Brevet FR3017249A1 — publié le 20150807

« Module électronique autonome » Domaine de l'invention L'invention concerne un module électronique autonome. Cette invention peut s'appliquer quelque soit le type de module électronique autonome. En particulier, l'invention trouve une application particulière dans le domaine des compteurs de fluides et d'énergie thermique. L'invention trouve aussi une application particulière dans le domaine des modules de communication radio autonome. Etat de la technique Les modules électroniques dits autonomes se caractérisent par l'absence d'accès à l'électricité via un réseau électrique, ces modules étant classiquement alimentées par une ou plusieurs piles. Afin d'optimiser la sûreté de fonctionnement et d'éviter tout risque affectant la sécurité de l'installation, il est souvent prévu que les piles alimentant ces modules électroniques ne soient pas remplaçables. Dans un contexte dans lequel l'exigence relative à la durée de vie souhaitée pour ces modules électroniques est croissante, il convient donc de pouvoir estimer au mieux les conditions de fonctionnement des modules électroniques autonomes afin d'évaluer au mieux leur alimentation en énergie. La durée de vie d'une pile dépendant essentiellement de sa température et du courant qu'elle délivre. Des techniques existantes pour estimer les conditions de fonctionnement des modules électroniques consistent à définir un profil de température et un profil de fonctionnement de l'appareil afin de définir le profil du courant consommé par le module électronique. Il s'agit donc d'une estimation se basant sur des prévisions de fonctionnement du module électronique purement théoriques. Dans le domaine, est connu un module électronique autonome comprenant : - une pile fournissant un courant d'alimentation au module électronique, - une résistance connectée en série avec la pile, ladite résistance présentant des bornes. Il a été constaté qu'un tel module électronique n'était pas optimal, car les hypothèses de fonctionnement (températures du module électronique et de l'enceinte dans laquelle la pile évolue, conditions de fonctionnement du module électronique, état de vieillissement du module électronique, état de vieillissement de la pile) évoluent et présentent des écarts par rapport aux prévisions de fonctionnement purement théoriques du module électronique. Dans ces conditions, l'estimation se basant sur les prévisions de fonctionnement du module électronique est surestimée ou sous-estimée par rapport aux conditions réelles de fonctionnement du module électronique. Dans un premier cas, la durée de vie de la pile alimentant le module électronique sera réduite par rapport à ce qui était prévu, et, dans un second cas, la durée de vie de la pile alimentant le module électronique sera plus importante que prévu. Seul le premier cas est ici problématique. En effet, une durée de vie de la pile plus réduite que prévue impacte négativement les coûts de l'installation ; il peut s'agir d'une perte d'exploitation, d'une opération de maintenance non prévue ou bien même un doute sur la fiabilité des moyens mettant en oeuvre l'exploitation des ressources de l'installation et dans laquelle l'appareil de mesure, comportant un tel module électronique autonome, évalue la consommation en ressource. Objet de l'invention Dans ce contexte, l'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant, à moindre coût, un module électronique autonome amélioré. En particulier, il s'agit d'améliorer l'estimation de l'autonomie restante du module électronique et de limiter les désagréments liés à une sur-estimation de la durée de vie de la pile ; un objectif ici visé est l'autosurveilance du courant d'alimentation par le module électronique. Un autre objectif ici visé est de surveiller la consommation de courant du module électronique afin de détecter des défaillances. Un autre objectif est d'observer l'évolution de la consommation de courant à long terme afin de détecter des défaillances du module électronique. Un autre objectif est de signaler une consommation de courant non conforme. Un autre objectif est de conserver des données relatives à l'historique de consommation du courant par le module électronique alors que la pile alimentant le module électronique n'est plus dans un état de fonctionnement. Il s'agit également d'estimer l'état de charge de la pile en tenant compte de la température de l'enceinte dans laquelle la pile est disposée et de la consommation de courant vue par la pile. La solution proposée est que le module électronique autonome comprend des moyens de mesure d'une tension aux bornes de la résistance et des moyens d'évaluation de l'autonomie restante agencé de sorte à traiter la mesure de ladite tension pour calculer l'autonomie restante. L'agencement d'une résistance connectée en série avec la pile permet d'évaluer, via les moyens de mesure de la tension, la différence de potentiel électrique entre chacune des bornes de la résistance. Il est alors possible via les