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(11) | EP 1 315 405 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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Procédé de gestion d'un dispositif d'information lumineuse et dispositif mettant en oeuvre ce procédé, notamment dans le domaine avionique Verfahren zur Verwaltung einer Anzeigevorrichtung für Flugzeug Method of managing a display device for airplane |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention concerne un procédé de gestion d'un dispositif d'information lumineuse et un dispositif mettant en oeuvre ce procédé, notamment dans le domaine avionique.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Pour simplifier la description, on considérera dans la suite, à titre d'exemple, une mise en oeuvre de l'invention dans le domaine avionique.
[0003] Actuellement de nombreux indicateurs de signalisation de type voyants lumineux, par exemple des diodes électroluminescentes, sont utilisés dans les cockpits d'avions pour informer les pilotes, éventuellement les opérateurs de maintenance, des états de fonctionnement des différents systèmes présents dans ces avions.
[0004] La perte d'une information délivrée par un tel indicateur, principalement en fonctionnement opérationnel, peut s'avérer délicate, voire dangereuse.
[0005] Les pilotes sont donc amenés à vérifier régulièrement le bon état de fonctionnement de tels indicateurs par l'intermédiaire d'une commande de test qui a pour effet d'allumer un ensemble pré-déterminé de ceux-ci, par exemple ceux du panneau plafond. Les pilotes doivent alors changer les voyants défectueux en ligne.
[0006] Ainsi, comme illustré sur la figure 1, dans un ensemble de signalisation constitué de plusieurs voyants 10 commandés par des signaux SV1, SV2, SV3, au travers de diodes 11, un bouton de commande 12 provoque l'allumage simultané de tous ces voyants et permet au pilote de repérer aisément un voyant qui reste éteint.
[0007] Un tel ensemble présente de nombreux inconvénients, et notamment :
- une consommation importante pendant le test, surtout lorsque ces voyants sont des lampes à incandescence,
- une impossibilité de détecter un voyant tombé en panne postérieurement au test,
- une efficacité du test reposant sur la vigilance de l'opérateur.
[0008] Le remplacement des lampes incandescentes par des diodes électroluminescentes a permis d'augmenter la durée de vie de tels indicateurs.
[0009] Il est également connu d'utiliser des voyants constitués chacun de plusieurs éléments émetteur de lumière 20 en montage série/parallèle, comme illustré sur la figure 2. La panne d'un élément 20 ne provoque alors pas la panne du voyant mais une simple baisse de luminosité. Un tel dispositif n'est pas réellement tolérant aux pannes mais présente un mode de fonctionnement dégradé en cas de panne.
[0010] L'invention a pour objet un procédé de gestion d'un dispositif d'information lumineuse de l'état de fonctionnement d'un système permettant de pallier les inconvénients des procédés de l'art antérieur en garantissant un bon fonctionnement même en présence de certaines pannes.
[0011] Un brevet de l'art antérieur, US 3 781 853, décrit un procédé de signalisation maritime, comprenant une pluralité de signaux maritimes comportant chacun un rythmeur d'éclats, un circuit commandé par la lumière du jour, un circuit de détection de lampe éteinte, et un circuit de changement de lampe; la puissance de sortie de chaque rythmeur d'éclats synchronisant les signaux maritimes mais assurant qu'au cas où l'un des signaux maritimes tombe en panne, les autres continuent à fonctionner.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
[0012] La présente invention concerne un procédé de gestion d'un dispositif d'information lumineuse concernant l'état de fonctionnement d'un système, comprenant au moins un voyant lumineux comportant plusieurs branches de plusieurs éléments lumineux, et des moyens de sélection d'une branche connectés entre ces branches et une sortie, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de :
- alimentation de cet au moins voyant par un générateur de courant,
- commande desdits moyens de sélection d'une branche pour relier cette branche à la sortie,
- stockage de l'état fonctionnel ou non fonctionnel de chaque branche,
- compte-rendu concernant l'état de cet au moins un voyant à au moins un dispositif externe.
