Brevet FR2552588A1 — publié le 19850329

La présente invention est relative à un dispositif de connexion électrique automatique susceptible d' être utilisé pour effectuer le branchement rapide et fugitif de circuits électroniques. I 1 est connu d'assurer le branchement entre eux de plusieurs circuits électroniques, en utilisant des connecteurs définissant des bfoches mâles et des douilles femelles La maneouvre d'un tel connecteur s'effectue à la O 10 main Elle est relativement lente, et elle suppose qu'on puisse aligner convenablement les deux prises du connecteur avant de les enficher l'une dans l'autre Ce système connu est donc d'un emploi difficile, voire impossible pour cerraines applications En particulièrement, le problème 15 se pose de façon particulièrement cruciale, lorsque l'un des deux éléments est mobile. la présente invention a pour but d 'éviter ces inconvénients, en réalisant un système de connexion électrique automatique et rapide, convenant aux applica20 tions les plus diverses Parmi ces applications possibles, le dispositif selon l'invention est utilisable pour identifier des objets ou des animaux On sait que, dans les fermes d"élevage,on a l'habitude d'identifier les bovins en leur agrafant dans l'oreille une étiquette métallique A 25 divers moments, au cours de la vie de l'animal, l'éleveur est amené à s'approcher, à lire les mentions portées sur 1 ' étiquette, et à noter sur un formulaire les diverses caractéristiques permettant de suivre l'évolution du bétail La présente invention vise à permettre en30 tre autres, de remplacer cette étiquette métallique par une mémoire électronique miniaturisée Cette mémoire comporte, sur sa face extérieure, des zones conductrices, et elle reste fixée sur l'animal, par exemple sur son oreille Lorsque l'éleveur s'en approche, il est porteur d'un appareil 35 électronique susceptible de lire la mémoire ou de la modifier, ce qui lui permet d'opérer sur l'ensemble d'un troupeau sans avoir à écrire sur un papier Pour effectuer une opération de ce type, l'éleveur s'approche de l'animal, et il doit saisir l'étiquette à mémoire de ce dernier, pour la 40 relier électriquement à son appareil de lecture. On comprend que l'établissement de ce contact électrique pose un problème pratique, du fait des mouvements de l'animal. La présente invention vise à résoudre ce problème en réalisant un système comprenant, d'une part une face de contact incorporée à la mémoire que porte l'animal, d'autre part un palpeur que l'utilisateur tient à la main, et qu'il lui suffit d'appliquer contre la face du contact 10 précitée, et ceci même de façon fugitive, pour permettre le déroulement des opérations électroniques souhaitées. La lecture, l'exploration, ou la modification du contenu de la mémoire peuvent aussi être effectuées en un temps très bref, par exemple une fraction de seconde, sans préparation 15 particulière, ce qui reste compatible avec les mouvements de l'animal. Bien entendu, l'application qui vient d'être décrite n'est pas limitative: le dispositif selon l'invention peut être utilisé notamment pour du matériel médical, du 20 matériel vétérinaire et d'élevage, ou dans tout autre domaine o l'on est amené, de façon manuelle ou automatique, à connecter des circuits électroniques situés sur des objets fixes ou en mouvement. Un système de connexion automatique rapide selon l'in25 vention comprend d'une part une face de contact, d'autre part un palpeur, et il est caractérisé en ce que la face de contact comporte plusieurs zones conductrices isolées les unes par rapport aux autres, tandis que le palpeur comporte des pointes en matière conductrice qu'il suffit 30 d'appliquer contre les secteurs de la face réceptrice. Suivant une autre caractéristiques de l'invention, les pointes du palpeur sont des pointes métalliques à structure télescopique que des moyens deirappel élastique tendent à rappeler vers l'extérieur, si bien que lorsque l'on 35 applique le palpeur sur la face conductrice de la mémoire, les pointes ont tendance à se rentrr à l'encontre des mcsde rappel. