Brevet FR2895553A1 — publié le 20070629

Procédé de pilotage électronique d'un moteur sans balais pour dispositif de défilement d'affiches publicitaires. La présente invention est du domaine du pilotage électronique des moteurs dits Brushless (sans balais) et décrit plus particulièrement la méthode permettant de créer électroniquement un couple de maintien lorsque le moteur est à l'arrêt. L'invention s'applique tout particulièrement aux dispositifs de défilement d'affiches publicitaires constitués de deux rouleaux horizontaux motorisés sur lesquels s'enroulent et se déroulent successivement plusieurs affiches. Le brevet FR2826164 décrit un dérouleur publicitaire du type de l'invention. Ce type de dispositif exige généralement l'usage d'un frein mécanique sur le rouleau supérieur afin de maintenir l'affiche pendant le temps d'exposition durant lequel l'affiche ne doit pas bouger. L'utilisation d'un frein mécanique génère plusieurs inconvénients : - Une nuisance sonore liée au fonctionnement du frein. -Une durée de vie réduite liée au fait que le frein comporte des pièces soumises à de la friction. Il peut également être envisagé d'utiliser une commande de moteur de type 4 quadrants permettant par le biais d'une électronique spécifique de réguler le couple du moteur et donc de le maintenir bloqué à l'arrêt. Ce type d'électronique ne semble pas adapté dans le cadre d'un dérouleur publicitaire de part sa complexité et donc son coût de réalisation. Une autre solution consiste à faire tourner les deux moteurs en sens opposé pendant la phase d'exposition de l'affiche afin de la maintenir tendue. Ce principe génère plusieurs inconvénients : - Après la phase de défilement et au moment de l'arrêt, le fait de tendre l'affiche génère un mouvement sur celle-ci peu esthétique. Il est difficile de définir les valeurs de consigne de vitesse des moteurs pour arriver à l'équilibre. Cet équilibre risque également d'être rompu si l'on utilise une affiche plus lourde ou plus légère que celle prévue. La présente invention à pour objectif d'obvier à ces inconvénients en proposant une solution de pilotage des moteurs sans balais utilisant une électronique de pilotage du type 2 quadrants et permettant de maintenir d'une manière fiable l'affiche en position statique pendant la phase d'exposition. L'invention se caractérise en ce qu'elle consiste à piloter le moteur supérieur 40 avec une valeur de consigne de vitesse permettant de compenser le couple induit par le poids de l'affiche. Selon une autre caractéristique de l'invention la valeur de consigne de vitesse du moteur supérieur est régulée en fonction des informations transmises par les capteurs à effet Hall du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention les informations des capteurs à 5 effet Hall du moteur sont traitées par un microcontrôleur afin de déterminer la valeur de consigne de vitesse à appliquer. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif, et illustrée 10 par les dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma électronique de principe, - la figure 2 représente un chronogramme des informations des capteurs de position du moteur. 15 La figure 1 représente un schéma de principe des différents composants permettant la mise en oeuvre de l'invention. L'électronique de pilotage du moteur supérieur (1) et du moteur inférieur (2) comporte les composants suivants : - Un circuit de pilotage (3) de moteur Brushless 2 quadrants associé 20 à un circuit d'interfaçage (4). - Un microcontrôleur (5) - Un détecteur de position d'affiche (6) ainsi qu'éventuellement d'autres entrées (7). 