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DISPOSITIF DE CONNEXION A INFRAROUGE Le Dispositif de Connexion à Infrarouge offre des moyens nécessaires pour assurer une bonne transmission sans fil électrique des signaux électriques générés dans au moins un Appareil électrique vers au moins une Unité de Traitement des Informations où ces signaux sont gérés.
Habituellement, de telles connexions sont réalisées par des câbles électriques qui seront de préférence du type blindé quand il s'agit de transmettre des signaux de faible puissance et éviter ainsi toute interférence avec le champs électro-magnétique ambiant. On peut remplacer les fils électriques par des fibres optiques en transformant des signaux électriques à la sortie des Appareils électriques en signaux lumineux, qui, après s'être propagés dans ces fibres, seront à leur tour convertis en signaux électriques.On peut également trouver des transmissions parOndes Infrarouges qui ont la caractéristique de bien se propager dans l'air, pour autant qu'il n'y ai pas d'obstacles importants entre l'Emetteur Infrarouge et son Récepteur. Les commandes à distance des postes de télévision en sont un exemple.
Le Dispositif de Connexion à Infrarouge assure une bonne transmission des ondes infrarouges émises par au moins un Emetteur Infrarouge (fig. 1 -indice E.I.R) vers au moins un Récepteur Infrarouge (fig.l-indice R.I.R) quelle que soit la trajectoire imposée dans un montage où les Appareils (fig.l- indice K) doivent être reliés à au moins une Unité de Traitement des Informations (fig.l-indice UT), d'où sortiront des résultats recherchés de commandes et/ou de contrôles, et/ou d'affichages par exemple.
Ce Dispositif convient particulièrement lorsqu'on doit transférer l'intégralité des signaux produits par des Diodes Infrarouges des Appareils Electriques (K) vers une ou plusieurs Unités de Traitement (UT) placées hors du champs visuel direct de ces Appareils (K).
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Le Dispositif de Connexion à Infrarouge comprend : -Au moins un Adaptateur électronique d'Entrée (fig.2-indice A. E.) qui adapte le(s) signaux à transmettre (fig. 2-indice K) à l'Emetteur infrarouge (fig.2- indice E.I.R); -Au moins un Emetteur Infrarouge (fig.2-indice E.I.R) en alimentation de préférence pulsée à une fréquence voisine de 5000 Herz avec un temps d'allumage de l'ordre de 10 micro-secondes suivi d'un temps de repos déterminé par la capacité émissive des Diodes Infrarouges.
Si on souhaite faire passer plusieurs informations en provenance de différents Appareils (K) dans une même Diode Emettrice (D. E.) d'un Dispositif de Connexion à Infrarouge, on peut utiliser un multivibrateur à fréquence beaucoup plus basse, comme par exemple 10 Herz, de façon à ce que l'Emetteur envoie des trains d'ondes pulsés 10 fois par seconde .C'est le nombre de ces trains qui représente l'adresse de l'ordre à exécuter dans une ou plusieurs Unités de Traitement des Informations (U.T.I.).
-Au moins un Tube Transmetteur d'Ondes Infrarouges (fig.2-indice T.I.R.) chargé de propager les ondes infrarouges depuis l'Emetteur (E.I.R ) jusqu'au Récepteur infrarouge (fig.2-indice R.I.R). La description de ce Tube Transmetteur (T.I.R.) sera faite à la suite de la présente énumération des éléments constitutifs du Dispositif de Connexion à Infrarouge.
-Au moins un Récepteur à Infrarouge (fig. 2-indice R I.R.) qui reçoit les ondes infrarouges qui se sont propagées dans le Tube Transmetteur d'Ondes Infrarouges (T.I.R.).
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-Au moins un Adaptateur Electronique de Sortie (fig. 2-indice A. S.) chargé d'adapter les signaux du Récepteur (fig.2-indice R.I.R.) à au moins une Unité de Traitement des Informations (fig.2-indice U.T.) ; -Au moins une Unité de Traitement des Informations (U. T.) chargée de gérer les informations provenant d'au moins un Appareil (K), pour obtenir les effets recherchés de commandes et/ou de contrôles, et/ou d'affichages.
