et du récepteur avec un système de diagnostic de sécurité permanent ou périodique. Un interrupteur sans fil à récupération d’énergie n’est en fonctionnement que lors de l’actionnement mécanique et très brièvement juste après. Actuellement, il n’est pas possible de répondre à un test de diagnostic hors fonctionnement, toutefois des solutions sont à l’étude.

L’avenir appartient sans doute aux interrupteurs sans fil car l’Industrie 4.0 et la Maison Intelligente sont des sujets abordés un peu partout dans le monde. Parce que ces modules sans fil sont capables d’assurer de nombreuses fonctions, l’Industrie mais aussi les consommateurs bénéficieront bientôt de ces produits.

Le module interrupteur sans fil à récupération d’énergie CHERRY au standard KNX sera disponible courant 2015.

À propos de CHERRY

CHERRY est une marque déposée de ZF Friedrichshafen AG. Sous la marque CHERRY, la branche Electronic Systems de ZF développe et fabrique des composants pour l’industrie et l’électroménager ainsi que des périphériques de saisie informatiques.

ZF est l’un des 10 premiers équipementiers automobiles au monde, spécialisé dans les techniques de propulsion et de trains de roulement, et comptant 122 sociétés de production réparties dans 26 pays. Le groupe, fort de quelque 72 600 employés, a réalisé en 2013 un chiffre d’affaires de l’ordre de 16,8 milliards d’euros. Pour continuer à concevoir des produits innovants, le groupe ZF investit chaque années 5 % de son chiffre d’affaires (soit 836 millions d’€ en 2013) en R&D.

2017-01-06T17:54:13+02:00

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