EP3252731A1 - System for detecting a rf beacon area - Google Patents

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EP3252731A1
EP3252731A1 EP16172390.3A EP16172390A EP3252731A1 EP 3252731 A1 EP3252731 A1 EP 3252731A1 EP 16172390 A EP16172390 A EP 16172390A EP 3252731 A1 EP3252731 A1 EP 3252731A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detection system
coil
support
motors
energy
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16172390.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marc DE GAGNE
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SWISSTIP SA
Original Assignee
Swisstip SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swisstip SA filed Critical Swisstip SA
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Priority to CN201680073694.9A priority patent/CN108369773A/en
Priority to PCT/IB2016/057915 priority patent/WO2017109738A1/en
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/166Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/005Traffic control systems for road vehicles including pedestrian guidance indicator

Definitions

  • the present invention relates to the field of anti-collision detection systems. More specifically, it relates to a system comprising a universal RF beacon zone detector.
  • anti-collision detection devices comprising a radiofrequency (RF) module communicating with a beacon carried by a pedestrian located in the risk zone.
  • RF radiofrequency
  • Pedestrians subjected to noisy environments and vibrations in the case of a jackhammer operator may not perceive stimuli. It is therefore necessary to provide means to amplify these stimuli. However, these means have increased energy needs that must be filled while ensuring the tightness of the support in these muddy and wet environments.
  • the object of the invention is to integrate in a small support RF tag equipped with means that increase the feeling of the user and ensure the electrical charging of the various components while maintaining the seal of the support.
  • the present invention also relates to the support comprising the detection system described above, said support being a watch, a bracelet, a belt element or a helmet.
  • the support can also be sold as a kit also including the RF transmitter module creating the markup zone.
  • the present invention also relates to a method for increasing the feeling by a user of vibrations from one or more vibrator motors, said method comprising a step of pulsation of the motor or motors.
  • the figure 1 schematically represents a vehicle, the marking area covered by the transmitter RF module positioned on the vehicle, and the bracelet comprising, according to the invention, the detection system of the aforementioned RF marking zone.
  • the figure 2 schematically represents the detection system according to the invention. It includes the two printed circuits with the RF module, the RF antenna, the microprocessor, the induction coil, the capacitors, the battery, the vibrator motors and the external charger detector.
  • the figure 3 compares a conventional induction coil shown on the left with, on the right, an induction coil according to the invention adapted to let the radio waves.
  • the figure 4 schematically represents a variant of the invention with two superimposed induction coils.
  • the present invention relates to a unit for detecting an RF beacon zone, which will also be described as a system or beacon.
  • the unit must be miniature to be incorporated into a small carrier having a volume of less than 8 cm 3 and preferably less than 6 or even 5 cm 3. In terms of dimensions, they are of the order of maximum 35 mm x 35 mm x 5 mm thick and, preferably, of the order of 35 mm long by 20 mm wide and 5 mm thick (3.5 cm 3 ).
  • the support can be a bracelet, a watch, a belt element, a helmet, etc.
  • the figure 1 schematically represents the detection unit 1 integrated in a support 2, the RF markup zone 3 created by an RF transmitter module positioned, for example, on a vehicle 4.
  • the detection system 1 represented schematically at the figure 2 comprises on a printed circuit 5, an RF module 6, an RF antenna 7 and a microprocessor 8 to interpret the data from the RF detection and provide an output usable alert in case of risk of collision.
  • the system further comprises one or more high power vibrating motors 9 which vibrate the support and allow the user to become aware of the risk of collision, all being small enough to be in contact with the skin.
  • the motor or motors 9 make it possible to obtain an acceleration, commonly called a force, greater than 4G, of preferably greater than 8G, and more preferably greater than 10G with values up to 13G.
  • the system must also include means for loading and storing energy.
  • the wireless charger has at least one induction coil 10. It must be small in order to be installed in the support. To do this, a trace on a printed circuit board (PCB) 11 acts as an induction coil. The coil is thus flat, made of a trace of round shape. According to the invention, each reel has been adapted to pass freely, ie without disturbing them, the radio waves of the RF module and part of the induction field, which allows other coils to coexist without resonance phenomenon.
  • PCB printed circuit board
  • the coil 10 Compared to a classical coil visible to the left on the figure 3 , the coil 10 according to the invention comprises a space D1 between the turns so that the field of the RF module can pass without disturbance, ie. by maintaining the integrity of the radio signal, and without losing the efficiency of the coil to generate the current required for charging.
  • the distance D1 between each turn is at least 120 ⁇ m and preferably greater than 200 ⁇ m.
  • the system comprises at least two induction coils 10 forming an induction matrix.
  • the coils can be superimposed and formed by a trace on different layers of the printed circuit or arranged next to each other. It is also possible to combine a vertical arrangement of the coils with a horizontal arrangement of the coils. In this configuration with several coils, a part of the induction energy not captured by the first coil passes through the latter and induces a current in the second coil and so on. Thus, the energy loss is reduced, which allows either to gain electrical capacity or to reduce the size of the support while maintaining the same efficiency. Since the size aspect is particularly critical for the present invention, a reduction in size is preferred.
  • the number of turns can be reduced, which means that the diameter D3 can be reduced to a value less than 15 mm.
  • the width of the support can be reduced.
  • the thickness E of the coil can also be reduced to a value of less than 105 ⁇ m in order to be able to position a coil in the inner layers of the circuit board.
  • the other dimensions of the coil are on the other hand similar.
  • the space between coils it is of the order of 0.5 mm. It will be specified that a layer of ferrite between the coils and the rest of the system may be required to avoid an induction phenomenon on the metal parts of the system.
  • the system further includes electronic components for storing charged energy and powering the motors.
  • the storage and supply means comprise at least two capacitors 12 in series and a battery 13 (see FIG. figure 2 ).
  • This configuration with at least two capacitors is preferred for the following reasons.
  • a single battery which must be small in order to enter the space of the support, is not powerful enough to draw maximum performance from the motors even if technically there is enough energy after recharging.
  • Adding a single capacitor to accumulate the energy required to start the engine, which requires a large amount of instantaneous energy, is also not possible. Indeed, to start a powerful engine, it would require a large capacitor that is longer to recharge and that takes up space, which is not compatible with a small support.
  • a particular power supply with at least two capacitors in series has been designed to push motors normally too powerful for the size of the circuit and the battery.
  • the first capacitor quickly charged loads the second.
  • the alternation between the two capacitors makes it possible to maintain the current on the motors, to isolate the countercurrent caused by the mechanical resistance of the rotating mass of the vibrator motors and thus to save the total energy necessary.
  • the vibratory motors or the buzzer can be placed next to the capacitors and the battery or be further removed in the support while having the energy supplied by loading and power supply circuit as described above. above.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un système de détection (1) d'une zone de balisage radiofréquence (3) destiné à prévenir un utilisateur d'un risque de collision, ledit système (1) ayant un volume inférieur à 8 cm 3 et, de préférence à 6 cm 3 , et comprenant : - des moyens d'avertissement dudit utilisateur, - des moyens de chargement en énergie sans fil, - des moyens de stockage de ladite énergie pour l'alimentation électrique des moyens d'avertissement.The present invention relates to a system for detecting (1) a radiofrequency tagging zone (3) intended to warn a user of a risk of collision, said system (1) having a volume of less than 8 cm 3 and, preferably at 6 cm 3, and comprising: warning means of said user, - Wireless energy charging means, means for storing said energy for powering the warning means.

