EP0320754A1 - Dispositif de remontage d'un ressort de barillet comportant une cellule photoélectrique - Google Patents

Dispositif de remontage d'un ressort de barillet comportant une cellule photoélectrique Download PDF

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EP0320754A1
EP0320754A1 EP88120330A EP88120330A EP0320754A1 EP 0320754 A1 EP0320754 A1 EP 0320754A1 EP 88120330 A EP88120330 A EP 88120330A EP 88120330 A EP88120330 A EP 88120330A EP 0320754 A1 EP0320754 A1 EP 0320754A1
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EP
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capacitor
motor
pulse
signal
cell
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EP88120330A
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Taghezout Daho
Tu Xuan Mai
Kalubi Muana
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Asulab AG
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Asulab AG
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B1/00—Driving mechanisms
    • G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/02—Arrangements of electric power supplies in time pieces the power supply being a radioactive or photovoltaic source

Definitions

  • the present invention relates to a device making it possible to wind a barrel spring, for example of a timepiece, by means of the ambient light energy falling on a photoelectric cell.
  • Such devices are well known.
  • they comprise a photoelectric cell receiving ambient light, and an electric motor with continuous rotation, the motor being connected to the cell and coupled to the spring, optionally by means of a gear train.
  • the intensity of the ambient light must exceed a certain threshold which depends on the resistive torque opposed by the barrel. Below this threshold, the light energy falling on the cell is lost.
  • the device also comprises a capacitor, connected to the terminals of the cell, and switching means to relay for connecting the motor to the terminals of the capacitor when the voltage of the latter exceeds a reference voltage corresponding to the voltage required to rotate the motor.
  • the cell behaving essentially like a current generator whose intensity depends on the light energy received, it allows, even in low light, to gradually charge the capacitor when it is not connected to the motor.
  • the motor is connected by the switching means to the capacitor which then supplies it for a certain period of time with sufficient energy for it to be able to wind the spring. After this time interval, the voltage of the capacitor having become too low to maintain the rotation of the motor, the latter is disconnected. A another cycle of charging the capacitor by the cell and discharging by the motor can then begin.
  • the ratio between the charging and discharging times of the capacitor naturally depends on the intensity of the ambient light illuminating the cell. At low intensity it can be very large, the motor running in this case intermittently. At high intensity it can become zero, the engine then running permanently.
  • the winding device if it constitutes an improvement over the devices where the motor is directly connected to the cell, however still has certain faults. Indeed, on the one hand, the time interval during which the motor is connected to the capacitor is determined in a not very precise way by the mechanical constants of the relay, this relay constituting the switching means. The ill-defined value of this interval means that it cannot correspond to the optimum time interval which would allow the device to ensure the best efficiency of conversion of light energy into mechanical energy. Furthermore, since the voltage across the capacitor, and therefore the motor, remains very constant, this device can only be combined with a collector motor. However, this type of engine does not lend itself well to the advanced miniaturization that certain applications require, such as the reassembly of a watch barrel for example.
  • the object of the present invention is to propose a winding device which does not have these drawbacks.
  • the device for winding a barrel spring comprising: -a capacitor; - a photoelectric cell arranged to receive ambient light and intended to charge the capacitor; - a control circuit connected to the terminals of the capacitor; and - a motor connected to the circuit and whose rotor is coupled to the spring to raise it, is particularly remarkable in that the motor is a stepping motor comprising two terminals, and in that the circuit comprises: - Means for providing a drive signal which may be in two states, the first state being produced in response to a capacitor charge parameter, and the second state being produced a first time interval after the start of the first state; and - Means for connecting the motor to the terminals of the capacitor in response to the first state, and for disconnecting the motor from the capacitor in response to the second state of the drive signal.
  • An advantage of the device according to the invention is that the motor receives pulses whose duration and amplitude are precisely defined, making it possible to guarantee the best operating conditions of this device.
  • stepper motors are the only ones that can be used where the space available is limited to the extreme, as is the case, in particular, in watches.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the winding device according to the invention will be described in the context of a particularly advantageous application represented in FIG. 1.
  • the winding device, referenced 1 in this figure is associated with a conventional mechanical watch movement, referenced 2, the assembly forming an automatic analog watch in which the winding energy, instead of being produced by the movements of the arm of the watch wearer, is provided by ambient light.
  • the watch will therefore be wound, whether worn or not, as long as it receives light energy.
  • this device is capable of having many other applications, for example that of ensuring the mechanical functions in a camera.
  • the winding device 1 uses, to transform the energy of natural or artificial ambient light into electrical energy, a photoelectric cell 3, this cell being arranged on the watch so as to receive this light.
  • the cell may include several elementary cells, for example silicon, connected in series and / or in parallel to typically supply a current of 150 microampere at 3 volts when the illumination is medium, ie approximately 1000 lux. This current is likely to vary in large proportions, between 10 microamps and 15 milliamps, depending on whether the watch is in darkness or in direct sunlight, the illumination then passing from 50 lux to 100,000 lux respectively.
  • a capacitor 4 of about 1.5 microfarad is connected to the terminals of cell 3 in order to store the energy produced by this cell.
  • the common terminals of the cell and of the capacitor are then connected to the two input terminals of a control circuit 5 which supplies, at its output, driving pulses to a non-polarized stepping motor 6 of known type.