[0013] Avantageusement, le procédé comprend une étape de test automatique permanent de tous les voyants.
[0014] Au cours de l'étape de test, on a les étapes suivantes pour chaque voyant :
- dans le cas où le voyant est allumé, on vérifie son bon fonctionnement en contrôlant l'intensité consommée et la tension présente à ses bornes,
- dans le cas où ce voyant est éteint, on le sollicite pendant une durée de l'ordre de quelques microsecondes et on mesure à cet instant ses paramètres courant/tension.
[0015] Au cours d'une étape de gestion dynamique, on éclaire en alternance les différentes branches de chaque voyant avec une fréquence de scrutation de l'ordre de quelques kilohertz suffisamment élevée pour ne pas être perçue par l'oeil humain, les paramètres courant/tension étant contrôlés à chaque scrutation. On ne sollicite plus une branche si un défaut est constaté dans celle-ci. Toutefois, si toutes les branches sont en défaut, mais s'il subsiste au moins une branche qui n'est pas en circuit ouvert, on peut requalifier cette (ces) branche (s) comme étant fonctionnelle(s).
[0016] Dans le cas où un défaut est constaté dans au moins une branche, le rapport cyclique d'allumage des autres branches sans défaut est modifié pour garder la même luminosité globale au niveau du voyant lumineux.
[0017] La présente invention concerne également un dispositif d'information lumineuse, mettant en oeuvre ledit procédé, comprenant au moins un voyant lumineux et des moyens de détection de panne de ce ou ces voyants, dans lequel chaque voyant comprend m branches en parallèle composée chacune de n diodes électroluminescentes en série, et des moyens de sélection d'une branche, m et n étant des nombres entiers tels que : m ≥ 2 et n ≥ 1.
[0018] Avantageusement les n diodes électroluminescentes de chaque branche sont connectées en série et dans le même sens, les m premières extrémités de chaque branche étant connectées ensemble, leurs secondes extrémités étant connectées aux différentes entrées d'un sélecteur qui, en fonction d'un ordre de commande, relie une branche sélectionnée vers la sortie.
[0019] Ce dispositif comprend, avantageusement, les circuits suivants associés à chaque voyant :
- un générateur de courant qui alimente ce voyant,
- un module de commande qui pilote le sélecteur ainsi qu'un interrupteur,
- cet interrupteur qui est relié entre la sortie du sélecteur et l'entrée du générateur de courant.
[0020] Avantageusement, chaque voyant, son module de commande, ainsi que son interrupteur sont intégrés dans un boîtier unique.
[0022] Ainsi dans le procédé de l'invention, on effectue un test automatique permanent de tous les voyants du cockpit d'un avion et on décharge ainsi le pilote de cette tâche. Un tel test en continu, permet d'éviter, la non-détection d'une défaillance cachée, par le pilote. De plus, la structure redondante des voyants, permet une gestion dynamique immédiate en cas de défaillance de cette première redondance sans répercussion visible au niveau du pilote, et donc sans surcharge de travail pour celui-ci.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
[0026] Le dispositif d'information lumineuse de l'invention comprend au moins un voyant 29 tel que celui représenté sur la figure 3, qui comporte :
- un ensemble 30 émetteur de lumière composé de m branches 31 de n diodes électroluminescentes (DEL) 32 (avec m ≥ 2 et n ≥ 1) les n diodes de chaque branche étant connectées en série et dans le même sens, les m premières extrémités de ces branches 31 étant connectées ensemble à l'entrée E, leurs secondes extrémités étant connectées aux différentes entrées d'un sélecteur 33,
- ce sélecteur 33, qui en fonction d'un ordre de commande C, relie une des branches 31 sélectionnée à la sortie S.
[0027] Un dispositif de mesure de tension 34 connecté entre l'entrée E et la sortie S du voyant permet de connaître la tension aux bornes de ce voyant. Un dispositif de mesure d'intensité 35 connecté en sortie du voyant 29 permet de connaître l'intensité du courant qui traverse celui-ci.
