Brevet FR2522177A1 — publié le 19830826

Dispositif d'affichage simultané sur une même échelle de grandeurs analogiques du type comportant des repères successifs, équidistants et disposés de faSon rectiligne oucirculaire dont l'aspect visuel se modifie en fonction de la grandeur à mesurer. (Fig. 1) Il est connu de représenter sur ce type d'afficheur une seule grandeur soit par une ligne de points éclairés, soit par un seul point allumé dont la position sur l'échelle est représentatif de l'amplitude de la grandeur. I1 est connu, également, de modifier l'aspect d ou des points , par exemple, lorsqu'il y a dépassement d'un seuil prédé- terminé. L'invention se rapporte plus particulièrement et de mantere nouvelle sur l'utilisation d'un tel afficheur pour l'affichage simultané sur la même échelle de plusieurs grandeurs, chaque repère comportant autant d'aspects visuels qu'il y a de représentation d'une meme grandeur et/ou de grandeurs à afficher. Une telle disposition permet de comparer immédiatement plusieurs grandeurs entre elles en utilisant des procédés de différentiation particuliers pour chacun, elle entratne également une diminution du coût par réduction du nombre d'afficheurs et permet, en outre, de faire apparaître des combinaisons remarquables entre grandeurs, comme il sera vu plus loin. On peut indiquer à titre d'exemple non limitatif que chacune de ces grandeurs se distingue des autres par clignotement, couleur différente, teinte plus sombre ou plus claire, etc .... Le nombre de grandeurs examinées simultanément n'est limité théoriquement que par le nombre de distinctions possibles entre elles. L'une des grandeurs x peut être matérialisée sur l'afficheur par un point distinctif se déplacant sur l'échelle, l'autre y par une succession de points, formant une ligne de longueur variable, une autre encore z par un point d'intensité différente, de couleur différente ou clignotant et ainsi de suite. Lorsque une grandeur représentée par un point est inférieure à celle représentée par une ligne de points, le point peut, par exemple, etre absent, confondu avec d'autres points, clignotant, ou de teinte dif éreinte. (fig. 2) Lorsqu'elle est supérieure, le point peut présenter un aspect différent de celui qu'il avait dans le cas précédent, attirant ainsi l'attention de l'observateur. (fig. 3) Ce type d'indication peut être utilisé dans le cas où une grandeur doit toujours rester inférieure à une autre. Par exemple : Dans un véhicule automobile le facteur économie de carburant est matérialisé par un point se déplacant sur l'échelle et la vitesse du véhicule par une ligne de points.Si la consommation de carburant est normale par rapport à la vitesse du véhicule, le point reste, par exemple, confondu dans la ligne de points représentatif de la vitesse du véhicule, si la consommation est anormale le point apparat en dehors en clignotant. (fig. 3) Cet exemple montre un des aspects particulièrement intérêssant de l'invention : l'attention de l'utilisateur n'est attirée que dans le cas où l'une des grandeurs dépasse la ou les autres. On a vu jusqu'à présent le cas GU l'une des grandeurs est un point et l'autre une ligne de points, mais, toujours dans le cadre de l'invention on peut envisager à titre d'exemple que celles-ci soient représentées l'une et l'autre par un point (fig. 4) et même ajouter une autre grandeur qui soit matérialisée par une ligne de points. L'intérêt d'un tel assemblage peut résider, par exemple, dans la comparaison de 3 grandeurs. Si deux de celles-ci(X et Z , fig. 5a) représentées par les deux points, sont inférieures à la troisième y (matérialisée par une ligne de points), une alarme est enclenchée et les points se mettent à clignoter. Cet effet peut être maintenu en cas d'égalité de X et Z ou si X ou Z est inférieur à y (fig. 5b). Le clignotement cesse lorsque y = x = z (fig. 5c). Une telle disposition peut, à titre d'exemple, s'appliquer au couplage successif de deux charges sur un moteur 1 (fig. 6) Y indique la vitesse de l'arbre moteur, X la vitesse de l'arbre couplé à la charge 2 par le coupleur 4 et Z la vitesse de l'arbre couplé à la charge 3 par le coupleur 5. Tant que la vitesse des arbres couplés n'est pas égale à la vitesse de l'arbre moteur, les coupleurs chauffent, pouvant entraîner leur destruction d'où le clignotement des points sur