Brevet FR2425077A1 — publié le 19791130

L'invention part d'un procédé pour la vérification et l'identification des défauts d'installations électriques et/ ou électroniques d'affichage, ainsi qu'éventuellement d'étages préliminaires commandant ces installations, notamment dans le cas d'affichage à sept segments susceptibles d'être commandés cycliquement, chaque chiffre d'affichage comportant un certain nombre de segments indicateurs, qui sont commandés pour la formation de la valeur du chiffre, d'une part en commun par un étage d'entrainement,-et, d'autre part, chacun sélectivement par un étage décodeur, L'intention part également d'un dispositif pour la mise en euvre de ce procédé. Des exemples des possibilités d'effectuer une surveillance du fonctionnement et une identification des défauts spécialement dans le cas de systèmes d'affichage et, de façon gêné- rale, dans le cas d'appareils de mesure électroniques fonctiorti nant sur base numérique, notamment des balances, des appareils de volumétrie ou d'autres appareils, peuvent entre relevés dans le périodique "WAGON + DOSIEREN" Février 1978 pages 48 à 52. Pour effectuer par exemple une identification de défauts dans le système d'affichage dit à sept segments, il est nécessaire de contrôler à la suite, selon un programme cyclique, les sept segments de chaque affichage de chiffres et d'éprouver leur fonctionnement ou leur non fonctionnement. Pour découvrir les segments hors circuit ou court-circuités, les circuits de surveillance distinguent les chutes de tension qui apparaissent sur les différents segments, une chute de tension se situant à l'intérieur d'une largeur de bande déterminée étant identifiée comme correcte. Des chutes de tension plus élevées indiquent une rupture et des chutes de tension plus réduites indiquent un court-circuit ou bien un autre comportement défectueux du segment d'affichage. Cette publication situe la dépense, pour la surveillance automatique du fonctionnement d'affichage à au moins sept segments, à un niveau relativement haut. Effectivement, des circuits de surveillance complexes et une mise en oeuvre importante de branchements sont nécessaires, car la surveillance s'effectue sur des bases numériques. On peut encore relever dans la publication précitée d'autres possibilités pour la surveillance du fonctionnement de systèmes -d'affichage et des éléments constitutifs qui y sont associés, notamment l'utilisation de compteurs bidirec- tionnels et la surveillance du fonctionnement par doublement des éléments constitutifs électroniques utilnce3 mesure qui permet certes l'identification d'un défaut avec une sécurité pres- que totale car la probabilité pour que deux circuits de fonctionnement soient déficients sinniltanément est faible, mais cette mesure double en pratique le cotit des frais de branchement pour un appareil. Comme l'invention sera expliquée en ce qui concerne sa réalisation pratique et son utilisation, sous la forme d'un exemple de réalisation préféré de surveillance du fonctionnement et d'identification des défauts dans le cas d'une irstallation d'affichage à sept segments déjà évoqués, on va indiquer brièvement dans ce qui suit, un procédé d'identification de défauts connu dans le cas d'une telle installation d'affichage, en se référant au schéma de principe du dessin ci-joint, qui comporte également les dispositions selon l'invention. Sur ce dessin, sont indiqués à titre d'exemple, cinq chiffres d'affichage la à le, qui pour l'affichage de l'ensemble des chiffres possibles de 1 à O exige au maximum sept segments, d'où l'expression de système d'affichage à sept segments.La constitution habituelle d'une telle installation d'affichage, qui, puisque connue, va Autre dès maintenant expliquer, est telle qu'à chaque chiffre d'affichage la à le sont associés deux étages de commande 3 et 4, mais ces étages de commande 3 et 4 ne sont respectivement prévus qu'une fois, car les chiffres la à 1e sont commandés selon des cycles rapides, l'oeil, du fait des caractéristiques physiologiques, identifiant un affichage continu et uneillumination permanente de i'ensemble des chiffres constitués par les segments unitaires 2a à 2g. En d'autres termes, l'oeil intègre la commande de chaque chiffre d'affichage n' intervenant que pendant un temps court du fait du processus rapide de