Brevet FR2925957A1 — publié le 20090703

L'invention concerne un procédé d'affichage d'une information de montée en température et un appareil mettant en oeuvre le procédé. Les appareils électroniques consomment une importante énergie en fonctionnement normal. Cette énergie se transforme en chaleur qui se concentre dans les appareils habituellement fermés. Si elle n'est pas évacuée, cette chaleur provoque un vieillissement accéléré des composants électroniques finissant par une détérioration irréversible. Pour éviter cela, les constructeurs découpent dans le boîtier de l'appareil des ouïes d'aération permettant une évacuation de l'air chaud. Un ventilateur est disposé à proximité des ouïes pour accélérer les échanges avec l'extérieur et améliorer le refroidissement à l'intérieur de l'appareil. Une sonde est disposée à l'intérieur de l'appareil permettant de mesurer la température. La vitesse de fonctionnement du ventilateur dépend de la température mesurée à l'intérieur de l'appareil. La détermination de la commande du ventilateur s'effectue généralement à l'aide de seuils basés sur des températures mesurés. Dès qu'un premier seuil est atteint, le ventilateur est mis en marche et sa vitesse visée dépend de l'écart entre ce seuil et la température mesurée par la sonde. Lorsqu'un ventilateur tourne à vitesse constante, son bruit passe généralement inaperçu. Mais les variations de vitesse sont audibles. Dans certains cas, l'émission d'un faible niveau sonore est une contrainte prédominante. Par exemple, si l'appareil est un décodeur de télévision, il doit pouvoir fonctionner dans n'importe quel endroit d'une habitation, par exemple dans une chambre à coucher. Dans ce cas, il ne doit pas perturber le sommeil des utilisateurs. Les constructeurs de décodeurs sont soumis à des contraintes sévères. Typiquement, un décodeur ne doit pas produire un son de plus de 25 décibels. Pour ne pas dépasser cette valeur, le ventilateur est mis doucement en marche et atteint sa vitesse nominale prédéterminée avec le moins de variation possible. Pour une régulation optimale, le ventilateur dispose d'une sonde tachymétrique qui émet un signal fonction de sa vitesse réelle. L'unité de contrôle du ventilateur analyse les signaux provenant de la sonde tachymétrique et régule cette vitesse en modifiant la commande. De cette façon, la mise en marche et le fonctionnement nominal du ventilateur reste en-dessous d'un seuil audible. La vitesse nominale et la courbe de montée de cette vitesse est calculée de façon à assurer à l'intérieur du décodeur un flux d'air permettant de maintenir les composants en dessous d'une température critique. Si les ouïes de ventilation sont bouchées, soit à cause de la poussière qui s'accumule, soit parce qu'un objet est posé dessus, soit parce que l'appareil est posé sur un objet mou bouchant ainsi les ouïes de ventilation en dessous, alors la température monte. Pour éviter toute détérioration des composants électroniques, une sonde de température est disposée à l'intérieur de l'appareil. Lorsque la sonde détecte une température élevée alors le système commande le ventilateur à une vitesse maximale et avertit par un signal un disfonctionnement. A ce moment, le ventilateur devient audible. Lorsque la température atteint un niveau extrême, le décodeur s'éteint pour éviter des dommages irréversibles. La présente invention permet de prévenir de tels inconvénients et d'avertir l'utilisateur que son appareil n'est pas dans de bonnes conditions de fonctionnement. Un des objets de la présente invention est un procédé d'affichage d'une information de montée en température d'un appareil comportant une étape de mesure de la température à l'intérieur de l'appareil ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'émission d'un message lorsque la vitesse de montée en température est supérieure à une vitesse prédéterminée. De cette façon, l'appareil, qu'il soit équipé ou non d'un ventilateur, détecte une montée anormale de la température et avant que cette température n'atteigne un niveau qui nécessite une intervention, alors il émet un message à destination de l'utilisateur indiquant qu'une montée anormale de température est détectée. Selon un premier perfectionnement, l'appareil mémorise les vitesses de montée en température au cours des mises sous tension de l'appareil, et si les vitesses sont de plus en plus rapides alors l'appareil émet un message signalant le rétrécissement de la section des ouïes de ventilation. De cette façon, l'utilisateur reçoit une information supplémentaire à celle de la montée anormale de température. Selon une variante, si la vitesse devient d'un seul coup plus rapide alors l'appareil émet un message indiquant une obstruction des ouïes de ventilation. Selon un autre perfectionnement, l'appareil calcule le temps nécessaire pour que la température atteigne un seuil prédéterminé à la vitesse actuelle de montée. L'appareil affiche dans le message émis une indication