Brevet FR2964512A1 — publié le 20120309

DISPOSITIF ELECTRONIQUE AUTONOME A CONSOMMATION D'ENERGIE REDUITE ET PROCEDE D'ECONOMIE D'ENERGIE La présente invention concerne un dispositif électronique autonome à consommation d'énergie réduite et un procédé d'économie d'énergie. Elle s'applique, en particulier aux dispositifs de détection d'un risque, par exemple aux détecteurs domestiques autonomes de fumées, de gaz, notamment carbonique, d'incendie ou de flamme. Les détecteurs de fumée et d'incendie autonomes doivent fonctionner sans apport extérieur d'énergie. Leur durée d'utilisation est donc limitée par la durée de décharge d'une pile ou d'un accumulateur. Cette durée de décharge est, dans les détecteurs connus, trop limitée, ce qui impose des opérations de maintenance et des manipulations d'autant plus complexes que les détecteurs sont généralement positionnés en hauteur, hors de portée directe. En effet, le meilleur positionnement d'un tel détecteur est au plafond. Manipuler le détecteur présente des difficultés, en particulier pour les personnes à mobilité réduite. Du fait qu'il est fastidieux d'atteindre le bouton de test, de nombreux utilisateurs ne testent jamais leurs détecteurs et ceux-ci ne sont plus en état de fonctionnement. Augmenter le nombre ou la capacité des piles/accumulateurs pose des problèmes de coût de revient et de nuisance à l'environnement. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif électronique, qui comporte : - une réserve d'énergie électrique, - un régulateur de tension adapté à réguler la tension fournie par la réserve d'énergie électrique, - au moins un condensateur chargé par le régulateur de tension, - un circuit électronique alimenté par le condensateur et - un interrupteur adapté à désactiver le régulateur, de telle manière que le circuit électronique est alors exclusivement alimenté en électricité par chaque dit condensateur. Grâce à ces dispositions, la réserve d'énergie électrique, pile ou accumulateur, n'est sollicitée que pour la recharge de chaque condensateur. La durée de fonctionnement normal est ainsi accrue. Les inventeurs ont constaté une augmentation de durée de vie de plus d'un an sur un tel dispositif, par rapport à un dispositif équivalent sans interrupteur. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de comparaison de la tension aux bornes du condensateur avec une valeur prédéterminée et un moyen de commande d'activation du régulateur adapté à activer le régulateur lorsque la tension aux bornes du condensateur est inférieure à ladite valeur prédéterminée. Grâce à ces dispositions le circuit électronique, qui nécessite une certaine tension pour fonctionner, en mode normal ou en mode de sommeil, est toujours suffisamment sous tension lorsque la valeur prédéterminée est supérieure ou égale à cette tension nécessaire au circuit électronique. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de comparaison de la durée écoulée depuis une désactivation du régulateur avec une valeur prédéterminée et un moyen de commande d'activation du régulateur adapté à activer le régulateur lorsque ladite durée écoulée est supérieure à ladite valeur prédéterminée. Grâce à ces dispositions, l'alimentation fonctionne de manière cyclique, le condensateur ne se déchargeant jamais complètement, pour maintenir le circuit 20 électronique en sommeil. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de commande du circuit électronique qui commande le fonctionnement du circuit électronique en mode de sommeil lorsque le régulateur est désactivé. 25 Selon des caractéristiques particulières, le moyen de commande est un microprocesseur mis en oeuvre dans le circuit électronique. La mise en oeuvre de la présente invention peut ainsi se faire à moindre coût, par programmation du microprocesseur. Selon des caractéristiques particulières, l'interrupteur est adapté à ouvrir le 30 circuit comportant la réserve d'énergie en amont du régulateur. Grâce à ces dispositions, même le régulateur ne consomme aucune énergie électrique lorsque chaque condensateur est chargé. Selon des caractéristiques particulières, l'interrupteur comporte un moyen de comparaison de la charge électrique de chaque dit condensateur avec ladite valeur prédéterminée. Selon des caractéristiques particulières, l'interrupteur comporte un transistor. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé d'économie d'énergie mis en oeuvre par un dispositif comportant une réserve d'énergie électrique, un régulateur de tension qui régule la tension fournie par la réserve d'énergie électrique, au moins un condensateur chargé par le régulateur de tension et un circuit électronique alimenté par le condensateur, comporte : - une étape de comparaison d'une valeur physique représentative de la décharge du condensateur se produisant lorsque le régulateur est désactivé et - une étape de commande d'activation du régulateur lorsque ladite valeur physique représente une décharge du condensateur qui franchit une valeur prédéterminée. Selon des caractéristiques particulières, le procédé d'économie d'énergie objet de la présente invention comporte : - une étape de comparaison de la tension aux bornes du condensateur avec une valeur prédéterminée et - une étape de commande d'activation du régulateur lorsque la tension aux bornes du condensateur est inférieure à ladite valeur prédéterminée. Selon des caractéristiques particulières, le procédé d'économie objet de la présente invention comporte : - une étape de comparaison de la durée écoulée depuis une désactivation 25 du régulateur avec une valeur prédéterminée et - une étape de commande d'activation du régulateur lorsque ladite durée écoulée est supérieure à ladite valeur prédéterminée. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ces procédés étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés 30 ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un schéma-bloc d'un mode de réalisation particulier d'un dispositif objet de la présente invention, - la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un premier mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention et - la figure 3 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un deuxième mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. Dans toute la description, on a décrit un dispositif de détection d'un risque, par exemple fumée, chaleur ou flamme. Cependant, la portée de la présente invention n'est pas limitée à ce type de dispositif électronique mais s'étend à tout dispositif électronique muni d'une réserve d'énergie électrique, par exemple pile ou batterie. Comme illustré en figure 1, dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de détection 105 objet de la présente invention comporte : - une réserve d'énergie électrique 110, - un régulateur de tension 115 adapté à réguler la tension fournie par la réserve d'énergie électrique 110, - au moins un condensateur 120 chargé par le régulateur de tension 115, - un circuit de détection 125 alimenté par le condensateur 120 et - un interrupteur 130 adapté à désactiver le régulateur 115 de telle manière que le circuit de détection 125 est alors exclusivement alimenté en électricité par chaque dit condensateur 120. La réserve d'énergie électrique 110 est, par exemple, constituée d'une pile ou d'un accumulateur. Le régulateur de tension 115, le condensateur 120 et le circuit de détection 125 sont de type connu dans le domaine des détecteurs d'incendie ou de fumée. Préférentiellement, comme illustré en figure 1, l'interrupteur 130 est adapté à ouvrir le circuit comportant la réserve d'énergie 110 en amont du régulateur 115. Dans des modes de réalisation, l'interrupteur 130 comporte un moyen de comparaison de la charge électrique de chaque condensateur 120 avec la valeur prédéterminée. Ce moyen de comparaison est, dans des modes de réalisation, intégré à un microprocesseur 135 du circuit de détection 125. Par exemple le dispositif de détection est un détecteur alimenté par une pile fournissant une tension de neuf volts, son composant central 135, par exemple un microcontrôleur ou un circuit Asic (acronyme de « Application Specific Integrated Circuit pour circuit intégré spécifique à une application) fonctionne avec une tension de trois ou cinq volts, la tension de neuf volts étant requise pour alimenter un avertisseur sonore intégré (non représenté) qui doit délivrer 85db à trois mètres. Préférentiellement, le composant central 135 est mis en sommeil entre deux analyses effectuées par le détecteur, de façon à optimiser la durée de vie de la pile. Typiquement, le rapport cyclique actif/sommeil est de quelques millisecondes pour cinq à dix secondes de sommeil. Préférentiellement, pendant la durée du sommeil, on désactive le régulateur 115, ce qui fait économiser la consommation intrinsèque du régulateur (qui est comprise entre 4 µA et 1011A en général), qui contribue à plus de 80% de la consommation totale (du fait de la valeur extrêmement faible du rapport cyclique actif/sommeil). Préférentiellement, on choisit un composant central 135 qui possède une gamme de tension d'alimentation en mode sommeil lui permettant d'être alimenté par un condensateur qui se décharge. Par exemple un PIC16F677 de la société Microchip (marques déposées) possède une gamme d'alimentation allant de deux à 5,5 volts en mode actif. Cependant, en mode sommeil, il peut conserver les données en mémoire (Sram) interne jusqu'à 1,5 volts. Pour mettre en oeuvre la présente invention, on alimente ce composant central 135 sous 3,3 volts régulé, ce qui est, en soi, nécessaire pour garantir le fonctionnent des conversions analogique digitale, sortir assez de tension sur les pattes en sortie pour allumer un voyant, etc..., et on charge le condensateur tampon 120 à cette valeur. Lorsque le composant central 135 passe en mode sommeil, il peut se maintenir en sommeil en étant alimenté par le condensateur tampon 120 jusqu'à ce que la tension aux bornes de ce condensateur atteigne 1,5 volts. A ce moment, l'interrupteur est ouvert, sous la commande du composant central 135 pour recharger le condensateur tampon 120 et, préférentiellement, faire fonctionner le composant central 135 en mode actif. Dans des variantes, cette étape de réveil est réalisée par un comparateur de tension, éventuellement sous la forme d'un détecteur de tension faible interne au composant central 135. Dans des variantes, on dimensionne le condensateur tampon 120 de telle façon que sa décharge permet d'alimenter le composant central 135 en mode sommeil pendant toute la durée du sommeil (ce paramètre temporel est paramétrable dans un microcontrôleur). En effet, ce dimensionnement est fonction de la consommation en mode sommeil, de la tension minimum acceptable et la durée du sommeil (basée sur un chien de garde ajustable). Bien entendu, on tient compte des tolérances de valeur et des conditions de température pour éviter que la tension aux bornes du condensateur 120 ne puisse passer en dessous de la tension minimale. Dans des modes de réalisation, l'interrupteur 130 comporte un transistor (non représenté), par exemple de type MosFet, donc à faible tension de perte, positionné