Brevet FR2853165A1 — publié le 20041001

Ensemble capteur, et boîtier relais pour la réalisation d'un tel ensemble. La présente invention concerne un ensemble capteur, 5 notamment pour patins à roulettes, planche à roulettes ou cycles, permettant de fournir des indications à un utilisateur, un boîtier-relais pour la réalisation d'un tel ensemble, et un procédé de mesure et d'affichage associé. On peut prévoir de munir des patins à roulettes ou des planches 10 à roulettes de capteurs disposés sur les roues pour mesurer des paramètres de rotation des roues afin de fournir par exemple une indication de vitesse ou de distance à un utilisateur. Un capteur peut être associé à un émetteur, le capteur et l'émetteur étant disposés dans la roue ou dans un élément de fixation 15 de la roue. L'émetteur permet la transmission des signaux de mesure sans fil, notamment par ondes radio, vers un dispositif d'affichage distant, par exemple prévu sous la forme d'un bracelet muni d'un écran d'affichage. On pourra se référer par exemple au document EP 354 359 Bl. De tels dispositifs capteur-émetteur sont logés dans des roues de faibles dimensions, ce qui impose des dimensions réduites pour l'émetteur, notamment pour une antenne radio ou pour un dispositif d'alimentation. Ceci limite la puissance d'émission qui peut être obtenue. En outre, l'émetteur est entouré de masses, et notamment de masses métalliques comme une platine de fixation de roues, pouvantformer écran à la transmission d'ondes radio. L'émetteur est aussi masqué d'un récepteur du dispositif d'affichage distant par la chaussure de patin à roulettes ou la planche à roulettes ainsi que le 30 corps du patineur. Il en résulte des perturbations dans la transmission des signaux et des difficultés de réception des signaux au niveau du dispositif d'affichage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un ensemble capteur permettant une transmission améliorée de signaux de mesure d'un capteur vers un afficheur distant. L'invention propose également un ensemble capteur permettant de diminuer la sensibilité de l'ensemble capteur aux perturbations extérieures. L'invention propose encore un ensemble capteur polyvalent dont les fonctionnalités peuvent être augmentées pour permettre des 10 usages différents. L'invention propose encore un ensemble capteur simple et pouvant être adapté facilement sur un patin à roulettes ou une planche à roulettes. Un tel ensemble capteur, notamment pour patins à roulettes, 15 planches à roulettes ou cycles, comprend un détecteur comportant au moins un capteur et un émetteur primaire, ledit émetteur primaire étant apte à émettre un signal primaire à partir d'un signal de mesure fourni par le capteur, un boîtier-relais distant comprenant un récepteur primaire apte à recevoir le signal primaire et un émetteur secondaire 20 apte à émettre un signal secondaire correspondant au signal primaire, et un afficheur distant comprenant un récepteur secondaire apte à recevoir le signal secondaire et un dispositif d'affichage d'informations codées par le signal secondaire. Le boîtier-relais peut être disposé sur un membre d'un 25 l'utilisateur, sur une chaussure, sur un patin à roulettes, une planche à roulette ou un cadre d'un cycle. Le boîtier-relais est de préférence disposé à proximité de la roue munie du détecteur. Grâce au boîtier relais, on peut prévoir un émetteur primaire adapté pour une transmission des signaux sur une courte distance, par 30 exemple par ondes radio, avec une puissance faible. Le boîtier-relais permet la réception des signaux primaires et leur ré-émission avec une puissance plus importante, vers l'afficheur distant. Dans un mode de réalisation, le détecteur est fixés sur un axe servant au montage à rotation d'une roue et à la fixation de celle-ci. On obtient un ensemble capteur compact. En outre, une roue peut être équipée de l'ensemble capteur facilement en modifiant l'axe de fixation de la roue. Dans un mode de réalisation, l'émetteur primaire comprend un étage de traitement apte à fournir un signal primaire codant le signal de mesure et un code d'identification primaire, le boîtier-relais comprenant une unité de traitement aptes à identifier le signal primaire 10 en fonction dudit code d'identification primaire. L'adjonction d'un code d'identification primaire au signal de mesure permet d'éviter des perturbations, le boîtier-relais ne traitant que des signaux émis par l'émetteur primaire associé. Dans un mode de réalisation, le boîtier-relais comprend une 15 unité de traitement apte à fournir un signal secondaire codant un signal de mesure et un code d'identification secondaire, le récepteur secondaire comprenant un étage de traitement apte à identifier le signal secondaire en fonction dudit code d'identification secondaire. La prévision d'un code