moyens d'évaluation de l'autonomie restante, de calculer le courant d'alimentation fourni par la pile et d'en déduire l'autonomie restante de la pile. Dans un mode de réalisation, les moyens de mesure de la tension aux bornes de la résistance comprennent un amplificateur différentiel. Cet amplicateur différentiel permet via la mesure de la tension analogique aux bornes de la résistance de sortir une tension analogique proportionnelle au courant traversant la résistance, cette dernière tension étant référencée par rapport au zero du calculateur. L'amplificateur differentiel est un composant présentant un coût réduit et simple à intégrer sur un tel module électronique autonome. Dans un autre mode de réalisation, les moyens 30 d'évaluation de l'autonomie restante sont intégrés dans un calculateur, le calculateur étant agencé de sorte à traiter la tension représentative du courant d'alimentation fourni par la pile, une mémoire non volatile comprenant des seuils de valeurs prédéterminés étant associé au calculateur, le calculateur étant connecté à un premier avertisseur agencé de sorte à recevoir un premier signal de fonctionnement lorsque la tension représentative du courant d'alimentation n'est pas comprise entre les premiers seuils de valeurs prédéterminés. Cette agencement permet à partir de la tension analogique présentée en entrée des moyens d'évaluation par les moyens de la mesure de la tension de comparer le signal représentatif du courant d'alimentation avec des premiers seuils de valeurs prédéterminés, ce qui permet de détecter une anomalie du courant d'alimentation fourni par la pile. Un sujet pourra alors être averti au moyen du premier avertisseur. Dans un mode de réalisation : - la mémoire non volatile comprend des profils de valeurs prédéterminées, - le calculateur est associé à une mémoire non volatile comprenant l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation au cours du temps. Cette association permet de comparer l'historique de consommation du module électronique autonome avec les profils de valeurs prédéterminés afin de repérer une éventuelle anomalie de fonctionnement du module électronique autonome. Dans un autre mode de réalisation, le calculateur est connecté à un deuxième avertisseur agencé de sorte à recevoir un deuxième signal de fonctionnement lorsque l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation au cours du temps n'est pas compris entre les profils de valeurs prédéterminées. Dans un mode de réalisation, le module électronique autonome comprend un capteur de température agencé de sorte à fournir une mesure de la température de la pile et en ce que le calculateur est agencé de sorte à calculer l'autonomie restante de la pile à partir de la mesure de la tension aux bornes de la résistance et de la mesure de la température de la pile. Cette disposition permet notamment d'associer la mesure de tension aux bornes de la résistance (de laquelle se déduit le courant d'alimentation fourni par la pile) à la mesure de la température de la pile. Cette disposition permet donc de prendre en compte les conditions de fonctionnement dans lesquelles évolue le module électronique autonome. A ce titre, il est compréhensible donc qu'un module électronique équipé d'un tel capteur permet de corriger l'erreur et de fournir une estimation plus fiable de l'autonomie restante de la pile quelque soit la température de la pile. Dans un mode de réalisation, le module électronique autonome comprend une mémoire non volatile comprenant l'ensemble des données relatives à la mesure de la température au cours du temps. Quand la pile est en fin de vie, il est alors possible de connaître l'évolution de la température au cours du temps et son impact sur le courant d'alimentation réellement consommé fourni par la pile. Dans un deuxième objet, est également visé un 30 compteur pour évaluer la consommation de fluide ou d'énergie thermique d'une installation comprenant : - un module électronique autonome selon l'un des modes de réalisation susmentionnés, - des moyens de mesure connectés au module électronique autonome et agencés de sorte à mesurer un débit de fluide ou d'énergie thermique fourni(e) à l'installation. Le module électronique est particulièrement adapté à un compteur d'eau, de gaz, ou d'énergie thermique. Dans un mode de réalisation, un calculateur commun comprend les moyens d'évaluation de l'autonomie restante et des moyens d'évaluation d'une consommation de fluide ou d'énergie thermique de l'installation. L'intégration des moyens d'évaluation de l'autonomie restante et des moyens d'évaluation d'une consommation de fluide permet d'offrir un calculateur comprenant deux fonctions sur un même composant. Cette intégration permet de réduire les coûts de fabrication du compteur et de diminuer le nombre de pièce et l'encombrement des composants formant le compteur. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront lors de la description ci après d'un mode de réalisation de l'invention. Aux dessins 25 annexés : - la figure 1 une vue schématique d'un mode de réalisation de l'invention. 