Le Tube Transmetteur d'Ondes Infrarouges (fig. 3-indice T.I.R.) comprend : - Au moins un tube Guide d'Ondes Infrarouges de section appropriée (ronde, rectangulaire,...) dont la paroi intérieure est de nature à favoriser la propagation des Ondes Infrarouges (I.R.), et qui possède en outre, les moyens d'assurer une bonne propagation des ondes qui y circulent et de pouvoir en modifier la trajectoire et/ou de multiplier le nombre de trajectoires vers plusieurs Unités de Traitement des Informations (U.T.), et/ou de pouvoir les amplifier si nécessaire ; - Des Lentilles, et/ou des Filtres,(fig.3-indice F., indice L. ) transparents aux ondes infrarouges, assurant l'étanchéité d'un ou de plusieurs Tubes Guide d'Ondes Infrarouges constituant le Dispositif de Connexion à Infrarouge ;
- Au moins un Connecteur chargé d'assurer la liaison entre les différents Tubes
Guide d'Ondes Infrarouges, et/ou avec au moins un Emetteur Infrarouge (fig.2- indice E. IR), et/ou avec au moins un Récepteur Infrarouge (fig.2-indice R.IR) ; Les Tubes Guide d'Ondes peuvent être thermiquement protégés, rendus étanches, et/ou également remplis d'un gaz facilitant la propagation des Ondes, et/ou également peuvent être maintenus sous vide ;
Suivant leur disposition dans un montage intégrant un ou plusieurs Appareils (K) et une ou plusieurs Unité de Traitement des Informations (U.T.) , les
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Tubes Guide d'Ondes Infrarouges assurant les différentes connexions de ces éléments entre eux, peuvent prendre les formes particulières suivantes : - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Rectiligne (fig.3-indice TGR)) ; - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Modificateur de trajectoire (fig. 3- indice
TGT); - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Multiplicateur de Trajectoire (fig.3- indice TGMU) ; - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Amplificateur (fig. 3-indice TGA) ; - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseur (fig3-TGAg) ; - Tube Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateur (fig. 3-indice TGC) ; Les moyens d'assurer une bonne propagation des ondes infrarouges dans ces différents tubes sont les suivants : A.
L'utilisation de sections de Fibres Optiques de courtes longueurs dans les Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Modificateurs (fig.4-indice TGTF), ou Multiplicateurs de Trajectoires (fig.4-indice TGMF) ; B .L'utilisation dans ces mêmes Tubes d'un système optique avec lentilles, et/ou miroirs (fig.4-indices TGTM et TGMM), et/ou prismes, et/ou prismes à réflexion totale (fig.4-indices TGTP et TGMP) ; C. L'utilisation dans ces mêmes Tubes d'un Circuit Electronique (fig.4-indices TGTD et TGMD) et constitué d'un Récepteur Infrarouge avec Amplificateur (AR) et d'un ou plusieurs Emetteurs Infrarouges (E) émettant dans la ou les nouvelles directions de propagation.
D. L'utilisation dans ces mêmes Tubes d'un faible rayon de courbure et d'une section interne appropriée, et dont les parois sont de nature très réfléchissantes pour les Ondes Infrarouges.
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E. Le Tube Guide d'Ondes Infrarouges Amplificateur (TGA) est constitué d'un système optique grossissant (fig.4-indice TGAO) et/ou d'un Amplificateur Electronique (fig.4-indice TGAD) constitué d'un Récepteur Infrarouge(AR) avec son Amplificateur de préférence ajustable, associé à un Emetteur Infrarouge (E). On peut éventuellement y adjoindre un système optique en amont du Récepteur, et/ou en aval de l'Emetteur(fig.4-indice TGAOD) ; ce Circuit Amplificateur peut également servir à étalonner les signaux arrivant à l'(es) Unité(s) de Traitement des Informations pour tenir compte des différences d'atténuation subies par les Ondes Infrarouges en fonction des trajectoires empruntées.