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la face conductrice réceptrice est équipée de moyens des40 tinés à assurer automatiquement le positionnement angulaire du palpeur lorsqu'on l'y applique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les zones conductrices de la face réceptrice sont réparties en cercles ou en secteurs circulaires autour d'un axe géométrique central, tandis que les moyens de positionnement angulaire sont constitués par une couronne munie d'une denture sur laquelle commence à venir s'encastrer une denture complémentaire prévue sur le palpeur, et ceci avant que les pointes du palpeur ne viennent s'appliquer sur la face conductrice Ainsi on remarque que l'orientation angulaire du palpeur par rapport à la face réceptrice est définie seulement à une dent près, ce qui peut s'effectuer automatiquement, sans que l'utilisateur ait à tâtonner plus ou moins long15 temps Ce système est encore amélioré, si l'on prévoit pour les dents ou cannelures, une entrée en biseau,tandis que la couronne dentée a un profil général tronconique. Suivant une autre caractéristique de' l'invention, la face réceptrice de la mémoire est revêtue par une 20 feuille d'un matériau isolant souple etg perforable qui assure sa protection, tandis que les pointes du palpeur sont suffisamment pointues pour percer cette pellicule à chaque opération. Suivant une autre caractéristique de l'inven25 tion,les circuits électroniques de l'appareil sont prévus pour que,aussitôt après la mise en contact des pointes avec les zones réceptrices de le mémoire, se déroule une première séquence pendant laquelle un circuit de mesure d'impédance à bas niveau assure l'exploration des différentes zones conduc30 trices, pour définir à laquelle des pointes du palpeur, chacune d'elle est reliée; aussitôt après cette phase préliminaire,se déroule la séquence opératoire proprement dite qui lit, explore, ou modifie le contenu de la mémoire. Suivant une autre caractéristique de l'inven35 tion, la pellicule isolante souple protégeant la surface réceptrice est réalisée en un matériau synthétiqueauto-cicatrisant,c'est-à-dire qu'après chaque perforation par une pointe du palpeur,la pellicule se referme sur elle- même de façon étanche dès que le palpeur a été éloigné. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limi- tatif, permettra de nieux corn Tmprendre les caractéristiques de l' invention. Figure 1 montre une méircoire selon l'invention 5 > aúrafée sur l'oreille d'un animal d'élevage. Figure 2 r:ontre le poste d'exploration et de lecture qu'utilise l'opéra Leur. Figure 3 est une vue de dessus montrant à grande échelle le détail de la ménmoire. Figure 4 est une coupe suivant IV-IV (figure 3). Figure 5 est une coupe axiale montrant le palpeur selon l'invention lorsqu'on s'apprête à le présenter sur la mémoire. Figure 6 montre à grande échelle le détail d'une 15 des pointes rétractables de la figure 5. Figure 7 est une coupe analogue à la figure 5 montrant le palpeur adapté sur la mémoire. Figure 8 est une vue correspondante montrant le détail d'une des pointes de contact. Figure 9 est Un schéma bloc illustrant le montage du circuit électronique de connexion automatique. Figure 10 est le scéma électronique de l'étage utilisé pour explorer la position angulaire des pointes de contact par rapport aux secteurs conducteurs de la mé25 moire. Dans l'exemple illustré, on a fixé sur l'oreille 1 d'un animal d'élevage, une pastille électronique 2 selon l'invention Cette pastille comprend une mémoire 3 soudée sur une face d'une plaque conductrice 4, dont la face oppo30 sée est partagée en plusieurs secteurs conducteurs, par exemple au nombre quatre, référencés 5,6,7,8 (figure 3). Ces secteurs sont séparés par des joints de matières isolantes 9 Enfin, l'ensemble de la surface conductrice 5,6, est revêtu par une pellicule 10 en un élastomère souple 35 qui est à la fois isolant et autocicatrisant L'ensembledu dispositif est enrobé dans la résine d'un socle isolant l, définissant autour et au-dessus de la surface réceptrice 5, 6,7,8, une couronne dentée 12 qui est évasée vers l'extérieur Autrement dit, chacune des dents de la couronne 12 0 présente une entrée en biseausiorilaconsid&redepisl'extrietr Pour lire la pastille 2 l'invention prévoit par ailleurs l'utilisation d'un boîtier électronique portatif 13, qu'un