du temps calculé. De cette façon, l'utilisateur est informé du temps avant que l'action en réponse à la montée anormale de température soit exécutée. Selon un autre perfectionnement, l'appareil détermine la vitesse de référence à partir de la vitesse de montée en température mesurée lors de la première mise sous tension de l'appareil, cette vitesse déterminée est ensuite mémorisée dans l'appareil et sera comparée à la vitesse de montée mesurée lors des utilisations ultérieures. De cette façon, l'appareil effectue une auto calibration de ses capacités de ventilation et de maintien d'une température normale de fonctionnement. Selon une variante, la vitesse déterminée est reçu de l'extérieur de l'appareil, par exemple d'un autre appareil identique qui a effectué une étape d'auto-apprentissage. Selon un autre perfectionnement, l'appareil dispose d'au moins deux moyens de mesurer la température en deux endroits au moins de l'appareil, le message émis informant de l'endroit dans l'appareil où la vitesse de montée. De cette façon, l'utilisateur peut plus facilement agir pour résoudre le problème d'échauffement intempestif de son appareil. Selon un autre perfectionnement, l'appareil émet un signal sonore ou lumineux sur sa face avant lorsque la vitesse de montée en température est supérieure à une vitesse prédéterminée. De cette façon, même si l'appareil n'est pas dans un mode de fonctionnement où l'utilisateur peut recevoir le message, il peut quand même être informé d'une autre façon. Un autre objet de la présente invention est un appareil électronique disposant d'un moyen de détection de la température et d'un moyen d'émission d'un message ; caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur de la vitesse de montée en température et un comparateur adapté à comparer la vitesse de montée calculée avec une vitesse prédéterminée et à déclencher l'émission d'un message par le moyen d'émission d'un message lorsque la vitesse de montée détectée dépasse la vitesse prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description des exemples de réalisation qui vont suivre, pris à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente une coupe d'un appareil électronique selon un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 illustre un système d'asservissement selon un exemple préféré de réalisation, - la figure 3 montre les principales étapes du procédé d'élaboration d'une constante de référence pour la montée en température, - la figure 4 est une illustration présentant des courbes de montée en température, - la figure 5 montre les principales étapes du procédé d'affichage d'une information de montée en température selon un exemple de réalisation, - la figure 6 présente un exemple d'apparence d'écran affichée lorsqu'une vitesse de température trop élevée est détectée, - la figure 7 présente un autre exemple d'apparence d'écran affichée lorsqu'une vitesse de température trop élevée est détectée. La figure 1 décrit en coupe un appareil électronique, un décodeur de télévision par exemple. L'appareil comporte un circuit imprimé 1 sur lequel des circuits électroniques 2 sont disposés. Un disque dur 3 permet de mémoriser des données, notamment des oeuvres audiovisuelles de longues durées. Les circuits 2 et le disque 3 consomment beaucoup d'énergie et dégagent de la chaleur, par exemple, l'unité centrale du décodeur libère une énergie d'environ 6 watts. De ce fait, certaines zones du décodeur, marquées en gris sur la figure 1, sont plus chaudes que d'autres. Une sonde de température 4 disposée au sein d'une de ces zones chaudes, de préférence à proximité du circuit consommant le plus d'énergie, fournit une tension proportionnelle à la température. Un ventilateur 5 extrait l'air chaud de la cavité du décodeur. Deux ouïes de ventilation 6 découpées dans la coque du décodeur permettent deux entrées d'air frais. Des flèches courbes montrent le passage des flux d'air. Le nombre, la position et la taille des ouïes sont des éléments importants d'une bonne ventilation, ces paramètres étant bien connus de l'homme du métier. La figure 2 illustre un système d'asservissement selon un exemple préféré de réalisation. Cette figure est applicable à tout système de régulation qui, recevant une valeur de mesure et en fonction d'une valeur de consigne, détermine une valeur de commande. La sonde de température 4 et le ventilateur 5 sont connectés à une unité de gestion 7. L'unité de gestion 7 illustré par la figure 2 peut être un microcontrôleur dédié à la régulation de température. L'unité de gestion 7 peut également être une partie de l'unité centrale de l'appareil électronique. Quel que soit sa nature, l'unité de gestion dispose au moins d'une entrée analogique pour la réception des signaux provenant de la sonde de température 4, d'une entrée numérique pour la réception des signaux représentatifs de la vitesse du ventilateur (ces signaux sont généralement appelés � Tachy �) et d'une sortie de commande