Brevet FR2632464A1 — publié le 19891208

ta présente invention concerne un dispositif électronique pour assurer la signalisation des bicyclettes en mouvement comme à l'arrêt. Ce dispositif peut assurer la même fonction sur tous les véhicules dont l'alimentation électronique est semblable à celle des bicyclettes : en particulier les fauteuils roulants pour handicapés mais aussi tandem, tricycle etc... Jusqu'à ce jour, lors du déplacement d'une bicyclette le soir ou la nuit, l'alternateur entrainé par l'une des roues alimente en énergie les feux avant et arrière. Cette alimentation cesse au moindre arrêt (croisement, stop, balise etc...). C 'est à ce moment que le cycliste, mal signalé encoure le plus grand danger. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. I1 comFcrte en effet un système éleztronique qui permet automatiquement d'alimenter les feux avant et arrii- re à partir d'une autre source d'énergie. (piles ou batteries) dès l'arrêt de l'alternateur.Pour économiseur les batteries, l'utilisation de celles-ci ne s' effectue que la nuit à l'arrêt et elle est temporisée. La durée de la temporisation (90 s) est suffisante pour la plupart zes arrêts de courte durée (stop, feux tricolores, balise etc...) cependant pour un arrêt prolongé, elle peut être réenclenchée par un simple bouton poussoir. Les batteries utilisées sur le prototype sont de type courant (R't - 1203 mA. - nombre de charge moyen 1030). Elles permettent gracie au système d'économie décrit ci-dessus, une autonomie de 2 heures 30 d'éclairage à l'arrêt soit environ '30 arrêts entre chaque charge. Une utilisation normale de la bicyclette 5 jours par semaine avec 10 arrêts par trajet, ia moitié de l'année (éclairage surtout l'automne et l'hiver) permet une durée de vie des batteries de l'ordre de 50 à 60 ans.Un testeur de batterie incorporé au système permet de connaitre l'état de charge de la batterie, un voyant orange s'allume lorsqu'il reste environ 1 heure d'autonomie (marge de sécurité suffisante pour effectuer encore quelques trajets). L'utilisateur sait qu'il devra recharger les batteries prochainement. Le système électronique selon l'invention permet au tomatiquement à l'aide d'un testeur d'obscurité d'utiliser le jour l'énergie produite par l'alternateur rour la recharge des batteries. I1 suffira donc au cycliste d'enclencher son aiternateur le jour dès que le voyant orange s'allume. Dès que la charge est suffisante, un voyant vert s'allume et un dispositif limiteur de charge arrête automatiquement celle-ci. En cas de non utilisation exceptionnellement prolongée du véhicule (plus d'un an), les batteries risquent de ne plus avoir la puissance pour alimenter le système électronique. Un dispositif de sécurité (inverseur 3 positions) permet le jour d'enclencher manuellement le dispositif de charge ce qui évite d'enlever les batteries ou d'utiliser un chargeur de batterie externe, ou d'alimenter les feux la nuit. Le système électronique selon l'invention est donc totalement indépendant de toute énergie ou action extérieure. I1 est entièrement automatisé excepté lgencienchement de l'alternateur qui peut cependant être toujours en action. Industriellement, le dispositif inventé est de faori- cation très facile il eut être réalisé en n'utilisant que des composants électroniques très courants, peu coûteux mais très connus pour leur grande fiabilité. es boitiers.sont très faci- lement réalisables en matière plastique. Diverses solutions sont possibles : Le système élec tronque peut ou non se trouver dans le même boîtier que les batteries ; il peut auss être incorporé à un autre ensemble (éciairayo avant par exemple) avec ou sans batteries, celles-ci pouvant très bien être placées près de l'alternateur (sous la selle) ou même être incorporées au cadre de la bicyclette. Les dessins annexées illustrent l'invention La figure 1 représente un schéma électrique possible du dispositif selon l'invention (schéma correspondant au prototype réalisé). te système électronique fonctionne en courant continu, l'énergie alternative produite par l'alternateur du véhicule est transforme en courant continu dans le pont de diodes (P) : La masse de l'alternateur n'est donc plus à la masse de la bicylette. Un testeur d'obscurite constitué dune photo-résistance (PR) et d'une résistance ajustable (RA) permet de faire basculer automatiquement le système en position nuit ou en position jour. En position nuit, le transistor (T2) est fermé et le transisitor (T1) alimenté est passant. Si la bicyclette est en mouvement, le courant produit par l'alternateur alimente normalement les feux arrière et avant. Si la bicyclette est à l'arrêt, le transistor (T3) devient passant, le temporisateur constitué d'un classique circuit intégré 555 utilisé en comparateur est d'un système résistance (R) - condensateur (C) est alimenté et ouvre le transistor (T4), c'est donc l'énergie des batteries qui alimente les feux ; Deux cas peuvent se présenter 1") la bicyclette redémarre, le temporisateur n'est plus alimenté et ferme le transistor (T4), les feux sont alimentés par l'alternateur. 