Brevet FR2679680A1 — publié le 19930129

DISTRIBUTEUR D'OBJETS EN LOCATION A COMPTEUR DE TAXES ELECTRONIGUE La présente invention concerne un dispositif réceptacle d'objets divers, notamment de billes de blllard (1), destine a la location S Ce dispositif affiche le tarif en vigueur et le coût de la. location La gestion des informations électriques et les calculs des paramètres tarifaires sont réalisés par une carte électronique (28j a base de microcontrôleur (ii) et de composants periphériques associés. Le programme qui pilote ce dispositif est enregistré dans une mémoire morte (eprom) ineffaçable (13) Les dispositifs analogues dans le domaine du jeu de billard français, de conception entièrement mécanique présentent les problèmes techniques suivants - la source d'énergie étant un ressort; il est indispensable de retendre ce ressort avec une clé- remontoire pour en assurer le fonctionnement - un compteur mécanique affiche le coût de la location. - le paramétrage du tarif horaire nécessite une modification du système mécanique, donc l'intervention d'un technicien sur le site d'eploitation ou l'expédition du matériel dans les ateliers du fabricant - la taxation s'arrête a la fermeture de la porte, sans vérification de la présence de TOUTES les billes - les mouvements mécaniques engendrent un cliquetis audible. Ces problèmes peuvent être résolus en ce que 1' invention est caractérisée par un moyen (A) pour gérer et traiter des informations 5 électriques par une unité programmable alimentée en énergie par le secteur ou par un jeu de piles Ou d'accumulateurs. - un moyen {B) pour modififer les paramètres tarifaires; horodatés et système à partir d'un dispositif extérieur au distributeur. - un moyen (C) pour consulter les paramètres tarifaires; horodatés et système a partir d'un dispositif 15 extérieur - un moyen pour (D) connecter et établir une communication sur un réseau informatique un moyen (E) pour détecter la présence de tous les objets dans le réceptacle a la fin de la location; une fois la porte fermée, et arrêter la taxation. - un moyen (F) pour sauvegarder des paramètres en cas de disparition de l'énergie Ce dispositif est composé de - un boîtier mécanique (1,4,30,39,42) réalisant les fonctions principales de réceptacle des objets é louer et de support des cartes électroniques imprimées. - une carte imprimée (28) équipée pour l'unité de traitement programmable. - une carte imprimée (38) équipée pour la détection de la fermeture de la porte (4) et la détection de présence des objets é louer - un boîtier de commande externe (6) pour modifier les paramètres du dispositif une carte imprimée (29) équipée pour l'affichage (2,3) des paramètres @ DESCRIPTIF TECHNIQUE DE L'INVENTION : Boîtier mécanique : Un bâti principal (1) sur lequel sont fixés : * un coffret réceptacle (30) des objets a louer (31). notamment pour : - billard français : billes de diamètre 61 millimètres - billard américain 16 billes de diamètre 57 millimètres. - snocker américain 21 billes de diamètre 54 millimètres. - snooker anglais 21 billes de diamètre millimètres. - applications locatives diverses La planche N 3/3 présente l'exemple d'un coffret destiné a la distribution et location de s billes de 61 millimhtres. Dans le cadre d'une autre application; dimensions et forme du coffret et du bSti sont variables en fonction du nombre et des dimensions des objets a louer; créant ainsi des variantes de ce dispositif. 8 Une porte transparente (4) , qui supporte la serrure (5) et condamne ainsi l'accès aux objets en mode de non utilisation. Cette serrure (5) conjointement au coffret réceptacle (30) a la particularité de ne nécessiter d'une cié qu'à l l'ouverture de la porte . La fermeture de la porte s'obtient en appuyant celle-ci contre le coffret; le pen de la serrure étant conçu avec une Fente Une variante du mode d'ouverture/fermeture consiste en l'utilisation d'une serrure nécessitant une clé pour l'ouverture et la fermeture de la porte (pen vertical plat). L'usinage du coffret réceptacle (30) prévoit l'implantation des deux types de serrures précédemment décrites. La porte (4) est montée sur une charnière (7-ff.'