pour le contrôle du ventilateur 5. En fonction de la mesure fournie par la sonde 4, le microcontrôleur 7 détermine la vitesse du ventilateur pour créer un flux d'air frais suffisant pour maintenir l'intérieur du décodeur en dessous d'une température nominale. Dans l'exemple de réalisation, le ventilateur est commandé par un signal analogique qui définit directement la vitesse de rotation du ventilateur. Avantageusement, l'unité de gestion 7 fournit un signal PWM (acronyme de � Pulse Width Modulator � C'est un signal numérique périodique qui, converti en un signal analogique en utilisant un filtre passe bas permet de contrôler un moteur. Sa fréquence est typiquement fixe et son rapport cyclique variable. Cette variation de rapport cyclique permet de faire varier l'amplitude du signal analogique de commande du moteur. Dans l'exemple de réalisation, la tension continue analogique appliquée varie typiquement entre 0 et 5 Volts. Le signal Tachy est impulsionnel, le nombre d'impulsions par unité de temps détermine la vitesse réelle du ventilateur, en nombre de tours par minute. Après avoir décrit les différents éléments de l'invention, nous allons maintenant expliquer comment ceux-ci coopèrent, à l'aide d'un exemple de réalisation. Selon un exemple simple de réalisation, l'unité de gestion 7 possède en usine une constante de référence qui représente la vitesse normale de montée en température après la mise sous tension. En utilisation, l'unité de gestion teste en permanence si la température monte à une vitesse au-dessus de la constante de référence. Selon une variante de réalisation, la constante de référence peut être téléchargée d'un appareil identique qui a déjà fait un auto-apprentissage. Selon une autre variante de réalisation cette constante de référence peut être calculée par le décodeur lui-même. Un schéma de principe illustrant son calcul est donné à la figure 3. Dans un premier temps (étape 3.1), le décodeur est mis sous tension dans des conditions de laboratoire, typiquement cela correspond à la première mise sous tension effectuée chez le constructeur afin de s'assurer que l'appareil fonctionne correctement. La température du milieu est de 25°C, cette valeur étant considéré comme la température de l'environnement normal d'utilisation. Dans ces conditions, l'environnement est optimum et les ouïes de ventilation sont parfaitement opérationnelles. L'unité de gestion 7 commande le ventilateur pour assurer une montée de la vitesse selon une courbe prédéterminée et qui assure un fonctionnement en-dessous d'un certain seuil sonore, typiquement 25 décibels. Les 25 décibels sont mesurés selon la méthode � Sound Pressure � c'est-à-dire à l'aide d'un micro placé à un mètre de la face avant du décodeur. A l'étape 3.2, l'unité de gestion 7 détermine la température avec la sonde 4 en enregistrant la montée en température en effectuant des mesures à des intervalles de temps réguliers. La montée est d'abord linéaire puis s'aplatit pour atteindre une température nominale de fonctionnement, typiquement 45°C lorsque la température ambiante est de 25°C. Cette valeur n'est pas dangereuse pour les circuits intégrés 2. La figure 4 montre la courbe Cl illustrant un exemple de montée en température dans de telles conditions. Au bout d'un certain temps depuis la mise sous tension, noté T2 sur la figure 4, la température à l'intérieur du décodeur devient constante. Au cours de la première moitié de cette durée, jusqu'à l'instant noté Ti, la montée de température est à peu près linéaire et peut être caractérisée par une constante de référence qui s'exprime en degré Celsius par minute. Par exemple, pour une température ambiante de 25 °C, on constate qu'au bout de 10 minutes la température a grimpé à 40 °C, et au bout de 20 minutes, la température est devenue constante autour de 45 °C (Tpl). Les mesures montrent que quelle que soit la température ambiante, un écart de 20 °C existe entre l'intérieur et l'extérieur du décodeur. Cet écart augmente rapidement et considérablement lorsque les ouïes sont bouchées. La vitesse de montée normale est donc de 1.5 °C/mn. Une marge de sécurité de 20 0/0 est appliquée à la vitesse de montée calculée dans des conditions de laboratoire pour en déduire la constante de référence (étape 3.3). Dans l'exemple cité précédemment, la constante de référence est alors de : 1.5 °C/mn x 1,20 = 1.8 °C/mn. Cette valeur est sauvegardée par l'unité de gestion 7. Par la suite, si l'unité de gestion détecte une vitesse de montée supérieure à 1.8 °C/mn alors on peut suspecter un problème au niveau des ouïes d'aération. Si la température de danger (60°C typiquement), marquée Tp2 dans la figure 4, est atteinte alors il faut prendre des mesures pour éviter des détériorations irréversibles. La figure 5 illustre les principales étapes permettant de détecter que les ouïes de ventilation ne fonctionnent pas correctement. Le décodeur est allumé dans son environnement de travail (étape 5.1). L'unité