Brevet FR2654863A1 — publié le 19910524

L'invention concerne un dispositif perfectionné apte à générer et moduler des signaux sensoriels, et notamment sonores. Elle a plus spécifiquement trait à un dispositif du type en question susceptible de pouvoir générer des signaux sonores en fonction des conditions d'utilisation de l'entité dans laquelle est intégré le dispositif en question, et notamment des véhicules miniatures. Par signaux sensoriels", on entend des signaux susceptibles d'être captés par l'être humain, notamment dans le cas d'espèces, des signaux sonores et éventuellement des signaux lumineux. Dans le cadre des véhicules miniatures, le problème se pose déjà depuis longtemps de réaliser des dispositifs aptes à générer des effets sonores et/ou lumineux, variables dans le temps et modulés à partir d'une seule entrée de commande. Actuellement, on cherche à émettre des sons rappelant le fonctionnement du moteur, notamment lors de l'accélération, des changements de vitesses et des décélérations. A ce jour, les différents signaux sonores restitués dans ce type de jouets, s'effectuent par une série d'engrenages, entraînant des cliquets ou autres ressorts. De la sorte, on obtient uniquement une restitution sonore proportionnelle à la vitesse du véhicule, qui s'avère souvent assez éloignée de la réalité. Afin d'améliorer le rendu des différentes situations d'un véhicule, on a proposé d'utiliser l'élasticité d'une lame associée au châssis du véhicule, ladite lame étant destinée à assurer la suspension du véhicule, et étant associée à une lame contact destinée à assurer la ferme ture d'un circuit électronique générant un signal analogique transformé en signal sensoriel. Toutefois, les effets sonores et/ou lumineux obtenus restent de variété réduite et sont en général peu ou pas modulables. 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 en énergie par ladite source électrique, comportant une entrée de commande émettant des impulsions électriques lorsqu'elle est activée ; un oscillateur, destiné à délivrer un signal électrique de fréquence fixe déterminé un ensemble logique de contrôle destiné à in duire une modulation du signal électrique déli vré au niveau de l'organe de restitution senso rielle, en fonction de l'activation de l'entrée de commande. Ce dispositif se caractérise en ce que le circuit électronique comprend en outre - un détecteur de transition de l'état du signal d'entrée, connecté à l'entrée de commande, et générant un signal numérique transmis à l'ensemble logique de contrôle et à l'oscillateur lorsque ladite entrée de commande est activée ; - un organe d'adressage, apte à délivrer des signaux numériques représentatifs d'un ou de facteurs de division à appliquer à la fréquence des signaux numériques émis par l'oscillateur, lesdits signaux numériques étant adressés à un compteur programmable, destiné à émettre des signaux numériques fonction d'une part de ces signaux et des signaux qui lui sont directement adressés par l'oscillateur, et d'autre part d'un séquencement qui lui est enjoint par l'ensemble logique de contrôle. En d'autres termes, la présente invention se caractérise en ce que la modulation des signaux sensoriels émis par le dispositif est induite soit directement par activation d'un détecteur de transition, notamment détecteur de contact, soit selon une séquence bien déterminée préalablement intégrée dans le dispositif. Avantageusement, en pratique - l'organe d'adressage apte à délivrer des signaux numériques représentatifs d'un ou de facteurs de division est constitué d'un compteur-décompteur, les signaux numériques émis par ce dernier étant fonction de la durée d'activation de l'entrée de commande, cette donnée lui étant introduite par l'intermédiaire de l'ensemble logique de contrôle, et induisant une diminution desdits facteurs de division de la fréquence des signaux émis par l'oscillateur en parallèle avec la durée de l'activation de l'entrée de commande, et une augmentation de cesdits facteurs lorsque l'activation a cessé jusqu'à une valeur déterminée, correspondant à un état précis du dispositif perfectionné, lesdites valeurs des facteurs de division étant transmises au compteur programmable ;; - l'augmentation des facteurs de division appliquée aux signaux numériques issus de l'oscillateur, atteint une valeur déterminée préalablement, correspondant à la génération par l'organe de restitution sensorielle associé d'un son correspondant au ralenti d'un véhicule miniature dans lequel est intégré le dispositif ; - l'organe d'adressage apte à délivrer des signaux numériques représentatifs du ou des facteurs de division à appliquer à la fréquence des signaux numériques de l'oscillateur, est constitué par un compteur d'adresses associé à une mémoire morte, ladite mémoire contenant des facteurs de division déterminés et destinés à générer au niveau du compteur programmable, une suite de facteurs de division fonction du séquencement originel de la mémoire morte ;; - le circuit électronique comprend en outre à l'issue de l'oscillateur un pré-diviseur, destiné à diminuer la fréquence fixe des signaux émis par ledit oscillateur, afin de rendre directement utilisables lesdits signaux par les autres éléments du circuit électronique ; - le circuit comprend en outre un étage de sortie apte à transformer les signaux numériques issus du compteur programmable en signaux analogiques utilisables par l'organe de restitution sensorielle ; - l'ensemble logique de contrôle est susceptible d'interrompre la génération des signaux numériques de fréquence fixe de l'oscillateur au bout d'une durée déterminée ; - l'organe de restitution sensorielle est constitué par un haut parleur ou un transducteur piézo-électrique. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est un schéma synoptique simplifié de l'architecture électronique d'une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est également un schéma synoptique simplifié de l'architecture électronique d'une autre forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. La figure 3 est un graphe représentatif de la variation de fréquence en fonction du temps et en fonction des impulsions émises à l'entrée du dispositif conforme à la première forme de réalisation de l'invention. La figure 4 est également un graphe représentant la variation de fréquence en fonction du temps et en fonction des impulsions émises à l'entrée du dispositif conforme à la seconde forme de réalisation de la présente invention. Selon l'invention et comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif comprend fondamentalement un circuit électronique (2) alimenté en énergie électrique au moyen d'une pile (1), notamment d'une pile du type "bouton". Ce circuit électronique (2) comprend tout d'abord un oscillateur (5), destiné à générer des signaux numériques selon une fréquence fixe déterminée. Cet oscillateur est réalisé de manière connue au moyen d'un montage RC monté sur une porte inverseuse. Il va de soi que tout autre circuit connu pourrait aussi bien être utilisé. Cet oscillateur (5) transfère ces signaux numériques à un pré-diviseur (7) destiné à diminuer la fréquence des signaux numériques émis par l'oscillateur (5), selon des rapports préalablement établis, notamment lors de la construction, afin de rendre lesdits signaux directement utilisables par les autres éléments constitutifs du circuit électronique (2). Selon les caractéristiques fondamentales de la présente invention, le circuit électronique (2) comprend un détecteur de transition (4) de l'état du signal d'entrée, notamment un détecteur de déclenchement directement relié à l'entrée de commande (3). Ce détecteur (4) est ainsi destiné à détecter l'ouverture et la fermeture de l'entrée de commande (3). Cette information est transmise respectivement à l'oscillateur (5), pour activer ce dernier lorssque le dispositif général n'est pas encore activé, et à un ensemble logique de commande et/ou de contrôle (6), destiné à gérer l'ensemble du circuit électronique (2). Le détecteur (4) de déclenchement peut être avantageusement constitué d'une balance électronique qui, dans la forme de réalisation et de l'utilisation du dispositif conforme à l'invention, à savoir plus particulièrement adapté pour un véhicule miniature, détecte l'appui sur le véhicule, générant de la sorte l'activation de l'entrée de commande (3), et la cessation d'appui. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit électronique (2) comporte un compteur-décompteur (8). De manière connue, il est constitué d'une pluralité de portes logiques. Le compteur-décompteur (8), est relié respectivement à l'ensemble logique de contrôle (6) et au pré-diviseur (7). Il génère des signaux numériques en direction d'un compteur programmable (9) en fonction des informations issues notamment de l'ensemble logique de contrôle (6). Plus précisément, il délivre des signaux numériques représentatifs d'un ou de facteurs de division à appliquer à la fréquence de signaux numériques issus du pré-diviseur et ce, en fonction de la durée d'activation de l'entrée de commande, cette information lui étant introduite par l'intermédiaire de l'ensemble logique de contrôle (6).De fait, le compteur-décompteur (8) engendre une diminution desdits facteurs de division de la fréquence des signaux émis par l'oscillateur, en parallèle avec la durée d'activation de l'entrée de commande, et, corrélativement, une augmentation de cesdits facteurs dès lors que l'activation a cessé et ce, jusqu'à une valeur déterminée correspondant à un état particulier du dispositif perfectionné. Notamment, dans le cadre de l'intégration d'un tel dispositif au sein d'un véhicule miniature, cette valeur déterminée correspond à la génération par l'organe de restitution sensorielle associé (11) décrit ultérieurement, d'un signal sonore correspondant au ralenti du moteur. La fréquence de variation dans le temps des facteurs de division à appliquer aux signaux numériques émis par le pré-diviseur (7), est déterminée par une fréquence fixée préalablement également par le pré-diviseur (7). Le compteur programmable (9) reçoit du compteurdécompteur (8) une succession de facteurs de division à appliquer à la fréquence des signaux numériques émis par le pré-diviseur (7). Les signaux numériques alors