Brevet FR2618562A1 — publié le 19890127

Procédé pour le contrôle de façor. continue et automatique du fonctionnement électrique et de la conformité de la commande dans une unité d'affichage a cristaux liquides. La présente invention concerne ur: procédé permettant de contrôler de façon continue et automatique le fonctionnement d'une unité d'affichage à cristaux liquides ou LCD et la conformité de la commande de ladite unité d'affichage, d'une manière économique, simple, efficace et correcte vis-à-vis de la métrologie. Dans de nombreux pays, les règlements légaux de la métrologie exigent que dans des appareils pour le pesage ou la mesure de produits à vendre, la quantité délivrée, le prix et le total à payer affichés soient toujours contrôlables en terme de fonctionnement électrique. Dans ce but, cesdits appareils utilisent généralement des unités d'affichage possédant des facilités intrinsèques pour le contrôle, tels que des tubes Nixie à sept segments, consistant essentiellement en des lampes a sept filaments, ou des unités d'affichage LEL dans lesquelles les segments sont des diodes émettrices de lumière. A cet égard, dans lesdites unités d'affichage, il est seulement nécessaire de mesurer le courant passant à travers les segments activés pour vérifier leur fonctionnement. Dans les affichages électromagnétiques à sept segments, dans lesquels chaque segment est activé par une bobine, la continuité de fonctionnement est directement vérifiée par le passage du courant, puisqu'ure interruption dans une seule bobine esL suffisante pour bloquer l'appareil entier. Malheureusement, ces facilités de contrôle n'existent pas dans les unité d'afficLace a cristaux liquides ou LCD, parce que le courant absorbé pour leur activation est pratiquemrent nul, et cacuse de celA, leur fonctionnement ne neut pa s être facilement contrôlé, et ainsi A cause des difficultés résultantes à leur homologation]égale, elles ne sont pas utilisées enr praticue dans lesdits types d'appareils, Lien que de telles unités d'affichage soient économiques, très fiables, d'apparence plaisante et possèdent l'avantage de ne consommer pratiquement aucr,,e énergie. A cet égard, dans le présent état de la technique, le fonctionnement d'une unité d'affichage à cristaux liquides peut seulement être vérifié de façon intermittente et non automatique par un système d'essai à bouton poussoir manuel qui affiche simultanément tous les segments de l'unité, seulement s'il n'y a pas d'anomalie, ou au moyen d'une seconde unité d'affichage commandée en parallèle qui permet à un opérateur de vérifier par comparaison qu'il n'y a pas d'anomalie et de prendre les mesures appropriées. De telles vérifications, par le fait qu'elles sont compliquées à er. treprendrel, ort également l'inconveiient considérable de nécessiter la présence continue d'un opérateur, ce qu se traduit par un coût plus élevé et 1i possibilité d'une erreur humaine. A nouveau, cette vérification intermittente signifie que de telles unités d'affichage ne peuvent pas être utilisées dans des appareils effectuant des mesures non répétitives, telles que celles concernant la fourniture de combustible, pour laquelle des mesures quelconques doivent être prises sur le champ quand l'anomalie survient, autrement la quantité affichée d'un produit déjà délivré serait erronée et la quantité rie pourrait plus être remesurée. L'o'jet de la Préseite invention est d'éviter de tels inconvérnients ea fournisscnt [in irocédé pour contrôler le fonctionnement électrique et de la commande dans une unité d'affic]hage à cristaux lic,.ides ou LCD qui, outre le fait qu'il soit économique, permet un contrôle continc et automatique efficac>e -e l'état de l'unité d'affichage a cristaux liquides. Ce but est sensiblement atteint par le fait que chaque segment de l'unité ressemble à la plaque d'un condensateur dont l'autre plaque est la paroi arrière ou électrode de retour ou arrière plan de l'unité d'affichage, la capacité mesurée en continu dudit condensateur étant utilisée pour contrôler le fonctionnement électrique de l'unité LCD, celle-ci étant comparée à des