multiple sage. Dans la réalìsation habituelle le premier étage de commande 3 comprend une unité de décodage qui est commandée à ses entrées 3a à 3d selon un code binaire approprié EaDi et qui dispose de six sorties 31 à 37 > c est-à-dire une sortie pour chaque élément d'affichage ou chaque segment d'affichage 2a, 2b , etcs.Comme le processus dsafflchage est multiplexé, l'ensemble des six sorties est simultanément relié en parallèle avec l'ensemble des segments d'affichage associés 2a à 2g de l'en semble des chiffres, mais seul est illuminé le chiffre qui est libéré pour l'affichage dans le déroulement multiplexe cyclique par le second étage de commande qui peut 8tre un étage d'entrainement d'un type quelconque. L'étage d'entraînement 4 dispose en conséquence d'un certain nombre d'entrées 4a, 4b, 4c..0, qui servent à la sélection des différents chiffres. En pratique, les différents segments 2a à 2g peuvent être constitués de diodes luminescentes ou bien de diodes émettrices de lumière, dont les cathodes sont par exemple reliées de façon respectivement séparée avec chacun des conducteurs de sortie 31 à 37 de l'unité de décodage, tandis que l'ensemble des anodes des segments luminescents sont rassemblées sur le raccordement de sortie commun 41 à 45 de l'étage dsentrainement 4. Cela signifie que l'unité de décodage 3 commande certes, en parallèle et simultanément l'ensemble des segments unitaires de l'ensemble des chiffres d'affichage, mais que seuls s'illuminent les segments unitaires duchiffre d'affichage considéré qui sont également commandés par la sélection de 11 étage d'entraînement 4 et libérés en conséquence. Un système d'identification de défauts doit fonctionner de façon telle que les défauts non immédiatement identifiables pour l'observateur, par opposition aux défauts identifiables, auxquels appartient par exemple l'illumination de segments ne constituant pas des chiffres intelligibles, se trouvent détecter et qu'un affichage de défauts et/ou l'émission d'une alarme s'en suit. Une possibilité connue de la surveillance de fonctionnement peut en conséquence , soit, détecter une chute de tension directement sur les segments ou-les diodes luminescentes ou, par exemple, exploiter le courant et la tension sur les résistances préliminaires Si à 57. Si la chute de tension aux bornes de chaque résistance préliminaire, ainsi que le courant parcourant cette résistance, se situent dans une largeur de bande de tolérance prédéterminée, l'affichage de fonctionnement est en état et le segment individuel est soit courcircuité, soit comporte une interruption. L'exploitation et l'interrogation des quatorze possibilités totales (courant et tension) sur les sept résistances préliminaires, s'effectuent sous forme numérique et sont difficiles et compliquées. Une autre possibilité de l'identification de défauts dans le cas de systèmes numériques, est le principe d1identifi- cation de défauts d'après ce que l'on appelle le "chiffre binaire de parité", dans lequel la somme transversale des chiffres binaires montants est comparée dans un mot binaire. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes connus et concerne, à cet effet, un procédé caractérisé en ce qu'on compare de façon analogique, une grandeur électrique analogique de valeur réelle obtenue à partir de la comman- de commune des éléments d'affichage avec une grandeur analogique théorique obtenue par déchiffrement du code binaire initial servant à la commande sélective, et que, dans le cas d'écart dépassant une limite de tolérance prédéterminée, il s'en suit l'émis- sion d'une alarme et/ou l'affichage d'un défaut. L'invention concerne, également, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le procédé ainsi que le dispositif conformes à l'invention définie ci-dessus, présentent par rapport aux solutions connues l'avantage qu'une identification de défauts stre et irréprochable est possible grâce à seulement un petit nombre de parties de branchement supplémentaires et sans dépenses très importante s, grâce à quoi en même temps que la surveillance du fonctionnement de l'installation d'affichage, les autres éléments de branchement numériques peuvent être également surveillés. C'est encore un avantage particulier de l'invention que ceci puisse être mis en oeuvre avec une dépense de branchement