émis par le compteur programmable (9), sont transmis à un étage de sortie (10), constitué dans le cas d'espèces d'un transformateur de signaux numériques en signaux analogiques et d'un amplificateur, destiné à permettre au haut-parleur (11) à restituer sous forme sensorielle et notamment sonore lesdites variations dans le temps des signaux numériques. Il est à noter que le dispositif conforme à l'invention est doté d'une temporisation interne, permettant à l'ensemble logique de contrôle et/ou de commande (6) d'interrompre la génération des signaux numériques par l'oscillateur (5) au bout d'un certain laps de temps, typiquement de l'ordre de dix secondes et ce, afin de préserver la durée des piles. Ainsi, le dispositif conforme à la description précédente, permet-il de générer une variation dans le temps de signaux sensoriels notamment sonores, simulant le fonctionnement d'un véhicule et ce, en fonction de l'appui exercé sur ledit véhicule. Typiquement, la valeur initiale du compteur-décompteur (8) correspond au rapport de division du compteur programmable (9) permettant d'obtenir la fréquence du ralenti. A chaque changement de valeur du compteur-décompteur (8), cette valeur est chargée dans le compteur programmable (9) selon le schéma décrit précédemment. Ainsi, l'augmentation de la fréquence, matérialisant une accélération, correspond à une diminution du facteur de division du compteur programmable (9), c'est-à-dire à un décrément pour le compteurdécompteur.Parallèlement, une diminution de fréquence, pour notamment matérialiser une décélération, se traduit par une augmentation du facteur de division du compteur programmable et donc, un incrément pour le compteur-décompteur. Le relâchement du contact entraîne un changement d'état de l'entrée de commande (3), détecté par le détecteur (4) et entraînant, par l'intermédiaire de l'ensemble logique de contrôle (6), une incrémentation du compteurdécompteur. De la sorte, il y a diminution de la restitution sonore jusqu'au niveau du ralenti, puis au bout d'un temps correspondant à la temporisation, arrêt total de toute émission sonore. On a représenté au sein de la figure 3 une variation en fréquence dans le temps et en fonction des impulsions correspondant à des appuis sur le véhicule. Aucun appui n'ayant été encore réalisé sur le véhicule, lorsque l'on appuie une première fois et que l'on maintient l'appui, il y a démarrage brutal au niveau du ralenti, avec restitution sonore voisine de 15 Hertz, puis augmentation progressive de la fréquence et donc de la restitution senorielle jusqu'à une valeur plafond correspond par exemple à la rotation maximum du moteur. Lorsque l'on procède à un relâchement rapide de l'appui, se matérialisant dans le graphe de la figure 3 en une impulsion courte, il y a alors au niveau de la restitution sensorielle, décélération brutale puis redémarrage de la fréquence de façon plus progressive correspondant et matérialisant un changement de vitesse. Dans le circuit électronique conforme à la forme de réalisation décrite, cette impulsion, détectée par le détecteur départ (4), est transmise à la logique de contrôle (6), induisant au niveau du compteur-décompteur (8) une variation des rapports de division. Lorsque l'appui cesse, la fréquence des signaux sensoriels, en parallèle avec celle des signaux numériques du circuit électronique (2), diminue rapidement jusqu'à la valeur du ralenti, en l'occurrence 15 Hertz, puis chute brutale à zéro au bout de la durée de temporisation interne. Dans une autre forme de réalisation décrite dans la figure 2, le compteur-décompteur (8) est remplacé par un compteur d'adresse (12), destiné à balayer selon une fréquence déterminée par le pré-diviseur (7), la totalité ou une partie des registres d'une mémoire morte de type ROM associée (13). Cette mémoire morte (13) contient des facteurs de division déterminés, destinés à être appliqué à la fréquence des signaux numériques émis par le pré-diviseur (7) et ce, selon un séquencement déterminé préalablement. Le balayage total ou partiel de la mémoire par le compteur d'adresse (12) induit au niveau du compteur programmable (9), directement connecté à la mémoire morte (13), l'application de ladite séquence totale ou partielle des facteurs de division à la fréquence des signaux numériques issus du pré-diviseur (7).Parallèlement à la première forme de réalisation, les signaux émis ensuite par le compteur programmable (9), sont transmis à un organe de transforùation de signaux numériques en signaux analogiques (10), puis à un haut-parleur (11), ou à un transducteur piezo-electrique. De fait, lorsque le détecteur (4) détecte l'activation de l'entrée de commande (3), il induit un balayage des facteurs de division de la mémoire (13) selon une vitesse déterminée par le pré-diviseur (7), ce balayage de la mémoire se traduisant au niveau de la restitution sensorielle par une enveloppe de fréquence déterminée. On a par exemple représenté dans la figure 4 un graphe montrant un séquencement possible de la restitution sensorielle. Dès lors que l'activation, notamment l'appui sur le véhicule miniature est détectée par le détecteur (4), il y a démarrage brutal jusqu'au régime du ralenti, puis augmentation progressive de la fréquence matérialisant une accélération. Cette accélération se poursuit par deux variations brutales successives, matérialisant par exemple les changements de vitesses, notamment dans le cadre d'une boite de vitesse automatique. Dès que la cessation du contact est détectée, la fréquence diminue jusqu'au régime du ralenti, puis stoppe au bout de la durée de temporisation. De fait, au moyen de la deuxième forme de réalisation de l'invention, il est possible de donner à cette représentation toute forme désirée, y compris les plus aléatoires, étant entendu que la forme représentée constitue une variation aussi réaliste que possible dans le temps, matérialisant à l'échelle d'un véhicule miniature, le bruit d'un moteur muni d'une boite de vitesse automatique. I1 ressort de la présente invention de notables avantages que les dispositifs connus à ce jour ne permettaient pas d'obtenir. On peut notamment citer la possibilité d'obtenir un rendu sonore très réaliste matérialisant notamment le démarrage, l'accélération, les change ments de vitesse, tant pour une boite mécanique qu'automatique, les décélérations et ce, dans des conditions de fonctionnement 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 (11); - un circuit électronique (2), alimenté en énergie par la source électrique (1), comportant une entrée de commande (3), émettant des impul sions électriques lorsqu'elle est activée; un oscillateur (5), destiné à délivrer des signaux électriques numériques de fréquence fixe déterminée ;; un ensemble logique de contrôle (6) destiné à induire une modulation du signal électrique délivré au niveau de l'organe de restitution sensorielle (11), en fonction de l'activation de l'entrée de commande (3), caractérisé en ce que le circuit électronique (2) comprend en outre - un détecteur de transition (4) de l'état du signal d'entrée, connecté à l'entrée de commande (3), et générant un signal numérique transmis à l'ensemble logique de contrôle (6) et à l'oscillateur (5) lorsque ladite entrée de commande (3) est activée ;; - un organe d'adressage (8,12,13), apte à délivrer des signaux numériques représentatifs d'un ou de facteurs de division à appliquer à la fréquence des signaux numériques générés par l'oscillateur (5), lesdits signaux numériques étant adressés à un compteur programmable (9), destiné à émettre les signaux numériques fonction d'une part de ces signaux et des signaux qui lui sont directement adressés par l'oscillateur (5), et d'autre part d'un séquencement qui lui est enjoint par l'ensemble logique de contrôle (6). 2/ Dispositif perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'adressage (8) apte à délivrer des signaux numériques représentatifs d'un ou de facteurs de division, est constitué d'un compteur-décompteur (8), les signaux numériques émis par ce dernier étant fonction de la durée d'activation de l'entrée de commande (3), détectée par le détecteur (4) et qui lui est introduite par l'intermédiaire de l'ensemble logique de contrôle (6), et induisant une diminution desdits facteurs de division de la fréquence des signaux émis par l'oscillateur (5) en parallèle avec la durée d'activation de l'entrée de commande (3), et une augmentation de cesdits facteurs dès lors que l'activation a cessé jusqu'à une valeur déterminée, correspondant à un état précis du dispositif perfectionné, lesdites valeurs des facteurs de division étant transmises au compteur programmable (9). 3/ Dispositif perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'adressage apte à délivrer des signaux numériques représentatifs du ou des facteurs de division à appliquer à la fréquence des signaux numériques émis par l'oscillateur (5), est constitué par un compteur d'adresse (12) associé à une mémoire morte (13) contenant des facteurs de division déterminés, et destinés à émettre au niveau du compteur programmable (9) une succession de facteurs de division fonction du séquencement originel de ladite mémoire morte (13). 4/ Dispositif perfectionné selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit électronique (2) comprend en outre à l'issue de l'oscillateur (5) un pré-diviseur (7), destiné à diminuer la fréquence fixe des signaux émis par l'oscillateur, afin de rendre directement utilisables lesdits signaux par les autres éléments du dit circuit (2). 5/ Dispositif perfectionné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit électronique (2) comprend en outre un étage de sortie (10) apte à transformer les signaux numériques issus du compteur (9) en signaux analogiques utilisables par l'organe de restitution sensorielle (11). 6/ Dispositif perfectionné selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 1 'ensemble logique de contrôle (6) est susceptible d'interrompre l'émission des signaux numériques selon une fréquence fixe déterminée de l'oscillateur (5) au bout d'une durée déterminée. 7/ Dispositif perfectionné selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de restitution sensorielle est constitué par un haut-parleur ou un transducteur piézo-electrique.