valeurs déterminées minimale et maximale, un quelconqe excès ou défficience par rapport ' ces limites étant utilisé pour engendrer un signal de blocage puisqu'ils indiquent une altération ou une détérioration dudit condensateur provenant de sa dégradation avec le temps, une perte de liquide nématique ou une rupture mécanique. La capacitance de chaque segment de l'unité d'affichage à cristaux liquide peut être mesurée de façons diverses, une de ces façons consistant à mesurer les variations de courant se produisant dans chaque segment de l'unité d'affichage à chaque commutation, mais ce procédé serait évdemment très coûteux puisqu'il exigerait un nombre d'indicateurs de courant égal au nombre de segments à vérifier. Un procédé plus simple serait de mesurer les variations de courant se produisant uniquement dans le circuit de commande de l'électrode de retour ou arrière plan pour chaque commutation de chaque segment individuel, mais ce procédé présente l'inconvénient de ne r-as effectuer le contrôle de façon continue puisqu'il présuppose nécessairement l'activation successive des secments individuels par le système de commande. En outre, la présence de capacitance parasite inévitable signifie que les mesures ne sont pas fiables. Lesdits inconvénients scnt évités par le procédé suivant la présente invention, par lequel ladite capacitance de chacue segment de l'unité d'affichage est déterminée par le temps de charge ou de décharge du condensateur relatif après interruption de l'alimentation du segment, ledit temps étant évidemment proportionnel à la capacitance. Finalement, le procédé selon l'invention comprend à la fois le contrôle de la conformité du signal de commande à onde carrée avec le signal correspondant affiché sur chaque segment de l'unité d'affichage, ceci indiquant l'absence d'imperfection dans le circuit électrique du système de commande de l'unité d'affichage, et le contrôle de la présence de l'effet capacitif, ceci indiquant des connexions parfaites du système de commande aux segments de l'unité d'affichage respectifs, ledit contrôle étant exécuté directement en comparant en des temps prédéterminés le signal de commande numérique avec la tension aux bornes de chaque segment convertie en numérique. Ainsi, le procédé pour contrôler de façon continue et automatique le fonctionnement électrique et la conformité de la commande dans une unité d'affichage a cristaux liquides dans laquelle l'électrode de retour ou arrière plan est alimenté par un générateur avec une onde carrée, dont la phase est modifiée de façon appropriée par le signal de commande et qui alimente également tous les segments de l'unité d'affichage, afin au'ils soient soit visibles, soit invisibles: selon que l'onde d'alimentation relative est respectivement en opposition de phase ou en phase avec l'onde carrée 1.5 d'alimentatior de l'arrière plan, est caractérisé selon la présente invention, en ce que, pour chaque segment de l'unité d'affichage, l'onde d'alimentation du segment est comparée à des temps réguliers tc avec la- tension appliquée au segment après sa mise en forme carrée, et qu'une différence quelconque résultant de cette comparaison est utilisée pour bloquer l'unité; que l'alimentation desdits segments est déconnectée pendant une période de temps tl régulière et qu'un compteur binaire commence à compter et continue de compter pendant le temps nécessaire pour que la tension de charge ou de décharge capacitive du segment, convertie en numérique, diffère de ladite onde d'alimentation du segment, cette valeur de sortie du compteur, qui est proportionnelle au temps de charge ou de décharge et ainsi à la capacitance entre le segment considéré et l'arrière plan, cette valeur étant alors comparée avec une valeur de temps minimale et maximale déterminée afin de bloquer l'unité, au moyen d'une porte OU électronique, si ladite valeur de sortie est supérieure à ladite valeur maximale ou inférieure A ladite valeur minimale; et finalement, l'alimentation du segment étant déconnectée, en ce que ladite onde d'alimentation du segment est comparée a intervalles de temps