Description

OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de détection anticollision. Plus précisément, elle se rapporte à un système comportant un détecteur universel de zone de balisage RF.The present invention relates to the field of anti-collision detection systems. More specifically, it relates to a system comprising a universal RF beacon zone detector.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUEBACKGROUND

Il est connu d'utiliser des dispositifs de détection anticollision comportant un module radiofréquence (RF) communiquant avec une balise portée par un piéton se trouvant dans la zone à risque. On peut citer le document US 7,167,082 où les piétons portent un casque ou un bracelet muni d'un module récepteur RF communiquant avec un véhicule muni d'un émetteur RF. Les piétons sont avertis du danger via un stimulus tactile ou visuel. On peut citer dans un même registre les documents US 2008/0018472 , US 2011/0249118 , US 2011/0227747 et FR 2 761501 .It is known to use anti-collision detection devices comprising a radiofrequency (RF) module communicating with a beacon carried by a pedestrian located in the risk zone. We can quote the document US7,167,082 where the pedestrians wear a helmet or a bracelet equipped with an RF receiver module communicating with a vehicle equipped with an RF transmitter. Pedestrians are warned of danger via tactile or visual stimulus. We can mention in the same register the documents US 2008/0018472 , US 2011/0249118 , US 2011/0227747 and FR 2 761501 .

Le piéton soumis à un environnement bruyant et à des vibrations dans le cas d'un opérateur de marteau-piqueur peut ne pas percevoir les stimuli. Il est dès lors nécessaire de prévoir des moyens pour amplifier ces stimuli. Cependant, ces moyens ont des besoins accrus en énergie qu'il faut combler tout en garantissant l'étanchéité du support dans ces environnements boueux et humides.Pedestrians subjected to noisy environments and vibrations in the case of a jackhammer operator may not perceive stimuli. It is therefore necessary to provide means to amplify these stimuli. However, these means have increased energy needs that must be filled while ensuring the tightness of the support in these muddy and wet environments.