l'afficheur. (fig. 5a, 5b). Tout est normal lorsque les trois vitesses sont égales. Iln'y a plus de clignotement (fig. 5c). La figure 7 indique une autre possibilité de réalisation avec x représenté par une ligne de points ainsi que y. Si x Ces quelques exemples, non limitatifs, montrent l'intérêt de l'invention dans le domaine de la représentation de données analogiques sous forme condensée. Le mixage de ces données peut apporter en plus des informations particulières telles que l'alarme par exemple, comme indiqué plus haut. On peut aussi utiliser des diodes électroluminescentes (LEnS), ou autres moyens d'éclairage, de couleurs différentes. Elles peuvent être disposées, à titre d'exemple, soit en ligne pour former une barre, fig. 13b, soit en cercle, pour former un point (fig. 13a), soit encore une suite de barres juxtaposées (fig. 13c). Le nombre de trois repères éclairés n'est pas limitatif, on peut en connecter autant qu'il est nécessaire. La seule limitation réside dans l'encombrement. Le mode de réalisation pour ces différentes représentations est très conventionnel et fait appel à de la logique classique. On trouve : fig. 8 un schéma de principe du système fig. 9 un exemple de réalisation pour obtenir les représenta tions indiquées en fig. 2 et 3. fig. 10 un schéma pour les représentations en fig. 5 étant bien entendu qutil suffit de supprimer la grandeur y pour obtenir l'affichage de 2 points seulement,conme indiqué en fig. 4 fig. 11 un schéma pour ltobtention de la représentaion en fig. 7 fig. 12, un schéma de principe pour l'allumage de lampes de couleur. fig. 13, un agencement de lampes formant des points ou des traits. Le schéma de principe du système est indiqué en fig. 8. En générale les afficheurs pseudo-analogiques à barres fonctionnent à partir de circuits intégrés spécifiques. Le schéma est un exemple de réalisation non limitatif. L'ensemble fonctionne en multiplexage afin de diminuer au maximum le nombre de composants. Il comporte un registre de mémorisation (1) comportant autant de bascules mémoire que de barres à éclairer. Chaque bascule, lorsqu'elle est à "1" fournit au moyen d'affichage 3 qui lui est associé (ici une lampe), un pôle + d'alimentation, ce qui a pour effet de provoquer son allumage. Il existe autant de registres mémoires (1) que de grandeurs différentiées sur l'afficheur. Pour réaliser ces différences on peut par exemple, diminuer l'intensité lumineuse des lampes, en plaçant des résistances en série avec celles-ci. R peut être plus grand que R' et nul pour la sortie du 3ème registre ; on obtient ainsi 3 teintes différentes. Les diodes sont utilisées pour éviter que des courants parasites circulent entre les diverses sorties. Le multiplexage est assuré par un registre à décalage 2 dont chacune des sorties as b, cs ... passe successivement à "1" puis à "O". Celles-ci étant réunies aux entrées des bascules de mémorisation, ce signal provoque la mise en mémoire du niveau logique présent aux entrées S1 S2 S3 dans ces bascules ainsi sélectionnées. Un générateur 4, délivre à partir d'une fréquence Fm, d'une part, à sa sortie A, une impulsion de synchronisation pour remettre à zéro le registre à décalage et d'autre part, à sa sortie B, p impulsions successives, (p étant égal au nombre de barres de l'afficheur) assurant le décalage du niveau "1" vers les différentes sorties a, b, c, ... n du registre à décalage. Le fonctionnement est donc le suivant A l'apparition du signal de synchronisation, le registre à décalage est mis à zéro. Puis chaque impulsion B, va sélecter une ligne vers les registres mémoire 1 2, ..3 . tes 3 bascules mémoire ainsi concernées vont mémoriser l'état logique présent à ce moment là sur les entrées S1 S2 et S3. Si cet état est "1", la lampe connectée à la sortie de la bascule s'allume. La brillance sera d'autant plus grande que la résistance en circuit sera plus faible. Les signaux logiques présents aux entrées S1, S2, S3 .... Sn sont fournis par des "portes" assurant le mixage des différentes grandeurs X', Y', .... N', provenant des grandeurs analogiques X, Y, .... N. Ces "portes" seront décrites plus loin. Elles sont spécifiques pour chaque type de représentation désiré. L'obtention des signaux X', Y' .... N' s'obtient de la manière suivante Le niveau analogique N, représenté par une différence de