Brevet FR2654861A1 — publié le 19910524

L'invention concerne un dispositif perfectionné apte à générer et moduler des signaux sensoriels. Elle a plus particulièrement trait à un dispositif susceptible de pouvoir moduler des signaux sonores en fonction des conditions d'utilisation de l'entité dans laquelle le dispositif est susceptible d'être intégré, et notamment des véhicules miniatures. Par "signaux sensoriels ", on entend des signaux susceptibles d'être captés par l'être humain, et notamment dans le cas d'espèce, par des signaux sonores comme déjà dit et des signaux lumineux. Dans le cadre de tels dispositifs, il se pose depuis longtemps le problème de pouvoir générer des effets sonores ou des signaux lumineux, variables dans le temps et modulés à partir dune seule entrée de commande. Par exemple, dans le cadre des véhicules miniatures, on cherche souvent à émettre des sons rappelant le fonctionnement du moteur, notamment lors de l'accélération, du freinage voire des changements de vitesses. Actuellement, les différents signaux sonores restitués dans ce type de jouets, s'effectuent par une série d'engrenages, entrant nant des cliquets ou autres ressorts. De sorte, le son obtenu est simplement proportionnel à la vitesse imprimée au véhicule et de plus, il n'est souvent pas réaliste. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. Elle propose un dispositif perfectionné pour générer et moduler des signaux sensoriels, comprenant : - une source d'alimentation électrique ; - au moins un organe de restitution sensorielle - un circuit électronique alimenté par ladite source électrique, comportant une entrée de commande émettant des impulsions électriques en fonction de son activation ; un oscillateur, destiné à délivrer des signaux électriques de fréquence fixe déterminée ;; un ensemble logique de contrôle, associé à un diviseur de fréquence destiné à modifier la fréquence du signal électrique générée par l'oscillateur, en fonction des informations reçues de l'ensemble logique de contrôle, les signaux émis par le diviseur de fréquence étant transféré audit organe de restitution sensorielle. Le dispositif se caractérise - en ce qu'il comprend en outre un compteur des impulsions émises par l'entrée de commande, connecté d'une part à l'oscillateur et d'autre part à une pluralité de comparateurs, destinés à comparer le nombre d'impulsions comptées pendant un intervalle de temps donné, à une valeur fixée préalablement pour chacun des comparateurs, la sortie de chacun de cesdits comparateurs étant connectée à l'ensemble logique de contrôle ; - et en ce que l'entrée de commande est directement connectée au diviseur de fréquence afin de générer en sortie de ce dernier un signal proportionnel au nombre d'impulsions émises par l'entrée de commande pendant une durée déterminée. En d'autres termes, la présente invention se caractérise en ce que l'on munit le circuit électronique associé à un dispositif apte à générer des signaux sus ceptibles d'être transformés en signaux sensoriels, d'un compteur des impulsions émises par une entrée de commande et d'un ensemble de comparateurs, destinés à reconnaître une plage ou intervalle du nombre d'impulsions émises pendant une durée déterminée, afin d'imprimer à un diviseur de fréquence, au moyen d'une logique de con trôle, un rapport pour moduler la fréquence des signaux électriques émis par un oscillateur dans le but d'obtenir une modulation des signaux sensoriels émis par le dispositif. Avantageusement en pratique - le nombre de comparateurs est égal à 4 ; - chaque comparateur est susceptible de comparer un nombre d'impulsions par rapport à une valeur prédéterminée différente et croissante, d'un comparateur au suivant, les intervalles consécutifs ainsi définis assurant une continuité, permettant de comparer le nombre d'impulsions déterminé par le compteur par rapport à la borne supérieure de l'un desdits comparateurs, ce dernier émettant alors un signal numérique vers l'ensem- ble logique de contrôle ; - l'organe de restitution sensorielle est constitué par un transducteur piezo-électrique acoustique et éventuellement de diodes électro-luminescentes (DEL). L'invention concerne également les véhicules miniatures, du type comprenant un châssis dont la suspension est assurée au moyen d'une lame ressort et un train de roues avant et arrière, équipé d'un dispositif conforme à la description précédente. Ces véhicules se caractérisent en ce que l'entrée de commande est constituée par un interrupteur, dont la fermeture est assurée par la pression d'une lame-contact, conductrice de l'électricité, et solidaire de l'une des bornes dudit interrupteur, et présentant