BUTS DE L'INVENTIONGOALS OF THE INVENTION

L'objet de l'invention est d'intégrer dans un support de faible taille une balise RF munie de moyens qui augmentent le ressenti de l'utilisateur et qui assurent le chargement électrique des différents composants tout en maintenant l'étanchéité du support.The object of the invention is to integrate in a small support RF tag equipped with means that increase the feeling of the user and ensure the electrical charging of the various components while maintaining the seal of the support.

PRINCIPAUX ÉLÉMENTS CARACTÉRISTIQUES DE L'INVENTIONMAIN CHARACTERISTIC ELEMENTS OF THE INVENTION

La présente invention se rapporte à un système de détection d'une zone de balisage radiofréquence destiné à prévenir un utilisateur d'un risque de collision, ledit système ayant un volume inférieur à 8 cm3 et, de préférence à 6 cm3, et comprenant :

  • des moyens d'avertissement dudit utilisateur,
  • des moyens de chargement en énergie sans fil,
  • des moyens de stockage de ladite énergie pour l'alimentation électrique des moyens d'avertissement.
The present invention relates to a system for detecting a radiofrequency tagging zone intended to warn a user of a risk of collision, said system having a volume of less than 8 cm 3 and, preferably, 6 cm 3 , and comprising :
  • warning means of said user,
  • wireless energy charging means,
  • means for storing said energy for the power supply of the warning means.

Selon des modes particuliers de l'invention, le système comporte au moins une ou une combinaison appropriée des caractéristiques suivantes :

  • les moyens d'avertissement comportent un ou plusieurs moteurs vibrateurs fournissant une force supérieure à 4G, de préférence à 8G, et plus préférentiellement à 10G et/ou comportent un buzzer sonore de puissance supérieure à 90 dB ;
  • les moyens de stockage comportent minimum deux condensateurs en série ;
  • les moyens de chargement sans fil comportent une bobine d'induction présentant un espace D1 entre les spires de la bobine de minimum 120 µm et, de préférence, de minimum 200 µm, afin de laisser passer des ondes radiofréquences ;
  • il comporte au moins deux bobines d'induction, par exemple 3 ou 4 bobines, lesdites bobines formant chacune une trace sur un circuit imprimé, les traces étant superposées et/ou disposées l'une à côté de l'autre ;
  • le diamètre D2 de la spire intérieure est compris entre 2 et 10 mm ;
  • le diamètre extérieur D3 de la bobine est compris entre 10 et 40 mm lorsque le système comporte une seule bobine et entre 10 et 15 mm lorsque le système comporte plusieurs bobines ;
  • la largeur L de chaque spire est égale à l'espace D1 entre les spires.
According to particular embodiments of the invention, the system comprises at least one or an appropriate combination of the following characteristics:
  • the warning means comprise one or more vibrator motors providing a force greater than 4G, preferably 8G, and more preferably 10G and / or comprise a sound buzzer greater than 90 dB;
  • the storage means comprise at least two capacitors in series;
  • the wireless charging means comprise an induction coil having a space D1 between the turns of the coil of minimum 120 μm and, preferably, of minimum 200 μm, in order to let radiofrequency waves pass;
  • it comprises at least two induction coils, for example 3 or 4 coils, said coils each forming a trace on a printed circuit, the traces being superimposed and / or arranged next to each other;
  • the diameter D2 of the inner turn is between 2 and 10 mm;
  • the outside diameter D3 of the coil is between 10 and 40 mm when the system comprises a single coil and between 10 and 15 mm when the system comprises several coils;
  • the width L of each turn is equal to the space D1 between the turns.

La présente invention se rapporte également au support comprenant le système de détection décrit ci-dessus, ledit support étant une montre, un bracelet, un élément de ceinture ou un casque. Le support peut en outre être vendu sous forme de kit incluant également le module émetteur RF créant la zone de balisage.The present invention also relates to the support comprising the detection system described above, said support being a watch, a bracelet, a belt element or a helmet. The support can also be sold as a kit also including the RF transmitter module creating the markup zone.

La présente invention se rapporte aussi à une méthode pour augmenter le ressenti par un utilisateur des vibrations issues d'un ou plusieurs moteurs vibrateurs, ladite méthode comprenant une étape de pulsation du ou des moteurs.The present invention also relates to a method for increasing the feeling by a user of vibrations from one or more vibrator motors, said method comprising a step of pulsation of the motor or motors.

Selon des modes particuliers de l'invention, la méthode comporte au moins une ou une combinaison appropriée des caractéristiques suivantes :

  • elle comprend une étape d'alimentation du ou des moteurs à l'aide de minimum deux condensateurs en série pour assurer un apport suffisant en énergie ;
  • en présence de deux moteurs, ils sont pulsés l'un après l'autre.
According to particular embodiments of the invention, the method comprises at least one or an appropriate combination of the following characteristics:
  • it comprises a step of supplying the motor (s) using at least two capacitors in series to ensure a sufficient supply of energy;
  • in the presence of two motors, they are pulsed one after the other.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

La figure 1 représente schématiquement un véhicule, la zone de balisage couverte par le module RF émetteur positionné sur le véhicule, et le bracelet comprenant, selon l'invention, le système de détection de la zone de balisage RF précitée.The figure 1 schematically represents a vehicle, the marking area covered by the transmitter RF module positioned on the vehicle, and the bracelet comprising, according to the invention, the detection system of the aforementioned RF marking zone.