réguliers t2 pendant ladite période de temps t1 avec ladite tension de charge ou de décharge capacitive convertie en numérique, de sorte qu'une différence quelconque au temps t2 provoque le blocage de l'unité. La présente invention va maintenant être décrite en se référant aux dessins annexes qui illustrent un mode de réalisation préféré de celle-ci à titre d'exemple ncn limitatif, des modifications techniques, technologiques ou de fabricaticon pouvant y être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention. Dans les dessins annexés: la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une unité d'affichage numérique à cristaux liquides, utilisant le procécé de contrôle de façon continue et automatique du fonctionnement électrique et de la conformité de la commande suivant l'invention; la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une coupe selon la ligne A-A de l'unité d'affichage numérique à cristaux liquides de la figure 1; la figure 3 est un schéma synoptique du procédé de contrôle suivant la présente invention; la figure 4 montre diverses formes d'ombre présentes en différents points du schéma synoptique de la figure 3, de la réalisation du procédé. Dans les figures, la référence 1 indique globalement une unité d'affichage à cristaux liquides consistant essentiellement en une électrode de retour transparente ou arrière plan 2 et une série de segments 3 disposés comme le chiffre 8 parallèlement à l'arrière plan 2, lesdits éléments, appliqués respectivement deux feuilles de verre opposées 4 et 5, contenant le cristal liquide dans la zone intezmédiaire 6. Ladite électrode de retour ou arrière plan 2 est connectée par le conducteur électrique 7 au générateur d'onde carrée 8 qui est contenu dans l'unité de commande 9 et l'alimente avec l'onde montrée en figure 4a. Lesdits segments 3 sont chacun connectés par le conducteur électrique 10 et a travers un commutateur 11 à une porte OU exclusif 12 n qui module la phase de l'onde carrée dudit générateur 8 qui lui est connectée, selon le signal de commande issu d'une unité logique, qui n'est pas montrée dans la figure: au moyen du conducteur électrique 13. La figure 4a montre un signal de commande pour un seul élément, selon lequel au temps t*, l'onde d'alimentation pour le segment 3, montrée à la figure 4c, passe d'un état o elle est en phase avec l'onde d'alimentation de l'arrière plan (voir figure 4a), à un état oc elle est en opposition de phase, rendant ainsi le segment visible. Chaque segment 3 de l'unité d'affichage crée avec l'arrière plan 2 un effet capacitif 14 dont la présence modifie évidemment l'onde de tension sur le segment, de la forme montrée à la figure 4c à la forme montrée en figure 4d (côté gauche de la figure) de sorte que, pour obtenir un signal comparable, ladite onde est délivrée à un convertisseur 15 qui la rend carrée pour donner à sa sortie 16 l'onde de la figure 4e. Cette onde de tension sur le segment 3 est présente en 16 (onde de la figure 4e) et est alors délivrée à un comparateur 17 dans lequel elle est comparée, à des temps réguliers to (voir figure 4f) déterminés par un séquenceur 18 via le conducteur électrique 19, - avec ladite onde d'alimentation du segment 3 (figure 4c) existant à la sortie de l'élément 20 qui, comme dans le cas de l'élément 12, est une porte OU exclusif à laruelle sont délivrés les ondes carrées du générateur 8 et le signal de commande présent en 13. Si au temps to de comparaison lesdites ondes comparées n'ont pas la même valeur, contrairement à ce qui est montré en figure 4, ceci étant une indication que des imperfections existent dans les circuits électriques, le comparateur 17 fournit à sa sortie 21 un signal d'activation pour un dispositif de blocage, non représenté sur les figures. Le commutateur 11 est ouvert, via le conducteur 22, à intervalle régulier de temps t déterminé par ledit séquenceur 18 pendant une durée t1 (voir figure 4g), et en même temps un compteur binaire 23 commence à compter au moyen d'un conducteur électrique 24. A ce point, comme le segment 3 n'est plus alimenté, il décharge son condensateur 14 