Brevet FR2876966A1 — publié le 20060428

Dispositif électronique d'éclairage clignotant du code des motos en vue de s'adapter à la future nouvelle loi européenne sur l'éclairage de jour de tous les véhicules. - La présente invention concerne un dispositif électronique de commande du code d'origine des motos en mode clignotant basse fréquence (environ 1 hertz), de jour. - La loi aujourd'hui, oblige les motards à rouler en permanence, code allumé, afin de se distinguer des autres usagers de la route. Cette loi a certainement permis d'éviter de nombreux accidents. - La nouvelle loi qui entrera en vigueur, si elle est adoptée, ne permettra plus de distinguer rapidement le motard des autres véhicules: la différence de signalisation sera gommée. - En conséquence, le motard sera de nouveau en danger sur la route et les manifestations reprendront avec l'adoption de cette loi. - Il est donc nécessaire de recréer une différence d'éclairage à l 'avant des motos tout en préservant la sécurité des autres usagers de la route. - C'est la solution que je propose en changeant le mode de fonctionnement du code d'origine des motos. Il suffit de passer d'un mode fixe à un mode clignotant à basse fréquence (1 hertz). - Cette solution proposée maintient l'équipement électrique du véhicule en s'y intercalant facilement: pose rapide, coût réduit, dispositif peu encombrant. - Passons maintenant à l'étude du synoptique du dispositif électronique proposé : voir la figure 1 annexée au texte. 1e" fonction réalisée: régulation de la tension d'alimentation: cadre 1. Un régulateur de tension tripode: ICI (7809), diminue la tension du véhicule à 9V et sécurise ainsi l'alimentation du montage électronique contre les surtensions présentes quand le moteur tourne (fonctionnement de l'alternateur et de l'allumage). 2ème fonction réalisée: commande du transistor Ti en commutation à basse fréquence: cadre 2. Le circuit intégré IC2 (NE 555), monté en fonctionnement astable délivre un signal de commande carré d'environ 1 hertz, au transistor Tl (BDW 93C). Le code de la moto clignote à ce rythme si la lumière extérieure est suffisante. C'est la situation la plus fréquente de jour. Cette fonction est la nouveauté proposée pour distinguer prochainement les motards des autres usagers de la route. 3eme fonction réalisée: comparaison du niveau de luminosité par rapport à une référence: cadre 3. - Le circuit intégré IC3 (LM 741) et les composants passifs associés forment un comparateur à hystérésis qui pilotent à travers T2 (2N 1711), le relais d'aiguillage. - C'est dans cette partie du montage électronique qu'est utilisée la L.D. R (capteur à variation ohmique selon la lumière ambiante). 4eme fonction réalisée: aiguillage par relais: cadre 4 - En position repos: code de jour clignotant aux environs de 1 hertz. - En position active: le relais est excité : code fixe de nuit ou en zone peu éclairée (tunnel..) Sème fonction réalisée: sécurisation du montage: cadre 5 - Un interrupteur (I) permet de forcer la conduction du relais en cas de défaillance des 2éme et 3ème fonction suscitées, en passant de la position automatique (A) à manuelle (M). Cela permet d'éclairer le véhicule malgré la panne rencontrée par le dispositif. 6eme fonction réalisée: signalisation du mode de fonctionnement du code de la moto et de ses défauts éventuels: cadre 6 - Au tableau de bord du véhicule est ramenée une LED témoin qui s'allume en fixe (de nuit ou en zone sombre), ou en clignotant (de jour). Elle augmente le confort d'utilisation du dispositif lui-même et signale les défauts éventuels de l'éclairage. - Etudions maintenant en détail le schéma du dispositif électronique proposé : voir la figure 2 du schéma électrique annexé au texte. - Notons dès à présent que les fonctions électroniques de ce dispositif, peuvent recevoir différentes variantes pour leur réalisation, cela ne change en aucun cas l'invention elle-même. - L'invention: c'est les fonctions crées et associées plus que la méthode de réalisation. le e fonction: la régulation de la tension d'alimentation. - Elle est indispensable pour protéger les circuits intégrés présents dont les tensions de fonctionnement ne dépassent pas la vingtaine de volts très souvent dépassés dans les circuits électriques des véhicules dont le moteur tourne (pics de tension). - Elle est réalisée par ICI: régulateur tripode de type 7809 en boîtier TO 220, qui abaisse la tension à 9V. Le fonctionnement de ce dernier est sécurisé par un découplage de l'alimentation assuré par le condensateur Cl. C2 et C3 réduisent quant à eux les risques d'oscillations indésirables (boucle interne d'asservissement du régulateur). -Variante: la régulation peut être remplacée par une stabilisation à diode zener câblée en parallèle sur la tension d'alimentation: 13,5V (V commodo d'éclairage). Cette variante assurera une protection moindre que le régulateur pour les deux circuits intégrés. 