potentiel, par exemple, est connecté à un convertisseur analogique/digital 5, lequel attaque un circuit décompteur d'impulsions6.Celui-ci peut être prédéterminé à un nombre donné et délivre un signal particulier lorsqu'il revient à zéro. Ce signal est appliqué à une "porte" 7, où, suivant les cas, il bloque la sortie des impulsions en provenance de la sortie B du générateur 4, ou bien, la sortie de 7 étant bloquée en permanence, seule apparatt en sortie l'impulsion de bloquage. Le fonctionnement est le suivant A l'apparition de l'impulsion de synchronisation, le contenu logique du convertisseur 4 est transféré dans le décompteur 6. Celui-ci se trouve ainsi prédéterminé à un certain nombre lequel est, bien entendu, inférieur ou égal au nombre de barres de l'afficheur. Ensuite chacune des p impulsions délivrées par la sortie B du générateur 4, va se trouver décomptée dans 6 et simultanément apparattra à la sortie de la porte 7 (sortie B) en synchronisme avec les signaux de décalage du registre 2 . Dans ce cas, N' est représenté, en fonction du temps, par une suite de "1". Si la sortie N' est réunie à l'une quelconque des entrées S1, S2, ... Sn, les moyens d'affichage 3, s'illuminent successivement avec plus ou moins d'intensité suivant l'entrée choisie, formant ainsi une échelle lumineuse dont la longueur varie suivant la grandeur de N. Dans un autre cas, comme indiqué plus haut, seule est présente à la sortie de la "porte" 7 l'impulsion de bloquage correspondant au retour à zéro du décompteur 6. N' est alors représenté en fonction du temps par une suite de "O" et un seul niveau "1" (sortie a). Si la sortie N' est réunie à l'une quelconque des entrées S1, S2,.... Sn, seule une barre s'illumine- ra. La position de cette barre sur l'échelle est proportionnelle à la grandeur N. Pour obtenir des mixages åtinformations sur un nême afficheur on utilise entre les sorties X' .... N' et les entrées S1, S2 .... 5n sIl assemblage de portes logiques. Ainsi pour obtenir les représentations des fig. 2 ët 3, c'est le schéma de la fig. 9 qui est connécté entre X', Y' et S2, 53. I1 est très classique et fait appel à la technique conventionnelle. X' est représenté par un seul niveau logique "1" et Y' par une suite de niveaux "1", comme indiqué plus haut. Une table de Boole 1 donne les états possibles de X' et Y'et les sorties correspondantes S2 et 53. (S2 étant une sortie à luminosité atténuée). (voir annexe 1) Comme il est désiré plusieurs représentations, deux commutateurs C1 et C2 permettent de les sélectionner. Par exemple, pour obtenir la disposition fig. 2a, ou la grandeur X est représentée par une barre non éclairée se déplaçant sur l'échelle Y, il suffit de prendre la combinaison caractéristique correspondante à X' = 1 et Y' = 1. Dans la table de Boole, il est lu que S2 = O et S3 = O pour une position du commutateur Ci = 1 et pour une position de C2, indifférente. La vérification en est facile sur le schéma annexe. Pour C1 = 2, X est représenté par une barre lumineuse réduite, S2 ^ 1. (fig. 2b) Pour Cl = 3 X est représenté par une barre clignotante, S3 est tantôt à "0" > tantôt à "1", à la cadence de clignotement choisie. (fig. 2c) Pour obtenir les représentations 3a, 3b et 3c, on recherche dans la table de Boole i la combinaison caractéristique où Y' - O et X' = 1 et les sorties S2 et 53 correspondantes. Le positionnement du contacteur C2 permet d'obtenir les figurations voulues. La représentation en fig. 4 est obtenue en générant X' et Y' à partir d'un niveau "1" unique suivi de plusieurs zéros. I1 suffit dans ce cas de réunir X' à S3 pour obtenir pleine luminosité sur cette barre et Y' à S2 pour avoir une luminosité plus réduite. Lorsque X = Y les 2 points sont en colncidence et la sortie S3 ne comportant pas de résistnce l'emporte sur la sortie S2. La barre brille au maximum. Pour obtenir les représentaions indiquées en fig. 5a, b et c, on utilise entre les sorties X', Y', Z' et les entrées S1, S2, S3 le schéma indiqué en fig. 10. Y' est, par exemple, représenté par une suite de "1" et X' et Z par un niveau "1" unique. La table de Boole 2 donne les configurations pour les différentes sorties. Le schéma comporte 5 portes "ET". L'une d'entre elles est utilisée pour obtenir l'information Y' sous le contrôle du commutateur C1. En effet, une possibilité de clignotement est donnée