câble souple 14 relie à un palpeur 15 Ce pal5 peur possède des pointes conductrices rétractables en nombre égal à celui des secteurs conducteurs 5, 6, 7, 8 Autrement dit, dans l'exemple choisi, les pointes conductrices sont au nombre de quatre, référencées 16, 17, 18, Chacune de ces pointes a la structure illustrée sur les figures 6 et 8, dans le cas particulier de la pointe 16 Cette dernière comporte une broche métallique 20, possédant une extrémité 21 pointue Cette broche 20 peut coulisser à l'intérieur du palpeur 15, à l'encontre d'un res15 sort de compression 22, qui tend à la repousser vers l'extérieur Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque ressort 22,et sa broche coulissante 20, est logé à l'intérieur d'une douille 23 Toutes les douilles 23 20 sont fixées dans un couvercle 24, qu'un ressort a lames 25 relie au corps du palpeur 15 Ce ressort 25 est susceptible de cloquer lorsqu'on presse vers le bas ( flèche 26), un bouton central 27, solidaire du couvercle 24 Par ailleurs, le nez du palpeur 15 comporte, sur 25 sa périphérie, une couronne dentée 28, susceptible de venir s'adapter dans la denture de la couronne 12 dont le profil est complémentaire Dans l'exemple illustré, on a supposé que les pointes sont au nombre de quatre, si bien que le câble sou30 ple 14 comporte également quatre fils Il est relié, comme illustré sur la figure 9, à un appareillage électronique logé dans le coffret 1-3 Cet appareillage comprend: d'une part un micro-processeur 29 ( figure 9); d'autre part un circuit de connexion automatique 30 ( fi35 gure 10) Le micro-processeur 29 est obtenu par assemblage d'un clavier de commande 31, d'un afficheur de visualisation 32, et d'une mémoire de sauvegarde 33 L'ensemble est complété par la connexion automatique 30, une sortie UART 40 35, un circuit intégré 36, et un interfaces 37 Le circuit de connexion automatique 30 comporte un compteur à quatre positions 34, qui commande quatre interrupteurs quadruples 35, 36, 37, 38, qui peuvent être transistorisés ou à relais L'alimentation programmable 39 est à bas niveau et à impédance de sortie adpatée pour la recherche d'impédance On assure ainsi une protection pour ne pas dépasser les tensions inverses définnies par le circuit de mémoire Les lignes de la mémoire lo sont pilotées les unes après les autres, au rythme d'une horloge de scrutation 40 dont estpourvu le compteur 34 Quand l'impédance unique recherchée apparait, la sortie du comparateur à fenêtre 41 déclenche un monostable 42 qui bloque le compteur 34, et valide les branchements des li15 gnes Il court-circuite aussi l'impédance de l'alimentation programmable 39, programme l'alimentation à une valeur nécessaire pour faire fonctionner la mémoire 3, et indique au micro-processeur, qua la connexion est faite, si bien qu'il peut désormais dialoguer avec la mémoire 3 La durée 20 du créneau de sortie du monostable 42 couvrira le temps nécessaire pour l'échange entre l'appareil du coffret 15, et la mémoire 3 le fonctionnement est le suivant: Lorsque l'opérateur s'approche de l'animal, 25 il lui suffit de présenter le palpeur 15 et de l'appuyer contre la pastille 2 à mémoire 3 Dans le premier temps de cette opération, les dents de la couronne mâle 28 s'engagent dans les dents de la couronne femelle 12 ( figure 5) Cela positionne angulairement, à une dent prés, le pal30 peur 15 par rapport à la pastille 2 portant la mémoire 3 Ainsi, on est certain qu'aucune des pointes du palpeur 15 ne tombera en face des joints isolants 9 En poursuivant l'enfoncement par le bouton 27, l'opérateur provoque l'abaissement des pointes 16, 35 17, 18, 19, dont les extrémités 21 perforent la membrane souple 10 ( figure 8) A la fin de ce mouvement, les ressorts 22 se trouvent comprimés, ce qui garantit la qualité du contact électrique entre chacune des pointes 16 à 19 et les secteurs conducteurs correspondants 5, 6, 7, 8 Aussitôt, la séquence programmée se dé- roule en deux phases pendant la phase préliminaire, le circuit de connexion automatique 30 fonctionne à la manière ci-des5 sus décrite (figures 9 et 10), pour définir laquelle des pointes 16, 17, 18, 19 est reliée à chacun des secteurs conducteurs 5, 6, 7, 8 Une fois