Brevet FR2622032A1 — publié le 19890421

CARTE DE PROGRAMMATION POUR L'INFORMATIQUE & LA ROBOTIQUE & DISPOSITIF DE LECTURE CORRESPONDANT. La présente invention concerne la réalisation de cartes informatiques et celle du lecteur associé. La programmation de ces cartes multi-fonctions pouvant etre obtenue directement en fabrication de série ou réalisée par la suite unitairement à la demande avec un outillage de faible valeur. Dans la vie courante on rencontre de plus en plus de dispositifs fonctionnant avec des cartes ou tickets qui utilisent des procèdés divers pour mémoriser un certain nombre d'informations nécessaires à l'obtention d'un processus, au sens large de ce mot, puisque le résultat souhaité va du simple contrôle de la validité d'un ticket puis son annulation, ce qui ne nécessite que deux opérations successives ou, se compliquer dans le cas d'une carte téléphonique qui, après vérification, sera progressivement réactualisée en cours de conversation par déduction des unités de taxe consommées. Avec les cartes bancaires dites "à puce" on en arrive à une très grande complexité. Actuellement, quel que soit le système utilisé, même pour les versions les plus simples de ces cartes ou tickets, leur lecture et leur programmation fait appel à des équipements complexes, toujours onéreux et qui pour la programmation nécessitent un apprentissage plus ou moins rapide pouvant aller jusqu'à une véritable spécialisation. Si appareillage et spécialisation sont admissibles lorsqu'il s'agit d'éditer de grandes quantités de tikets ou de cartes il n'en est pas forcément de même lors de l'utilisation de robots industriels et ménagers dont le développement ne fait aucun doute. Généralement les applications de ces robots consistent en l'exécution d'un certain nombre de tâches répétitives, chacune se résumant à une succession de quelques actions simples. I1 semble donc peu judicieux de contraindre leurs utilisateurs, s'ils ne veulent pas faire appel à des professionnels, à acquérir une connaissance de langages informatiques ou de mnémoniques complexes leur permettant l'emploi d'un programmateur complémentaire à leur robot, équipement qui risque d'augmenter fortement le cout total de leur investissement. La présente invention a notament pour objet d'obvier aux inconvénients ci-dessus en proposant un type de carte multi-fonctions dont l'outillage de fabrication est susceptible de produire soit des cartes vierges facilement programmables ultérieurement à l'unité ou en petites séries avec un équipement extrèmement simplifié et de très faible valeur, soit des cartes toutes programmées dans le cas de séries importantes de cartes semblables. La description qui suit a trait à la version programmable, la version programmée en découlant de facto sa réalisation ne nécessitant que quelques informations complémentaires données à la suite. Sous réserve d'un lecteur adapté, la forme de la carte proposée peut être quelconque mais devra obligatoirement comporter au moins un axe de symétrie, celui-ci conditionnant la possibilité d'y inscrire plusieurs programmes sélectionnables. Celle-ci résulte en plus de la division de la carte en un certain nombre de plages, imbriquées ou non, de surfaces identiques mais pas obligatoirement utilisées intégralement, chacune de ces plages étant réservée à un programme particulier et placée par rapport à l'axe ou aux axes de symétrie de telle sorte qu'elle soit automatiquement sélectionnée en fonction du'sens d'introduction de la carte dans le dispositif de lecture. Par sens d'introduction il faut entendre non seulement le secteur (carte circulaire ou de forme quelconque) l'angle ou le côté (carte polygonale) introduit en premier dans le lecteur mais aussi le choix d'une face de la carte si elle est programmée au recto et au verso. La carte proposée doit présenter une rigidité compatible avec son utilisation et une bonne stabilité dimensionnelle. De plus sa matière doit être adaptée au type de senseur de lecture utilisé. Le choix pourra se porter sur de nombreuses variétés de plastiques répondant à ces impératifs et permettant une fabrication facile par moulage ou par découpage-estampage suivi éventuellement d'un contre-collage. A l'aide de ces procédés, associés ou non à une technique d'impression il est possible de faire figurer sur la carte vierge un pré-marquage facilitant sa programmation et son utilisation. Vu sous l'angle programmation le pré-marquage consiste en un repèrage général recto seul ou recto-verso permettant de situer avec présision tous les