La figure 2 représente schématiquement le système de détection selon l'invention. Il comporte les deux circuits imprimés avec le module RF, l'antenne RF, le microprocesseur, la bobine d'induction, les condensateurs, la batterie, les moteurs vibrateurs et le détecteur du chargeur externe.The figure 2 schematically represents the detection system according to the invention. It includes the two printed circuits with the RF module, the RF antenna, the microprocessor, the induction coil, the capacitors, the battery, the vibrator motors and the external charger detector.

La figure 3 compare une bobine d'induction classique représentée à gauche avec, à droite, une bobine d'induction selon l'invention adaptée pour laisser passer les ondes radio.The figure 3 compares a conventional induction coil shown on the left with, on the right, an induction coil according to the invention adapted to let the radio waves.

La figure 4 représente schématiquement une variante de l'invention avec deux bobines d'induction superposées.The figure 4 schematically represents a variant of the invention with two superimposed induction coils.

LégendeLegend

  1. (1) Unité ou système de détection d'une zone de balisage RF, aussi appelé balise(1) Unit or system for detecting an RF beacon zone, also known as a beacon
  2. (2) Support(2) Support
  3. (3) Zone de balisage(3) Buoyage area
  4. (4) Véhicule(4) Vehicle
  5. (5) Circuit imprimé principal(5) Main printed circuit board
  6. (6) Module RF(6) RF module
  7. (7) Antenne RF(7) RF Antenna
  8. (8) Microprocesseur(8) Microprocessor
  9. (9) Moteur vibrateur(9) Vibrator motor
  10. (10) Bobine d'induction(10) Induction coil
  11. (11) Circuit imprimé de la bobine d'induction(11) Circuit board of the induction coil
  12. (12) Condensateur(12) Capacitor
  13. (13) Batterie(13) Battery
  14. (14) Bloc d'alimentation et chargeur à induction(14) Power supply and induction charger
  15. (15) Détecteur du chargeur externe(15) External charger detector
  16. (16) Energie issue du chargeur externe(16) Energy from the external charger
  17. (17) Champ électrique généré(17) Electric field generated
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La présente invention se rapporte à une unité de détection d'une zone de balisage RF, qu'on qualifiera également de système ou balise. L'unité doit être miniature pour être intégrée dans un support de petite taille ayant un volume inférieur à 8 cm3 et, de préférence, inférieur à 6 voire à 5 cm3. En termes de dimensions, elles sont de l'ordre de maximum 35 mm x 35 mm x 5mm d'épaisseur et, de préférence, de l'ordre de 35 mm de long par 20 mm de large et 5 mm d'épaisseur (3.5 cm3). Le support peut être un bracelet, une montre, un élément de ceinture, un casque, etc. La figure 1 représente schématiquement l'unité de détection 1 intégrée dans un support 2, la zone de balisage RF 3 créée par un module émetteur RF positionné, par exemple, sur un véhicule 4.The present invention relates to a unit for detecting an RF beacon zone, which will also be described as a system or beacon. The unit must be miniature to be incorporated into a small carrier having a volume of less than 8 cm 3 and preferably less than 6 or even 5 cm 3. In terms of dimensions, they are of the order of maximum 35 mm x 35 mm x 5 mm thick and, preferably, of the order of 35 mm long by 20 mm wide and 5 mm thick (3.5 cm 3 ). The support can be a bracelet, a watch, a belt element, a helmet, etc. The figure 1 schematically represents the detection unit 1 integrated in a support 2, the RF markup zone 3 created by an RF transmitter module positioned, for example, on a vehicle 4.