d'identification secondaire permet au récepteur 20 secondaire de sélectionner et de traiter uniquement les signaux secondaires provenant du boîtier-relais associé, pour éviter des. perturbations par des signaux émis par l'émetteur primaire associé au boîtier-relais et à l'afficheur, et par des signaux extérieurs. Dans un mode de réalisation, le boîtier-relais comporte un 25 accéléromètre, et une unité de traitement apte à traiter un signal de mesure de l'accéléromètre, et à provoquer l'émission d'un signal secondaire correspondant vers l'afficheur. Le boîtier-relais muni d'un accéléromètre peut ainsi être utilisé comme podomètre en étant fixé sur un membre ou une chaussure de marche d'un utilisateur. Dans un mode de réalisation, le boîtier-relais comprend des moyens de sélection pour l'émission de signaux secondaires en fonction d'un accéléromètre ou en fonction d'un signal primaire. Avantageusement, le boîtier-relais est muni d'éléments de fixation amovible par exemple sur une chaussure ou un membre inférieur d'une personne. L'invention concerne également un boîtier-relais pour la 5 réalisation d'un ensemble selon un aspect de l'invention comprenant un récepteur primaire apte à recevoir des signaux primaires codant un signal de mesure et un code d'identification primaire, une unité de traitement apte à extraire le signal de mesure du signal primaire et à former un signal secondaire codant le signal de mesure et un code 10 d'identification secondaire, et un émetteur secondaire pour la transmission dudit signal secondaire. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustrée par les dessins annexés sur 15 lesquels: t La figure 1 est une vue générale schématique d'un patineur utilisant un ensemble capteur selon un aspect de l'invention; La figure 2 est une vue schématique d'une chaussure de patins à roulettes munie d'un détecteur et d'un boîtier-relais pour la 20 réalisation d'un ensemble capteur selon un aspect de l'invention; La figure 3 est une vue de dessus d'un boîtier-relais selon un aspect de l'invention; et La figure 4 représente un schéma bloc fonctionnel de l'ensemble capteur selon un aspect de l'invention. Sur la figure 1, un patineur 1 est chaussé de patins à roulettes 2, 3 munis de roues 4 disposées en lignes. Un patin 2 comprend une roue instrumentée 5, grisée sur la figure 1, munie d'un détecteur (non représenté) comprenant un capteur apte à fournir un signal de mesure représentatif d'au moins un 30 paramètre de rotation de la roue instrumentée 5, et d'un émetteur primaire pour l'émission de signaux radio primaires correspondant aux mesures. Un boîtier relais 6, qui sera mieux décrit par la suite, est fixé sur le dessus de la chaussure de patin 2. Le patineur 1 porte à son poignet un afficheur 7 muni d'un bracelet (non visible) et d'un écran d'affichage d'informations 7a. Comme cela est schématisé par des lignes brisées 8, 9, le 5 boîtier relais 6 peut recevoir des signaux radio primaires émis par l'émetteur primaire du détecteur de la roue instrumentée 5, et l'afficheur 7 peut recevoir des signaux radio secondaires émis par le boîtier relais 6. Sur la figure 2, o les références aux éléments semblables à 10 ceux de la figure 1 ont été reprises, le patin 2 comprend un chausson ou chaussure 10 sous la semelle Il de laquelle est fixée une platine 12 munie à son extrémité arrière d'un frein 13 et supportant des roues 4, ici au nombre de quatre, disposées en ligne et fixées chacune sur la platine 12 par l'intermédiaire d'un axe 14. Une roue instrumentée 5, grisée sur la figure 2, est munie d'un détecteur (non représenté) prévu sous la forme d'un capteur et d'un émetteur primaire et porté par un axe 15 de fixation de la roue instrumentée 5 à rotation sur la platine 12. Pour plus de précisions concernant la structure et le montage de l'axe 15 et de la roue 20 instrumentée 5, et la disposition du détecteur, on pourra se reporter au document FR 2 820 476. La chaussure 10 est munie de moyens de fermeture et de serrage sous la forme de languettes 16. Un boîtier relais 6 est disposé sur le dessus de la chaussure 10, au niveau de coup de pied, en étant 25 fixé sur une des languettes 16. Pour sa fixation, le boîtier relais 6 comprend un anneau élastique 17 qui est passé sous la languette 16 en étant tendu, et passé dans une gorge 18 prévue sur la face du boîtier 6 orientée du côté opposé à la chaussure 10. Ainsi, l'anneau élastique 17 maintient le boîtier 6 sur la chaussure 10. La gorge 18 permet de 30 maintenir l'anneau élastique 17 en position. La gorge 18 présente en section transversale un profil adapté pour retenir l'anneau élastique 17 tendu et enroulé autour d'un élément du côté du boîtier 6 opposé à la gorge, l'extrémité de l'anneau élastique 17 étant ramenée et passé dans la gorge 18. Sur la figure 3, o les références