[0028] Comme illustré sur la figure 4, le voyant 29 est alimenté par un générateur de courant 40. Un module de commande 41 pilote d'une part le sélecteur 33 via une ligne 43 et d'autre part un interrupteur 42 via une ligne 44. Ce module de commande 41 contient une mémoire permettant de stocker l'état fonctionnel ou non fonctionnel de chaque branche 31. Le signal de commande de ce module 41, véhiculé sur une ligne de commande extérieure 45, est un ordre classique donné à un voyant (allumé/éteint). Une ligne de compte rendu 46 permet de rendre compte de l'état de ce voyant 29 à des dispositifs externes à des fins d'alarme ou de maintenance par exemple.
[0029] Le procédé de l'invention réalise un test dynamique de tous les voyants 29, par exemple ceux d'un cockpit avion, tel que :
- dans le cas où un voyant est allumé, il est facile de vérifier son bon état de fonctionnement en contrôlant régulièrement l'intensité consommée et la tension présente à ces bornes.
- dans le cas où un voyant est éteint, on utilise le même principe de mesure en sollicitant brièvement ce voyant. On alimente alors ce voyant durant une durée de l'ordre de quelques microsecondes, non perceptible par l'oeil humain, en respectant les valeurs de commande nominales. On mesure, à cet instant, les paramètres courant/tension de ce voyant.
[0030] Le procédé de l'invention réalise également une gestion dynamique de la redondance de chaque voyant, qui consiste, à l'aide du sélecteur 33, à sélectionner en alternance les différentes branches 31 de ce voyant avec une fréquence de scrutation suffisamment élevée (de l'ordre de quelques kHz) pour ne pas être perçue par l'oeil humain.
[0031] A chaque scrutation, les paramètres courant/tension du voyant sont contrôlés. Si un défaut est constaté, la branche mise en cause n'est plus sollicitée et les autres branches ont leur rapport cyclique d'allumage modifié pour garder la même luminosité globale au niveau du voyant.
[0032] Le procédé de l'invention permet ainsi d'éviter la perte totale du voyant. Aussi, même lorsque le voyant n'est pas allumé, le procédé de l'invention continue son test dynamique en réalisant une brève commande des différentes branches. Dès la perte d'une première branche, il est possible d'élaborer un message de maintenance préventive sans que le pilote en soit informé.
[0033] Ainsi, si l'on considère les deux états possibles d'un voyant ; voyant éteint ou voyant allumé, on a le fonctionnement suivant :
- voyant éteint
[0034] Aucun ordre n'arrive sur la ligne de commande extérieure 45. Le module de commande 41 ouvre et ferme l'interrupteur 42 de façon à alimenter le voyant 29 par des impulsions suffisamment brèves, par exemple d'une durée de l'ordre de quelques microsecondes, et espacées pour que le voyant 29 paraisse éteint à un observateur.
[0035] Chaque impulsion est aiguillée successivement par le sélecteur 33 sur une des branches 31. Elle permet de mesurer la tension aux bornes de cette branche et le courant qui la traverse.
[0036] Deux cas de panne peuvent être détectés (une diode électroluminescente ne connaît que deux modes de panne, le court-circuit ou le circuit ouvert):
- un courant nul : le circuit est ouvert et la branche ne peut plus fonctionner. Elle est considérée comme non fonctionnelle.
- une tension plus faible que la tension nominale : une diode au moins est en court-circuit. Le fait de considérer ou non la branche comme fonctionnelle dépend du rapport entre le nombre de diodes en bon état et le nombre de diodes de la branche, qui se trouve égal au rapport entre la tension mesurée et la tension nominale. Le fabricant ou l'utilisateur décide à partir de quelle baisse d'efficacité une branche doit être déclarée non fonctionnelle.