Selon l'invention, le système de détection 1 représenté schématiquement à la figure 2 comporte sur un circuit imprimé 5, un module RF 6, une antenne RF 7 et un microprocesseur 8 pour interpréter les données issues de la détection RF et offrir une sortie exploitable en alerte en cas de risque de collision avéré. Le système comporte en outre un ou plusieurs moteurs vibrateurs 9 de haute puissance qui mettent en vibration le support et permettent à l'utilisateur de prendre conscience du risque de collision, le tout étant suffisamment petit que pour être en contact avec la peau. Selon l'invention, le ou les moteurs 9 permettent d'obtenir une accélération, communément appelée force, supérieure à 4G, de préférence supérieure à 8G, et plus préférentiellement supérieure à 10G avec des valeurs allant jusqu'à 13G. Pour alimenter le processeur et les moteurs qui sont de gros consommateurs d'énergie, le système doit également comporter des moyens de chargement et stockage en énergie. Pour que le support reste étanche sur chantier, il est préférable que le chargement s'effectue sans fil afin d'éviter toute ouverture dans le support. Selon l'invention, le chargeur sans fil comporte au moins une bobine d'induction 10. Elle doit être petite afin de pouvoir être installée dans le support. Pour ce faire, un tracé sur un circuit imprimé (PCB) 11 fait office de bobine à induction. La bobine est ainsi plate, faite d'une trace de forme ronde. Selon l'invention, chaque bobine a été adaptée pour laisser passer librement, c.à.d. sans les perturber, les ondes radio du module RF ainsi qu'une partie du champ d'induction, ce qui permet à d'autres bobines de coexister sans phénomène de résonnance. Par rapport à une bobine classique visible à gauche sur la figure 3, la bobine 10 selon l'invention comporte un espace D1 entre les spires pour que le champ du module RF puisse passer sans perturbation, c.à.d. en maintenant l'intégrité du signal radio, et sans perdre l'efficacité de la bobine pour générer le courant nécessaire à la charge. De préférence, la distance D1 entre chaque spire est de minimum 120 µm et, de préférence, supérieure à 200 µm.According to the invention, the detection system 1 represented schematically at the figure 2 comprises on a printed circuit 5, an RF module 6, an RF antenna 7 and a microprocessor 8 to interpret the data from the RF detection and provide an output usable alert in case of risk of collision. The system further comprises one or more high power vibrating motors 9 which vibrate the support and allow the user to become aware of the risk of collision, all being small enough to be in contact with the skin. According to the invention, the motor or motors 9 make it possible to obtain an acceleration, commonly called a force, greater than 4G, of preferably greater than 8G, and more preferably greater than 10G with values up to 13G. To power the processor and engines that are large energy consumers, the system must also include means for loading and storing energy. In order for the medium to remain watertight on site, it is preferable that the loading is done wirelessly in order to avoid any opening in the support. According to the invention, the wireless charger has at least one induction coil 10. It must be small in order to be installed in the support. To do this, a trace on a printed circuit board (PCB) 11 acts as an induction coil. The coil is thus flat, made of a trace of round shape. According to the invention, each reel has been adapted to pass freely, ie without disturbing them, the radio waves of the RF module and part of the induction field, which allows other coils to coexist without resonance phenomenon. Compared to a classical coil visible to the left on the figure 3 , the coil 10 according to the invention comprises a space D1 between the turns so that the field of the RF module can pass without disturbance, ie. by maintaining the integrity of the radio signal, and without losing the efficiency of the coil to generate the current required for charging. Preferably, the distance D1 between each turn is at least 120 μm and preferably greater than 200 μm.

Les autres dimensions de la bobine sont calculées sur base des contraintes suivantes :

  • La perméabilité aux ondes RF, c.à.d. que les ondes RF doivent passer au travers de la bobine sans problème ni distorsions comme déjà mentionné ci-dessus ;
  • La transmission RF et le chargeur à induction ne sont jamais en fonction en même temps. On notera à cet égard que le système est à même de détecter la présence du chargeur externe grâce au détecteur 15 schématisé sur la figure 2 ;
  • Les limites de la technologie de fabrication d'une telle bobine sur PCB, une bobine fil étant trop grosse en volume ;
  • L'efficacité de l'induction en fonction de l'ampérage et le voltage requis pour le chargeur en fonction de la batterie choisie ;
  • Le format le plus petit possible pour être intégré dans le support.
The other dimensions of the coil are calculated on the basis of the following constraints:
  • Permeability to RF waves, i.e. that the RF waves must pass through the coil without problems or distortions as already mentioned above;
  • The RF transmission and the induction charger are never in operation at the same time. It should be noted in this regard that the system is able to detect the presence of the external charger by means of the detector 15 schematized on the figure 2 ;
  • The limits of the manufacturing technology of such a coil on PCB, a wire coil being too big in volume;
  • The efficiency of the induction according to the amperage and the voltage required for the charger according to the chosen battery;
  • The smallest possible format to be integrated in the support.