un ergot faisant partie intégrante de ladite lame, par un organe de pression solidaire de l'axe de l'un des trains de roue dudit véhicule, ledit organe entrant en rotation simultanément avec le train de roue considéré, et ledit organe présentant une circonférence non circulaire, la fermeture effective dudit interrupteur intervenant lorsque la lame-contact, maintenue en permanence contre la circonférence dudit organe, tangente les points les plus éloignés de ladite circonférence du centre de l'axe de rotation dudit organe, impliquant la mise en contact de l'ergot avec la deuxième borne de l'interrupteur. Elle concerne également un véhicule miniature du type décrit précédemment, caractérisé en ce que ledit organe de pression est constitué par une came à section transversale carrée, dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe du train de roue auquel il est solidaire les impulsions étant générées lorsque la lame-contact est soulevée par chacune de ses arêtes. Elle concerne également un véhicule miniature du type décrit précédemment, caractérisé en ce que ledit organe de pression est constitué par une came excentrique transversale, dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe du train de roue. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue en coupe d'un véhicule miniature équipé du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est un schéma synoptique simplifié de l'architecture électronique du dispositif conforme à l'invention. La figure 3 est un graphe représentant la variation de fréquence en fonction du temps et en fonction des impulsions émises à l'entrée du dispositif conforme à l'invention. Selon l'invention, et comme on peut le voir sur la figure 2, le dispositif comprend fondamentalement un circuit électronique (2) alimenté en énergie électrique au moyen d'une pile (1). De manière classique ces piles sont des piles plates du type bouton. Le circuit (2) comprend principalement un oscillateur (5), destiné à émettre des signaux électriques de fréquence fixe prédéterminée. Ce circuit est réalisé par exemple et de manière connue par un montage RC monté sur une porte inverseuse. Tout autre circuit connu pourrait tout aussi bien être utilisé. Cet oscillateur (5) transfère ces signaux électriques d'une part à un diviseur de fréquence (12), dont le rôle sera décrit plus en détail ultérieurement, et d'autre part à un compteur (6), directement connecté à l'entrée de commande (3). Conformément à l'invention, ce compteur (6) est apte à compter pendant une durée déterminée, définie par l'oscillateur (5) le nombre d'impulsions générées par l'entrée de commande (3). Plus exactement, le compteur (6) compte les impulsions électriques émises par l'oscillateur selon la fréquence fixe, lorsque l'entrée de commande (3) est activée. Connaissant cette fréquence, il est alors simple de remonter à la durée d'activation de l'entrée de commande et donc au nombre d'activation de l'entrée de commande par unité de temps, appelées dans la suite de la description pour plus de simplicité "impulsions". Ce nombre d'impulsions comptées, est transmissible simultanément à quatre comparateurs (7,8,9,10) montés en parallèle, destinés à comparer le nombre d'impulsions comptées pendant un temps déterminé, avec une valeur seuil inférieure et supérieure différente pour chacun des différents comparateurs. Le comparateur, pour lequel le nombre d'impulsions comptées préalablement par le compteur (6), entre dans la plage définie par la borne inférieure et supérieure, active un ensemble logique de contrôle (11), destiné à émettre un signal au diviseur de fréquence (12), signal correspondant à un rapport de division que doit appliquer le diviseur (12) à la fréquence des signaux électriques générés par l'oscillateur (5). De la sorte, les signaux émis par le diviseur de fréquence (12) sont alors ensuite amplifiés au moyen d'un amplificateur (13) puis transférés à un transducteur piezo-électrique (14) afin d'obtenir une restitution sonore. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, l'entrée de commande (3) est directement reliée au diviseur de fréquence (12), de telle sorte que ce dernier émet un signal électrique de fréquence proportionnelle au nombre d'impulsions émises par ladite entrée de commande (3). I1 est à noter qu'un des comparateurs (7,8,9,10) provoque au niveau de la logique de contrôle (11) l'injonction au niveau du diviseur (12) d'un rapport de division différent, décroissant du comparateur (7) au comparateur (10). Ces comparateurs sont réalisés de manière connue au moyen de portes logiques. Ce dispositif perfectionné est destiné à être intégré dans un véhicule miniature, notamment un jouet (20), décrite plus en détail au sein de la figure 1. Cette voiture (20) comporte une caisse (21) et un châssis (22) éventuellement suspendus au moyen d'une lame-ressort élastique non représentée, et comportant un train de roues avant (26) et arrière (27). Le circuit électronique (2) est porté par un circuit imprimé (29) comportant les différentes connexions, les piles (1) et les connexions électriques (28) avec le transducteur piezo-électrique (14). Selon une caractéristique importante de l'invention, une lame-contact métallique, donc conductrice de l'électricité est solidarisée sur la paroi inférieure du circuit imprimé (29). Elle est solidaire de l'une des bornes de l'interrupteur (4) de l'entrée de commande (3) du circuit (2). Elle comporte un ergot (25) faisant partie intégrante de ladite lame, destiné, lorsque la lame-contact (23) est soulevée, à entrer en contact avec la seconde borne de l'interrupteur (4), afin de fermer le circuit électronique (2). Selon une caractéristique importante de l'invention, cette lame-contact (23) est soulevée au moyen d'une came (24) de section transversale de forme carrée, dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe du train avant (26). De la sorte, lorsque les roues effectuent un tour, la lame-contact (23) est soulevée quatre fois jusqu'à une valeur maximum, provoquant le contact de l'ergot (25) avec la seconde borne de l'interrupteur (4). De la sorte, pour chaque tour de roue, quatre impulsions électriques sont générées à l'entrée de commande (3) du circuit électronique (2). I1 va de soi que cet organe (24) pourrait être remplacé par tout autre organe, tel qu'une came à excentrique, dont l'axe de rotation correspondrait à l'axe du train avant (26) ; dans ce cas, la lame contact (23) ne serait portée à sa valeur supérieure qu'une fois par tour, le choix de l'organe étant laissé à l'appréciation de l'utilisateur ou du constructeur. De même, la came peut ne pas être directement solidaire du train de roues, mais en liaison avec la rotation de ce dernier par l'intermédiaire d'engrenage réduisant ou augmentant le nombre de tours de came par tour de roue. I1 va être décrit plus en détail le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention en référence à la figure 3. Lorsque l'on fait rouler progressivement la voiture (20), il y a donc mise en rotation du train avant (26) donc de la came (24) et de fait génération d'impulsions. Le nombre d'impulsions augmente si la vitesse de la voiture augmente. De la sorte, si la voiture part de l'arrêt, les premières impulsions se situent dans une première plage correspondant à la plage du comparateur (7). Arrivé à un certain seuil, le nombre d'impulsions détectées va en augmentant, provoquant un basculement de l'activation de logique de contrôle du comparateur (7) au comparateur (8) et ainsi de suite. Ces différents basculements se matérialisent au niveau de la logique de contrôle (8) par le changement de rapport de division imprimé au diviseur de fréquence (12).Ce changement se caractérise à la figure 3, par un brutal changement de régime, c'est-à-dire une brutale variation de fréquence, matérialisant sensoriellement de la sorte les changements de vitesse au niveau du transducteur (14). En revanche, au sein d'une même plage, lorsque la voiture accélère, le nombre d'impulsions augmente proportionnellement, provoquant une augmentation proportionnelle de la fréquence, représentative de la montée du régime du moteur sur un même rapport de vitesse. De même, le schéma inverse fonctionne également. Lorsqu'à partir d'une vitesse relativement élevée, la voiture ralentie, il y a passage du nombre d'impulsions d'une plage correspondant à un comparateur, par exemple (10), à la plage inférieure correspondant au comparateur (9). Cela provoque au niveau de la logique de contrôle (11), le changement de rapport de division, imprimé au diviseur de fréquence (12), provoquant une brutale augmentation de la fréquence, matérialisant de façon réaliste le changement d'un rapport au rapport inférieur. De manière connue, le dispositif comporte également un organe de temporisation, afin d'annuler le ralenti au bout d'une certaine durée, notamment trente (30) secondes. I1 ressort de la présente invention, de notables avantages que les dispositifs connus à ce jour ne permettaient pas d'obtenir. On peut citer notamment la possibilité d'obtenir un rendu sonore très réaliste, matérialisant notamment le démarrage, accélération, changement de vitesses, déccélération avec également changement de vitesses, dans des conditions de fonctionnement en tout point conforme avec un véhicule standard. Cette possibilité