30 Description d'exemples de réalisation de l'invention Est ici concerné un module électronique autonome 1, comme un compteur pour évaluer la consommation de fluide ou d'énergie thermique d'une installation, qui comprend une pile 2 fournissant un courant d'alimentation Ipne à une circuit électronique 3 du module électronique autonome 1, une résistance 6 connectée en série avec la pile 2, ladite résistance 6 présentant des bornes, des moyens de mesure 20 d'une tension aux bornes de la résistance et des moyens d'évaluation 10,11,12 de l'autonomie restante agencé de sorte à traiter la mesure de ladite tension pour calculer l'autonomie restante. Le moyen de mesure 20 de la tension aux bornes de la résistance 6 est agencé de sorte à communiquer une tension relative à une mesure du courant d'alimentation Ipu, fourni par la pile 2, la résistance 6 étant connecté entre l'alimentation du module électronique autonome et la pile. Les moyens d'évaluation de l'autonomie restante 10,11,12 de la pile traitent les données relatives à la mesure du courant d'alimentation 'pile fourni par la pile 2, à savoir la tension aux bornes de la résistance 6, pour en déduire l'autonomie restante de la pile. Les moyens d'évaluation de l'autonomie restante 10,11,12 comprennent un calculateur 10. Ce calculateur 10 est agencé de sorte à traiter la tension représentative du courant d'alimentation Ipu, fourni par la pile. Une mémoire volatile 11 est associée au calculateur 10. Cette mémoire volatile 11 est une mémoire dans laquelle les données fournies par les moyens de mesure de la tension 20 aux bornes de la résistance 6 sont placées pour être traitées rapidement par le calculateur 10. Ces données sont perdues dès que la pile 2 n'est plus dans un état de fonctionnement. Dans un mode de réalisation, les moyens d'évaluation de l'autonomie restante comprennent une mémoire non volatile 12 afin d'enregistrer l'évolution de la consommation de courant pendant le temps de fonctionnement du module électronique autonome 1 et ainsi conserver les données relatives à l'historique de consommation du courant par le module électronique autonome 1 alors que la pile 2 alimentant le module électronique autonome 1 n'est plus dans un état de fonctionnement. Plus particulièrement, le calculateur 10 est agencé de sorte à traiter la tension représentative du courant d'alimentation Ipu, fourni par la pile 2 à partir des données relatives à la mesure du courant d'alimentation Ipne se déduisant de la mesure de tension aux bornes de la résistance 6. Dans un mode de réalisation, le calculateur 10 est connecté à un premier avertisseur agencé de sorte à recevoir un premier signal de fonctionnement de la part du calculateur 10, lorsque le signal représentatif du courant d'alimentation 'pile n'est pas compris entre des seuils de valeurs prédéterminés contenus dans la mémoire volatile 11 ou dans la mémoire non volatile 12. Dans un autre mode de réalisation, la mémoire volatile 11 ou la mémoire non volatile 12 comprend des profils de valeurs prédéterminées. Dans ce cas, le calculateur 10 met en oeuvre une comparaison de l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation Ipne au cours du temps avec les profils de valeurs prédéterminées stockés dans l'une des mémoires volatile 11 et non volatile 12. Le calculateur 10 peut être connecté à un deuxième avertisseur agencé de sorte à recevoir un deuxième signal de fonctionnement du calculateur 10 lorsque l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation Ipu, au cours du temps n'est pas compris entre les profils de valeurs prédéterminées. Le premier avertisseur et le deuxième avertisseur peuvent être définis par un unique avertisseur. Les premier et deuxième avertisseurs comprennent, par exemple, des moyens de communication par radio fréquence. La résistance 6 est une résistance de faible valeur. Elle présente une première borne connectée à la pile et une seconde borne connectée à l'alimentation, c'est-à-dire la borne +, du circuit électronique 3 du module électronique autonome 1. Les première et deuxième bornes présentent respectivement un premier potentiel électrique 202 et un deuxième potentiel électrique 203. Un amplificateur différentiel 201, est agencé de sorte à calculer une différence de potentiel électrique, l'amplificateur différentiel étant connecté en parallèle aux première et deuxième bornes de ladite résistance 2. L'amplificateur différentiel 201 fourni en sortie 206 une valeur de tension ainsi mesurée au calculateur 10. L'amplificateur différentiel est lui-même alimenté 204,205 par la pile 2 en parallèle du circuit électronique 3 du module électronique autonome 1. Dans une variante de réalisation, le module 30 électronique autonome 1 comprend un capteur de température 21 agencé de sorte à fournir une mesure 'pile de la température de la pile 2. Le calculateur 10 est alors agencé de sorte à calculer l'autonomie restante à partir du signal