[0037] Un tel mode de fonctionnement "voyant éteint" permet au module de commande 41 de connaître avant tout ordre d'allumage, les branches fonctionnelles qui pourront être utilisées en mode "voyant allumé".
- voyant allumé
[0038] un ordre d'allumage est arrivé sur la ligne de commande extérieure 45. Le module de commande 41 ferme l'interrupteur 42 de façon à alimenter le voyant 29 en permanence. De manière cyclique, le sélecteur 33 commandé par le signal C alimente les branches 31 fonctionnelles les unes après les autres.
[0039] Pour chaque branche 31 alimentée, deux cas de panne peuvent être détectés :
- un courant nul : le circuit est ouvert et la branche ne peut plus fonctionner. Elle est considérée comme non fonctionnelle.
- une tension plus faible que la tension nominale : une diode au moins est en court-circuit. Le fait de considérer ou non la branche comme fonctionnelle dépend du rapport entre le nombre de diodes en bon état et le nombre de diodes de la branche qui se trouve égal au rapport entre la tension mesurée et la tension nominale.
[0040] On peut avoir un mode de fonctionnement dégradé dans lequel toutes les branches sont déclarées non fonctionnelles mais dans lequel il subsiste cependant au moins une branche qui n'est pas en circuit ouvert. Dans ce cas, la (ou les) branche(s) en question peut(vent) être requalifiées comme fonctionnelles, le voyant émettant moins de lumière que lors de son fonctionnement nominal.
1. Procédé de gestion d'un dispositif d'information lumineuse concernant l'état de fonctionnement
d'un système, comprenant au moins un voyant lumineux (29) comportant plusieurs branches
(31) de plusieurs éléments lumineux (32), et des moyens (33) de sélection d'une branche
connectés entre ces branches (31) et une sortie (S), ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de :
- alimentation de cet au moins un voyant par un générateur de courant (40),
- commande desdits moyens (33) de sélection d'une branche (31) pour relier cette branche à la sortie (S),
- stockage de l'état fonctionnel ou non fonctionnel de chaque branche (31),
- compte-rendu concernant l'état de cet au moins un voyant (29) à au moins un dispositif externe.
2. Procédé selon la revendication 1, qui comporte, en outre, une étape de test automatique
permanent de tous les voyants du système.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, au cours de l'étape de test, on a les
étapes suivantes pour chaque voyant :
- dans le cas où ce voyant est allumé, on vérifie son bon fonctionnement en contrôlant l'intensité consommée et la tension présente à ses bornes,
- dans le cas où ce voyant est éteint, on le sollicite pendant une durée de l'ordre de quelques microsecondes, non perceptible par l'oeil humain, et on mesure à cet instant ses paramètres courant/tension.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, au cours d'une étape de gestion dynamique,
on éclaire en alternance les différentes branches de chaque voyant avec une fréquence
de scrutation de l'ordre de quelques kilohertz suffisamment élevée pour ne pas être
perçue par l'oeil humain, les paramètres courant/tension étant contrôlés à chaque
scrutation.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on ne sollicite plus une branche si
un défaut est constaté dans celle-ci.
6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel si toutes les branches sont en défaut,
mais s'il subsiste au moins une branche qui n'est pas en circuit ouvert, on requalifie
cette (ces) branche(s) comme étant fonctionnelle(s) .
7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel dans le cas où un défaut dans au moins
une branche est constaté, le rapport cyclique d'allumage des branches sans défaut
est modifié pour garder la même luminosité globale au niveau du voyant lumineux.
8. Dispositif d'information lumineuse mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque
des revendications 1 à 7, comprenant au moins un voyant lumineux et des moyens de
détection de panne de ce ou ces voyants, dans lequel chaque voyant comprend m branches
(31) en parallèle composée chacune de n diodes électroluminescentes (32) en série,
et des moyens (33) de sélection d'une branche, m et n étant des nombres entiers tels
que m ≥ 2 et n ≥ 1.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les n diodes électroluminescentes
(32) de chaque branche sont connectées en série et dans le même sens, les m premières
extrémités de ces branches étant connectées ensemble, leurs secondes extrémités étant
connectées aux différentes entrées d'un sélecteur (33), qui, en fonction d'un ordre
de commande (C), permet de relier une branche (31) sélectionnée à la sortie (S).
