Brevet FR2959834A1 — publié le 20111111

DISPOSITIF DE GESTION AUTOMATISEE ET INTERACTIVE DE SYSTEMES HORAIRES ET/OU DE CLOCHES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]L'invention se rapporte au domaine de la gestion automatisée et à distance de systèmes horaires tels que des cadrans horaires, et/ou de cloches. [0002]Les cloches publiques sont souvent installées dans le haut d'une tour élevée permettant une diffusion lointaine du son. Lorsque celle-ci est sur une église, on l'appelle clocher, et on parle de beffrois lorsqu'il s'agit de loger des cloches municipales. L'ensemble des cloches est usuellement supporté par une structure ou ossature en bois ; le bois absorbe les vibrations importantes, ce que ne pourrait faire directement une maçonnerie. Le bois offre en outre une souplesse permettant un certain débattement au sommet des ossatures. C'est ainsi que le bois est souvent préféré au métal pour la formation de telles ossatures. [0003]Les cloches ont pour fonction normale de signaler les temps réguliers. Ainsi, une séquence particulière de sons peut être produite par un groupe de cloches pour indiquer l'heure et ses subdivisions. Les cloches permettent également de signaler des évènements particuliers, religieux ou non tels que le glas, le tocsin... [0004] Pour faire sonner une cloche on met en mouvement la cloche elle-même qui vient frapper un élément appelé marteau ; pour faire tinter une cloche c'est le marteau qui est mobile et vient frapper l'intérieur ou l'extérieur de la cloche. [0005] Les cadrans horaires ont également pour fonction d'indiquer l'heure, mais de façon visuelle de sorte qu'ils sont souvent pourvus d'une sonnerie ou autre signal auditif relatif à des instants précis ( heure, demi heure .. ) [0006] Les systèmes horaires et/ou les cloches visés par l'invention fonctionnent grâce à un système électrique ou électronique, et leur mise en marche, leur sonneries, leur remise à l'heure notamment sont actuellement gérées soit mécaniquement soit par des commandes électriques simples. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0007] Dans le document FR 2 676 575 on divulgue un dispositif électromécanique pour sonner des cloches à la volée. Ce dispositif comprend un moteur dont l'axe entraîne en rotation une poutre oscillante sur laquelle est fixée une cloche. Une roue dentée (roue codeuse) est fixée sur l'axe moteur et des capteurs associés à un système électrique simple permettent de contrôler le mouvement de la cloche concernée. [0008]Le document FR 2 697 387 concerne un dispositif électrique destiné à entretenir le balancement des cloches. Ce système comprend un moteur associé à un ensemble de contrôle et de commande constitué de lecteurs de positionnement couplés à des relais statique et des relais inverseurs, l'ensemble permettant notamment de compter les tours, d'inverser le mouvement et d'éviter toute variation brutale de tension aux bornes des relais statiques. [0009] Dans le domaine du contrôle des horloges, on connaît par le document FR 2 880 433 un procédé pour initialiser par voie hertzienne une horloge qui émet régulièrement un message horaire et un code d'identification permettant de piloter des récepteurs. A la mise en service du système, un code d'initialisation est par ailleurs transmis par l'horloge vers chacun des récepteurs qui mémorise ce code et est ainsi activé. [0010]On connaît en outre par le document WO2007/034005 un système de contrôle de beffrois ou plus précisément des moteurs qui mettent en mouvement la ou les cloches et/ou le marteau du beffroi. Selon ce document une unité centrale permet de paramétrer et de choisir une séquence d'activation des cloches, soit depuis un ordinateur situé à proximité des cloches soit depuis un téléphone mobile. Dans ce système les informations de contrôle et de paramétrage peuvent donc être uniquement transmises à l'unité centrale mais celle-ci ne peut pas envoyer d'informations en retour. EXPOSE DE L'INVENTION [0011]L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à prévoir un dispositif automatisé et interactif de gestion de systèmes horaires et/ou de cloches, qui permette en outre une maintenance voire une réparation à distance desdits systèmes. [0012]Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention un dispositif de gestion automatisée de systèmes horaires et/ou de cloches, comprenant un écran, un