augmente l'attrait ludique de telles réalisations et trouve notamment son application dans les véhicules miniatures tels que notamment voitures, motos et camions. REVENDICATIONS 1/ Dispositif perfectionné pour générer et moduler des signaux sensoriels, comprenant : - une source d'alimentation électrique (1) ; - au moins un organe de restitution sensorielle (14); - un circuit électronique (2) alimenté par ladite source électrique (1), comprenant une entrée de commande (3) émettant des impulsions électriques en fonction de son ac tivation ; un oscillateur (5) destiné à délivrer des signaux électriques de fréquence fixe et déterminée ; un ensemble logique de contrôle (11), associé à un diviseur de fréquence (12) destiné à modifier la fréquence du signal électrique générée par l'oscillateur (5), en fonction des informations reçues de l'ensemble logique de contrôle (11), les signaux émis par le diviseur de fréquence étant transférés audit organe de restitution sensorielle (14) ; caractérisé : - en ce qu'il comprend en outre un compteur des impulsions (6) émises par l'entrée de commande, connecté d'une part à l'oscillateur (5) et d'autre part à une pluralité de comparateurs (7) à (10), destinés à comparer le nombre d'impulsions comptées pendant un intervalle de temps donné à une valeur fixée préalablement pour chacun des comparateurs, la sortie de chacun de cesdits comparateurs étant connectée à l'ensemble logique de contrôle (11) ; - et en ce que l'entrée de commande (3) est directement connectée au diviseur de fréquence (12) afin de générer en sortie de ce dernier un signal proportionnel au nombre d'impulsions émises par l'entrée de commande (3) pendant une durée déterminée. 2/ Dispositif perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de comparateurs (7) à (10) est égal à 4. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque comparateur (7-10) est susceptible de comparer un nombre d'impulsions par rapport à une valeur prédéterminée différente et croissante d'un comparateur au suivant, les intervalles consécutifs ainsi définis, assurant une continuité permettant de comparer le nombre d'impulsions déterminé par le compteur (6), par rapport à la borne supérieure de l'un desdits comparateurs (7) à (10), ce dernier émettant alors un signal numérique vers l'ensemble logique de controle (11), apte à gérer ces signaux et émettre en fonction de ceux-ci et de données de base préalablement intégrées dans ledit ensemble, des signaux analogiques en direction du diviseur de fréquence (12), en vue de diviser la fréquence fixe prédéterminée des signaux électriques générés par l'oscillateur (5) selon un facteur représentatif du nombre d'impulsions générées par l'entrée de commande (3) et des données de base de l'ensemble logique (11). 4/ Dispositif perfectionné selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de restitution sensorielle est constitué par un transducteur piezo-électrique (14) et éventuellement des diodes électro-luminescentes. 5/ Véhicule miniature du type comprenant un châssis (22) et un train de roue avant (26) et arrière (27), équipé du dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'entrée de commande (3) est constituée par un interrupteur (4), dont la fermeture est assurée par pression d'une lame-contact (23) conductrice de l'électricité et solidaire de lune des bornes dudit interrupteur (4), et présentant un ergot (25) faisant partie intégrante de ladite lame, par un organe de pression (24) solidaire de l'axe de l'un des trains de roue (26, 27) dudit véhicule (20), ledit organe entrant en rotation simultanément avec le train de roue considéré et présentant une circonférence non circulaire, la fermeture effective dudit interrupteur (4) intervenant lorsque la lame-contact (23) maintenue en permanence en appui contre la circonférence dudit organe de pression (24) tangente les points les plus éloignés de ladite circonférence du centre de l'axe de rotation dudit organe, impliquant la mise en contact de l'ergot (25) avec la deuxième borne de l'interrupteur (4). 6/ Véhicule miniature (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit organe de pression (24) est constitué par une came à section transversale carrée, dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe du train de roue (26, 27) auquel il est solidaire, les impulsions étant générées lorsque la lame-contact (23) est soulevée par chacune de ces arêtes. 7/ Véhicule miniature (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit organe de pression (24) est constitué par une came à excentrique dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe du train de roue (26, 27) auquel il est solidaire.