Brevet FR2805610A1 — publié le 20010831

La présente invention concerne un détecteur pour contrôle de rotation comprenant des fonctions d'apprentissage de la fréquence de passage à contrôler, de sélection d'une marge de fonctionnement et de calcul d'une fréquence de déclenchement, ce type de détecteur étant susceptible d'être utilisé pour la surveillance de sous-vitesse ou de survitesse d'un mouvement de rotation, par exemple. Les détecteurs à contrôle de rotation sont fréquemment utilisés dans de nombreuses industries pour faire du contrôle de mouvement, de glissement, de rupture de bande transporteuse, etc.... Ils ont la particularité de réunir dans un même appareil des fonctions de prise d'information d'un détecteur classique grâce à un organe capteur et des fonctions simples de traitement par comptage des informations reçues par le détecteur pendant un temps donné et comparaison avec une fréquence de déclenchement préréglée sur l'appareil, de façon à délivrer en sortie un signal binaire résultat de cette comparaison. On obtient ainsi un appareil économique bien adapté pour traiter les problèmes simples de sous-vitesse ou de survitesse. Cependant, il est impératif que l'opérateur puisse régler lui-même la fréquence de déclenchement et/ou de réenclenchement de l'appareil en fonction de l'application souhaitée. Le réglage se fait généralement en utilisant la vis d'un potentiomètre monté sur l'appareil. Cette opération est assez fastidieuse si elle doit être faite avec précision car l'opérateur ne dispose pas de retour d'information sur le réglage qu'il vient d'effectuer. Le but de l'invention est de proposer à l'opérateur une simplification du réglage de l'appareil, de lui fournir une plus grande souplesse d'utilisation tout en conservant une solution la plus économique possible pour un tel détecteur. Pour cela, l'invention décrit un détecteur à contrôle de rotation, devant lequel passe une cible dont on veut contrôler la fréquence de passage par rapport à une fréquence normale de passage, comprenant un organe capteur sensible au passage de la cible, relié, par l'intermédiaire d'un étage de détection, à l'entrée d'un microcontrôleur qui délivre un signal de sortie binaire au moyen d'un étage de puissance. Ce détecteur comporte des moyens de dialogue opérateur branchés sur le microcontrôleur afin de positionner le détecteur dans un mode travail ou dans un mode apprentissage, lequel mode apprentissage permet au microcontrôleur de mesurer la fréquence normale de passage. De plus, durant le mode apprentissage, les moyens de dialogue permettent à l'opérateur de sélectionner une marge de fonctionnement parmi une pluralité de marges prédéfinies dans le microcontrôleur, lui donnant ainsi la possibilité d'avoir plusieurs plages d'utilisation différentes du détecteur. La marge de fonctionnement est utilisée par le microcontrôleur pour calculer une fréquence de déclenchement D et une fréquence de réenclenchement R différentes de la fréquence normale de passage. D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente l'architecture interne simplifiée d'un détecteur à contrôle de rotation suivant l'invention, - la figure 2 schématise la courbe de réponse d'un tel détecteur utilisé en contrôle de sous-vitesse, - la figure 3 schématise la courbe de réponse d'un tel détecteur utilisé en contrôle de survitesse, - la figure 4 schématise la courbe de réponse d'un tel détecteur utilisé simultanément en contrôle de sous-vitesse et de survitesse. Dans la figure 1, un détecteur 10 est chargé de contrôler la fréquence de passage d'une cible 19 pour détecter une sous-vitesse et/ou une survitesse par rapport à une fréquence normale de passage. Il comprend les éléments suivants: - un organe capteur 1 1 sensible au passage d'une cible 19 devant le détecteur 10, constituant ainsi la prise d'information du détecteur 10; cet organe capteur 11 peut être un transducteur capacitif, magnétique ou inductif, comme indiqué en figure 1, ou l'organe récepteur d'un détecteur photoélectrique ou autre, - un étage de détection 12 relié à l'organe capteur 11, chargé d'amplifier et de mettre en forme le signal émis par l'organe capteur à destination de: - un microcontrôleur 20 possédant une entrée 21 raccordée à la sortie de l'étage de détection 12 et délivrant un signal de sortie binaire 22, -un étage de puissance 13 recevant en entrée la sortie binaire 22 du microcontrôleur, de façon à pouvoir fournir la sortie binaire 15 du détecteur 10, cette sortie binaire1 5 pouvant être soit à l'état 0, soit à l'état 1, -des moyens de stockage 23, par exemple du type mémoire EEPROM ou FLASH, raccordés ou intégrés au microcontrôleur 20, - des moyens de dialogue opérateur 30 raccordés sur le microcontrôleur 20. Suivant un mode de réalisation préféré, les moyens de dialogue 30 ne sont constitués que d'une diode électroluminescente 31 pilotée par le microcontrôleur 20 et d'un bouton-poussoir 32, de façon à conserver une solution économique pour le détecteur 10. Par ailleurs, pour ne pas augmenter la consommation électrique du détecteur par rapport à un détecteur classique, il est préférable que le microcontrôleur 20 fonctionne avec une fréquence d'horloge très faible, par exemple de l'ordre de 32 KHz et une tension d'alimentation basse, par exemple de l'ordre de 3 Volts. Le détecteur 