F. Le Tube Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseur est chargé d'agrandir le flux d'émission des Ondes Infrarouges dans le cas, par exemple, où on souhaite une propagation ponctuelle à l'air libre tout en s'assurant qu'un ou plusieurs Tubes Récepteurs d'Ondes Infrarouges soient bien dans le champs direct du flux infrarouge ainsi élargi. Le Tube Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseur peut être constitué d'une ou de plusieurs rangées d'au moins une Diode Emettrice (DE) pouvant être connectée en série et/ou en parallèle sur un ou plusieurs Emetteurs d'Ondes Infrarouges (E), de manière à constituer une surface d'émission satisfaisante. Elle peut être, par exemple, disposée verticalement (fig.4- indice TGEV) ou horizontalement (fig.4- indice TGEH), les Diodes (DE) émettant respectivement dans un sens horizontal, ou vertical.
L'utilisation de plusieurs Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseurs peuvent constituer les éléments d'un Code-Barres Electronique modulable disposé par exemple, verticalement (fig.4-indice CBEV), ou horizontalement (fig.4-indice CBEH). Ils peuvent être combinés à un code-barres mécanique qui alterne des segments réfléchissant bien les Ondes Infrarouges, avec des segments absorbant ces mêmes Ondes ; ces segments absorbants peuvent être constitués d'espaces vides.
Le Code-
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Barres Electronique Modulable peut être placé dans le prolongement du Code- Barres Mécanique (fig. 4-indice CBMEP) où l'un en-dessous de l'autre, (fig.4-indice CBMEV), ou décalés l'un par rapport à l'autre, ou constituer lui-même un Code-Barres Mécanique pour autant que les Surfaces d'Emission soient de nature à réfléchir et/ou absorber les Ondes Infrarouges.
La lecture de ces Codes-Barres est assurée par au moins un Tube Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateur (décrit à l'alinea G. ), et/ou par au moins un Tube Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseur. La largeur des segments des Codes-Barres, la distance de séparation entre deux segments successifs, la nature de ceux-ci (mécanique, et/ou électronique) et le nombre de ces segments, sont les éléments déterminant les Codes-Barres.
G. Le Tube Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateur présente une ou plusieurs rangées d'au moins une ou plusieurs diodes réceptrices, pouvant être connectées en tout ou en partie en parallèle et/ou en série, à un ou à plusieurs Amplificateurs-Récepteurs(AR) de manière à élargir le champs de perception des ondes émises. Le Tube Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateur peut occuper, par exemple, une position verticale, pour recevoir des ondes émises horizontalement (fig. 4-indice TGCV), ou une position horizontale pour recevoir des ondes infrarouges émises verticalement (fig. 4-indice TGCH).
Dans le cas où ce (s) Concentrateur (s) sont destinés à intercepter des Codes-Barres Electroniques et mécaniques, on peut adjoindre à au moins une Diode Infrarouge Réceptrice (DR) au moins une Diode Infrarouge Emettrice (DE) (fig. 4-indice TGCER) dont les ondes, après réflexion sur les segments des Codes-Barres Mécaniques, atteindront cette ou ces Diode(s) Infrarouge(s) Réceptrice (s) (DR).
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Les moyens décrits dans les alinéas A, B, C, D, E, F, G, ci-dessus, peuvent être pris séparément, ou combinés entre eux dans la réalisation d'un Dispositif de Connexion à Infrarouge.
Connecteurs.
Pour relier le(s) plusieurs Tube (s) d'Ondes Infrarouges entre eux, et assurer également leur(s) liaison (s) à au moins un Emetteur Infrarouge (fig.2-indice EIR) et/ou un Récepteur Infrarouge (fig. 2-indice RIR), il faut prévoir des Connecteurs de préférence facilement démontables, comme par exemple les Connecteurs à clipser , à visser, à emboîtement, à coller, bord à bord avec manchon, enrubannage ou collage ; il ne s'agit donc pas de Connecteurs électriques, mais plutôt de Connecteurs rencontrés dans la technique du gainage (protection de câbles électriques, par exemple) ou de l'hydraulique. Certaines sections du Dispositif de Connexion à Infrarouge peuvent être constituées d'un espace libre.
D'autres sections peuvent également être constituées partiellement de câbles électriques : dans ce cas, les signaux provenant d'un Récepteur Infrarouge (fig. 5-indice RIR) sont transmis après une éventuelle amplification (AR) par le câble connecté à l'entrée d'un Emetteur Infrarouge (ER), ou bien, une extrémité de ces câbles pouvant, par exemple, être reliée directement à l'une ou l'autre des Unités de Traitement des Informations (fig.5-indice CE).C'est ainsi que l'on peut alimenter directement par des câbles électriques des Emetteurs des Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseurs, et/ou les Récepteurs des Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateurs.