supplémentaire réduite, alors que pour le traitement numérique des valeurs mesurées et leur affichage en liaison avec des installations d'affichage correspondantes appropriées, des micro-processeurs sont mis en oeuvre. Grâce à d'autres caractéristiques de l'invention, d'autres formes de réalisation et des améliorations de celleaci sont possibles. Il est particulièrement avantageux pour la comparaison effectuée sur des bases analogiques en vue de l'identifixation des défauts pour l'affichage de ces défauts et l'émission de l'alarme, que deux comparateurs seulement soient nécessaires, grâce auxquels simultanément les limites de tolérance souhaitées, dont le franchissement provoque l'affichage du défaut, puissent être établies sans dépense de branchement sup plémentaires e Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit plus en détail en se référant au dessin ci-joint > dont la figure unique est un schéma par blocs d'une installation d'affichage à sept segments avec les étages de commande associés, les parties du système de traitement branchées en amont qui ne sont pas nécessaires à la compréhension de l'invention, et qui travaillent sur des bases numériques, peuvent par exemple être également réalisées par la mise en oeuvre de micro-processeurs, n'étant pas représentées, L vention repose sur la notion que l'un des étages de commande pour la libération multiplexée de l'affichage lumineux de chaque chiffre unitaire, est le siège d'une grandeur électrique d'état, comporte par exemple une chute de tension telle ou bien est parcouru par un courant telle que le nécessite l'illumination correcte des segments unitaires commandés respectivement par l'autre étage de commande, dans ce cas, l'unité de décodage.En d'autres termes, l'étage d'entraînement 4 capte pour chaque affichage de six chiffres libéré et commandé cycliquement, un courant total proportionnel au nombre des segments unitaires s'illuminant pour ce chiffre d'affichage0 Si, pour citer un exemple, l'unité de décodage commande le chiffre d'affichage la pour l'affichage d'un "4", les diodes Sumi- nescentes ou bien les segments unitaires ne, 2g, 2a et 2b captent un courant qui est à peu près deux fois plus élevé que le cou- rant qui serait nécessaire pour l'affichage d d'un "1" par comman- de des segments unitaires 2a et 2b.Ce courant (ou bien une autre grandeur électrique d'état appropriée, l'invention n'étant pas limitée à la mesure d'un courant) est détecté par un dispositif électrique produisant une valeur analogique réelle, ce dispositif, dans le cas du présent exemple de réalisationw pouvant être une résistance préliminaire 6 associée à l'étage d'en traitement 4,,par l'intermédiaire de laquelle l'étage d'entrainement est raccordé à la tension d'alimentation +Ub , et donc par l'intermédiaire de laquelle s'écoule la totalité du courant respectivement pris par chaque chiffre d'affichage.Il en résulte donc , aux bornes de ce dispositif produisant la valeur réelle, à savoir la résistance préliminaire 6, une chute de tension, qui par l'intermédiaire d'un conducteur de lIaison 7 est ampli quée en tant que valeur analogique réelle à un dispositif de comparaison et d'affichage 8, comprenant deux comparateurs Sa et 8b. Il a déjà été précédemment mentionné, qu'aux entrées 3a à Ad de l'unité de décodage 3, est appliqué un mot binaire codé, comprenant dans le présent exemple de réalisation, quatre chiffres binaires, qui contient l'ensemble dès possibilités pour un affichage sélectif et combiné des sept segments unitaires. Un mot binaire correspondant (BCD2) ou bien le mSme mot binaire est appliqué à un dispositif de déchiffrement 9, car ce mot binaire constitue, tout d'abord sous forme numérique, la valeur théorique correspondant à la chute de tension sur la résistance préliminaire 6 constituant la valeur réelle analogique. le dispositif de déchiffrement 9 engendre, à partir de la valeur thém orique binaire, une grandeur analogique électrique d'état sus- ceptible d'être comparée avec la valeur analogique réelle, par exemple également une tension qui apparait an point de branche- ment 10 constituant la sortie du dispositif de déchiffrement 9o Le dispositif de déchiffrement peut revenir toutes formes appropriées.Il peut par exemple comprendre ce que lQoz appelle une PROM (mémoire programmable à lecture seule) ou