10 possède deux modes de fonctionnement: un mode travail et un mode apprentissage. Le mode travail correspond au fonctionnement habituel du détecteur 10 dans lequel celui-ci surveille en permanence le passage d'une cible 19 devant lui et délivre un signal binaire 15 fonction de la fréquence de passage de cette cible 19. Le mode apprentissage permet d'effectuer le paramétrage du détecteur 10, c'est-à- dire permet au microcontrôleur 20 de mesurer une fréquence normale de passage N, de calculer une fréquence de déclenchement D et une fréquence de réenclenchement R à partir d'une marge de fonctionnement sélectionnée. Ce mode apprentissage est activé et désactivé par action de l'opérateur sur le bouton-poussoir 32. Quand le mode apprentissage est activé, I'opérateur en est averti par la diode électroluminescente 31 et le détecteur 10 peut mesurer la fréquence normale de passage N qui correspond à la fréquence à laquelle la cible 19 doit passer devant le détecteur 10 durant un fonctionnement normal de l'installation. L'opérateur doit donc faire fonctionner son installation à vitesse normale de façon à ce que le détecteur puisse mesurer cette fréquence N. Quand le microcontrôleur 20 a fait l'acquisition de cette fréquence normale de passage N, il le signale à l'opérateur au moyen de la diode électroluminescente 31. Ainsi, dans le but de lui simplifier la tâche, aucun réglage direct sur le détecteur 10 n'est demandé à l'opérateur: il n'a simplement qu'à mettre son installation en fonctionnement normal pour que le détecteur 10 mesure la fréquence normale de passage N. En mode apprentissage, I'opérateur a ensuite la possibilité de choisir lui- même une marge de fonctionnement M. Celle-ci est sélectionnée parmi une pluralité de marges prédéfinies dans la mémoire du microcontrôleur 20, différentes de la fréquence normale de passage N et correspondant à des plages d'utilisation différentes du détecteur, offrant ainsi une grande souplesse d'utilisation du détecteur 10. L'opérateur peut visualiser les différentes marges prédéfinies par défilement, chaque marge étant, par exemple, visualisée grâce à un clignotement différent de la diode électroluminescente 31. Il valide la marge de fonctionnement M qu'il a sélectionnée par une action prolongée sur le bouton-poussoir 32. Suivant un mode de réalisation préféré, on peut imaginer 4 marges prédéfinies d'une valeur égale par exemple à 5%, 10%, 20%, 30% de la fréquence normale de passage N. Dès que la marge de fonctionnement M est sélectionnée, le microcontrôleur calcule lui-même une fréquence de déclenchement D, fonction de la marge de fonctionnement M. Si le détecteur 10 est utilisé en tant que détecteur de sous-vitesse, alors la fréquence de déclenchement D est inférieure à la fréquence normale de passage N et est égale à la fréquence normale de passage N diminuée de la marge de fonctionnement M sélectionnée. Si le détecteur 10 est utilisé en tant que détecteur de survitesse, alors la fréquence de déclenchement D est supérieure à la fréquence normale de passage N et est égale à la fréquence normale de passage N augmentée de la marge de fonctionnement M. Le microcontrôleur 20 calcule ensuite une fréquence de réenclenchement R, comprise entre la fréquence de déclenchement D et la fréquence normale de passage N. Suivant un mode de réalisation préféré, la fréquence de réenclenchement R se situe à mi-chemin entre la fréquence de déclenchement D et la fréquence normale de passage N. Les moyens de stockage 23 servent au microcontrôleur 20 pour mémoriser notamment la marge de fonctionnement M sélectionnée, la fréquence de déclenchement D et la fréquence de réenclenchement R. L'opérateur n'a pas l'obligation de sélectionner lui-même une marge de fonctionnement M puisque le microcontrôleur 20 possède toujours une valeur par défaut. Cette valeur par défaut peut être soit la première des marges prédéfinies dans le microcontrôleur si c'est la première utilisation du détecteur 10, soit la dernière marge de fonctionnement sélectionnée lors d'un précédent apprentissage du détecteur 10 et mémorisée dans les moyens de stockage 23. Quand l'opérateur a fini le paramétrage, il peut basculer le détecteur 10 du mode apprentissage vers le mode travail grâce au bouton-poussoir 32. En mode travail, quand le détecteur 10 est utilisé en tant que détecteur de sous-vitesse comme indiqué en figure 2, il commute sa sortie binaire 15 sur un premier état (respectivement 0 ou 1) quand la fréquence de passage de la cible 19 est inférieure à la fréquence de déclenchement D et il commute sa sortie binaire 15 sur le second état (respectivement 1 ou 0) quand cette fréquence de passage est supérieure à la fréquence de réenclenchement R. Si, par exemple, l'opérateur a sélectionné une marge de fonctionnement M égale à 10%, cela signifie que le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur le premier état quand la fréquence de passage de la cible 19 devant le détecteur 10 sera inférieure à la fréquence de déclenchement D1 = N-10%*N = 0,9*N et le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur le second état quand la fréquence de passage de la cible 19 devant le détecteur 10 sera supérieure à la fréquence de réenclenchement R. = N-(10/2)%*N, c'est-à-dire: 0,95*N. Quand le détecteur 10 est utilisé en tant que détecteur