emplacements susceptibles d'être ultérieurement utilisés aux fins d' d'activer les senseurs du lecteur de carte. Afin de faciliter leur identification chacun des emplacements peut être différencié à l'aide de chiffre(s), lettre(s), ou symbole(s). Vu sous l'angle utilisation et selon les cas une numérotation,des symboles ou des inscriptions relatives à chaque programme enregistré permettront à l'usager final le choix du sens d'introduction de la carte (correspondant au programme désiré) comme défini lignes 14, 15, 16 et 17 de cette page. Le pré-marquage peut affecter la seule surface de la carte ou son épaisseur ou les deux à la fois et même ses bords qui peuvent être encochés. S'agissant de l'épaisseur, des cuvettes. de forme adaptée à un outil de perforation (composteur, poinçon, foret ...)lui serviront de guides. En surface il s'agira d'un repèrage par tout procèdé, à plat, en creux ou en relief délimitant avec précision les dimensions exactes de chaque'em- placement. Chaque plage de programmation contiendra un nombre identique d'emplacements qui seront positionnés de la même façon dans chacune d'elles mais symétriquement comme il est dit plus haut pour les plages, lignes 4 à 16 de la page 2. Le lecteur sera équipé du même nombre de senseurs, implantés comme les emplacements et placés dans le lecteur de telle sorte qu'ils se trouvent vis-à-vis des dits emplacements lors de la lecture de la carte. La figure 1 représente une carte rectangulaire montrant le positionnement symétrique, par rapport à ses médianes,de quatre plages de programmation 1,2,3,4 qui n'occupent pas, bien que possible, toute sa surface. Dans un souci de clarté chaque plage comporte seulement trois emplacements de programmation circulaires eux aussi placés symétriquement. Les plages 1 et 3 sont au recto alors que les plages 2 et 4 et leurs emplacements sont au verso. La figure 2 représente vu en plan le guide carte du lecteur (en traits pleins) avec l'-implantation des trois senseurs destinés à lire les emplacements de chaque plage de la carte de la figure 1. Les traits mixtes situent la position des médianes de cette carte lorsqu'elle est correctement introduite dans le guide. La figure 3 est la coupe B-B de la figure 2. De ces deux figures on peut déduire que selon le petit côté de la carte introduit en premier dans le guide et selon la face recto ou verso placée au contact des senseurs on sélectionne la lecture de l'une des quatre plages au choix. Si dans le cas de programmes complexes le nombre des éléments nécessaires entraîne une diminution de leur surface il peut survenir un risque de non concordance avec les senseurs compte-tenu qu'un certain jeu doit exister entre la saute et le guide carte. Pour remédier à cette éventualité la carte peut comporter un certain nombre de découpes ou encoches dans lesquelles, automatiquement lors de son introduction dans le guide carte, viendront s'introduire des pions de centrage adaptés et parfaitement guidés qui assureron un positionnenent correct. Le principe d'un tel .dispositifest indiqué figure 4 où deux pions cylindriques 5 et 6 , à têtes cylindro-coniques, viennent se placer dans deux perforations circulaires prévues dans la carte. Celle-ci peut très simplement commander mécaniquement cette action en provoquant par sa seule insertion dans le lecteur le basculement d'un dispositif supportant les pions de centrage. La figure 5 indique un mode de réalisation possible. Pour permettre un dessin plus lisible un seul pion 12 y est représenté mais dans la réalité le support 7 est équipé d'au moins deux pions qui ont le diamètre de leur partie cylindrique plus gros que le diamètre des perforations correspondantes de la carte. C'est donc la partie conique seule qui indexera la carte 9 afin d'en permettre le retrait et de palier à une légère usure éventuelle de la perforation 16, le support 7 étant doté d'une certaine élasticité. Le repère 8 désigne un axe de rotation. En l'absence de la carte 9 le levier 11, tiré par le ressort 10 pousse le pion 12 contre la surface de la plaque 13 sur laquelle glisse la carte 9 lors de son introduction dans le guide carte du lecteur. Du fait que la partie conique avec sommet légèrement sphérique du pion 12 à une hauteur supérieure à l'épaisseur de la carte celle-ci peut le soulever et passer librement dans le guide-carte, la tension du ressort 10 étant taree en conscéquence. Quand la carte 9 arrive au fond du guide-carte la perforation 16 de la carte dans laquelle doit s'introduire le pion 12 se trouve placée pour le permettre. La