10. Dispositif selon la revendication 9 comprenant, en outre, pour chaque voyant :
- un générateur de courant (40) qui alimente ce voyant (29),
- un module de commande (41), qui pilote le sélecteur (33) et un interrupteur (42), et qui contient une mémoire permettant de stocker l'état de chaque branche (31),
- cet interrupteur (42) relié entre la sortie du sélecteur (33) et l'entrée du générateur de courant (40).
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel chaque voyant (29), son module de
commande (41) ainsi que son interrupteur (42) sont intégrés dans un boîtier unique
(50).
12. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 dans le
domaine avionique.
1. Verfahren zur Überwachung einer Leuchtanzeigevorrichtung betreffend den Betriebszustand
eines Systems, enthaltend wenigstens eine Leuchtanzeige (29), welche mehrere Zweige
(31) mehrerer Leuchtelemente (32) umfasst, und Mittel (33) zur Auswahl eines Zweigs,
die zwischen den Zweigen (31) und einem Ausgang (S) geschaltet sind, wobei das Verfahren
dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Stufen umfasst:
- Speisung der Anzeige(n) durch einen Stromgenerator (40),
- Steuerung der Mittel (33) zur Auswahl eines Zweigs (31) zur Verbindung dieses Zweigs (31) mit dem Ausgang (S),
- Speicherung des Betriebszustands oder Nichtbetriebszustands jedes Zweigs (31),
- Meldung des Zustands der Anzeige(n) an wenigstens eine externe Vorrichtung.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches außerdem eine Stufe umfasst, in der alle Anzeigen
des Systems permanent automatisch getestet werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, in dem während der Teststufe folgende Stufen für jede
Anzeige durchgeführt werden:
- wenn die Anzeige leuchtet, wird deren richtiges Funktionieren durch Überprüfung der verbrauchten Intensität und der an ihren Anschlüssen vorliegenden Spannung verifiziert,
- wenn die Anzeige erloschen ist, wird diese für eine Dauer in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, belastet, und in diesem Moment ihre Strom- und Spannungsparameter gemessen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem während der Stufe der dynamischen Steuerung die
verschiedenen Zweige jeder Anzeige in Wechselfolge mit einer Prüffrequenz in der Größenordnung
einiger Kilohertz, ausreichend hoch, um von dem menschlichen Auge nicht wahrgenommen
zu werden, angesteuert (beleuchtet) werden, wobei die Strom- und Spannungsparameter
während jeder Abfrage kontrolliert werden.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, in dem ein Zweig nicht mehr belastet wird, wenn in diesem
ein Fehler festgestellt wurde.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, in dem, wenn sämtliche Zweige fehlerhaft sind, jedoch
zumindest ein Zweig vorhanden ist, der sich nicht im offenen Stromkreis befindet,
diese(r) Zweig(e) wieder als funktionell qualifiziert wird/werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4, in dem, wenn in wenigstens einem Zweig ein Fehler festgestellt
wird, das zyklische Zündungsverhältnis der störungsfreien Zweige modifiziert wird,
um die gleiche Gesamthelligkeit auf Höhe der Leuchtanzeige zu erhalten.