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Lentilles et/ou Filtres d'Etanchéité.
Chacun des Tubes Guide d'Ondes Infrarouges peut être rendu étanche au moyen de Lentilles (fig. 3-indice L) ou de Filtres (fig. 3-indice F) transparents aux ondes infrarouges disposés à l'entrée et à la sortie, dans le but de protéger les parois internes de ces Tubes et/ou des Eléments Optiques et/ou Electroniques qu'ils renferment. Pour améliorer la propagation des Ondes Infrarouges spécialement sur des longs trajets, on peut placer ces différents Tubes dans une atmosphère gazeuse adéquate, voire même raréfiée, ou, sous vide. Une isolation thermique de ces différents Tubes Guide d'Ondes Infrarouges peut s'avérer utile pour accroître leurs performances dans la transmission des Informations.
D'autres particularités ou avantages de l'invention seront décrits dans des modes de réalisation particuliers, référence étant faite aux exemples suivant : Exemple 1 : COULEURS - Figure 6 -
Si on souhaite contrôler les variations de couleurs d'une Surface (S), il suffit de placer convenablement plusieurs cellules photoélectriques infrarouges à réflexions (diffuses de préférence) (K1,...K8) réparties de préférence obliquement sur tout la largeur de cette Surface (S) dont les informations seront transmises au moyen d'un ou plusieurs Dispositifs de Connexion à Infrarouge (D.C.I.1, D.C.L2, ...) à une ou plusieurs Unités de Traitement des Informations (UT1, UT2,...).Un contrôle continu de cette Surface peut s'effectuer, soit en déplaçant les différentes cellules photoélectriques (K1....K8)
montées sur un support mobile, soit en faisant défiler cette Surface (S) sur un support fixe.
Exemple 2 : INSTALLATION ELECTRIQUE DOMESTIQUE.
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Les installations électriques modernes séparent les circuits de puissance des circuits de commandes, de contrôles et/ou de protections ; ceux-ci sont réalisés au moyen d'un circuit électrique basse tension (24 V) agissant sur des relais électromagnétiques disposés dans des Unités de Commandes et de Contrôles assimilables à des Unités de Traitement des Informations pouvant être disposés dans un ou plusieurs endroits de l'habitation. On peut remplacer les circuits électriques basse tension par un ou plusieurs Dispositifs de Connexion à Infrarouge.
Exemple 3 : INSTALLATION ELECTRIQUE DE COMANDES ET DE CONTRÔLE DANS TOUT VEHICULE DE TRANSPORT - Figure 7 - Le Dispositif à Connecteur Infrarouge peut remplacer avantageusement des circuits électriques de commandes et de contrôles dans tout véhicule de transport (avion, train, voiture, autocar, autobus, camion, etc...).
Les informations de plusieurs Appareils (fig7-indice K1,....K6) d'un boîtier de commandes (allumages des phares, des feux de position, du chauffage de la lunette arrière, etc...) peuvent transiter par un seul Tube Guide d'Ondes Infrarouges (TGI) pour atteindre une ou plusieurs Unités de Traitement des Informations (UT1, UT2) déterminant les Commandes et/ou les Contrôles, et/ou les Affichages souhaités (cfr page 2, alinea 4). Le Dispositif a comme avantages : diminution du poids (important en aviation), facilité de montage et d'entretien, diminution du prix de revient, et évitement des incendies par court-circuit.
Exemple 4 : SIGNALISATION FERROVIAIRE.
Le Dispositif de Connexion à Infrarouge est en mesure d'assurer une bonne transmission des informations d'appareillages situés le long des voies ferrées
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vers un train en mouvement, et réciproquement d'assurer la bonne transmission des informations d'Appareils disposés dans le train vers des installations fixes situés le long de ces mêmes voies. Le Code-Barres Electronique décrit à la page 5, alinéa F, associé éventuellement à un Code-Barres Mécanique permet de transférer au train en mouvement toutes les caractéristiques de la signalisation ferroviaire, y compris le nom des gares, la position des signaux et des aiguillages, les limitations de vitesse, etc...