Ainsi, outre une distance D1 de minimum 120 µm entre spires, les autres dimensions sont préférentiellement :

  • Largeur L de chaque spire de minimum 120 µm, toujours de préférence la largeur L de la spire est identique à la distance D1 entre spires afin d'avoir une performance d'induction accrue ;
  • Epaisseur E de chaque spire comprise entre 0.05 et 200 µm ;
  • Diamètre D2 de la spire intérieure formant un passage libre pour le champ électrique du chargeur et pour les ondes RF compris entre 2 et 10 mm ;
  • Diamètre extérieure D3 de la bobine compris entre 10 et 40 mm ;
  • Distance de jeux d'air D4 à l'extérieur de la bobine de minimum 1 mm sur tout le pourtour de la bobine ;
  • Nombre N de spires entre 10 et 30.
Thus, besides a distance D1 of minimum 120 μm between turns, the other dimensions are preferentially:
  • Width L of each turn of at least 120 μm, still preferably the width L of the turn is identical to the distance D1 between turns in order to have an increased induction performance;
  • Thickness E of each turn between 0.05 and 200 μm;
  • Diameter D2 of the inner coil forming a free passage for the electric field of the charger and for RF waves between 2 and 10 mm;
  • Outer diameter D3 of the coil between 10 and 40 mm;
  • Clearance clearance D4 outside the coil of at least 1 mm all around the coil;
  • Number N of turns between 10 and 30.

A titre d'exemple, les résultats pour la bande de fréquence 2,5Ghz sont:

  • D1 : 0,254 mm ;
  • L : 0,254 mm ;
  • E : 0,105 mm ;
  • D2:9mm;
  • D3 : 30,5 mm;
  • D4 : 1,35 mm, donc diamètre total (D3+2xD4) de 33.2 mm ;
  • N : 21.
By way of example, the results for the 2.5Ghz frequency band are:
  • D1: 0.254 mm;
  • L: 0.254 mm;
  • E: 0.105 mm;
  • D2: 9mm;
  • D3: 30.5 mm;
  • D4: 1.35 mm, so total diameter (D3 + 2xD4) of 33.2 mm;
  • N: 21.

Selon une variante de l'invention représentée à la figure 4, le système comporte au moins deux bobines à induction 10 formant une matrice à induction. Les bobines peuvent être superposées et formées par une trace sur différentes couches du circuit imprimé ou disposées l'une à côté de l'autre. Il est également possible de combiner une disposition verticale des bobines avec une disposition horizontale des bobines. Dans cette configuration avec plusieurs bobines, une partie de l'énergie d'induction non captée par la première bobine passe au travers de cette dernière et induit un courant dans la seconde bobine et ainsi de suite. Ainsi, la perte d'énergie est réduite, ce qui permet soit de gagner en capacité électrique, soit de réduire les dimensions du support tout en gardant une même efficacité. L'aspect taille étant particulièrement critique pour la présente invention, une réduction des dimensions est privilégiée. En présence de plusieurs bobines, le nombre de spires peut être réduit, ce qui signifie que le diamètre D3 peut être réduit à une valeur inférieure à 15 mm. En conséquence de ce diamètre réduit, la largeur du support peut être réduite. L'épaisseur E de la bobine peut également être réduite à une valeur inférieure à 105 µm afin de pouvoir positionner une bobine dans les couches intérieures du circuit imprimé. Les autres dimensions de la bobine sont par contre similaires. En ce qui concerne l'espace entre bobines, il est de l'ordre de 0.5 mm. On précisera qu'une couche de ferrite entre les bobines et le reste du système peut être requise pour éviter un phénomène d'induction sur les parties métalliques du système.According to a variant of the invention shown in figure 4 the system comprises at least two induction coils 10 forming an induction matrix. The coils can be superimposed and formed by a trace on different layers of the printed circuit or arranged next to each other. It is also possible to combine a vertical arrangement of the coils with a horizontal arrangement of the coils. In this configuration with several coils, a part of the induction energy not captured by the first coil passes through the latter and induces a current in the second coil and so on. Thus, the energy loss is reduced, which allows either to gain electrical capacity or to reduce the size of the support while maintaining the same efficiency. Since the size aspect is particularly critical for the present invention, a reduction in size is preferred. In the presence of several coils, the number of turns can be reduced, which means that the diameter D3 can be reduced to a value less than 15 mm. As a consequence of this reduced diameter, the width of the support can be reduced. The thickness E of the coil can also be reduced to a value of less than 105 μm in order to be able to position a coil in the inner layers of the circuit board. The other dimensions of the coil are on the other hand similar. Regarding the space between coils, it is of the order of 0.5 mm. It will be specified that a layer of ferrite between the coils and the rest of the system may be required to avoid an induction phenomenon on the metal parts of the system.