terminée cette phase préliminaire, la phase opératoire proprement dite se déroule à l'aide du dispositif illustré sur la figure 9 cel O la permet de lire et d'écrire dans la mémoire 3, de visualiser les informations, par exemple par affichage, de stocker en mémoire un ensemble d'opérations, ou de réaliser automatiquement toutes autres manipulations L'ensemble du cycle se déroule en un temps 15 très court, par exemple une fraction de- seconde Aussitôt après, il suffit à l'opérateur de retirer le palpeur 15, et de laisser libre l'animal exploré REVENDICATIONS 1 -Dispositif de connex ion automatique rapide comprenant d'une part une face de contact, d'autre part, un 5 palpeur, et caractérisé en ce que la face de contact ( 4) comporte plusieurs zones conductrices ( 5), ( 6), ( 7), ( 8), isolées les unes par rapport aux autres, tandis que le palpeur ( 15) comporte des pointes ( 16), ( 17), ( 18), ( 19, en matière conductrice, qu'il suffit d'appliquer contre les zo10 nes conductrices de la face de contact ( 4) 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pointes du palpeur ( 15) sont des pointes métalliques à structure télescopique, que des moyens de rappel élastique tendent à rappeler vers l'extérieur, sibien que lorsqu'on applique le palpeur ( 15) sur la face réceptrice ( 4) les pointes ( 16) à ( 19) ont tendance à se rentrer à l'encontre des moyens de rappel. 3 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face conduc20 trice réceptrice ( 4) est équipée de moyens destinés à assurer automatiquement le positionnement angulaire du palpeur ( 15) lorsqu'on l'y applique. 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les zones conductrices ( 5), ( 6), ( 7), ( 8) 25 de la face réceptrice ( 4) sont réparties en ecercle ou en secteurs circulaires autour d'un axe géométrique central, tandis que les moyens de positionnement angulaire sont constitués par une couronne ( 13), munie d'une denture sur laquelle commence à venir s'encastrer une denture complémentaire ( 28) pré30 vue surle palpeur ( 15), et ceci avant que les pointes ( 16) à ( 19) du palpeur ( 15) ne viennent s'appliquer sur la face conductrice, si bien que l'orientation angulaire du palpeur ( 15) par rapport à la face réceptrice ( 4) est définie seulement à une eent prés, ce qui peut s'effectuer automatiqument 35 sans que l'utilisateur ait à tâtonner plus ou moins longtemps Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les dents des couronnes mâles ( 28) et femelles ( 12) ont une entrée en biseau, du fait de la forme tron conique des couronnes dentées 6 Dispositif suivant l'une quelconque des reven- DI Cations précédentes, caractérisé en ce que la face réceptrice ( 4) est revêtue par une membrane ( 10) d'un matériau isolant souple et perforable, qui assure sa protection, tan5 dis que les pointes ( 16) à ( 19) du palpeur ( 15) sont suffisammet pointues pour percer cette membrane ( 10) à chaque opération. 7 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones conductrices ( 16) à ( 19) de la face réceptrice ( 4) sont re10 liées à une mémoire ( 3) avec laquelle elles sont enrobées dans un support isolant ( 11). 8 Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les circuits électroniques de l'appareil ( 13) sont prévus pour que, aussitôt apres la mise en con15 tact des pointes ( 16) à ( 19), avec les zones réceptrices de la mémoire ( 3),se déroule une première séquence pendant laquelle un circuit ( 30) de mesure d'impédance à bas niveau assure l'exploration des différentes zones conductrices ( 5), ( 6), ( 7-),( 8), pour définiralaquelle des pointes du pal20 peur ( 15) chacune d'elles est reliée, alors qu'aussitôt après cette phase préliminaire, se déroule la séquence opératoire proprement dite, qui lit, explore, ou modifi e le contenu de la mémoire ( 3) 9 Dispositif suivant l'une quelconque des reven25 dications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule isolante souple ( 10) protégeant la surface réceptrice ( 10) est réalisée en un matériau synthétique auto-cicatrisant, c'est-à -dire qu'après chaque perforation par une pointe du palpeur ( 15), la perllicule se referme sur elle-même de 30 façon étanche, dés que le palpeur ( 15) a été éloigné.