2eme fonction: la commande du transistor T1 en commutation basse fréquence - Elle est réalisée par l'utilisation d'un circuit intégré IC2 (NE 555) , configuré en mode astable,associé à des composants passifs. IC2 fournit sur sa sortie, pin 3, un signal carré dont la fréquence est d'environ 1 hertz. - Cette dernière, est fixée par la somme des valeurs des résistances RA, RB et le condensateur Cf selon la formule suivante: f = 1,44 / (RA + 2RB) . Cf - Le rapport RA / RB détermine, lui, le rapport cyclique du signal de sortie: pin 3. - Associés à IC2, la résistance Rl et le transistor Tl (BDW 93C), assurent la commutation du code de la moto. Tl travaille en mode, bloqué / saturé : c'est un interrupteur électronique dont la fréquence de travail est celle de IC2 qui le pilote. R1, pour sa part limite le courant dans la base de Ti afin de saturer, sans détruire, la jonction base-émetteur. Le blocage de Tl est assuré par le passage au niveau bas de la sortie de l'astable: 1C2. - Ce mode de travail en interrupteur réduit beaucoup l'échauffement du transistor TI, il assure un fonctionnement fiable. Cela permet d'utiliser un radiateur de dissipation thermique de petite dimension -Variante autour de Rl et Ti: Rl peut être supprimée si Tl est remplacé par un transistor de technologie Mos-Fet, du type IRF 540 ou autre. Ce dernier sera directement piloté par l'astable IC2 (NE 555). 3ème fonction: comparaison du niveau de luminosité par rapport à une référence - Cette partie du dispositif électronique est constituée d'un amplificateur opérationnel très présent et bon marché : c'est le LM ou gA 741, représenté par IC3 sur le schéma électrique figure 2. - Il est configuré en mode comparateur de tension à hystérésis: voici son fonctionnement détaillé : le lecteur se reportera au schéma électrique figure 2 pour suivre ces explications. - Sur la pin 2 (entrée e-) : nous recevons la référence de tension fixée par le diviseur de tension constitué par R5 et R6 dont les valeurs ohmiques sont identiques; cela fixe V référence à v régulée / 2, soit 4, 5V. - Sur la pin 3 (entrée e+) : nous recevons la tension variable fournie par le diviseur de tension constitué par la L.D.R et le potentiomètre ajustable: R adjust. Cette variation de tension est due à la résistance variable que présente la L.D.R à la lumière. Plus la luminosité est forte, plus la valeur ohmique de ce capteur diminue et inversement. - En conséquence, IC3 (LM 741), monté en comparateur de tension, changera l'état de sa sortie, pin 6, en fonction des tensions présentes sur ses entrées e+ et e-. -Si e+ > à e- : c'est le cas de figure la nuit ou en zone sombre, la sortie du circuit intégré, pin 6, passe au niveau haut (environ 8,3 V). - Si e+ - Nous voyons ainsi que la sortie de IC3 ne peut prendre que 2 états de tension. Le rôle des deux résistances R7 et R8 est de déterminer l'hystérésis du comparateur: c'est la plage de tension autour de V référence qui ne modifiera pas l'état de la sortie,pin 6, de IC3 (LM 741). - Ceci évite les basculements intempestifs de la sortie et le drible du relais d'aiguillage. - Afin de piloter le relais d'aiguillage, il est nécessaire d'utiliser une résistance et un transistor d'interfaçage: R3 et T2 (2N 1711) qui travaillent comme Ti et Ri en commutation et assurent le changement de l'état du relais. C'est ce que nous allons voir dans la fonction suivante. - 4ème fonction: aiguillage par relais. - Ce dernier assure la commutation jour / nuit ou zones sombres (ex: tunnels... ) - De jour: le contact établi est la position repos entre commun (C) et repos (R). - Le code de la moto est alimenté au rythme du montage astable, à travers Ti: il clignote à environ 1 hertz. - De nuit ou en zones sombres: le relais est activé par la sortie à l'état haut du montage comparateur à hystérésis et T2 qui est saturé : le contact établi est entre commun (C) et travail (T). - Le code de la moto est à la masse à travers ce contact: il reste allumé en fixe. - La consommation en courant du montage est d'environ 4,5 A. Sème fonction: sécurisation du montage - C'est le rôle joué par l'interrupteur I à deux positions: manuelle (M) et automatique (A). - De jour, la fonction astable réalisée par IC2 et l'interfaçage par Ti sont très sollicités, particulièrement Ti, malgré son mode de fonctionnement en commutation. Le danger peut être un transistor détruit en position coupée: le code n'est plus alimenté du tout, vous n'avez plus d'éclairage à l'avant de la moto. Il en est de même si le signal carré n'est plus présent en pin3 (sortie de 1C2). - En conséquence, en cas de panne de cet étage, il faut pouvoir forcer l'état de conduction du relais d'aiguillage par la saturation du transistor T2 (passage