Le système comporte en outre les composants électroniques assurant le stockage de l'énergie chargée et l'alimentation électrique des moteurs. Selon l'invention, les moyens de stockage et d'alimentation comportent au minimum deux condensateurs 12 en série et une batterie 13 (voir figure 2). Cette configuration avec minimum deux condensateurs est privilégiée pour les raisons suivantes. Une batterie seule, qui se doit d'être petite afin d'entrer dans l'espace du support, n'est pas assez puissante que pour tirer le maximum de performance des moteurs même si techniquement il y a suffisamment d'énergie après recharge. Ajouter un seul condensateur pour accumuler l'énergie nécessaire au démarrage du moteur, ce qui nécessite une grande quantité d'énergie instantanée, n'est pas non plus envisageable. En effet, pour démarrer un moteur puissant, il faudrait un gros condensateur qui est plus long à recharger et qui prend de l'espace, ce qui n'est pas compatible avec un support de petite taille.The system further includes electronic components for storing charged energy and powering the motors. According to the invention, the storage and supply means comprise at least two capacitors 12 in series and a battery 13 (see FIG. figure 2 ). This configuration with at least two capacitors is preferred for the following reasons. A single battery, which must be small in order to enter the space of the support, is not powerful enough to draw maximum performance from the motors even if technically there is enough energy after recharging. Adding a single capacitor to accumulate the energy required to start the engine, which requires a large amount of instantaneous energy, is also not possible. Indeed, to start a powerful engine, it would require a large capacitor that is longer to recharge and that takes up space, which is not compatible with a small support.

Une alimentation électrique particulière avec au moins deux condensateurs en série a donc été conçue afin de pousser des moteurs normalement trop puissants pour la dimension du circuit et de la batterie. Le premier condensateur rapidement chargé charge le deuxième. L'alternance entre les deux condensateurs permet de maintenir le courant sur les moteurs, d'isoler le contre courant causé par la résistance mécanique de la masse en rotation des moteurs vibrateurs et dès lors d'économiser l'énergie totale nécessaire.A particular power supply with at least two capacitors in series has been designed to push motors normally too powerful for the size of the circuit and the battery. The first capacitor quickly charged loads the second. The alternation between the two capacitors makes it possible to maintain the current on the motors, to isolate the countercurrent caused by the mechanical resistance of the rotating mass of the vibrator motors and thus to save the total energy necessary.

Pour augmenter le ressenti de la vibration par l'utilisateur, il est avantageux de pulser le moteur, c.à.d. d'appliquer des vibrations par pulsation On/Off/On/Off rapide des moteurs. Pour ce faire, l'utilisation du double, voire triple, condensateurs prend toute son importance car les moteurs sont en constant redémarrage, ce qui, pour rappel, nécessite beaucoup d'énergie instantanée. La pulsation du moteur permet d'augmenter la force de frappe des moteurs car, au démarrage, les moteurs ne sont pas stables et dès lors frappent avec une amplitude plus élevée, alors qu'une fois en marche, l'inertie du moteur et le relatif équilibre atteint par la stabilité de la rotation réduit l'amplitude de la vibration et donc le ressenti.To increase the feeling of the vibration by the user, it is advantageous to pulse the motor, ie. to apply vibration pulsation On / Off / On / Off fast motors. To do this, the use of double or triple capacitors takes all its importance because the engines are constantly restarting, which, as a reminder, requires a lot of instantaneous energy. The pulsation of the engine makes it possible to increase the striking force of the motors because, at start-up, the motors are not stable and therefore strike with a higher amplitude, whereas once in operation, the inertia of the motor and the relative balance achieved by the stability of the rotation reduces the amplitude of the vibration and therefore the feeling.

Lorsque deux moteurs sont utilisés, il est important que les deux moteurs ne tournent pas en même temps car les masses peuvent s'annuler si, par exemple, la masse se trouve à la position 0 degré tandis que l'autre se trouve à l'opposé soit à 180 degrés. Donc les deux moteurs sont engagés l'un après l'autre pour mieux faire vibrer l'ensemble du support. Pour soutenir ces pulsations, le circuit à double, triple, voire quatre condensateurs pour deux moteurs est essentiel.When two motors are used, it is important that the two motors do not rotate at the same time because the masses can be canceled if, for example, the mass is at the 0 degree position while the other is at the 0 degree position. opposite to 180 degrees. So both engines are engaged one after the other to better vibrate the entire support. To support these pulsations, the circuit with double, triple or even four capacitors for two motors is essential.

On précisera qu'à la place de moteurs vibrateurs, il est envisageable de mettre en oeuvre les moyens décrits ci-dessus pour alimenter un buzzer sonore de haute puissance ayant une puissance supérieure à 90 dB, de l'ordre de 95-100 dB, voire de l'ordre de 110 dB lorsque le buzzer est pulsé, type bip bip. Il est également envisageable de combiner un buzzer sonore et un moteur vibrateur. De manière générale, la présente invention est conçue pour alimenter des moyens d'avertissement d'un utilisateur nécessitant un apport en énergie supérieur à ce qu'un dispositif de si petite taille ne pourrait livrer normalement.It will be specified that instead of vibratory motors, it is conceivable to use the means described above for supplying a high-power sound buzzer having a power greater than 90 dB, of the order of 95-100 dB, even of the order of 110 dB when the buzzer is pulsed, type beep beep. It is also possible to combine a sound buzzer and a vibrator motor. In general, the present invention is designed to power warning means of a user requiring a higher energy input than a device of such small size could deliver normally.