par ce commutateur. Le mode d'affichage représenté en fig. 7 s'obtient en réalisant le schéma de la fig. 11. Dans ce cas, les trois grandeurs X, Y, Z - > X', Y', Z' sont chacunes matérialisées par une suite de "1" logique. Il est évident que sans rien changer à l'invention on pourrait aussi représenter X ou, et Y, ou, et Z, par un point unique et une suite de téros ce qui produirait un effet visuel encore différent. Ceci montre d'ailleurs l'étendue des possibilités offertes par l'invention dans le domaine de la représentaion des grandeurs. La table de Boole 3 donne l'état des sorties en fonction de l'état des variables X', Y' et Z'. On a supposé que la grandeur X' était prioritaire sur Y' et Z' et d'autre part, que Z' était prioritaire sur Y'. Bien entendu tout autre mixage est possible, ce qui se traduirait par une nouvelle table de Boole et des équations Booléennes différentes. En fig. 12, est représenté un schéma de principe pour l'allumage de lam pes de couleur à titre d'exemple non limitatif. Les sorties des 3 regis tres mémoire, précédemment décrits en page 3 et fig. 8, sont reliées sé parément à chaque repère constitué d'un assemblage de 3 traits ou points. Ainsi la sortie al du registre mémoire la est réunie au trait al du repè re 1, la sortie a2 du registre lb au trait a2 du même repère 1, la sortie a3 du registre 1c au trait a3 du même repère et ainsi de suite. Si, par exemple, l'entrée 52 est au niveau logique "1", les autres entrées S1 et S3 étant à "O", si, l'entrée b est sélectée sur les 3 registres par le registre à décalage, c'est le trait b2 du deuxième repère qui s'illumine ra. Les traits ou points peuvent être disposés de façon quelconque pour former un repère distinctif. On a donné en fig. 13, quelques exemples de réalisation : en fig. 13a, 3 points groupés en triangle. en fig; 13b, 3 points en ligne verticale. en fig. 13c, 3 traits juxt posés. Les indications la, lb, lc, indiquent que les signaux provoquant l'allu mage sont fournis par les registres mémoire la, lb, lc. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'affichage de grandeurs analogiques du type comportant des repères successifs, équidistants et disposés de façon rectiligne ou circulaire, dont l'aspect visuel se modifie en fonction de la grandeur à mesurer, caractérisé par le fait que plusieurs grandeurs sont affichées simultanément sur la même échelle, chaque repère comportant autant d'aspects visuels qu'il y a de représentation d'une orme grandeur et/ou de grandeurs à afficher. 2 - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé en ce qu'il comporte autant de registres mémoire qu'il y a de grandeurs à afficher simultanément, chaque registre mémoire comportant autant de bascules qu'il y a de repères sur l'échelle d'affichage et chacun desdits repères étant relié à une sortie de chacun des registres. 3 - Dispositif selon la revendication 2, Caractérisé en ce que les sorties de chacun des registres mémoires comportent un moyen de commande des repères permettant de conférer à ceux-ci l'aspect visuel associé audit registre. 4 - Dispositif selon la revendication 3, Caractérisé en ce qu'il comporte un registre à décollage qui excite successivement les bascules mémoires, qui prennent l'état "o" ou "1" suivant l'information logique représentative de la grandeur à afficher, présente sur l'entrée du registre à mémoire concerné et issue d'un circuit à portes logiques assurant le mixage des différentes grandeurs de façon appropriée pour obtenir l'affichage de chacune desdites grandeurs selon l'aspect visuel désiré. 5 - Dispositif selon la revendication 4, Caractérisé en ce que les repères successifs, peuvent être constitués d'un assemblage de points ou de traits disposés de façon quel conque chacun de ceux-ci étant susceptible de recevoir du registre mémoi re correspondant un signal autorisant leur apparition. ANNEXE 1 X' Y' S2 S3 C1 C2 0 0 0 0 - - 0 1 0 1 - - Fig. 3a 1 0 1 O - 1 Fig. 3b 1 O 0 1 - 3 Fig. 3c 1 O 0 (1,0..) - 2 Fig. 2a 1 1 0 O 1 - Fig. 2b 1 1 1 O 2 - Fig. 2c 1 1 O (1,0..) 3 - Planche X' Y' Z' Si S2 S3 O O O O O O O O 1 O O O O I O O O I O 1 1 1 O O 1 O O O O O 1 0 1 0 0 0 1 1 0 O 1 O 1 1 1 O O 1 Planche 2 Z' Y' X' Si 52 S3 O O O O O O O O 1 O O 1 O 1 O O 1 O O 1 1 O O 1 1 O O 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 O 0 1 O 1 1 1 0 0 i Planche 3