microcontrôleur ayant un moyen de mémorisation et un moyen de programmation de données, au moins un bus apte à relier le microcontrôleur à des moyens extérieurs au dispositif, au moins un connecteur pour la transmission bidirectionnelle de données avec le microcontrôleur. Selon l'invention, ledit bus est constitué d'au moins un bus bidirectionnel prévu pour la liaison avec le ou lesdits moyens extérieurs, de façon à réaliser une gestion interactive, paramétrable et à distance du fonctionnement dudit système horaire et/ou de cloches. [0013]Avantageusement, le dispositif de gestion automatisée comprend une entrée de synchronisation apte à coopérer avec un récepteur de liaison horaire tel qu'un récepteur DCF ou GPS. Cette entrée n'est pas indispensable au fonctionnement du dispositif car le microcontrôleur peut inclure une fonction d'horloge. [0014] De façon intéressante, le dispositif de gestion automatisée selon l'invention comprend en outre un module téléphone radio cellulaire apte à communiquer de façon bidirectionnelle avec le microcontrôleur et avec des moyens extérieurs. [0015]Plus particulièrement, ledit module téléphone radio cellulaire peut permettre d'envoyer des informations vers les moyens extérieurs tels qu'un téléphone cellulaire et/ou un ordinateur. [0016] En outre, ledit module peut permettre de recevoir des informations d'un téléphone cellulaire ou de tout autre moyen équivalent. [0017]Préférentiellement, ledit bus est un bus radio qui, selon un mode de réalisation de l'invention, coopère via une interface de liaison avec un bus filaire bidirectionnel. [0018]En outre, ledit connecteur, tel qu'un port USB, permet une liaison bidirectionnelle extérieure avec un ordinateur et/ou une clé de mémorisation. Cet arrangement autorise avantageusement des fonctions telles que la mise à jour de programmes ou autres données internes relatives au fonctionnement du dispositif. [0019]Conformément à un autre de ses aspects, ledit bus bidirectionnel est un bus filaire et permet la liaison entre le microcontrôleur et des moyens extérieurs. [0020]Selon l'invention, le dispositif de gestion automatisée comprend en outre des commandes à relais permettant de réaliser un tintement et/ou une volée de la ou de chaque cloche. [0021]De façon intéressante, le dispositif de gestion automatisée selon l'invention comprend en outre une interface radio en liaison unidirectionnelle avec ledit microcontrôleur et apte à recevoir des signaux d'un moyen extérieur tel qu'une télécommande. [0022]En outre, le dispositif de gestion automatisée est apte à la gestion du fonctionnement d'au moins une cloche, et comprend en outre un moteur pour la mise en mouvement de la ou des cloches ainsi que des moyens électroniques d'asservissement dudit moteur. [0023] Plus spécifiquement, lesdits moyens électroniques peuvent comprendre un moyen de détection d'anomalies dans le fonctionnement de la ou des cloches telles que des usures mécaniques. [0024] Le dispositif de gestion automatisée selon l'invention peut comprendre en outre un module de surveillance des efforts mécaniques exercés sur une structure-support du système horaire et/ou de cloches, ledit module comprenant au moins un capteur d'efforts associé à des moyens électroniques d'analyse, et ledit module communiquant avec le micro-contrôleur via ledit bus radio et/ou filaire. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025][001]D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, un bloc-diagramme d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 est un bloc-diagramme d'un dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention. [0026] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0027]Sur la figure 1 on peut voir un microcontrôleur 1 ,auquel sont associés les moyens suivants : un écran 0 qui peut être à dalles tactiles ; un clavier à touches alpha numériques associé à un écran peuvent être préférés sans sortir du cadre de l'invention . L'écran graphique à dalles tactiles peut être utilisé afin de simplifier et aussi de réduire l'encombrement du dispositif. Un tel écran permet d'afficher uniquement des touches et des données utiles et propres à une application donnée. C'est un avantage ergonomique qui facilite la lisibilité et la simplicité d'utilisation du dispositif. [0028] Au moins un bus est prévu pour relier le microcontrôleur 1 à des moyens extérieurs. De façon caractéristique, le