Pour finir, on précisera que les moteurs vibrateurs ou le buzzer sonore peuvent être disposés à côté des condensateurs et de la batterie ou être déportés plus loin dans le support tout en ayant l'énergie fournie par chargement et alimentation électrique du circuit comme décrit ci-dessus.Finally, it will be specified that the vibratory motors or the buzzer can be placed next to the capacitors and the battery or be further removed in the support while having the energy supplied by loading and power supply circuit as described above. above.

Claims (14)

Système de détection (1) d'une zone de balisage radiofréquence (3) destiné à prévenir un utilisateur d'un risque de collision, ledit système (1) ayant un volume inférieur à 8 cm3 et, de préférence à 6 cm3, et comprenant : - des moyens d'avertissement dudit utilisateur, - des moyens de chargement en énergie sans fil, - des moyens de stockage de ladite énergie pour l'alimentation électrique des moyens d'avertissement. Detection system (1) of a radiofrequency tagging zone (3) for preventing a user from a collision risk, said system (1) having a volume of less than 8 cm 3 and, preferably 6 cm 3 , and including: warning means of said user, - Wireless energy charging means, means for storing said energy for powering the warning means. Système de détection (1) selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'avertissement comportent un ou plusieurs moteurs vibrateurs (9) de force supérieure à 4G, de préférence à 8G, et plus préférentiellement à 10G et/ou comportent un buzzer sonore de puissance supérieure à 90 dB.Detection system (1) according to claim 1, wherein the warning means comprise one or more vibrator motors (9) with a force greater than 4G, preferably 8G, and more preferably 10G and / or comprise an audible buzzer greater than 90 dB. Système de détection (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de stockage comportent minimum deux condensateurs (12) en série.Detection system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the storage means comprise at least two capacitors (12) in series. Système de détection (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de chargement sans fil comportent une bobine d'induction (10) présentant un espace D1 entre les spires de la bobine de minimum 120 µm et, de préférence, de minimum 200 µm, afin de laisser passer des ondes radiofréquences.Detection system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the wireless charging means comprise an induction coil (10) having a space D1 between the turns of the coil of minimum 120 μm and preferably , minimum 200 μm, to let radiofrequency waves pass. Système de détection (1) selon la revendication 4, comportant au moins deux bobines d'induction (10), lesdites bobines (10) formant chacune une trace sur un circuit imprimé (11), les traces étant superposées et/ou disposées l'une à côté de l'autre.Detection system (1) according to claim 4, comprising at least two induction coils (10), said coils (10) each forming a trace on a printed circuit (11), the traces being superposed and / or arranged one next to the other. Système de détection (1) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le diamètre D2 de la spire intérieure est compris entre 2 et 10 mm.Detection system (1) according to claim 4 or 5, wherein the diameter D2 of the inner coil is between 2 and 10 mm. Système de détection (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le diamètre extérieur D3 de la bobine (10) est compris entre 10 et 40 mm lorsque le système (1) comporte une seule bobine (10) et entre 10 et 15 mm lorsque le système (1) comporte plusieurs bobines (10).Detection system (1) according to any one of claims 4 to 6, wherein the outer diameter D3 of the coil (10) is between 10 and 40 mm when the system (1) comprises a single coil (10) and between 10 and 15 mm when the system (1) comprises several coils (10). Système de détection (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel la largeur L de chaque spire est égale à l'espace D1 entre les spires.Detection system (1) according to any one of claims 4 to 7, wherein the width L of each turn is equal to the space D1 between the turns. Support (2) comprenant le système de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes.Support (2) comprising the detection system according to any one of the preceding claims. Support (2) selon la revendication 9, étant une montre, un bracelet, un élément de ceinture ou un casque.Support (2) according to claim 9, being a watch, a bracelet, a belt element or a helmet. Kit comprenant le support (2) selon la revendication 9 ou 10 et un module RF émetteur créant la zone de balisage radiofréquence.Kit comprising the support (2) according to claim 9 or 10 and an RF transmitter module creating the radiofrequency tagging zone. Méthode pour augmenter le ressenti par un utilisateur des vibrations issues d'un ou plusieurs moteurs vibrateurs (9), ladite méthode comprenant une étape de pulsation du ou des moteurs (9).Method for increasing the user's perception of vibrations from one or more vibrator motors (9), said method comprising a step of pulsation of the motor (s) (9). Méthode selon la revendication 12, comprenant une étape d'alimentation du ou des moteurs (9) à l'aide de minimum deux condensateurs (12) en série pour assurer un apport suffisant en énergie.A method according to claim 12, comprising a step of supplying the at least one motor (9) with at least two capacitors (12) in series to provide a sufficient supply of energy. Méthode selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle en présence de deux moteurs (9), ils sont pulsés l'un après l'autre.Method according to claim 12 or 13, wherein in the presence of two motors (9), they are pulsed one after the other.
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