2 l'arrêt de la bicyclette est plus long que la durée prévue en temporisation (environ 90 secondes) , il suffit alors à l'utilisateur d'appuyer sur le bouton poussoir (BP) qui réactive la temporisation, -les feux continuent à être alimentés par les batteries. Un testeur de batterie constitué de diodes Zener (Z1) et (Z2) associons à une diode (D3) permet la visualisation de l'état de charre. Si la tension des batteries es,t forte (plus de 5,4 Volts), le transistor (T5) est alimenté et le voyant vert (LV) s'allume. Dès cue la tension des batteries atteint un seuil critique (environ 5 Volts) , le transistor (T6) devient passant et un voyant orange (tao) indique qu'il faudra mettre les accumulateurs en charge, il reste cependant une marge de-sécurité d'environ 1 heure. En utilisation normale, aucun voyant n'est allumé (économie d'énergie), néanmoins, un bouton poussoir (BT) "Test Batterie" permet de vérifier le bon état de charge des piles par allumage d'un voyant (LT). En position jour, le transistor (T2) passant permet la recharge des batteries, un limiteur de charge commandé par le testeur de batterie ouvre ou non le transistor (T7) protégeant les accumulateurs d'une .surcharge. Les résistances (RC) sont calculées pour limiter l'intensité de charge au 1/10 de la capacité des batteries et éviter ainsi leur détérioration. Lorsque les piles sont totalement déchargées après une très longue non utilisation, une commande manuelle de secours constitué d'un inverseur (I) à 3 positions permet : soit de recharger les batteries le jour en position (P1) avec allumage du voyant (LC), soit d'alimenter les feux la nuit en position (P), la position intermédiaire étant l'utilisation automatique. Les composants dont l'utilisation n'est pas apparue dans la description ci-dessus sont destinés à l'amélioration du fonctionnement de l'ensemble , Les 4 NAND d'un CD 4011 sont utilisées ici en inverseur de signal, les 4 résistances (RT) protégent les transistors, les autres résistances (R1), (R2) et (R3) permettent de limiter l'intensité au niveau des Leds (voyants) et les diodes (D1), (D2), (D4), -(D5) évitent un retour de courant. Disposant d'une réserve d'énergie non négligeable le dispositif invente' peut être doté d'une ou plusieurs "sorties" (A'J afin de permettre l'alimentation d'accessoires tels que Radio, avertisseur sonore etc... Le Dispositif décrit ci-dessus correspond au montage de la figure 2, il est directement utilisable sur toute bicyclette existante sans aucune modification. I; peut cependant être complété très facilement par un système permettant l'indication des changements de direction (clignotants), des arrêts d'urgence (arning), du frelnage (feux stop) mais pour cela il faut doter le cycle des accessoires correspondants qui n'existent pas sur une bicyclette classique. La fifre 2 rerresente un montage possible correspondant au schéma électrique de le figure 1. L'ensemble est vu côté circuit imprimé et côté composants. I1 est très compact (8,5 cm x 5 cm) et facilement réalisable industriellement. Il est bien entendu possible de disposer les composants différemment ou d'en choisir d'autres remplissant les mêmes fonctions. Les caractéristiques des composants choisis dans ce montage sont R : 1 m# - 1/4 W -1, T4 : BD 237 R1 : 47 JL - 1!4 w T2 : BD 135 R2 : 470 # - 1/4 W T3, 5, T5, T7 : 2N 2222 R3 : 229 X - 1/4 W Dl à > 9 : 1N 4001 RT : 4,7 K # - 1/4 W Z1 : Zener 4,3 V RA : 10 K # - 1/4 W 22 Zener 4,7 V PR : SC05 RC : 8,2 # ~ 1/2 W LV, Lo, LT, LC : Leds Pont de diodes :W005 circuit intégré CD 4011 circuit intégré NE 555 En production de série, lorsque les caractéristiques des composants sont fixées, il n'est plus nécessaire de conserver une résistance ajustable RA mais de la remplacer par une résistance fixe dont la valeur sera déterminée en fonction de la photo-résistance PR choisie. Sur ce schéma les sorties sont reliées comme suit (su) alternateur de la bicyclette (2 fils) (+) pôle + des batteries (lfil) (-) pôle - des batteries et masse de la bicyclette (2 fils) (E) éclairage avant et arrière (2 fils) (A) sortie pour accessoire (1 ou plusieurs fils) (I1) inverseur (I) 3 positions : entrée (I2) inverseur (I) position manuelle : jour (I3) inverseur (I) position manuelle : nuit (I4) inverseur (I) position automatique (bol) bouton poussoir (BT) test batterie (B2) bouton poussoir (BP) réenclenchement temporisation Les 4 sorties (Il), (I2), (I3), (14), (B1) peuvent être reliées à un commutateur rotatif miniature 4 positions. Il est possible d'y ajouter (B2) sur un commutateur 5 positions mais il est préférable de garder le bouton poussoir ( > m) près de la poignée de la bicyclette. La figure 3 est une vue cl'ensi=le montrant le dispositif monobloc (1) (système