bus est de type bidirectionnel. De façon optionnelle, le bus bidirectionnel est constitué d'au moins un bus radio 3. [0029]Selon le mode de réalisation illustré par la figure 1, le bus radio 3 est connecté à une carte de commande 4 à relais permettant la commande directe de plusieurs éléments sonores tels qu' une volée (V1, V2 ) ou encore un tintement Tx . [0030] En outre un bus filaire à deux fils 20 peut être prévu et relier la carte 4 à un autre élément sonore afin de réaliser une volée de type électronique VE2. On qualifie ici cette volée d' « électronique « car elle est réalisée via le bus filaire 2 ou 20. [0031]En outre un bus filaire bidirectionnel 2 peut être prévu et transférer des informations depuis et vers le microcontrôleur 1, depuis et vers différents composants tels qu'une carte de commande à relais 5 qui permet de réaliser par exemple la commande de tintement Tx d'une cloche ou une autre fonction T0. [0032]Le bus filaire bidirectionnel 2 peut en outre permettre le déclenchement d'une volée électronique VE et/ ou d'un tintement électronique TE, obtenus directement c'est-à-dire sans passer par un moyen de commande tel que la carte 5. Ceci est une option à la fois simple et très fiable vu le nombre de composants mis en oeuvre. [0033]Selon une autre alternative, le dispositif selon l'invention peut comprendre des commandes à relais 10 permettant de commander directement un tintement, des volées, un cadran ou toute autre fonction équivalente. Les commandes à relais 10 sont reliées de façon unidirectionnelle avec le microcontrôleur 1. [0034]En outre un connecteur spécifique 12 tel qu'un port USB peut avantageusement faire partie du dispositif selon l'invention. Le connecteur 12, relié de façon bidirectionnelle au microcontrôleur 1, peut avantageusement permettre une liaison bidirectionnelle avec des moyens extérieurs tels qu'un ordinateur 14 ou encore une clé 15 de type USB. Par ces moyens il est possible de réaliser par exemple une mise à jour de données et/ou de programmes du microcontrôleur, ou plus précisément des moyens de mémorisation et/ou des moyens de programmation inclus dans le microcontrôleur 1. [0035]Une autre particularité de l'invention concerne l'intégration d'un module téléphone radio cellulaire 9, tel qu'un GSM, qui permet des fonctions intéressantes au niveau des communications à distance du dispositif. Ainsi le récepteur 9 permet de recevoir des informations, par exemple sous forme de commandes, issues d'un téléphone 18 situé à distance. Le module téléphone radio cellulaire 9 peut aussi envoyer des mails ou des messages courts vers un ou plusieurs téléphones cellulaires 11.C'est ainsi que des alertes peuvent être transmises à distance, en fonction de différentes applications comprises par le dispositif selon l'invention, dont certaines seront exposées ci-après. [0036] Sans sortir du cadre de l'invention, le module téléphone radio cellulaire 9 peut communiquer de façon bidirectionnelle avec le modem 13 d'un ordinateur 14. Ainsi une téléassistance et/ou un télédépannage peuvent être opérées selon l'invention. Bien entendu ces fonctions sont tout à fait nouvelles et inventives dans le cadre d'un dispositif de gestion de systèmes horaires et/ou de cloches. [0037]Le dispositif selon l'invention peut par ailleurs comprendre une entrée de synchronisation 6 pour recevoir des signaux d'un récepteur extérieur de liaison horaire et/ou radio 7 tel qu'un signal DCF, GPS. Ceci concerne un mode préféré de réalisation de l'invention permettant de synchroniser l'horloge, voire de recaler automatiquement l'heure après une panne, une coupure du secteur ou tout autre problème technique. [0038]Grâce aux différents moyens radio énoncés plus haut, des communications à distance et bidirectionnelles sont avantageusement mises en oeuvre selon l'invention. [0039]Ainsi le dispositif selon l'invention est apte à réaliser tout ou partie des fonctions de base suivantes : horloge ; synchronisation de l'horloge par signal radio tel que DCF, GPS ou GSM.. ; calendrier universel ; changement automatique d'heure tel qu'un changement d'heure hiver/été pour lequel un décalage d'une heure doit être opéré ; sauvegarde de l'heure en cas de coupure de l'alimentation secteur ; rattrapage automatique de l'heure après une coupure de l'alimentation du secteur ; gestion de diverses sonneries liées par exemple à des offices religieux