aux éléments semblables à ceux des figures précédentes ont été reprises, le boîtier 6 est représenté non fixé. Le boîtier relais 6 est muni sur sa face supérieure de la gorge 18 et d'un bouton interrupteur de mise sous tension 19. Le boîtier 6 comprend également l'anneau élastique 17 fixé sur le boîtier 6 à distance de la gorge 18. Le boîtier relais 6 est alimenté de façon connue, à l'aide d'une pile ou d'un accumulateur. Sur la figure 4, o les références aux éléments semblables à ceux des figures précédentes ont été reprises, un ensemble capteur comprend un détecteur 20 est prévu pour être logé dans une roue ou 15 monté sur un'élément de fixation d'une roue, par exemple sur un axe de rotation d'une roue, un boîtier relais 6, et un afficheur 7, qui sont éloignés les uns des autres. Le détecteur 20 comprend un capteur 21 relié à un étage de traitement 22 d'un émetteur primaire radioélectrique 23, lui-même 20 relié à une antenne radio 24 de l'émetteur primaire 23. Le boîtier relais 6 comprend une unité de traitement 26 reliée à un récepteur primaire radioélectrique 27 sous la forme d'une antenne réceptrice, et à un émetteur secondaire radioélectrique 28 sous la forme d'une antenne émettrice. L'unité de traitement 26 comprend un 25 microprocesseur (non représenté) et des moyens mémoires (non représentés) dans lesquels est stocké au moins un programme pouvant être mis en oeuvre par le microprocesseur. L'afficheur 7 comprend un récepteur secondaire radioélectrique comprenant une antenne de réception secondaire 31 reliée à un 30 étage de traitement secondaire 32 du récepteur secondaire 30, luimême relié à un dispositif d'affichage 33, qui peut être par exemple un écran d'affichage à cristaux liquides. En fonctionnement, le capteur 21 émet un signal de mesure analogique qui est transmis à l'étage de traitement primaire 22 qui fournit, périodiquement ou en continu, un signal primaire numérique codant le signal de mesure et un code d'identification primaire. 5 L'étage de traitement 22 formant circuit radio pour l'antenne 24, le signal primaire attaque l'antenne primaire 24 qui émet une onde radio représentée de façon schématique par une ligne brisée 8. L'onde radio 8 est reçue par le récepteur primaire 27 du boîtier relais 6 et transmise à l'unité de traitement 26 qui peut identifier ledit 10 signal primaire comme provenant du détecteur 20 associé au boîtier relais 26 grâce au code d'identification primaire du signal primaire. Si le code d'identification primaire est validé, l'unité de traitement 26 extrait la trame codant le signal de mesure du signal primaire, et forme un signal secondaire numérique codant le signal de mesure et un code 15 d'identification secondaire. L'unité de traitement 26 formant circuit radio pour l'émetteur secondaire 28 provoque l'émission d'une onde radio représentée de façon schématique par une ligne brisée 9. L'antenne réceptrice secondaire 31 de l'afficheur 7 reçoit l'onde radio 9. L'étage de 20 traitement secondaire 32 identifie le signal à l'aide du code d'identification secondaire. Si le signal est validé comme provenant du boîtier intermédiaire 25 associé à l'afficheur 29, l'étage de traitement 32 extrait le signal de mesure et transmet vers le dispositif d'affichage 33 un signal pour l'affichage de données correspondant au signal de 25 mesure initial fourni par le capteur 21. Comme représenté sur la figure 4, le boîtier relais 6 puet comprendre de façon optionnelle un accéléromètre 34 relié à l'unité de traitement 26. L'accéléromètre 34 associé à un logiciel de traitement adéquat stocké dans les moyens mémoires de l'unité de traitement 26 30 et pouvant être mis en oeuvre par le microprocesseur de l'unité 26, permet d'obtenir ainsi un podomètre. Avantageusement, le boîtier 6 pourra être muni d'un bouton de sélection, non représenté, pour un fonctionnement en mode podomètre ou en mode boîtier relais. Lorsque le boîtier relais 6 fonctionne en podomètre, il peut être 5 avantageusement fixé sur un membre inférieur de la personne ou sur une chaussure de marche. L'accéléromètre 34 transmet des signaux de mesure vers l'unité de traitement 26 qui provoque l'émission d'un signal secondaire codant le signal de mesure d'accéléromètre et un code d'identification secondaire, le signal secondaire étant transmis 10 par l'émetteur secondaire 28 vers l'afficheur 7. L'utilisateur muni de l'afficheur 7 peut ainsi déterminer un nombre de pas effectués. Des opérations de traitement de signaux de mesure en vue de leur conversion en grandeurs pertinentes pour l'utilisateur (distance parcourue, vitesse instantanée, vitesse moyenne), peuvent être 15 effectuées par l'étage de traitement du détecteur 20, et de préférence par l'unité de traitement 26 du boîtier 6 ou l'étage de traitement 32 de l'afficheur 7 qui peuvent être utilisés