de gestion 7 met en marche le ventilateur et régule sa vitesse selon une courbe de valeurs préprogrammées (étape 5.2). A l'étape 5.3, l'unité de gestion 7 mesure la température à l'aide de la sonde 4. Lors d'intervalles de temps réguliers, au moins toutes les 10 secondes, l'unité de gestion 7 calcule la vitesse de montée en température et la compare avec la constante de référence mémorisée (étape 5.4). Si la vitesse de montée reste en dessous de la constante de référence, alors le refroidissement de l'appareil fonctionne correctement. Sinon, l'unité de gestion détecte une montée trop rapide. Cette montée trop rapide peut provenir d'un disfonctionnement du ventilateur, mais la sonde tachymétrique le détecterait aussitôt et un message approprié pourrait être affiché. Dans l'hypothèse où le ventilateur fonctionne bien, la montée trop rapide de la température est probablement due à une obstruction des ouïes d'aération. Selon un premier mode de réalisation, il est donc possible à ce stade d'afficher un message d'alarme. La figure 6 illustre ce cas. On voit une apparence d'écran présentant un programme audiovisuel, et au centre de l'écran une fenêtre s'affiche pour informer de la situation. Un message typique est � vérifier les ouïes d'aération �. Ce message clignote pour attirer l'attention de l'utilisateur. Lorsque l'unité de gestion 7 détecte que la vitesse de montée passe en dessous de la constante de référence et que la température est passée en- dessous de la température de danger qui est typiquement de 60 °C, alors le message disparaît. Selon un perfectionnement, il est possible en analysant l'évolution des vitesses de montée en température d'améliorer l'information à l'utilisateur (étape 5.5). Si l'unité de gestion 7 détermine qu'au fur et à mesure des mises sous tension, les vitesses de montée sont devenues de plus en plus rapides. En d'autres termes, si d'une mise sous tension à la suivante, la vitesse de montée n'a pas augmentée de plus de 5%, alors l'unité de gestion 7 peut en déduire que la section des ouïes s'est progressivement rétrécie et celles-ci ne sont plus opérationnelles. C'est typiquement le cas lorsque la poussière s'installe au niveau des grilles de ventilation. Si le test pratiqué à l'étape 5.6 arrive à cette conclusion, l'unité de gestion 7 déclenche l'apparition d'un message du type (étape 5.7) : � section des ouïes rétrécies - vérifier le nettoyage � Si au contraire le test pratiqué à l'étape 5.6 conclue que la montée en température est brusque, et donc que la vitesse de montée mesurée dépasse de plus de 2 % la moyenne des cinq précédentes vitesses de montée mesurées, alors l'élévation de la température est due probablement à une obstruction soudaine des ouïes, par exemple, en posant un objet par-dessus. Dans ce cas, l'unité de gestion 7 déclenche l'apparition d'un message du type (étape 5.8) : � Ouïes d'aération bouchées - supprimer l'obstruction � De cette manière, l'utilisateur est mieux informé de l'origine du disfonctionnement et peut plus facilement agir avant que la température n'atteigne des niveaux dangereux pour l'appareil. Ce cas se présente lorsqu'au bout d'un certain temps d'utilisation, les ouïes se bouchent à cause par exemple, de la pose d'un objet dessus. La température s'accroit brusquement, et la détection s'effectue dès les premières minutes. De cette façon, l'utilisateur est informé et a le temps d'agir. Si l'utilisateur ne fait rien, alors la température va continuer à monter selon la courbe C2 de la figure 4. Lorsque la température mesurée par la sonde atteint le seuil de danger (60 °C) pour les composants, l'unité de gestion 7 commande le ventilateur à grande vitesse ce qui rend l'appareil bruyant. Un message d'alarme est alors affiché. Enfin, si la température continue à monter pour atteindre une température critique, le décodeur s'éteint. Selon un perfectionnement, lorsque le test à l'étape 5.4 détermine que la vitesse de montée en température est supérieure à la constante de référence, alors l'unité de gestion 7 calcule le temps restant pour atteindre la température de danger compte tenu de la vitesse de montée actuelle. Par exemple, si la vitesse de montée est de 2°C/mn et la température actuelle est de 30 °C, la température de danger étant de 60 °C. L'unité de gestion 7 calcule qu'il faut 10 minutes environ pour que la température monte de 20 °C et atteigne la température de danger. L'unité de gestion 7 va alors présenter cette valeur de temps à l'utilisateur en l'incorporant dans un message du type : � Vérifier les ouïes d'aération température dangereuse atteinte dans 10 minutes � De cette façon, l'utilisateur est d'avantage sensibilisé au problème intervenant sur son décodeur. La figure 7 montre une telle apparence d'écran. Au fil du temps la valeur de temps affiché est mise à jour. Si l'utilisateur intervient et libère les ouïes d'aération, la température ne va plus augmenter à la même vitesse et elle va rapidement baisser. Lorsque