de I de la position automatique A vers la position manuelle M): le code sera fixe même de jour. - Ceci représente une réelle sécurité pour le motard qui sera averti de ce défaut par la LED témoin installée au tableau de bord du véhicule. - Une autre panne possible concerne IC3 (LM 741) dont la sortie peut rester au niveau bas: panne du circuit intégré lui-même ou d'un composant périphérique: L.D.R... L'interrupteur I est positionné au guidon et facilement accessible en roulant pour le pilote. - hème fonction: signalisation du mode de fonctionnement du code de la moto et de ses défauts éventuels. - Au tableau de bord de la moto, est ramenée la LED de signalisation: elle clignote en basse fréquence à environ 1 hertz au rythme de la commutation de Ti et donc de IC2: l'astable à NE 555. - Nous sommes donc de jour. - De nuit ou en zones peu éclairées, le transistor T2 est en permanence saturé, la LED reste alors en mode d'éclairage fixe. - Le pilote de la moto peut ainsi vérifier tout en conduisant, l'état de fonctionnement de son code grâce à la LED témoin installée au tableau de bord. - Si un défaut éventuel apparaît, par exemple la coupure collecteur / émetteur du transistor T 1, la LED ne clignote plus et reste éteinte. Le pilote qui contrôle son tableau de bord peut en conséquence forcer par l'interrupteur I (position M), la saturation de T2 qui active le relais: le code de la moto passe ainsi en mode fixe, le véhicule reste éclairé Dans le cas d'un court-circuit collecteur / émetteur de Ti, le code reste fixe même de jour, avec l'interrupteur I en position automatique (A) . Il faut alors basculer rapidement ce dernier en position manuelle (M) : cela coupe l'alimentation de Ti qui vous remercie ainsi de votre bienveillance, car en effet les fusibles du véhicule sont souvent en retard au rendezvous. Le code reste aussi en mode fixe dans ce cas là. - La résistance R4 associée à la LED limite son courant à une valeur proche de 20 mA. - Il reste à expliquer le rôle des trois diodes Dl à D3: 1N 4007 - Dl en parallèle sur la lampe code: elle permet d'évacuer d'éventuelles surtensions au blocage du transistor TI (lampe légèrement inductive). A noter que ce dernier possède aussi une diode interne en anti-parallèle entre collecteur et émetteur. - D2 en parallèle sur la bobine du relais: au blocage de T2, elle évacue l'énergie accumulée dans la bobine en limitant la surtension. - D3 entre la sortie pin 6 du LM 741 et R3: au passage de I de la position (A) à la position (M), il est nécessaire de protèger la sortie du circuit intégré car celle ci est au niveau bas et que la fermeture de (I) ramènera le 9V régulé sur elle: destruction assurée du composant actif. - En annexe du texte, la figure 3, décrit le schéma de câblage du montage électronique dans le circuit électrique de la moto. - Les principaux composants actifs y sont placés, ainsi que a), le bornier à vis qui permet d'inclure rapidement le dispositif dans le circuit électrique existant. - La LED témoin et la L.D.R sont ramenées au tableau de bord de la moto, tandis que l'interrupteur (I) est placé au guidon,le rendant accessible en roulant. - L'alim (- + ) est fournie par le commodo d'éclairage placé en position code: soit environ 13,5V quand le moteur tourne. - REVENDICATIONS - - 1) Dispositif électronique d'éclairage clignotant, en basse fréquence, du code des motos le jour, permettant de se distinguer des autres usagers de la route, qui se caractérise par l'association et la réalisation des fonctions suivantes: - a) : Régulation de la tension d'alimentation. - b) : Commande du transistor Ti en commutation basse fréquence, piloté par le montage astable. - c) : Comparaison du niveau de luminosité extérieure par rapport à une référence. - d) : Aiguillage par relais commandé par la sortie du comparateur à hystérésis - 2) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte la fonction: - e) : Sécurisation du montage par interrupteur (I), en position manuelle (M), afin de forcer la conduction du relais d'aiguillage. - 3) Dispositif électronique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte la fonction: - f) : Signalisation au tableau de bord de la moto, du mode de fonctionnement du code et des défauts éventuels par LED témoin. - 4) Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation de la tension d'alimentation est effectuée par un régulateur de type tripode:7809. - 5) Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le montage astable est bâti autour du NE 555. - 6) Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le comparateur à hystérésis est bâti autour du LM 741. - 7) Dispositif électronique selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que la comparaison du niveau de luminosité , se fait en utilisant un capteur de lumière L.D.R, autour du LM 741