telles que volées et/ou tintement. [0040]En outre le dispositif selon l'invention peut permettre grâce à une télécommande radio 17 et une interface radio 16 intégrée dans le dispositif, de déclencher des actions telles que les volées, des sonneries, tintements ou autres. [0041]De façon intéressante le dispositif selon l'invention permet une télécommande et un paramétrage d'une horloge par un module téléphone radio cellulaire ; une assistance et/ou un dépannage technique(s) à distance ; une détection d'anomalies soit d'ordre mécaniques soit d'ordre électrique soit d'ordre électronique associées à des transmissions d'alertes [0042]Concernant les anomalies d'ordre mécanique, un détecteur d'usure peut être prévu, comprenant un capteur de force disposé sur la structure porteuse de la ou des cloches, et une électronique d'analyse associée. Cet ensemble (ou module) permet une surveillance constante des efforts exercés sur la structure par la ou les cloches, ainsi qu'un déclenchement d'alerte sur des seuils de valeur ou sur des variations des valeurs. Le ou les capteurs de force communiquent avec le microcontrôleur 1 via le bus radio 3 et/ou filaire et le module téléphone radio cellulaire 9 de sorte que des alertes peuvent être émises via une connection internet et un PC; de même des sms, ou des commandes téléphoniques peuvent être transmises par le dispositif selon l'invention vers des téléphones cellulaires. [0043]Ainsi sans sortir du cadre de l'invention Il peut être envisagé de surveiller 20 les efforts exercés sur une structure telle que la structure porteuse d'un beffroi, à des fins de maintenance. [0044]Le dispositif selon l'invention consiste donc en un moyen de communication qui gère des flux d'information et les redirige si nécessaire, et ceci en totale autonomie. C'est un point d'entrée vis-à-vis de l'extérieur. 25 [0045] De façon intéressante le dispositif selon l'invention, et plus précisément le microcontrôleur 1 est programmable à distance. [0046] Les programmes et/ou les données mémorisées dans le microcontrôleur 1 peuvent être mis à jour soit à distance soit grâce à un élément spécifique tel qu'une clé USB. [0047] La figure 2 illustre par un second bloc diagramme le principe dit du double bus qui consiste en une liaison bidirectionnelle de type filaire qui est transposée en bus radio, interprétée par l'horloge et retransmise par un module téléphone radio cellulaire 9 par exemple à un ordinateur distant 14. Le bloc diagramme montre donc un écran 0 relié au microcontrôleur 1 lui-même relié de façon bidirectionnelle à trois composants à savoir un bus radio 3, un port USB 12 et un module téléphone radio cellulaire 9. Le bus radio 3 étant en communication via une carte interface entre lui-même et un bus à deux fils 2, on crée ainsi une communication bidirectionnelle depuis l'ordinateur distant 14 jusqu'à un moyen par exemple situé dans un clocher et destiné à réaliser une volée et/ou un tintement. Pour ce faire, l'information passe successivement par le modem 13 du PC 14, le module 9 de type GSM, le bus radio 3 puis le bus deux fils 2 et le moyen de déclenchement de l'action à savoir une volée ou un tintement de cloches ; et ceci avantageusement dans les deux sens. [0048] Il est ainsi possible de gérer à distance la programmation du microcontrôleur 1 et donc les fonctionnalités du dispositif selon l'invention qui de manière interactive envoie des informations comme indiqué ci-avant de sorte que le dispositif est capable de gérer le matériel qui lui est connecté. Une maintenance préventive du matériel peut avantageusement être réalisée à distance et à moindre frais grâce au dispositif selon l'invention. [0049]Concernant l'application relative à des cloches, on connaît la volée électronique qui consiste en un asservissement électronique du mouvement des cloches. La présente invention améliore notablement cette application en permettant une communication bidirectionnelle entre le dispositif et les moyens extérieurs, grâce notamment au bus radio 3 et/ou filaire 2. Dans un sens, des anomalies de fonctionnement peuvent être détectées et analysées puis reportées vers un moyen extérieur ( à distance ) tel qu'un ordinateur qui, en retour, peut réagir en émettant des informations de réglage ou autre à destination du microcontrôleur 1. [0050]A titre d'exemple l'asservissement électronique de la volée consiste à moduler le temps