poussée de la carte 9 sur le levier 11 s'ajoutant à l'action du ressort 10 contraint le pion 12 à pénétrer dans cette perforation 16, ce qui met la carte 9 exactement en place. Si la carte 9 est de faible épaisseur il convient de prévoir dans la n plaque 13 un perçage 15 permettant au pion 12 de pénétrer suffisament dans la perforation 16 de la carte 9 pour qu'il y ait contact avec elle sur toute la périphérie de la partie conique du pion 12, condition essentielle d' une bonne indexation. D'ou l'utilité de la butée 14 qui, en l'absence de carte, empèche le pion 12 de descendre trop profondément dans le perçage 15 ce qui, si sa partie conique était noyée dans le perçage 15 interdirait son soulèvement par la carte 9. Des descriptions ci-dessus et des figures 2,3,4 et 5 il résulte que la carte proposée ne nécessite qu'un lecteur extrèmement simplifié puisqu'il ne comporte qu'une organisation de senseurs fonction de l'importance du programme enregistré et un guide carte éventuellement accompagné d'un dispositif d'indexation peu complexe. Le choix du type de senseur à utiliser dépend de nombreux facteurs inhérents à l'appareil commandé et à son environnement mais ne pose aucun problème vu l'abondance de dispositifs existant sur le marché. On retiendra principalement tous les systèmes opto-électronqiues et les simples microcontacts mécaniques assurant la fonction inverseur. C'est sous forme parallèle que les sorties des senseurs délivrent les informations enregistrées sur la plage lue, mais de nombreux convertisseurs existent permettant le passage en mode série avec possibilité grace à l'horloge associée d'obtenir, à la cadence souhaitée, la succession des actions à effectuer par l'appareil commandé. Chaque senseur peut-être utilisé soit pour définir la valeur logique d'un simple bit, soit pour activer des instructions complexes résidant en mémoire de l'appareil sous contrôle ou dans ses interfaces. La logique utilisée pouvant être positive ou négative la programmation de la carte vierge consiste à rendre les emplacements pré-marqués actifs ou non vis-à-vis des senseurs de lecture en fonction du code choisi et du programme à inscrire. Selon le type des senseurs cette activation des emplacements consiste en leur perforation, ou leur enduction avec une encre spécifique, ou l'élimination de cette encre par grattage, gommage, etc .. si, de fabrication les emplacements en sont enduits. Par encre il faut entendre toute substance adhérente pouvant être déposée sur les emplacements pré-marqués et dont la nature permet un changement d'état des senseurs. Dans tous les cas ces modalités d'activation ne font appel qu'à un outillage rudimentaire et d'un entretien nul : poinçon, foret, composteur, pinceau, marqueur, grattoir ou gomme dont la valeur est négligeable. La production en série de cartes programmées de fabrication ne nécessite pas d'outillage différent de celui pour cartes vierges car de légères a daptationsdecelui-ci peuvent-être prévues lors de sa conception. Pour les cartes perforées découpées dans une feuille il faut prévoir le poinçonnage comme si tous les éléments devaient l'être mais ne laisser dans l'outil que les seuls poinçons correspondant aux perforations à réaliser. De même si la carte est obtenue par moulage il suffit de remplacer les broches courtes produisant les cuvettes par d'autres plus longues débouchant. Avec les cartes imprimes si les senseurs sont des versions optiques à réflexion ou absorption il suffit de prévoir en noir mat les emplacements voulus pour que les senseurs concernés par eux se placent dans celui des états logiques désirés. Pour les autres senseurs une deuxième passe d'impression sera effectuée avec l'encre spécifique adaptée à ceux-ci. La réalisation dont la description suit est celle d'une carte spécifique destinée à commander un automate de gonflage de pneumatiques automobiles pour stations service. La valeur de la pression qui devra être obtenue ne peut-être définie seulement par la connaissance du type de véhicule et des pneus qui l'équipent, il faut encore tenir compte des conditions suivantes - La charge du véhicule est-elle normale ou élevée ? - La conduite sera-t-elle normale (routière) ou rapide (auto-route) ? - Les pneus sont-ils "froids" (le véhicule à peu roulé) ou "chauds" ? - S'agit-il de gonfler le train avant ou le train arrière ? Il en résulte que cinq informations différentes doivent être fournie à 1' automate par la carte. En ce qui concerne les pressions les indications fournies le sont toujours par échelon de 0,1 