25 Dans le cas d'application de l'invention à un dérouleur publicitaire, les moteurs (1) et (2) peuvent directement être incorporés dans les rouleaux sur lesquels s'enroulent les affiches, on désigne alors l'ensemble sous le terme rouleau moteur Brushless . Le terme moteur Brushless est connu par l'homme de l'art pour désigner 30 un moteur à courant continu sans balais constitué d'un rotor comportant des aimants permanents et un stator constitué de plusieurs bobinages alimentés séquentiellement en courant continu. La position du rotor est déterminée par des capteurs sensibles aux champs magnétiques dits capteurs à effet hall . Ce type de moteur comporte généralement au moins 8 fils : 35 Bobine 1 - Bobine 2 - Bobine 3 Capteur effet hall 1 - Capteur effet hall 2 40 Capteur effet hall 3 +V : Alimentation capteurs OV : Alimentation capteurs Ces moteurs doivent être associés à une électronique de pilotage permettant de définir la séquence d'alimentation des bobines en fonction des informations des capteurs à effet Hall. Il est connu de l'homme de l'art des circuits électroniques permettant de 5 piloter en 2 quadrants ce type de moteur. On peut citer à titre d'exemple la référence MC33035 du fabriquant Motorola. Ce type de circuit comporte les entrées suivantes : - Marche/arrêt : Consigne binaire permettant de valider la marche du 10 moteur. - Consigne vitesse : Consigne analogique proportionnelle à la vitesse du moteur. - Sens : Consigne binaire permettant de définir le sens de rotation du moteur (0 ou 1) 15 - Frein : Consigne binaire permettant de freiner électroniquement le moteur. Dans le cas d'un dérouleur publicitaire, un microcontrôleur (5) gère le cycle de défilement des affiches en agissant sur les consignes des électroniques de 20 pilotage (3) des moteurs (1) et (2) et en tenant compte des information d'un capteur de position de l'affiche (6). Le capteur de position de l'affiche (6) est généralement du type inductif ou photoélectrique et permet d'arrêter le défilement de l'affiche lorsqu'elle est correctement positionnée. Ce capteur réagit à la détection d'une pastille en 25 aluminium ou en matériau réfléchissant collée généralement sur la face arrière des affiches. Bien que le circuit de pilotage (3) comporte une fonction Frein , l'utilisation de celle-ci n'est pas suffisante pour assurer le maintien de 30 l'affiche pendant la phase d'exposition. En effet cette fonction n'est efficace que dans le cadre d'un freinage dynamique car elle tend à créer un couple résistant proportionnel à la vitesse du moteur. En d'autres termes, le couple résistant est minimal si la vitesse de rotation est minimale, ce qui est le cas pendant la phase d'exposition de l'affiche. 35 L'invention propose de piloter le moteur supérieur (1) pendant la phase d'exposition avec une valeur de consigne de vitesse donnée par le microcontrôleur (5) au circuit de pilotage du moteur supérieur (3). La valeur de consigne de vitesse devra être ajustée de manière à assurer un 40 équilibre permettant de compenser le couple induit par le poids de l'affiche sans toutefois exercer une tension sur celle-ci. A titre d'exemple d'un mode de réalisation de l'invention avec une affiche de dimension 2m2 la valeur de consigne de vitesse d'équilibre du moteur supérieur est de l'ordre de 15% du la vitesse maximale du moteur. Cette proportion est citée uniquement à tire d'exemple non limitatif et peut varier en fonction d'un grand nombre de paramètres tels que le poids de l'affiche, le nombre total d'affiche, le type de motoréducteur... Selon un premier mode de réalisation de l'invention les valeurs de consignes de vitesse d'équilibre Ve sont mémorisées dans une table de données du 10 microcontrôleur. On aura préalablement déterminé les valeurs d'équilibre Ve par des essais par exemple. Exemple : 15 Nombre total d'affiches : 4 Affiche 1 : Ve= 12 Affiche 2 : Ve= 13 Affiche 3 : Ve= 14 Affiche 4 : Ve= 15 20 La table de données pourra être complexe et mémoriser des valeurs différentes en fonction du nombre total d'affiche et en fonction de leur poids. 