.) elle-mé-me fiée au coffret réceptacle (30) par 2 vis (34,35). La vis (35) fdsupporte un levier (32) qui actionne un micro-contact (36) soudé sur la carte imprimée (38) de détection de présence des objets. Ce micro-contact indique la position de la porte (contact ouvert = porte ouverte). Il est ,de plus; innaccessible de l'extérieur par l'utilisateur. g un fond de bottier (39). 2 trous de fixation (40) permettent l'accrochage/décrochage rapide de l'appareil sur une paroi verticale. En complément; 1 trou central (41) assure une fixation définitive. 8 un couvercle (42) équipé de 2 vis quart-de-tour (42') permet un accès rapide pour une intervention dans le boîtier (changement de piles ou raccordement du cordon d'énergie secteur; remplacement de la mémoire morte pour intégrer une nouvelle version d'exploitation; raccordement filaire du réseau informatique). Carte d'unité de traitement programmable La carte imprimée (28) est équipée d'un microcontroleur de technologie CMOS, comportant plusieurs entrées / sorties, qui gère toutes les informations électriques qui lui sont associées a partir d'un logiciel spécifique à l'application; mémorisé dans une mémoire ineffaçable EPROM e Le microcontrôleur (li) est cadencé par une horloge stablilisée en fréquence par un quartz (25). Une variante consiste a utiliser un résonnateur céramique dont la stabilité est moindre; mais suffisante; et dont le coôt est aussi moindre. Un double décodeur binaire d'adresses t parmi 4 (12) lié au microcontroleur (11) active les mémoires (13,14) ainsi qu'une interface d'affichage (17). ne extension de ce dispositif consiste a remplacer le microcontrôleur (11) par un microprocesseur et les périphériques aux fonctions équivalentes. Une combinaison de circuits logiques astable et monostable réalisent un fonction de "chien de garde" matérielle (19). C'est å dire que si pour une raison quelconque le microcontrôleur ne respecte plus le cycle d'instructions prévues dans la mémoire (13) en l'occurence l'inhibition cyclique du chien de garde; ce procédé réinitialise le dispositif en forçant une remise a zéro du microcontraleur (11). Il assure ainsi un redémarrage correct du dispositif. Toutes les données de taxation; ainsi que celles utiles a l'initialisation du dispositif a la mise sous tension sont sauvegardées dans une mémoire électriquement inscriptible et effaçable EEPROM (14). Une variante de ce dispositif de sauvegarde consiste a remplacer la mémoire EEPROM (14) par une mémoire dynamique alimentée par pile. Ces données sont sauvegardées des que la tension d'alimentation commune a tous les composants descend en dessous d'un valeur critique La détection de cette valeur critique est réalisée par un composant spécifique paramétrable (18) relié à un port d'interruption matérielle du microcontrôleur (11) qui provoquer une interruption logicielle dont la routine de traitement consiste a écrire les données a sauvegarder dans la mémoire électriquement inscriptible et effaçable (14) adressée par le décodeur(12), pendant que la capacité (Cl) assure le relais de la source d'énergie. La communication sur réseau informatique s'effectue à travers un port du microcontrôleur prévu cet effet et une interface de liaison série du type RS422; RS485 (16). Cette liaison s'établit dans un mode électrique différentiel et permet ainsi une architecture multipoints a partir d'une liaison bifilaire. Le raccordement sur le réseau informatique est réalisé par le connecteudr (21), inaccessible à l'utilisateur courant, directement relié à l'interface (16). Un système ' informatique raccordé sur ce réseau peut ainsi collecter ou modifier des données tarifaires; horodatées et système des distributeurs raccordés. Un transistor NPN å collecteur ouvert (15) est activé par le microcontrôleur pendant la durée de la location .Cette information, disponible sur le connecteur de communication informatique (21) peut entre exploitée par un dispositif externe. Une combinaison de portes logiques du type NOR; avec les sorties du décodeur (12) et des ports du microcontrôleur configurés en sorties constituent l'interface (17) nécessaire a la carte d'affichage des données tarifaires; horodatées ou système. Les signaux électriques de ces composants sont acheminés sur un connecteur unique (22) pour l'exploitation de deux afficheurs (2;7). L'alimentation en énergie de tous les composants est prévue sous 2 modes : * à partir du secteur, après redressement, filtrage, régulation et stabilisation (20) .Le secteur est isolé galvaniquement par un transformateur. Le raccordement secteur est réalisé par un connecteur (23) innaccessible a l'utilisateur courant. g a partir d'un jeu de piles ou d'accumulateurs mis en série et/ou mis en parallèle dans un bottier (45) raccordé directement sur la carte (28) par un paire de fils électriques Boîtier de commande externe (6) : Le moyen pour modifier les parametres est constitué d'un boîtier de commande (6) externe au distributeur; relié au microcontrôleur (11) par un support de transmission (X) au moyen d'une interface (Y) adaptée au mode de transmission des informations électriques, ledit boîtier de commande comportant plusieurs boutons poussoirs (8,9,10) dont les actionnements sont traités par le logiciel de la mémoire (13). Une solution décrite ci-après, notamment pour distributeur de billes de billard, consiste à utiliser un support de transmission (X) filaire. Des variantes du support de transmission (X) et de l'interface adaptée (Y) existe sous d'autres formes telles que l'utilisation d'émetteurs dans le boîtier de commande (6) associés aux boutons de commandes (8,9,10) et de récepteurs (Y) du type infrarouges 5 hertziens; magnétiques ou capacitifs Les boutons poussoirs (8,9,10) sont câblés sur un cicuit imprimé sur lequel est aussi raccordé une extrémité d'un cordon multibrins (X) muni à l'autre extrémité d'un connecteur multibroches (7-1), Les boutons poussoirs et le cicuit imprimé associé (46) sont intégrés dans un boîtier mécanique (6) usiné pour accéder directement au boutons poussoirs Une fois le cordon raccordé sur l'embase (7-2) de la carte unité de traitement programmable (28) , les boutons poussoirs (8,9,10) du boîtier de commande (6) sont directement connectés à un port d'entrée du microcontr6leur L'interface d'adaptation (Y) est alors constituée de composantes passifs pour assurer une polarisation électrique Ces boutons permettent la modification des paramètres tarifaires visualisés sur la carte d'affichage g l'incrémentatation (9) ou la décrémentation (8) des tarifs horaires ou de la prise en charge. g la sélection ou la consultation (10) d'un tarif 1 parmi 4 g la remise a zéro (8+9 en mme temps) du totalisateur des recettes. Carte d'affichage (29) : Selon l'invention cette carte impprimée comporte deux affifcheurs (2,3), notamment à cristaux liquides. Une variante consiste à équiper cette carte d'afficheurs à segments de diodes électroluminescentes. Un compteur johnson (26) combiné à 8 décodeudrs BCD/sept segments (27) constituent un système d'affichage multiplexé original a partir d'un bus électrique, issu de l'interface (17), dé fini Far les signaux suivants * les données à afficher sont codées sur 4 bit et présentes en permanence sur les entrées des décodeurs (27). * un signal rectangulaire d'horloge est indispensable pour les afficheurs à cristaux liquides. * la prèsence d'un signal logique à front montant pendant la présence à l'état bas d'un sifgnal d'inhibition provoque un décalage sur les sorties du compteur johnson (26). La succession de commandes identiques à celle-çi valide ainsi les données à afficher sur chaque décodeur, donc sur chaque digit des afficheurs (2,3). Ce bus est une combinaison d'un port de donnée du microcontrôleur (11) et du décodeur d'adresses (12). Carte de détection (38) de fermeture de porte et de détection de présence des objets loués Le moyen pour détecter cette présence consiste à utiliser des capteurs adaptés aux caractéristiques physiques des objets a louer. notamment pour des billes de billard; une solution consiste à équiper la carte (38) de micro-contacts a levier (37) (1 par bille). Le poids de la bille suffit à actionner le levier du micro-contact associé. La détection de la fermeture de la porte est réalisée aussi par un micro-contact à levier (36) actionné par un levier (32) solidaire de la charnière (33) de la porte (4) par l'intermédiaire de la vis (75). Tous les micro-contacts sont montés en parallèle. L'état des microcontacts (36,37), restitué à travers le connecteur (44); est analysé par un port