soit dans un rail positif d'alimentation (canal P), soit dans un rail négatif (canal N). La commande de l'interrupteur 130 s'effectue, par exemple, par le composant central 135. On observe, en figure 2, des étapes du fonctionnement d'un dispositif de détection. Ces étapes comportent, itérativement : - une étape 205 de comparaison de la tension aux bornes du condensateur avec une valeur prédéterminée, - une étape 210 de commande d'activation du régulateur, lorsque la tension aux bornes du condensateur est inférieure à ladite valeur prédéterminée et - à la suite de l'étape 210, une étape 215 de réveil d'un circuit de détection, d'analyse par le circuit de détection, de mise en sommeil du circuit de détection et de désactivation du régulateur. Si le résultat de l'étape 205 est négatif, c'est-à-dire si la tension aux bornes du condensateur est supérieure à la valeur prédéterminée ou à la suite de l'étape 215, on retourne à l'étape 205. On observe, en figure 3, des étapes du fonctionnement d'un dispositif de détection. Ces étapes comportent, itérativement : - une étape 305 de comparaison de la durée écoulée depuis une désactivation du régulateur avec une valeur prédéterminée, - une étape 310 de commande d'activation du régulateur, lorsque la durée écoulée est supérieure à ladite valeur prédéterminée et - à la suite de l'étape 310, une étape 215 de réveil d'un circuit de détection, d'analyse par le circuit de détection, de mise en sommeil du circuit de détection et de désactivation du régulateur. Si le résultat de l'étape 305 est négatif, c'est-à-dire si la durée écoulée est inférieure à la valeur prédéterminée ou à la suite de l'étape 315, on retourne à l'étape 305. Ainsi, d'une manière plus générale, le procédé d'économie d'énergie mis en oeuvre par un dispositif comportant une réserve d'énergie électrique, un régulateur de tension qui régule la tension fournie par la réserve d'énergie électrique, au moins un condensateur chargé par le régulateur de tension et un circuit électronique alimenté par le condensateur, comporte : - une étape de comparaison d'une valeur physique représentative de la décharge du condensateur lorsque le régulateur est désactivé et - une étape de commande d'activation du régulateur lorsque ladite valeur physique représente une décharge du condensateur qui franchit une valeur prédéterminée.20 REVENDICATIONS1 - Dispositif électronique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une réserve d'énergie électrique (110), - un régulateur de tension (115) adapté à réguler la tension fournie par la réserve d'énergie électrique, - au moins un condensateur (120) chargé par le régulateur de tension, - un circuit électronique (125) alimenté par le condensateur et - un interrupteur (130) adapté à désactiver le régulateur, de telle manière que le circuit électronique est alors exclusivement alimenté en électricité par chaque dit condensateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte un moyen de comparaison (135) de la tension aux bornes du condensateur avec une valeur prédéterminée et un moyen de commande (135) d'activation du régulateur (115) adapté à activer le régulateur lorsque la tension aux bornes du condensateur est inférieure à ladite valeur prédéterminée. 3. Dispositif selon la revendication 1, qui comporte un moyen de comparaison (135) de la durée écoulée depuis une désactivation du régulateur (115) avec une valeur prédéterminée et un moyen de commande (135) d'activation du régulateur adapté à activer le régulateur lorsque ladite durée écoulée est supérieure à ladite valeur prédéterminée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, qui comporte un moyen de commande (135) du circuit électronique (125) qui commande le fonctionnement du circuit électronique en mode de sommeil lorsque le régulateur (115) est désactivé. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le moyen de commande (135) est un microprocesseur mis en oeuvre dans le circuit électronique (125). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'interrupteur (130) est adapté à ouvrir le circuit comportant la réserve d'énergie (110) en amont du régulateur (115). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'interrupteur (130) comporte un transistor. 8. Procédé d'économie d'énergie mis en oeuvre par un dispositif comportant une réserve d'énergie électrique (110), un régulateur de tension (115) qui régule la tension fournie par la réserve d'énergie électrique, au moins un condensateur (120) chargé par le régulateur de tension et un circuit électronique (125) alimenté par le condensateur, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (205, 305) de comparaison d'une valeur physique représentative de la décharge du condensateur se produisant lorsque le régulateur est désactivé et - une étape (210, 310) de commande d'activation du régulateur lorsque ladite valeur physique représente une décharge du condensateur qui franchit une valeur prédéterminée. 9. Procédé selon la revendication 8, qui comporte : - une étape (205) de comparaison de la tension aux bornes du condensateur avec une valeur prédéterminée et - une étape (210) de commande d'activation du régulateur lorsque la tension aux bornes du condensateur est inférieure à ladite valeur prédéterminée. 10. Procédé selon la revendication 8, qui comporte : - une étape (305) de comparaison de la durée écoulée depuis une désactivation du régulateur avec une valeur prédéterminée et - une étape (310) de commande d'activation du régulateur lorsque ladite durée écoulée est supérieure à ladite valeur prédéterminée.25