de poussée du moteur qui sert à l'actionnement de la ou des cloches, ceci afin d'obtenir une certaine hauteur de balancement de la cloche. En régime établi, le temps de poussée pour une hauteur donnée et pour une cloche donnée est constant. Ainsi toute augmentation du temps de poussée pour obtenir une même hauteur de balancement indique une augmentation des efforts mécaniques ( usure de palier, de roulements .. ). La volée peut ici détecter des problèmes d'ordre mécanique et les transmettre au microcontrôleur 1 qui les transmettra à son tour à l'ordinateur 14 ou à tout autre moyen équivalent qui communique à distance avec lui. [0051]En outre un moyen de mémorisation intégré dans le microcontrôleur 1 peut permettre de mémoriser à tout moment des données telles que sonneries ou musiques , et avantageusement de contrôler leur déclenchement par programmation ou par télécommande radio.15 REVENDICATIONS1 Dispositif de gestion automatisée de systèmes horaires et/ou de cloches, comprenant un écran (0), un microcontrôleur (1) ayant un moyen de mémorisation et un moyen de programmation de données, au moins un bus apte à relier le microcontrôleur (1) à des moyens extérieurs au dispositif, au moins un connecteur (12) pour la transmission bidirectionnelle de données avec le microcontrôleur (1) caractérisé en ce que ledit bus (2,3) est constitué d'au moins un bus bidirectionnel prévu pour la liaison avec le ou lesdits moyens extérieurs, de façon à réaliser une gestion interactive, paramétrable et à distance du fonctionnement dudit système horaire et/ou de cloches. 2. Dispositif de gestion automatisée selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une entrée de synchronisation (6) apte à coopérer avec un récepteur de liaison horaire (7) tel qu'un récepteur DCF ou GPS. 3. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module téléphone radio cellulaire (9) apte à communiquer de façon bidirectionnelle avec le microcontrôleur (1) et avec des moyens extérieurs. 4. Dispositif de gestion automatisée selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit module téléphone radio cellulaire (9) permet d'envoyer des informations vers les moyens extérieurs tels qu'un téléphone cellulaire et/ou un ordinateur. 5. Dispositif de gestion automatisée selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que ledit module (9) permet de recevoir des informations d'un téléphone cellulaire ou de tout autre moyen équivalent. 6. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit bus est un bus radio (3). 7. Dispositif de gestion automatisée selon la revendication 6 caractérisé en ce que ledit bus radio (3) coopère via une interface de liaison avec un bus filaire bidirectionnel (2). 8. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit connecteur (12), tel qu'un port USB, permet une liaison bidirectionnelle extérieure avec un ordinateur (14) et/ou une clé de mémorisation (15). 9. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit bus bidirectionnel est un bus filaire (2) et permet la liaison entre le microcontrôleur (1) et des moyens extérieurs. 10. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre des commandes à relais (10) permettant de réaliser un tintement et/ou une volée de la ou de chaque cloche. 11. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une interface radio (16) en liaison unidirectionnelle avec ledit microcontrôleur (1) et apte à recevoir des signaux d'un moyen extérieur tel qu'une télécommande (17). 12. Dispositif de gestion automatisée apte à la gestion du fonctionnement d'au moins une cloche, selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre un moteur pour la mise en mouvement de la ou des cloches, et des moyens électroniques d'asservissement dudit moteur. 13. Dispositif de gestion automatisée selon la revendication 12 caractérisé en ce que lesdits moyens électroniques comprennent un moyen de détection d'anomalies dans le fonctionnement de la ou des cloches telles que des usures mécaniques. 14. Dispositif de gestion automatisée selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module de surveillance des efforts mécaniques exercés sur une structure-support du système horaire et/ou de cloches, ledit module comprenant au moins un capteur d'efforts associé à des moyens électroniques d'analyse, et ledit module communiquant avec le microcontrôleur (1) via ledit bus radio et/ou filaire (2,3).