8. Leuchtanzeigevorrichtung, welche das Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche
1 bis 7 verwendet, enthaltend mindestens eine Leuchtanzeige und Mittel zum Erfassen
von Störungen der Anzeige(n), wobei jede Anzeige m parallele Zweige (31) enthält,
die jeweils aus n elektrolumineszierenden Dioden (32) in Reihe bestehen, und Mittel
(33) zur Auswahl eines Zweigs, wobei m und n ganze Zahlen sind, und m µ 2 und n µ
1 sind.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, in der die n elektrolumineszierenden Dioden (32) jedes
Zweigs in Reihe und gleicher Richtung geschaltet sind, wobei m erste Enden dieser
Zweige miteinander verbunden sind und ihre zweiten Enden mit verschiedenen Eingängen
einer Auswahlvorrichtung (33) verbunden sind, die, in Abhängigkeit der Steuerungsabfolge
(C), das Verbinden eines ausgewählten Zweigs (31) mit dem Ausgang (S) ermöglichen.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, in der außerdem jede Anzeige :
- einen Stromgenerator (40), der die Anzeige (29) speist,
- ein Steuerungsmodul (41), das die Auswahlvorrichtung (33) und einen Schalter (42) steuert, und einen Speicher enthält, der das Speichern des Zustands jedes Zweigs (31) ermöglicht, aufweist,
- wobei der Schalter (42) zwischen den Ausgang der Auswahlvorrichtung (33) und den Eingang des Stromgenerators (40) geschaltet ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, in der jede Anzeige (29), deren Steuerungsmodul (41)
sowie deren Schalter (42) in ein einziges Gehäuse (50) integriert sind.
12. Verwendung der Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11 im Flugzeugbereich.
1. Process for the management of a light signalling device concerning the operating state
of a system, comprising at least one indicator light (29) having several branches
(31) of several light elements (32), and means (33) for the selection of a branch
connected between said branches (31) and an output (S), said process being characterized in that it has the steps of:
- the supply of said at least one light by a current generator (40),
- control of said means (33) for the selection of a branch (31) for connecting said branch to the output (S),
- storage of the operational or non-operational state of each branch (31),
- report concerning the state of said at least one light (29) to at least one external device.
2. Process according to claim 1, which also includes a permanent automatic test step
for all lights in the system.
3. Process according to claim 2, in which during the test step, the following steps are
carried out, for each light:
- if this light is on, its correct operation is checked by testing the current consumed and the voltage present at its terminals,
- if the light is off, it is energized for a duration of the order of a few microseconds and not visible to the human eye and its current/voltage parameters are measured at this instant.
4. Process according to claim 1, in which the different branches of each light are illuminated
alternately during the dynamic management step, at a scanning frequency of the order
of a few kilohertz sufficiently high to be invisible to the human eye, the current/voltage
parameters being checked during each scan.
5. Process according to claim 4, in which a branch is no longer energized if a fault
is observed in the branch.
6. Process according to claim 4, in which if there is a fault in all branches, but there
is at least one branch that is not in open circuit, this (these) branch(es) may be
requalified as being functional.
7. Process according to claim 4, in which if there is a fault in at least one branch,
the cyclic ratio during which the other branches not in fault are illuminated is modified
so that the overall brightness of the light remains unchanged.
8. Light signalling device making use of the process according to any one of claims 1
to 7, comprising at least one light, and means of detecting a failure in this or these
lights, in which each light comprises m branches (31) in parallel each composed of
n light emitting diodes (32) in series and means (33) of selecting a branch, where
m and n are integer numbers such that m ≥ 2 and n ≥ 1.
9. Device according to claim 8, in which the n light emitting diodes (32) of each branch
are connected in series and in the same direction, the m first ends of said branches
being connected together, their second ends being connected to the different inputs
of a selector (33) which, as a function of a control instruction (C), permits the
connection of a selected branch (31) to the output (S).
10. Device according to claim 9, also comprising the following for each light:
- a current generator (40) that powers this light (29),
- a control module (41) that controls the selector (33) and a switch (42), and that contains a memory in which the state of each branch (31) is stored,
- this switch (42) that is connected between the output from the selector (33) and the input to the current generator (40).
11. Device according to claim 10, in which each light (29), its control module (41) and
its switch (42) are integrated into a single box (50).
12. Use of the device according to any one of claims 8 to 11 in avionics.