l'unité de gestion 7 détecte que la vitesse de montée passe en dessous de la constante de référence et que la température est passée en-dessous de la température de danger, alors le message affiché disparaît. Selon un autre perfectionnement, l'unité de gestion 7 contrôle un indicateur lumineux, une diode LED rouge par exemple placée en face avant du décodeur, qui signale un défaut de température. Lorsque le test à l'étape 5.4 détermine que la vitesse de montée en température est supérieure à la constante de référence, alors la diode LED clignote. Lorsque la température de danger (60°C) est dépassée, la diode LED rouge est allumée en permanence. Une variante éventuellement complémentaire consiste à implémenter un buzzer dans l'appareil. Le son émis par le buzzer est alors intermittent si la température est en-dessous de la température de danger, et continu si la température est au-dessus de cette température. Selon un autre perfectionnement, le décodeur dispose d'au moins deux sondes de températures disposées à des endroits différents. A l'aide du schéma de la figure 1, on voit que le ventilateur 5 extrait deux flux d'air provenant d'un ouïe situées dessous pour refroidir le disque dur 3, et d'une ouïe sur le coté pour refroidir les composants du circuit imprimé. La disposition d'une sonde dans le disque dur et une autre mise sur le circuit imprimé permet de détecter l'obstruction d'une des deux ouïes de ventilation. En mesurant les valeurs détectées par chaque sonde, il est ainsi possible de détecter laquelle des ouïes est obstruée et présenter à l'utilisateur un message informant de cette détection. De cette façon, l'utilisateur est mieux informé du type d'action qu'il doit entreprendre. Des personnes versées dans l'art pourront adapter la présente invention sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention telle que revendiquée. Il faut noter que la présence d'un ventilateur dans l'appareil est optionnelle et que la détection d'une vitesse anormale de montée en température peut s'effectuer dans un environnement de convection naturelle. Les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes. Revendications 1. Procédé d'affichage d'une information de montée en température d'un appareil comportant une étape de mesure (5.3) de la température à l'intérieur de l'appareil ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'émission d'un message (5.7 ; 5.8) lorsque la vitesse de montée en température est supérieure à une vitesse prédéterminée. 2. Procédé d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mémorisation des vitesses de montée en température au cours d'une pluralité de mises sous tension (5.1) de l'appareil, et en ce que la détection de vitesses de montée de plus en plus rapides au cours d'une pluralité de mises sous tension déclenche une étape d'émission (5.7) d'un message signalant le rétrécissement de la section des ouïes de ventilation (6). 3. Procédé d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mémorisation des vitesses de montée en température au cours d'une pluralité de mises sous tension (5.1) de l'appareil, et en ce que la détection d'une vitesse brusquement plus rapide déclenche une étape d'émission (5.8) d'un signal indiquant une obstruction des ouïes de ventilation (6). 4. Procédé d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de calcul du temps nécessaire pour que la température atteigne un seuil prédéterminé à la vitesse actuelle de montée, le message émis comportant une indication du temps calculé. 5. Procédé d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de la vitesse déterminée à partir de la vitesse de montée en température mesurée lors de la première mise sous tension de l'appareil (3.1), et une étape de mémorisation de la vitesse ainsi déterminée (3.3). 6. Procédé d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réception de la vitesse déterminée, et une étape de mémorisation de la valeur de la vitesse reçue (3.3). 7. Procédé d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareil dispose d'au moins deux moyens de mesurer la température en deux endroits au moins de l'appareil, le message émis informant de l'endroit dans l'appareil où la vitesse de montée en température est supérieure à une vitesse prédéterminée. 8. Procédé d'affichage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'émission d'un signal sonore ou lumineux en face avant de l'appareil lorsque la vitesse de montée en température est supérieure à une vitesse prédéterminée. 9. Appareil électronique disposant d'un moyen de détection (4) de la température et d'un moyen d'émission d'un message ; caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur (2, 7) de la vitesse de montée en température et un comparateur adapté à comparer la vitesse de montée calculée avec une vitesse prédéterminée et à déclencher l'émission d'un message par le moyen d'émission d'un message lorsque la vitesse de montée détectée dépasse la vitesse prédéterminée.25