Brevet FR2458953A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne les détecteurs de proximité inductifs permettant de réaliser 3!rechange d'informations entre deux ensembles, celà sans contact ou liaison electrique entre ces deux ensembles. Chaque détecteur de proximité inductif agit comme un émetteur ou un récepteur d'informations, avec surtout la particularité importante de pouvoir être à la fois émetteur et/ou précepteur. Actuellement, le transfert d'information se fait par la : a) lecture de cames mecaniques à l'aide de fin de course mécaniques ou électroniques. Chaque couple came/fin de course constitue un bit de l'information à transmettre. b) Réception d'une fréquence engendrée par un émetteur et reçue par un rcep- teur accordé à cette fréquence. Chaque couple émetteur/récepteur constitue un bit de l'information à transmettre. Les dispositifs a) et b) ont les inconvénients communs de : 1) Favoriser le transfert d'informations dans un seul sens. Chaque constituant du couple a une fonction déterminée et fixe. 2) Transmettre ces informations sous forme parallèle. En effet, si l'information contient n bit il faudra n couples came/fin de course ou émetteur/récepteur de fréquence. Dàs lors, les notions d'encombrement et de court de mise en oeuvre (cabla ge, montage) sont directement lies au nombre n de bits à transmettre. De ce fait le système est souvent inutilisable dès que n devient important. De plus, dans le dispositif b) les fréquences des emetteurs sont identiques. Alors, la distance entre deux couples succéssifs doit être assez grande afin d'éviter les problèmes dtinterférences. Ceci vient renforcer les inconvénients décrits dans le paragraphe précédent. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, il n'est nul besoin de lire des canes mécaniques ou des émetteurs de fréquences. Par ailleurs, le dispositif est unique quelque soit le format (n bit) de l'information et le transfert peut se faire dans les deux sens. Ceci permet d'établir un 'dialogue" entre les deux ensembles et celà, sans contact ou liaison électrique entre ces deux ensembles. Le dispositif objet de l'invention se compose de deux parties. Chaque partie étant dénommée dans la suite de l'exposé : plot. Chaque plot peut être émetteur ou récepteur. Un plot comprend - Un détecteur de proximité inductif. - Une boucle active. - Ainsi qu'en moyen qui permet tantôt d'écrire ou de lire des informations d'un plot vers l'autre. L'information à transmettre étant sous forme série ou paral lèle. L'information restituée apparait -sous forme série ou parallèle. Par ailleurs, des bits de contrôle sont inclus au moment de l'émission, leur analyse lors de la réception permet de réaliser ou non le restitution de l'information à transmettre. Selon une réalisation de l'invention, ce moyen consiste pour chaque plot en : a) Un dispositif d'entrée qui permet d'interfacer les bits de l'informa- tion à transmettre afin d'augmenter l'immunité aux parasites et de les rendre compatibles avec des signaux provenant de fin de course mécaniques ou statiques. b) Un dispositif de sortie qui permet d'interfacer les bits de l'informa- tion reçue afin de pouvoir commander directement des relais électromagnétiques ou des entres statiques programmables. c) Un dispositif électronique qui permet de convertir une information pa rallèle en une information série en lui incluant des bits de départ, de fin et de parité. d) Un dispositif électronique qui permet de convertir une information série en une information parallèle et de valider cette information vers le dispositif de sortie si les bits de départ, fin et parité indiquent qu'il s'agit d'une information valide. e) Un interrupteur statique. f) Le choix des fréquences d'oscillations des détecteurs de proximité inductifs. Des fréquences d'accord des boucles actives. g) Les signaux électriques de commande qui permettent de rendre chaque plot émetteur ou récepteur, et les signaux électriques de contrôle. h) Le protocole qui permet aux deux plots de "dialoguer" dès qu'ils se trouvent en regard l'un de l'autre. Celà, sans signal extérieur supplémentaire. Le plot émetteur reçoit l'information parallèle sur son dispositif d'entrée et élimine les parasites électriques éventuels. Ces bits d'information pa parallèles sont fournis au dispositif électronique qui les transforme en un signal électrique série qui actionne ou non l'interrupteur statique, ce dernier ferme ou ouvre au rythme de cette information série la boucle active constituée d'une spire accordée, formant un circuit résonnant série, à la fréquence du champ électromagnétique du détecteur de proximité inductif du plot récepteur. De ce fait, et par courant de Foucault, ce circuit résonnant série prélève ou non de l'énergie, au rythme de l'information série, au détecteur de proximité inductif du rcepteur. Ce prélèvement d' énergie apparait à la sortie du détecteur de proximité inductif comme une information série. Cette inForma- tion ssrie est traduite an information parallèle qui apparait sur les organe de sortie du dispositif de sortie si et seulement si il s'agit d'une information valide, sinon, un signal défaut de transmission est {ui-même dirigé sur un élément de sortie du dispositif de sortie. L'oscillation du détecteur de proximité du plot émetteur est inhibée lorsque le plot émet et est rétablie lorsque le plot reçoit. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. I. BOUCLE ACTIVE (phase d'émission): Le code interne (7) est bloqué par le signal électrique d'aiguillage (8), alors l'aiguilleur (9) envoit vers le dispositif électronique (10) l'information parallèle apparaissant sur les lignes d'entrée (11) via le dispositif d'entrée (1). Puis, le signal (13) issu du dispositif (70) au travers du dispositif de sortie (32) permet d'interdire l'envoi d'une autre information sur les lignes (11). Un signal de validation d'émission (2) a le double effet : a) d'interdire par l'interrupteur (3) l'oscillation du détecteur de proximité inductif (30) et par là, d'interdire l'émission par la bobine (5) d'un champ électromagnétique de fréquence f1 dans le voisinage de la face de détection (6). b) de commander le dispositif électronique (10) qui prend en compte les informations parallèles disponibles à la sortie de l'aiguilleur (9), de transformer ces informations parallèles en un signal série (14) en incluant des bits de départ, de fin et de parité. Ce signal série commande l'interrupteur statique (15), celui-ci ferme ou ouvre au rythme du signal série la boucle active constituée de la spire (16) accordée à la fréquence fQ par le condensateur (17). Lorsque l'interrupteur est fermé, la boucle active (15S16,17) absorbe le champ électromagnétique à la fréquence X crée dans le voisinage de la face de détection (18) du détecteur de proximité inductif du plot de réception lorsque celui-ci est en regard de la spire et une distance inférieure ou égale à la portée. Dès que le signal série (14) est complètement émis, le signal (13) change diétat et indique que l'on peut envoyer sur les lignes (11) une autre information parallèle. II. DETECTEUR DE PROXIMITé INDUCTIF (phase de réception) : lin oscillateur (4) associé à une bobine d'induction (5) entretien dans le voisinage de la face de détection (6) un champ électromagnétique à fréquence fs , ce champ est absorbe ou non par la boucle active du plot d'émission lorsqu'il est en regard du plot de réception et à une distance inférieure ou égale è la portée.Ceci a pour ef- fet de diminuer ou non l'amplitude du signal d'oscillation de l'oscillateur (4), ce signal modulé est alors redressé filtré par la cellule (19), les varia tions de niveau de ce signal sont transmises à un détecteur de seuil (20) qui les traduit en un signal électrique (21) tout ou rien, ce signal tout ou rien est l'image série des informations parallèles émises par le plot d'émission. Ce signal (21) qui comprend en plus des bits d'information les bits de départ, de fin et de parité est aiguillé soit sur 1 dispositif de sortie (14) soit sur le dispositif électronique (10), celui-ci convertit le signal série (21) en un signal parallèle. De plus, l'examen des bits de- départ, de fin et de parité génère ou non un signal (22) de défaut de transmission qui par l'intermédiaire de l'inhibiteur (23), transmet ou non vers le dispositif de sortie (32j l'information parallèle et le signal (24). Ce signal (24) indique qu'une information valide est disponible sur les lignes de sortie (25). III. CHOIX DES FRéQUENCES : Afin de réduire au maximum la dimension des plots, et afin d'éviter les interférences, la bobine (5) émet au voisinage de sa face de détection (5) un champ électromagnétique de fréquence fX X alors, la boucle (27,28,29) est accordée à la fréquence f . De même, la bobine (26) émet au voisinage de sa face de détection (18) un champ électromagnétique de fréquence Alors, la boucle active (15,16,17) est accordée à la fréquence fs . Dans ce cas, f et f ont des valeurs distinctes. IV. PROTOCOLE DE DIALOGUE : Il permet sans contrôle permanent et sans intervention extérieure de laisser le soin aux deux plots d'indiquer qu'ils sont en mesure de dialoguer. Pour ce faire, on choisit un plot martre et un plot esclave. Le plot maître est en réception permanente, tandis que le plot esclave est en émission permanente. Le signal d'aiguillage (8) associé au signal de validation d'émission (2) permet à l'horlo9e- (12) d'envoyer dans le dispositif électronique (10) une information interne (7).Cette information interne (7) apparait sous forme série sur la ligne (14) et met en oeuvre ou non la boucle active (15,15,17). Dès que le signal d'horloge (12) change d'état le plot esclave se met en réception puis, si rien ne se passe, au prochain changement d'état du signal d'horloge le plot esclave se remet en émission et celà tant que les deux plots ne sont pas correctement positionnés. Dès que les deux plots sont en regard, le plot mature reçoit l'information interne (7) du plot esclave, ce qui a pour effet de faire changer d'état la ligne (24) du plot mattre et d'indiquer que l'on a reçu une donnée.Le plot mattre passe an émission et sur la phase d'horloge (12) ou le plot esclave est en réception, renvoit l'information interne (7) qu'il vient de recevoir, le plot esclave reçoit cette information qui modifie 11 état du signal (24), alors, le nient esclave change l'état du signal d'aiguillage (8) et envoit vers le plot martre une information de recon naissances puis passe en réception.Dès que le plot martre revoit ce signal de reconnaissance, le "dialogue" peut commencer, autrement, si sur la phase d'horloge (12) ou le plot esclave est en réception, selui-ci ne revoit pas son in formation interne (7), émise par le plot maître, l'état du signal (24) n'est modifié et le plot esclave ne modifie ns l'état du signal d'aiguillage (nj nt envoit sur le prochain changement d'ctat de l'horloge (12) son infermatinn interne (7) différente de l'information de reconnaissance que le plot maltre ' attend à recevoir, l'ensemble (plot + superviseur) prend alors les décisions de modifier les déplacements relatifs des deux plots. A la fin du dialogu- le plot martre envoit au plot esclave une information "fin d'échange" et passe en réception. Lorsque les deux plots ne sont plus en regard, un signal défaut de transmission apparait sur la ligne (22), alors, le plot esclave repasse en émis- sion de son information interne (7) par le signaux adéquates sur les lignes (2) et (8). Cette phase n'a lieu que lorsque l'on a recu du plot mattre l'information "fin d'échange" et que le signal défaut de transmission apparait sur le ligne (22) du plot esclave. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas ou il faut, sans contact et liaison électrique entre deux ensembles : - transmettre et restituer des informations parallèles ousérie, dans un sens ou dans deux sens, - communiquer entre deux automates programmables, - envoyer des ordres ou controler leurs effets, - communiquer des codes liés à des modèles (identifications) ou des positions (codage). REVENDICATION5 1) Dispositif permettant d'échanger dans un seul sens ou dans deux sens des informations sous forme série et parallèles par un détecteur de proximité inductif (récepteur) associé à une boucle active (émetteur). Caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen qui permet à la boucle active d'influencer le détecteur de proximité inductif de telle sorte que l'information parallèle ou série présente sur l'émetteur soit restituée sous forme surie et parallèle à la sortie du récepteur et celà sans contact et/ou liaisons électriques entre l'é- metteur et le récepteur. Caractérisé aussi par le fait qu'un émetteur unique et un récepteur unique peuvent transmettre des informations apparaissant comme des signaux électriques sur plusieurs entrées distinctes et les restituer sous forme de signaux électriques sur plusieurs sorties distinctes. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'information parallèle est traduite en une information série. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal série est transmis, sans contact ou liaison électrique, au détecteur de proximité inductif par la fermeture ou l'ouver- ture de l'interrupteur statique qui met en oeuvre ou non un circuit résonnant série constitué d'ure spire et d'un condensateur. Ce circuit résonnant série absorbe ou non, et par courant de Foucault, le champ électromagnétique émis par le détecteur de proximité inductif. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'absorbtion ou non du champ électromagnétique conduit à une diminution ou non de l'amplitude de l'oscillation du détecteur de proximité inductif. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la diminution ou non de l'amplitude de l'oscillation du détecteur de proximité inductif est redressée, filtrée et traduite en un signal électrique tout ou rien série fidèle au signal série qui commande l'interrupteur statique de la boucle active d'émission. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les signaux constituant l'information parallèle sont compatibles avec les signaux mis par des fins de courses mécaniques ou électriques. 7) Dispositif selon la revendication 1, caracteris par le fait que les signaux de sortie constituant les informations de sortie parallèle ou série sont capables de commander directement des relais électromagnétiques ou des entrées statiques d'automates programmables. 8) Disrositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'informatinn série us rie 1'inFcr rell1 contient des bit de départs de fin et de parité. 9) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal sens reçu du dispositif seuil rssoci au détecteur de proximité inductif est traité de fanon à restituer vers vers les ties des signaux électriques constituant l'information de sortie. 10) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'information parallèle de sortie oteot disponible que si et seulement si -ucun défaut de transmission n'a été décelé. 11) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'oscillateur du détecteur de proximité inductif de l'émetteur est déconnecté dès que la boucle active de l'émetteur agit. 12) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que par des signaux extérieurs, l'émetteur peut devenir récepteur et inversement. 13) Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que des signaux électriques permettent dtindiquer si une information est finie de transmettre ou si une information est reçue. 14) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en cas de défaut de transmission un signal électrique est émis afin d'indiquer cet état. 15) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un signal électrique. permet l'émission d'une information interne. 16) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la spire de la boucle active consiste en une gra- vure sur circuit imprimé. 17) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'interrupteur statique consiste en un transistor fortement saturé. 18) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une procédure permet d'indiquer automatiquement que les deux ensembles sont prêts à dialoguer.. 15) Dispositif selon le revendication 1, caractérisé par le fait que cette procédure consiste à émettre un code interne qui, dès qu'il est reçu, est retourne vers l'émetteur, celui-ci étant passé en récepteur. 2,.) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les dispositifs émetteur et récepteur peuvent etre physiquement séparés cu ressemblés.-