bien une ROM (mémoire à lecture seule) 9a à laquelle est associée une matrice de résistances 9b constituée des résistances i I a, 11b, Il c avec les valences "1" , "2" et "4" et constituée éventuellement de la résistance 11d avec la valence "8", de sorte que comme on peut le constater d'emblée, les chutes de tension correspondant à la valeur théorique analogique, peuvent être obtenues au point de branchement 10 par une commande sélective appropriée et com- munie des résistances lia à 11d. Le dispositif de déchiffrement 9 peut également entre constitué sous la forme d9une matrice de diodes et, dans chaque cas prévu de façon telle qu'il effectue un déchiffrement de code décimal codé en binaire sur le nombre des segments qui doivent s Illuminer lors de la commande correspondante d'un chiffre d'affichage. Il en résulte alors au point de branchement 10 une chute de tension analogique proportionnelle au nombre de ces segments à illuminer. Si, effectivement, ce nombre des seg mente commaés par l'intermédiaire de l'unité de décodage s'il- lumine dans les différents chiffres d'affichage, la chute de tension sur le conducteur 7 est alors la même qu'au point de branchement 1, et dans la comparaison de la valeur théorique et de la valeur réelle qui va être décrite plus loin, n'apparait aucun "écart de réglage" correspondant à l'identification d'un défaut. Les raccordements des résistances lia à lld du dispositif de déchiffrement 9, rassemblés au point de branchement 10, sont connectés à la tension d'alimentation +Ub par l'intermédiaire d'une résistance réglable 11, constituée d'une résistance lia branchée en série avec un potentiomètre 11b si bien que la chute de tension de valeur théorique souhaitée, résulte de ce que la mémoire 9a branchée en amont met à la masse les autres raccordements des résistances lia à 11c (et 11d pour les affichages qui comportent plus de sept segments). Comme les courants que drainent, meme dans le cas d'un fonctionnement correct, les différents segments commandés, peuvent différer légèrement les uns des autres, des limites de tolérance sont données à l'avance vers le haut et vers le bas, à l'intérieur desquelles uns comparaison des valeurs réelles et des valeurs théoriques s'effectuant peut être considérée comme bonne. Le conducteur 7 transmettant la valeur réelle aboutit au raccordement négatif du comparateur 8b et par l'intermédiaire d'un diviseur de tensioh relié à la masse, constitué des résistances 12a, 12b, au raccordement positif du comparateur 8a. De façon correspondante, à la sortie du dispositif de déchiffrement 9, s'applique à l'entrée négative du comparateur 8a, et par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué des résistances 13a et 13b à l'entrée positive du comparateur 8b. Grâce auxdivisea de tension 12a, 12b et 1Da, 1'3bu qui placent les tensions aux entrées positives des comparateurs 8a, 8b, légèrement au-dessous de la tension qui s'applique sous forme de tension continue à l'entrée négative de l'autre comparateur respectif, l'écart de réglage encore admissible est, comme on peut le voir, prédéterminé, écart jusqu'auquel lors de la comparaison peut fluctuer la tension de valeur réelle avant que du fait de la montée des sorties des comparateurs 8a, 8b rassemblée par l'intermédiaire des diodes 14a, 14b, un affichage de signal de défauts s'effectue. Un signal de défauts au raccordement de sortie 15 peut alors être mis en oeuvre dans des buts quelconques, par exemple pour éteindre en totalité l'installation d'affichage et/ou pour émettre une tonalité d'alarme ou bien pour prendre d'autres mesures. Les micro-processeurs mis en oeuvre dans le traite ment des données et l'affichage par diotes luninescentess dont les applications se sont développées ces derniers temps, peuvent être mis en oeuvre pour la réalisation de ltinvertion, dans ce sens-que la partie de déchiffrement est une zone de traitement d'un icro-processeur. Il en va de même pour des domaines de fonctionnement de l'invention, qui sont accessibles a un traitement par micro-processeurs. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour la vérification et l'identification des défauts d'installations électriques et/ou électroniques Glaffichage, ainsi qu'éventuellement d'étages préliminaires (décodeurs) commandant ces installations, notamment dans le cas d'affichage à sept segments susceptibles d'être commandés cycliquement, chaque chiffre d'affichage comportant un certain nombre de segments indicateurs (diodes luminescentes, barreaux luminescents, etc...), qui sont commandés pour la formation de la valeur du chiffre d d'une part en commun par un étage d'entratne- ment, et, d'autre part, chacun sélectivement par un étage déco deurs procédé caractérisé en ce qu'on compare de façon analogique, une grandeur électrique analogique de valeur réelle obtenue à partir de la commande commune des éléments d'affichage (2a à 2g) avec une grandeur analogique théorique obtenue par dé -chiffrement du code binaire initial servant à la commande sélec- tive, et que dans le cas d1 écart dépassant une limite de tolérance prédéterminée, il s'en suit l'émission d'une alarme et/ou l'affichage d'un défaut, 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la comparaison avec deux comparateurs pour permettre de prédéterminer des limites de tolérance supérieures et inférieures. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des moyens électriques (6) produisant une valeur réelle correspondant au nombre des éléments d'affichage (2a à 2g) commandés et devenant en conséquence luminescents, sont associés à l'étage d'entraînement (4), la grandeur analogique de sortie de ces moyens électriques étant susceptible d'autre appliquée à une entrée d'un branchement (8) de comparaison et d'affichage de défauts, dont a'autre entrée est reliée à des moyens de déchlf- frement (9) qui produisent une valeur analogique théorique à partir du code binaire initial servant à la commande sélective ou à partir d'une grandeur numérique correspondante. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étage d'entraînement (4) commtrdaXt en multiplexage les diffeints aichages de chiffres (Sa a 1e) est parcouru pai un courant total proportionnel au nombre des éléments devenant luminescents lors de la commande, ce courant étant susceptible d'être converti en une grandeur électrique analogique (courant ou tension) par les moyens électriques, revêtant la forme d'une résistance préliminaire (6) associée à l'étage d'entraînement (4), produisant la valeur réelle, 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de déchiffre- ment (9) sont constitués de façon telle qu'ils produisent une grandeur électrique de sortie (tension de valeur théorique Y proportionnelle au nombre des segments devenant luminescents pour un affichage de chiffres déterminés cette valeur de sortie étant susceptible d'être comparée avec la tension apparaissant à la résistance préliminaire (6) de l'étage d'entraînement (4), tension proportionnelle au courant parcourant cet étage. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5t caractérisé en ce que la tension de valeur réelle est aplliquée à l'une des entrées (entrée négative) d'un premier comparateur (8b) et, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension (12a, 12b), à l'autre entrée (entrée positive) d'un second comparateur (8a), tandis que la tension de valeur théorique est appliquée par l'intermédiaire d'un diviseur de tension (13a, 13b) à l'autre entrée (entrée positive) du premier comparateur (8b) et à la première entrée (entrée négative ) du second comparateur (8a). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 3 à 6, caractérisé en ce que les moyens de déchiffrement comprenneent une mémoire )PROM, c'est-à-dire une mémoire programmable à lecture seule; ROM, c'est-à-dire une mémoire à lecture seule;; MATRICE de DIODES), qui est commandée à son entrée par le code binaire servant à la commande sélective des différents élé- ments d'affichage, et qui dispose d'autant de sorties qu'il y a de résistances (11a à 11d) nécessaires pour la commande, afin de former une tension de valeur théorique correspondant au nombre des segments luminescents concernés. 8. Dtispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'étage d'entraînement (4) commandent en commun par l'intermédiaire d'un conducteur, l'ensemble des différents segments (2a à 2g) d'un chiffre d'afficha- ge déterminé (1a 1e), comprend un branchement répartiteur à grille, ou bien des transistors de commutation, qui comportent # raccordement commun d'alimentation en tension passant par intermédiaire de la résisitance préliminaire (6).