avec une certaine constante de temps de décharge, comme montré sur le côté droit de la figure 4d et, en conséquence, l'onde montrée du côté droit de la figure 4e sera présente à la sortie 16 du convertisseur 15. Comme il apparant clairement sur les figures, cette dernière onde devient nulle au temps t' correspondant à la fin de la décharge du condensateur, et à partir de ce temps t', elle devient différente de l'onde d'alimentation (figure 4c) du segment 3, de sorte que le comparateur 25 qui reçoit les deuxdites ondes à ses entrées, fournit un signal de sortie 26 qui bloque le comptage du compteur 23, précisément au temps t'. Ainsi, ce compteur compte le temps (t'-t), qui est précisément le temps de décharge du condensateur 14. Cette valeur de temps est alors comparée dans le comparateur 27 avec une valeur maximale déterminée tmax et dans le comparateur 28, avec une valeur minimale déterminee tmo,, de sorte qu'à la sortie 29 de la porte OU 30, un signal est présent qui active ledit dispositif de blocage si le temps de décharge possède une valeur en-dehors de l'intervalle tmax - tmin- Finalement, en des temps réguliers t2 (voir figure 4h), déterminés à nouveau par le séquenceur 18 au moyen du conducteur électrique 31, ledit temps t2 étant choisi à l'intérieur de ladite période de temps tl pendant laquelle le commutateur 11 est ouvert, le comparateur 32 vérifie la présence cu l'absence de l'effet capacitif 14. A cet égard, au temps t auquel le commutateur 11 est ouvert, si aucune capacitance 14 n'existe, le segment 3 est mis immédiatement au niveau 0 de la masse 33 et ainsi, à l'entrée du consertisseur 15, est présente' l'onde montrée en figure 4i qui passe par 0 au temps t. L'onde à la sortie 16 du corvertisseur 15 est montrée autrement à la figure 41 et il est clairement visible qu'au temps t2 le comparateur 32, en analysant l'onde de la figure 41 et l'onde de la figure 4c, voit des valeurs différentes et fournit ainsi en 34 un signal d'activation pour ledit dispositif de blocage. 2 615O2 REVENDICATION 1. Procédé pour le contrôle de façon automatique et continue du fonctionnement électrique et de la conformité de la commande d'une unité d'affichage à cristaux liquides (1) dans laquelle l'électrode de retour ou arrière plan (2) est alimenté par un générateur avec une onde carrée, dont la phase est modifiée de façon appropriée par le signal de commande, et qui alimente également tous les segments (3) de l'unité d'affichage, de sorte qu'ils soient soit visibles, soit invisibles, suivant que l'onde d'alimentation relative est respectivement en opposition de phase ou en rIase avec l'onde carrée d'alimentation de l'arrière plan, caractérisé par le fait que pour chaque segment de l'unité d'affichage, l'onde d'alimentation du segment comparée à intervalle régulier de temps to avec la tension appliquée au segment apres sa mise en forme carrée, et qu'une différence quelconque résultant de cette comrparaison est utilisée pour bloquer l'unité; que l'alimentation dudit segment est déconnectée pendant des périodes de temps t1 régulières, et qu'un compteur binaire commence à compter et continue de compter pendant le temps nécessaire pour que la tension de charge ou de décharge capacitive du segment, convertie en numérique, diffère de ladite onde d'alimentation du segment, cette valeur de sortie du compteur, qui est proportionnelle au temps de charge ou de décharge et donc à la capacitance (14) entre le segment considéré (3) et l'arrière plan (2), étant comparée avec une valeur de temps minimale et maximale déterminée afin de bloquer l'unité, au moyen d'un élément OU électronique, si ladite valeur de sortie est supérieure à ladite valeur maximale ou inférieure à ladite valeur minimale; et finalement, 26.18562 il l'alimentation du segment étant déconnectée, que ladite tension d'alimentation du segment est comparée à des temps réguliers t2 à l'intérieur de ladite période t1 de temps avec ladite tension de charge ou de décharge capacitive convertie en numérique, de sorte qu'une différence quelconque dans celle-ci au temps t2 provoque le blocage de l'unité.