Le train lui-même peut envoyer au sol toute information utile pour s'assurer du bon déroulement de son parcours, comme par exemple, son numéro d'identification, par l'intermédiaire d'un Code-Barres Identificateur qui sera perçu au sol lors du passage du train. Comme il est indiqué à la page 5 alinea F, les Codes-Barres verticaux longeant la voie ferrée seront très bien interceptés par les trains, et facilement installés ; il est également possible d'installer des Codes-Barres horizontaux au niveau des caténers. De même, des Codes-Barres peuvent être installés sur les flancs des locomotives et des wagons, et/ou sur leurs toits.
Exemple 5 : CODES-BARRES ELECTRONIQUES ASSOCIES A UN OU PLUSIEURS CODES-BARRES MECANIQUES.
Le Code-Barres Mécanique désigne l'objet de la détection, et le Code-Barres Electronique indique l'état dans lequel se trouve l'objet au moment de la détection par un véhicule de transport en mouvement. Le Code-Barres Mécanique et le Code-Barres Electronique peuvent être interceptés par un seul Tube Concentrateur placé sur le véhicule, en regard de ces Codes- Barres, pour autant qu'ils soient dans l'alignement de la trajectoire du véhicule ; on peut disposer plusieurs Codes-Barres à des niveaux différents qui seraient interceptés par différents Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Concentrateurs, et/ou Agrandisseurs, dont les informations seraient gérées dans une ou plusieurs Unités de Traitement des Informations (UT), dans le but d'augmenter la capacité informative des Codes-Barres.
La distance
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entre chacun des segments de ces Codes-Barres, la nature de ceux-ci (électronique, mécanique ou électronique-mécanique) et la largeur de chacun d'entre eux peuvent renfermer les toutes les Informations utiles à
Transmettre. Réciproquement, on peut placer les Codes-Barres sur des
Véhicules, les Tubes Guide d'Ondes Infrarouges Agrandisseurs et/ou
Concentrateurs chargés de les intercepter pouvant être disposés au sol ou, sur d'autres Véhicules de transport, par exemple, sur des trains.
Exemple 6 : POSITIONNEMENT D'UN TRAIN SUR SON ITINERAIRE En plaçant le long de la voie ferrée des bornes kilométriques indiquant au moyen d'un code-barres la distance qui a été parcourue depuis la gare d'origine jusqu'à la gare d'arrivée, les différents convois interceptant ces différents codes-barres pourront avec précision connaître leur positionnement à ces différents endroits face à ces Bornes; la distance parcourue entre deux Bornes Codées successives sera mesurée par la rotation des roues. De cette manière, la position réelle du train à chaque instant pourra être enregistrée et communiquée par ondes radios au train situé en amont ou en aval de celui-ci.
Si la distance séparant les convois est trop faible, les conducteurs en seront avertis au moyen d'alarmes pouvant entraîner des ralentissements automatiques, allant même jusqu'à l'arrêt du train concerné.
Exemple 7 : AIGUILLEUR INFRAROUGE - Figure 8 - Dans le guidage de véhicules de transports au sol, en suivant une ligne colorée au moyen de cellules photoélectriques infrarouges, il peut s'avérer nécessaire de disposer d'un aiguilleur infrarouge constitué de plusieurs Tubes Guide d'Ondes Agrandisseurs disposés en ligne formant une liaison
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infrarouge entre un point commun à la ligne-guide initiale et plusieurs autres lignes ayant des destinations différentes que le véhicule guidé doit pouvoir emprunter ; l'allumage des Sections Infrarouges (fig.8-indice Sel, Se2, Se3) adéquates assurera la liaison de guidage entre le point d'origine et la destination choisie.
Exemple 8 : TRANSMISSION RADIOPHONIQUE.
Des signaux radiophoniques (SR) peuvent être convertis en signaux infrarouges qui, grâce au Dispositif de Connexion à Infrarouge (DCI), seront transmis à une ou plusieurs Unités de Traitement des Informations (UHP1, UHP2) où ils seront convertis en signaux sonores par l'intermédiaire de haut -parleurs.