d'entrée du microcontrôleur (11). ne variante de solution pour détecter la présence des objets consiste a utiliser des capteurs tels que des jauges de contraintes, des capteurs optiques; capacitifs ou magnétiques. ta présente invention peut être réalisée par un homme de métier qi l'adaptera a une application spécifique répondant aux critères d'exploitation et techniques enseignés dans la présente description. MODES D'EXPLOITATION DU DISPOSITIF DE LA PRESSENTE INVENTION; NOTAMMENT POUR BILLES DE BILLARD Ces modes d'exploitation définissent clairement l'analyse fonctionnelle du logiciel intégré dans la MéMOIRE (13) Mode d'exploitation client Initialement le tarif horaire en vigueur est affiché sur l'afficheur (3), le coût de la dernière utilisation sur sur l'afficheur (2); la porte (4) est fermée et les billes sont à leurs places respectives; le boîtier de de commande (6) déconnecté A l'ouverture de la porte le montant de la prise en charge (forfait tarifaire à chaque location) s'affiche sur l'afficheur (2), un chronomètre logiciel est mis en service, le coLit est affiché sur l'afficheur (2) et calculé en fonction du temps réel d'utilisation et du montant de la prise en charge A la fermeture de la porte (4); à condition que toutes les billes soient présentes, la taxation s'arrête, un totalisateur logiciel, dont le montant est non visible par le client est augmenté de la taxe affichée sur (2). Le boîtier de commande (6) est innopérant pendant la location; même s'il est connecté. Mode opérateur responsable Le responsable du dispositif est seul autorisé à modifier les paramètres tarifaires.Pour cela il connecte un boîtier de commande dit de "responsable" (6) équipé de trois boutons poussoirs (8,9,10) sur l'embase (7-2) du dispositif. La présence de l'opérateur responsable est détectée par une polarité appliquée sur une borne de l'embase (7-2) des l'introduction du connecteur (7-1) du boitier de commande.Aussitôt, le montant du totalisateur des recettes depuis la dernière remise à zéro s'affiche sur l'afficheur (2), et sur l'afficheur (3) le tarif horaire en vigueur précédé de son numéro d'ordre. En appuyant sur le bouton (14) l'opérateur fait défiler les 4 tarifs horaires précédés de leur numsiro d'ordre.Le cinquième tarif correspond au montant de la prise en charge mais n'est pas précédé de numéro d'ordre afin de le distinguer des tarifs horaires.Une variante consiste à préenregistrer plus ou moins de 4 tarifs;cela est réalisable par la modification d'un paramètre logiciel. En appuyant sur le bouton (8) le tarif affiché est décrémenté par pas de 1 unité (en France I unité = t franc En appuyant sur le bouton (9) le tarif affiché est incrémenté par pas de t unité (en France L unité = .t francs. En appuyant simultannément sur les boutons (8) et (9) pendant un durée supérieure a 2 secondes le totalisateur est remis à zéro.La conjonction des 2 boutons pendant une durée déterminée évite une fausse manoeuvre, la remise à zéro devant être une opération délibérée. La déconnection du boîtier de commande provoque la mémorisation des nouvel les valeurs tarifaires.Le nouveau tarif horaire en vigueur sera celui qui était affiché avant la déconnection d boitier de commanderai c'était la prise en charge qui était affichée avant la déconnection du boîtier, le nouveau tarif en vigueur sera celui portant le même numéro d'ordre que celui qui précédait la connection du boîtier de commande. Mode opérateur exploitant : Dans ce mode l'opérateur utilise un boîtier de commande "exploitant" identique à celui de "responsable" (6) mais n'équipé que du seul bouton poussoir (10) En appuyant sur ce bouton 1 'opérateur peut faire défiler sur l'afficheur (3) les tarifs horaires enregistrés et en choisir un parmi ceux-là. C'est la seule opération possible avec ce type de bo-tier. L'afficheur (2) ne sera pas affecté pendant cette opération et affichera donc le cot de la dernière location Le nouveau tarif en vigueur sera celui qi était affiché avant la déconnection du bottier de commande. REVENDICATIONS li Dispositif distributeur d'objets en location compteur de taxes électronique du type comportant un réceptacle d'objets à louer (30), notamment de billes de billard; accessibles par une porte verrouillable (4), un affichage des éléments tarifaifres (2,3) (tarif horaire; coût de la location; montant du forfait de prise en charger totalisateur des recettes); caractérisé en ce qu'il comporte - un moyen pour gérer et traiter des informations électriques par une unité programmable. - un moyen pour modifier les paramètres tarifaires; horodatés et système à partir d'un dispositif extérieur au distributeur. un un moyen pour consulter les paramètres tarifaires; horodatés et système un moyen pour connecter et établir une communication sur un réseau informatique. - un moyen pour détecter la présence de tous les objets dans le réceptacle à la fin de la location; une fois la porte fermée; et arrêter la taxation. - un moyen pour sauvegarder des paramètres en cas de disparition de l'énergie. 2) ) Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le moyen pour gérer et traiter des informations électriques par une unité programmable est constitué d'un microcontrôleur ç X comportant plusieurs entrées/sorties, cadencé par un quartz (25) et un logiciel implanté dans une mémoire morte (13) pour gérer tous ses accès; d'un décodeur d'adresses (12) liant le microcontrôleur aux mémoires (13,14) et à une interface d'affichage (17), d'un dispositif "chien de garde" (19) assurant une bonne initialisation du microcontrôleur, d'une alimentation stabilisée (2C)) si l'énergie utilisée est le secteur, à défaut d'un jeu de piles ou d'accumulateurs (45). 3) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le moyen pour modifier les paramètres est constitué d'un boîtier de commande (6) externe au distributeur; relié au microcontrôleur (11) par un support de transmission CX) au moyen d'une interface (Y) adaptée au mode de transmission des informations électriques; ledit boîtier de commande comportant plusieurs boutons poussoir (8,9,10) dont les actionnements sont traités par le logiciel de la mémoire (13) 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen pour consulter les paramètres; constitué d'une carte d'affichage (29)f comportant de afficheurs (2,3), , un compteur Johnson (26) combiné à 8 décodeurs BCD/sept segments (27 indicés de 9 à 8); représente un système d'affichage multiplexé original à partir d'un bus ; électrique issus de l'interface (17) connecté au microcontrôleur (11) et défini par les signaux suivants : les données à afficher sont codées sur quatre bits et présentes en permanence sur les entrée des décodeurs (27). g un signal rectangulaire d'horloge est indispensable pour les afficheurs; notamment à cristaux liquides. g la présence d'un signal logique à front montant pendant la présence à l'état bas d'un signal d'inhibition provoque un décalage sur les sorties du compteur Johnson (26).La succession de commandes identiques a celle-çi valide ainsi les données à afficher sur chaque décodeur; donc sur chaque digit des afficheurs (2,3). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen pour connecter et établir une communication sur un réseau informatique est constitué d'un connecteur (21) pour le raccordement externes d'un composant spécifique au mode de transmission série (16) relié au port de communication intégré dans le microcontrôleur (11). 67 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen por détecter la présence de tous les objets dans le réceptacle à la fin de la location est constitué d'une carte (38) équipée de plusieurs capteurs adaptés au caractéristiques physiques des dits objets; notamment des micro-contacts à levier (1 contact sous chaque objet loué et un contact actionné par un levier (32) pour la porte (4)) montés en parallèle, reliés à un port d'entrée du microcontrôleur (11) à travers un connecteur (44). 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen pour sauvegarder des paramètres en cas de disparition de l'énergie est constitué d'un détecteur de seuil de tension critique (18) relié à un port d'interruption matérielle du microcontrôleur (il) qui provoquera une interruption logicielle dont la routine de traitement consiste à écrire les données sauvegarder dans la mémoire électriquement inscriptible et effaçable (14) adressée par le décodeur(12), pendant que la capacité réservoir fCt) assure le relais de la source d'énergie disparue.