indépendamment du détecteur, lors d'une utilisation en podomètre. L'utilisation de codes d'identification primaire et secondaire 20 permet d'éviter toute perturbation des transmissions radio par un système analogue utilisé à proximité. En effet, un signal radio reçu par le récepteur primaire 27 ou le récepteur secondaire 30 et ne comprenant pas un code d'identification adéquat ne sera pas traité. Par ailleurs, l'utilisation de codes d'identification primaire et secondaire 25 différents permet d'éviter des perturbations entre les émissions radio secondaires et primaires. Comme on peut mieux le voir sur les figures 1 et 2, le boîtierrelais est proche de la roue instrumentée. Dès lors, on peut prévoir un émetteur primaire adapté pour la transmission d'ondes radio sur de 30 courtes distances. La puissance nécessaire à l'émission d'ondes radio par l'émetteur primaire est alors faible. Le risque que des éléments soient interposés entre l'émetteur primaire et le récepteur primaire du boîtier 6 est faible. En revanche, la distance entre le boîtier-relais et l'afficheur est plus importante. Néanmoins, l'antenne de l'émetteur secondaire du 5 boîtierrelais peut être prévu avec des dimensions plus importantes que l'antenne de l'émetteur primaire car la place disponible n'est pas limitée. En outre, l'antenne de l'émetteur secondaire est dégagée de toute partie métallique pouvant nuire à la transmission d'ondes radio. La réception par l'afficheur est ainsi améliorée. Grâce à l'invention, on obtient un ensemble capteur permettant la transmission de signaux de mesure effectuées par un capteur situé sur une roue vers un afficheur distant sans risque de perturbation dans la transmission des signaux, et en simplifiant et en optimisant la conception d'un dispositif capteur émetteur disposé sur une roue. 15 L'ensemble capteur peut en outre facilement être adapté pour des utilisations supplémentaires, comme une utilisation comme podomètre. REVENDICATIONS 1. Ensemble capteur, notamment pour patins à roulettes, planches à roulettes ou cycles, comprenant un détecteur (20) 5 comportant au moins un capteur (21) et un émetteur primaire (23), ledit émetteur primaire étant apte à émettre un signal primaire à partir d'un signal de mesure fourni par le capteur, caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier relais (6) distant comprenant un récepteur primaire (27) apte à recevoir le signal primaire et un 10 émetteur secondaire (28) apte à émettre un signal secondaire correspondant au signal primaire, et un afficheur distant comprenant un récepteur secondaire (30) apte à recevoir le signal secondaire et un dispositif d'affichage (33). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait 15 que le détecteur (20) est fixé dans une roue (5). 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le détecteur (20) est fixé sur un axe (15) servant au montage à rotation d'une roue (5). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé par le fait que l'émetteur primaire (23) comprend un étage de traitement (22) apte à fournir un signal primaire codant le signal de mesure et un code d'identification primaire, le boîtier relais (6) comprenant une unité de traitement (26) aptes à identifier le signal primaire en fonction dudit code 25 d'identification primaire. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boîtier relais (6) comprend une unité de traitement (26) apte à fournir un signal secondaire codant un signal de mesure et un code d'identification 30 secondaire, le récepteur secondaire (30) comprenant un étage de traitement (32) apte à identifier le signal secondaire en fonction dudit code d'identification secondaire. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boîtier relais (6) comporte 5 un accéléromètre (34), et une unité de traitement (26) apte à traiter un signal de mesure de l'accéléromètre, et à provoquer l'émission d'un signal secondaire correspondant vers l'afficheur (7). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le boîtier relais (6) comprend des moyens de sélection pour 10 l'émission de signaux secondaires en fonction d'un accéléromètre (34) ou en fonction d'un signal primaire. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boîtier relais (6) est muni d'éléments de fixation amovible (17, 18). 9. Boîtier relais (6) pour la réalisation d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes; caractérisé par le fait qu'il comprend un récepteur primaire (27) apte à recevoir des signaux primaires codant un signal de mesure et un code d'identification primaire, une unité de traitement (26) apte à 20 extraire le signal de mesure du signal primaire et à former un signal secondaire codant le signal de mesure et un code d'identification secondaire, et un émetteur secondaire (28) pour la transmission dudit signal secondaire.