électronique et batteries dans le même boitier) en place à l'avant d'une bicyclette classique. Le bouton poussoir (BP) permettant le réenclenchement de la temporisation est fixé près de la poignée. La figure 4 est un agrandissement de la partie avant de la bicyclette permettant de distinguer plus nettement le boîtier (1) de petite taille fixé au guidon. La partie "tableau de bord" est composée du voyant de pleine charge (LV), du voyant de réserve de sécurité (LO), du voyant de test batterie (LT), du voyant d'utilisation manuelle (LC) et de la photo-résistance (PR). L'inverseur de secours (I) ne devant en principe jamais servir peut être placé sur le côté ou sous le boitier. Sur ce montage monobloc, seuls 5 fils sont à brancher : 2 fils à relier à l'alternateur, 2 fils à relier aux feux avant et arrière, 1 fil à la masse et éventuellement 1 ou plusieurs fils pour alimenter les accessoires. L'idéal serait d'intégrer à ce boîtier l'éclairage avant ce qui permettrait de réduire le nombre de branchement à 4 et de n'avoir qu'un seul ensemble 'a à l'avant de la bicyclette. La figure 5 montre un type de boîtier ne renfermant que le système électronique fixé au guidon de la bicyclette. Les batteries étant logées par ailleurs incorporées ou non à un autre ensemble. Dans ce cas, le tableau de bord est alors extra-plat. La figure 6 propose un montage du système électronique seul dans le boîtier de 1 'éclairage avant, le dessus du phare formant "tableau de bord". De nombreux autres montages sont possibles, en effet la conception et la forne des boîtiers sont affaire de gout et dépendent des matériaux utilisés (plastique, aluminium, etc...) et des moyens de production des industriels. Pour des raisons diverses, il est possible d'amputer le dispositif inventé de sous-ensembles tels que le testeur de batterie, de la visualisation de l'état de charge et du limiteur de charge. A la limite, le système pourrait être réduit au dispositif de charge avec ou sans limiteur de charge et aux batteries. Ce dispositif alimenterait alors un ou plusieurs accessoires tels que clignotants, warning, feux stop, avertisseur sonore etc... REVENDICATIONS 1") Dispositif électronique permettant d'alimenter en énergie électrique les feux avant et arrière d'une bicyclette ou de tout véhicule dont l'alimentation électrique est semblable à celle d'une bicyclette, en particulier les fauteuils roulants pour handicapés, caractérisé en ce qu'il comporte dans un boitier (1) un système électronique et des batteries. Le système électronique étant caractérisé en ce qu'il comporte un testeur d'obscurité utilisant une photo-résistance (PR) et permettant une sélection automatique : utilisation de nuit ou de jour. - en utilisation de nuit, l'alternateur alimente normalement les feux lorsque le véhicule est en mouvement, par contre, à l'arrêt, ceux-ci sont fournis automatiquement en énergie par les accumulateurs à l'aide d'un temporisateur réenclenchable à partir d'un bouton poussoir (BP) permettant d'économiser l'énergie. - en utilisation de jour, un dispositif recharge les batteries à partir de l'alternateur de la bicyclette. Cette charge est stoppée automatiquement dès que les piles ont atteint leur capacité maximale. Le système électronique est également caractérisé en ce qu'il comporte un testeur de batterie qui permet à l'utilisateur de connaitre l'état de charge des batteries à laide de voyants (LV), (lao), (LT) mais aussi de stopper la recharge décrite cidessus ainsi qu'un dispositif manuel de secours permettant une utilisation visualisée par un voyant (LC), de nuit ou de jour en cas de piles totalement déchargées et une ou plusieurs prises ex térieures permettant l'alimentation d'accessoires (radio, avertisseur sonore, clignotants etc...). 2") Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est intégré à un autre ensemble (phare avant par exemple). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système électronique n' est plus dans le même boitier que celui des accumulateurs. Le système électronique pouvant être seul dans un boitier ou intégré à un autre (phare par exemple). Les batteries pouvant également être seules dans un boitier ou intégrées à un autre dispositif. 4 ) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3 où le système électronique serait amputé du testeur de batterie donc de la visualisation de l'état de charge et du limiteur de charge. 5g) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce que l'énergie de sortie (alternateur ou batteries) du système éloitronique est utilisée pour l'alimentation d'accessoires tels que clignotants, warning, avertisseur sonore, feux stops etc... 6P) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que le système électronique est réduit au dispositif de charge avec ou sans limiteur de charge et aux batteries. Ce dispositif alimenterait un ou plusieurs accessoires tels que clignotants, warning, feux stops etc...