de survitesse comme indiqué en figure 3, il commute sa sortie binaire 15 sur un premier état (respectivement 0 ou 1) quand la fréquence de passage de la cible 19 est supérieure à la fréquence de déclenchement D et il commute sa sortie binaire 15 sur le second état (respectivement I ou 0) quand cette fréquence de passage est inférieure à la fréquence de réenclenchement R. Si, par exemple, I'opérateur a sélectionné une marge de fonctionnement M égale à 10%, cela signifie que le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur le premier état quand la fréquence de passage de la cible 19 devant le détecteur 10 sera supérieure à la fréquence de déclenchement D2 = N+10%*N = 1,1*N et le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur le second état quand la fréquence de passage de la cible 19 devant le détecteur 10 sera inférieure à la fréquence de réenclenchement R2 = N+(10/2)%*N, c'est-à-dire: 1,05*N. Il est possible d'envisager un détecteur 10 fonctionnant simultanément en tant que détecteur de sous-vitesse et en tant que détecteur de survitesse, comme indiqué en figure 4. Dans ce cas, le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur un premier état (respectivement 0 ou 1) quand la fréquence de passage de la cible 19 sera supérieure à la fréquence de déclenchement D2 ou sera inférieure à la fréquence de déclenchement D1. Le détecteur 10 commutera sa sortie binaire 15 sur le second état (respectivement 1 ou 0) quand la fréquence de passage de la cible 19 sera inférieure à la fréquence de réenclenchement R2 et supérieure à la fréquence de réenclenchement R1. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de 0 moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Détecteur à contrôle de rotation, devant lequel passe une cible (19) dont on veut contrôler la fréquence de passage par rapport à une fréquence normale de passage (N), comprenant un organe capteur (11) sensible au passage d'une cible (19), relié, par l'intermédiaire d'un étage de détection (12), à l'entrée (21) d'un microcontrôleur (20) lequel délivre, au moyen d'un étage de puissance (13), un signal de sortie binaire (15) pouvant prendre un état 0 ou un état 1, caractérisé par le fait que le détecteur (10) comporte des moyens de dialogue opérateur (30) branchés sur le microcontrôleur (20) afin de positionner le détecteur (10) en mode travail ou en mode apprentissage, lequel mode apprentissage permet au microcontrôleur (20) de mesurer la fréquence normale de passage (N) et permet de sélectionner une marge de fonctionnement (M) du détecteur (10). 2. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la marge de fonctionnement (M) est sélectionnée par l'opérateur parmi une pluralité de marges prédéfinies dans le microcontrôleur (20), à l'aide des moyens de dialogue (30). 3. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le microcontrôleur (20) calcule, à partir de la marge de fonctionnement (M) sélectionnée, une fréquence de déclenchement (D) différente de la fréquence normale de passage (N). 4. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le microcontrôleur (20) calcule une fréquence de réenclenchement (R) comprise entre la fréquence de déclenchement (D) et la fréquence normale de passage (N). 5. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la fréquence de réenclenchement (R) se situe à mi-chemin entre la fréquence de déclenchement (D) et la fréquence normale de passage (N). 6. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, pour une utilisation en contrôle de sous-vitesse, la fréquence de déclenchement (D) est inférieure à la fréquence normale de passage (N). 7. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que, en mode travail, le détecteur (10) surveille en permanence le passage d'une cible (19), commute sa sortie binaire (15) sur un premier état (respectivement 0 ou 1) quand la fréquence de passage de la cible (19) est inférieure à la fréquence de déclenchement (D) et commute sa sortie binaire (15) sur le second état (respectivement 1 ou 0) quand cette fréquence de passage est supérieure à la fréquence de réenclenchement (R). 8. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, pour une utilisation en contrôle de survitesse, la fréquence de déclenchement (D) est supérieure à la fréquence normale de passage (N). 9. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que, en mode travail, le détecteur (10) surveille en permanence le passage d'une cible (19), commute sa sortie binaire (15) sur un premier état (respectivement 0 ou 1) quand la fréquence de passage de la cible (19) est supérieure à la fréquence de déclenchement (D) et commute sa sortie binaire (15) sur le second état (respectivement 1 ou 0) quand cette fréquence de passage est inférieure à la fréquence de réenclenchement (R). 10. Détecteur à contrôle de rotation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le détecteur (10) comporte également des moyens de stockage (23) servant à mémoriser notamment la marge de fonctionnement (M) sélectionnée, la fréquence de déclenchement (D) et la fréquence de réenclenchement (R). 11. Détecteur à contrôle de rotation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de dialogue (30) sont constitués d'un bouton-poussoir (32) et d'une diode électroluminescente (31) montés directement sur le détecteur (10).