représentatif du courant d'alimentation Ipu, et de la mesure de la température 'pile de la pile 2. Le capteur de température 21 permet donc de 5 relever la température 'pile liée à la pile 2. Alternativement, le capteur de température 21 comprend un élément sensible associé à une enceinte dans laquelle la pile est insérée. La température 'pile de la batterie est alors une température ambiante de l'enceinte dans 10 laquelle la pile est insérée. Le calculateur 10 est alors agencé de sorte à calculer l'autonomie restante à partir du signal représentatif du courant d'alimentation Ipu, et de la mesure de la température 'pile de la pile 2. Par ailleurs, 15 la mémoire non volatile 12 peut également comprendre l'ensemble des données relatives à la mesure de la température 'pile de la pile 2 au cours du temps, en plus de l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation Ipu, au cours du temps. Ainsi la 20 mémoire non volatile 12 est utile en ce qu'elle permet de connâitre par exemple le nombre de d'heures de fonctionnement durant lequel le module électronique autonome 1 a consommé beaucoup de courant et combien de temps de surchauffe a subi la pile 2, etc... 25 Suivant un autre objet de l'invention, est également visé un compteur pour évaluer la consommation en fluide ou d'énergie thermique d'une installation comprenant un module électronique autonome tel que défini précédemment, ainsi que des moyens de mesure connectés au 30 module électronique autonome et agencés de sorte à mesurer un débit de fluide ou d'énergie thermique fourni(e) à l'installation. Le calculateur 10 peut être commun afin d'évaluer l'autonomie restante, d'une part, et, d'autre part, d'évaluer une consommation de fluide ou d'énergie thermique de l'installation. Le compteur est un compteur d'eau, de gaz, ou d'énergie thermique. Bien entendu, il est possible d'apporter de nombreuses modifications à l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.10 REVENDICATIONS1. Module électronique autonome (1) comprenant : - une pile (2) fournissant un courant d'alimentation (Ipiie) au module électronique, - une résistance (2) connectée en série avec la pile, ladite résistance présentant des bornes, ledit module électronique (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure d'une tension (20) aux bornes de la résistance et des moyens d'évaluation de l'autonomie restante (10,11,12) agencé de sorte à traiter une mesure de ladite tension pour calculer l'autonomie restante de la pile (2). 2. Module électronique autonome selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la tension aux bornes de la résistance comprennent un amplificateur différentiel (201). 3. Module électronique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'évaluation de l'autonomie restante comprennent un calculateur (10) et au moins une mémoire (11,12)connectée au calculateur. 4. Module électronique autonome selon la revendication 3, caractérisé en ce que : - au moins une mémoire (11,12) comprend des profils de valeurs prédéterminées, - le calculateur (10) est connectée à une mémoire non volatile (12) pour enregistrer l'ensemble desdonnées relatives à la mesure du courant d'alimentation (Ipule) au cours du temps. 5. Module électronique autonome selon la revendication 3, caractérisé en ce que : au moins une mémoire (11,12) comprend des seuils de valeurs prédéterminées 6. Module électronique autonome selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le calculateur est connecté à un avertisseur agencé de sorte à recevoir un signal de fonctionnement du calcuateur lorsque l'ensemble des données relatives à la mesure du courant d'alimentation (Ipiie) au cours du temps n'est pas compris entre les profils de valeurs prédéterminées et/ou lorsque la mesure du courant d'alimentation franchi l'un des seuils de valeurs prédéterminées. 7. Module électronique autonome selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (21) agencé de sorte à fournir une mesure (Tipule) de la température de la pile et en ce que le calculateur est agencé de sorte à calculer l'autonomie restante à partir du courant d'alimentation (Ipule) obtenu en mesurant la tension aux bornes de la résistance et de la mesure (Tpule) de la température de la pile. 8. Module électronique autonome selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire non volatile (12) pour enregistrer l'ensemble des données relatives à la mesure de la température (Tpule) au cours du temps. 9. Compteur pour évaluer la consommation de fluide ou d'énergie thermique d'une installation comprenant : - un module électronique autonome tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, - des moyens de mesure connectés au module électronique autonome et agencés de sorte à mesurer un débit de fluide ou d'énergie thermique fourni(e) à l'installation. 10. Compteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le calculateur (10) comprend, en outre, des moyens d'évaluation d'une consommation de fluide ou d'énergie thermique de l'installation.15