bar, c'est avec un tel pas que la carte devra couvrir une gamme allant de 0,7 à un peu plus de 6 bar afin de permettre à tous les types de voitures de tourisme, remorques, caravanes, motos et véhicules de transport de quelques tonnes en charge, d'utiliser l'automate. L'automate comporte un capteur de pression délivrant une tension continue proportionnelle à la pression supportée. Le gonflage d'un pneumatique à une pression déterminée consiste donc à comparer la tension délivrée par le capteur à une tension égale à celle que le capteur doit délivrer pour la pression désirée. Tant qu'il n'y a pas égalité entre ces deux tensions il y a gonflage ou dégonflage selon le sens du déséquilibre. Dans la gamme de pressions définie ci-dessus il est pratique d'utiliser un capteur délivrant 1 volt par bar. Comme il faut être en conformité avec la norme NF R63-601 qui impose une précision de +/- 80 mbar et pour se prémunir face aux dérives possibles le comparateur présentera une fenêtre de 40 millivolt correspondant donc à 40 mbar dont les entrées seront attaquées l'une par la sortie capteur, 1' a bue par la tension de consigne programmée sur la carte. Une interface appropriée actionnera deux électrovannes assurant gonflage ou dégonflage selon le sens de basculement du comparateur. Il résulte des impératifs et des choix ci-dessus que la carte doit permettre le choix entre plus de 50 échelons de pression au pas de 0,1 bar ce qui nécessite un minimum de 6 bits en numération binaire, soit 26 = 64 pas pouvant couvrir plus que la gamme nécessaire. La carte sera du type perforée et les senseurs consisteront en de simples inverseurs mécaniques, dits micro-contacts, dont les poussoirs seront actionnés par les perforations. Ces inverseurs commuteront les échelons d'un classique réseau R/2R pour conversion numérique analogique schématisé figure 6. Si la tension de référence alimentant le réseau est de 6,4 V. les "poids" des différents échelons du réseau seront des multiples de 0,1 V soit respectivement en allant du bit de poids faible au bit de poids fort : 0,1-0,2-0,4-0,8-1,6-3,2 V. En activant les inverseurs voulus cette progression permet par addition d'obtenir toute valeur de tension de consigne comprise entre O et 6,3 V par pas de 0,1 V. En ce qui concerne les quatre autres informations : charge, conduite. .... il s'agit dans tous les cas d'un choix entre deux possibilités. I1 suffit donc que la carte commande quatre inverseurs qui actionneront directement ou par interfaces interposées l'éclairage de voyants signalant quelles conditions complémentaires de gonflage sont sélectionnées. Bien qu'il soit possible de programmer sur une seule carte toutes les options de gonflages celle proposée nten permet que quatre afin d'en simplifier le dessin. Ces options permettent le choix entre le gonflage du train avant ou du train arrière en tenant compte de la charge du véhicule dans le cas de pneus froids pour une conduite routière normale. La carte obtenue par moulage est de forme rectangulaire. La figure 7 montre sa division en quatre plages 17,18,19 et 20 suivant les médianes du rectangle. Sur la plage 20 sont dessinées deux rangées de huit cuvettes de pré-programmation réparties dans cinqsous-plages A,B,C,D et E. La sous plage centrale E est destinée à la programmation de la pression de gonflage désirée, les quatre latérales aux autres informations respectivement - Sous-plage A : Train avant ou train arrière. - Sous-plage B : Pneus froids ou pneus chauds. - Sous-plage C : Charge faible ou forte. - Sous-plage D : Conduite normale ou rapide. Si la sous-plage E comporte deux rangées de six cuvettes alors qu'une seule suffirait pour obtenir les 63 pas délivrés par le réseau R/2R c'est par souci de se prémunir contre une défaillance éventuelle de l'un des micro-contacts, laquelle entraînerait un gonflage anormal, voir dangereux. Les deux séries de bits délivrés sont appliqueesà un comparateur numérique qui en cas d'inégalité actionne un dispositif alertant l'utilisateur et interdit le gonflage. La figure 8 montre le recto de la carte venant de fabrication et la figure 10 son verso après programmation. Les cuvettes du pré-marquage y sont figurées par des circonférences en trait continu pour celles visibles sur la face représentée, pàr des circonférences en trait discontinu pour celles de la face opposée et par des disques noirs lorsqu'elles sont percées. La coupe A-A figure 9 précise ces conventions. On remarquera sur la figure 8 qu'enfabrication on a procédé à la programmation préalable de certaines