25 Il est également possible de déterminer les valeurs de Ve par des règles prédéterminées du type : Ve= 12xCNTFxCPAxC 12 : Exemple de valeur de base CNTA : Coefficient correspondant au nombre total d'affiches 30 CPA : Coefficient correspondant au poids des affiches C : Autre coefficient pouvant éventuellement être prix en compte. Selon une variante de l'invention la valeur de consigne de vitesse d'équilibre Ve est déterminée en temps réel, à chaque cycle et pour 35 chaque affiche, par le microcontrôleur en tenant compte des informations des capteurs à effet Hall du moteur. A cet effet on aura branché les capteurs à effet Hall du moteur supérieur (1) sur des entrées du microcontrôleur (5). La figure 2 représente la séquence de commutation des capteurs à effet Hall 40 sur un tour de moteur. On peut constater que la combinaison des 3 capteurs permet de définir 6 pas par tour de moteur. Le moteur est généralement associé à un réducteur de vitesse ce qui permet d'augmenter la précision des mesures. Ainsi, par exemple, avec un réducteur de rapport 1 :15 on aura 90 impulsions par tour soit une précision de 4 sur le rouleau entraînant les 5 affiches. Selon ce principe de réalisation de l'invention le microcontrôleur va automatiquement réguler la valeur de Ve de manière à rester dans la position dans laquelle il s'est arrêté. Si le microcontrôleur détecte que le moteur a tendance à tourner sous l'effet 10 du poids de l'affiche, il augmentera la valeur de consigne de vitesse Ve jusqu'à trouver le point d'équilibre. Selon ce principe de régulation la valeur de Ve s'adapte donc automatiquement et l'affiche se maintient en position statique pendant la phase d'exposition. 15 Selon encore une autre variante de l'invention il est possible de combiner une régulation automatique avec une table de données. Dans ce cas, on aura prédéfini des valeurs initiales de Ve dans une table et ces valeurs seront ajustées par le microcontrôleur à chaque cycle 20 d'exposition. La nouvelle valeur définie par le microcontrôleur sera alors prise en compte comme valeur de base pour le cycle suivant. Pendant la phase d'exposition des affiches le moteur bas (2) n'est généralement pas entraîné en rotation. Il peut éventuellement être piloté avec 25 une consigne de vitesse très faible n'entraînant pas de rotation et n'exerçant pas de tension sur l'affiche. Revendications 1/ Procédé de pilotage de moteur sans balais pour panneau publicitaire à défilement d'affiche comportant deux rouleaux horizontaux sur lesquels s'enroule et se déroule un train d'affiches, chacun desdits rouleaux horizontaux étant entraîné en rotation par un moteur sans balais et pilotés par une électronique de type deux quadrants , caractérisé en ce que le moteur supérieur (1) est piloté pendant la phase d'exposition des affiches avec une valeur de consigne de vitesse, dite d'équilibre, permettant de compenser le couple généré par le poids de l'affiche. 2/ Procédé de pilotage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la consigne de vitesse d'équilibre du moteur haut peut être différente pour 15 chaque affiche à exposer. 3/ Procédé de pilotage selon la revendication 2 caractérisé en ce que les valeurs de consigne de vitesse d'équilibre peuvent être différentes pour chaque affiche et dépendre du nombre total d'affiches et de leur poids. 4/ Procédé de pilotage selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que les valeurs de consigne de vitesse d'équilibre de chaque affiche sont prédéfinies et mémorisées dans une table de données stockée dans un microcontrôleur (5). 5/ Procédé de pilotage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la valeur de consigne de vitesse d'équilibre est régulée pendant la phase d'exposition des affiches à partir des informations des capteurs à effet Hall du moteur supérieur (1). 30 6/ Electronique de pilotage permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte au moins : - un microcontrôleur (5) de gestion du cycle d'affichage et de gestion 35 des consignes des moteurs (1) et (2). un circuit de pilotage (3) type deux quadrants , de moteurs sans balais. 7/ Electronique de pilotage selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'au 40 moins un capteur à effet Hall du moteur supérieur (1) est branché sur les entrées du microcontrôleur (5). 20 25