cuvettes, il s'agit de celles correspondant aux options imprimées sur la carte, qui ne dépendent pas du type de véhicule (charge, conduite, température des pneus et train à gonfler) et qui auraient dû être perforées. Il ne reste donc qu'à programmer les pressions spécifiques aux pneumatiques équipant le véhicule pour lequel la carte sera établie, pressions dont on trouve les valeurs dans la notice d'entretien que son constructeur fourni systématiquement. Ces pressions connues il ne reste plus au programmeur qu'à défoncer pour chacune d'elles dans la plage correspondante les cuvettes voulues, par paire de cuvettes de même poids. Chaque paire étant affectée en clair de sa valeur en bar une simple addition permet de sélectionner celles dont la somme des valeurs égale la pression à programmer. Afin que l'utilisateur puisse se repèrer il convient en outre d'inscrire en clair sur la carte aux emplacements prévus la marque et le modèle du véhicule, les références de ses pneumatiques et les pressions programmées comme fait à titre d'exemple sur la figure 10. REVENDICATIONS 1) Carte informatique, programmable unitairement ou en série, de forme quelconque (rectangulaire sur la fig. 1) divisée en un certain nombre de plages semblables (quatre sur la fig. 1, respectivement 1,2,3 et 4) occupant ou non toute sa surface au recto seul ou au recto (1 et 4) et au verso (2 et 3), chacune réservée à l'enregistrement possible d'informations élémentaires ou bits sur des emplacements identiques et en nombre égal à celui des senseurs équipant le dispositif adapté à sa lecture, emplacements et senseurs ayant la même implantation de manière à pouvoir se trouver vis-à-vis lors de cette opération. .2) Carte selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est symétrique par rapport à un ou plusieurs axes, ceux-ci affectant également les emplacements des plages de programmation si elles n'occupent pas toute sa surface, ainsi que la disposition des emplacements des informations élémen- taires de chacune d'elles. 3) Carte selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la sélection des divers programmes qu'elle supporte est obtenue par le sens d' introduction dans le lecteur pour une programmation simple face, par le sens d'introduction plus la sélection de l'une des faces pour une programmation recto-verso, cette possibilité résultant de sa conception totalement symétrique. 4) Carte selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte de fabrication un pré-marquage des emplacements de programmation élémentai- res avec ou sans différenciation de ceux-ci par tous types de repèrage individuel ou collectif, ce prémarquage résultant d'opérations d'impression, de contre-collage, de moulage, de perçage éventuellement borgne ou de déformation de la matière de la carte par toute méthode affectant sa seule surface, ses bords seuls, son épaisseur seule ou une combinaison de ces trois possi bilités. w 5) Carte selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que le procédé d'activation des emplacements élémentaires de programmation préprogrammés qu'elle comporte consiste, en fonction du type de senseurs utilisés, soit en leur perforation totale, soit en leur enduction à l'aide d'une substance spécifique aux senseurs ou à la suppression de cette enduction si celle-ci recouvre systématiquement, de fabrication, tous les emplacements élémentaires. 6) Carte selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte sur ses deux faces des emplacements réservés et éventuellement repèrés en vue d'y inscrire des indications en clair relatives à sa programmation, sa nature et/ou son utilisation. 7) Carte selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte des encoches ou perforations destinées à obtenir une coincidence absolue entre ses plages de programmation et les senseurs du lecteur utilisé grace à des pions de centrage appartenant à ce lecteur. 8) Dispositif de lecture pour les cartes réalisées selon les revendications 1,2,3 et 7 caractérisé en ce qu'il comporte un guide-carte (fig. 2 et 3) et des senseurs vis-à-vis desquels doivent se trouver les emplacements de programmation spécifiques à l'un des programmes de la carte en fonction du sens d'introduction de celle-ci. La coincidence exacte entre les deux étant obtenue par la pénétration (Fig. 5) d'un certain nombre de pions de centrage 12 dans des encoches ou perforations 16 de la carte, cette pénétra- tion résultant de la poussée de la carte, introduite à fond dans le guide carte, sur un ensemble levier 11, axe 8 et support 7.