  • the motor is connected to a gear train 7 used to adapt the characteristics of the motor to those of the load which it must drive.
  • the control circuit 5 is supplied with energy by the capacitor 4.
  • the voltage of the capacitor even in low light, does not drop below approximately 2 V. This voltage is thus sufficient to supply the circuit, the operating voltage of which The minimum is typically 1 V. In the dark, the circuit does not, of course, need to be powered since the motor cannot operate.
  • the current consumption of the circuit being, moreover, very low, it can advantageously be supplied by an additional cell of reduced surface.
  • the circuit 5 behaves like a switch, connecting the terminals of the capacitor 4 to the terminals of the motor 6 during a predetermined time interval .
  • the capacitor then supplies a well-defined driving impulse to the motor to advance it by one step. After the pulse, the circuit disconnects the capacitor motor.
  • This driving pulse partially discharges the capacitor, which has the effect of lowering its voltage below the reference voltage and returning the circuit to its initial state.
  • the current supplied by cell 3 will again charge the capacitor and increase its voltage. Once the reference voltage is reached, the motor will receive another driving pulse from the capacitor, identical to the previous one.
  • the duration of the driving pulse for a watch motor is typically 2.4 milliseconds and, under normal lighting conditions, such a motor performs between 50 and 100 steps per second.
  • circuit 5 also includes means preventing the time interval separating two successive driving pulses from falling below a predetermined minimum time interval corresponding to the time required for the motor to complete a full step.
  • the watch movement 2 which is associated with the winding device 1 comprises, for its part, a barrel spring 10, a cog 11 driven by the spring, a balance-spring 12 set in oscillation by the cog to stabilize the rotation of the various movement, and an analog time display 13 controlled by this cog.
  • the barrel spring 10 is finally coupled to the gear train 7 so as to be armed at each step made by the motor 6.
  • the movement and the winding device thus constitute a self-contained watch requiring only sufficient ambient light to operate, typically about 160 Lux.
  • FIG. 2 An embodiment of the electronic circuit 5 is shown in detail in FIG. 2.
  • This circuit has a common terminal 20, considered as a ground terminal, an input terminal 21 and an output terminal 22.
  • the photoelectric cell 3 and the capacitor 4 are connected between terminals 20 and 21 so that the voltage of terminal 21, measured relative to terminal 20 and designated by V c , is positive when the cell is lit.
  • terminal 21 is connected to the non-inverting input of a differential amplifier 23, while the inverting input of this amplifier is brought to a positive reference voltage V r , equal to that already mentioned and measured with respect to earth terminal 20.
  • the voltage V r of around 2 V, is supplied by a stabilized voltage source 24 which can be a battery or, preferably, a circuit of known type fulfilling this function .
  • the output of amplifier 23 provides a logic trigger signal S23 which is at the low level when V c -V r is negative and at the high level when V c -V r is positive, the transition from one level to the another is done when the two voltages are substantially equal.
  • the signal S23 is applied directly to the input E of a monostable flip-flop 25 by means of a conductor 26.
  • the output Q of this flip-flop supplies a signal Q25 formed of negative pulses of amplitude V c and of fixed duration t1, each pulse being triggered by the passage from the low logic level to the high logic level of the signal S23.
  • the signal Q 25 is finally applied to the gate of a MOS switching transistor, of the P type, referenced 27, the source of this transistor being connected to the terminal 21 and the drain to the terminal 22.
  • the transistor 27 is thus located at the blocked or non-conductive state between signal pulses Q 25, and in the saturated or conducting state during these pulses.
  • the signal S23 goes from the low logic level to the high logic level.
  • This signal transition triggers flip-flop 25 whose output Q , passing from the voltage V c to a practically zero voltage, causes the saturation of the transistor 27.
  • the terminals 21 and 22 are thus short-circuited during the time interval t1, allowing the capacitor 4 to supply the motor 6 with a driving impulse defined so that the engine operates with the best efficiency.
  • the driving pulse naturally discharges the capacitor 4, passing the voltage V c , at the end of the time interval t1, to about 1.6 V, value less than the voltage V r which is typically 2 V.
  • the transistor 27 is thus again in the off state and the signal S23 at the low logic level.
  • the charging time of the capacitor 4 depends on the intensity of the ambient light, a long time and the spaced motor pulses corresponding to a low intensity. If the intensity is strong, it is of course the opposite that occurs. However, in a stepping motor, the optimal duration of the driving pulse, equal to t1, is generally less than 2 to 3 times the time it takes for the rotor to complete a full step. This means that in order for the engine Since it can operate under normal conditions, the time interval separating two successive driving pulses must not fall below a certain limit value.
  • the circuit of FIG. 2 comprises an AND gate 28 with two inputs and a monostable flip-flop 29.
  • This flip-flop supplies on its output Q a control signal Q29 formed by positive pulses of amplitude V c and of duration t2, each pulse being triggered by the passage of its input E from low logic level to high logic level.
  • the output of the amplifier 23 is connected to an input of the AND gate 28 whose output is connected to the input E of the flip-flop 29.
  • the other input of the AND gate 28 receives from the flip-flop 29 a signal Q 29, complementary to signal Q29.
  • the time interval t2 is taken equal, or slightly greater, to the time it takes for the rotor of the motor 6 to take a full step, time which is typically 5 to 6 milliseconds.
  • the signal Q29 When the flip-flop 29 is in its stable state, the signal Q29 is at the low logic level, corresponding to a zero voltage, and the signal Q 29 at the high logic level, corresponding to the voltage V c .
  • the AND gate 28 is, under these conditions, open to signal S23. A transition from the low logic level to the high logic level of this signal has the effect of triggering the flip-flop 29.
  • the signal Q29 then passing to the high logic level, in turn triggers the flip-flop 25, which has the effect of producing a pulse motor of duration t1 at the terminals of the motor 6.
  • the signal Q 29 At the end of the time interval t1 the signal Q 29 is always at the low logic level, since the flip-flop 29 does not return to its stable state until the end of the time interval t2.
  • the AND gate 28 After the driving pulse, the AND gate 28 thus remains blocked at the signal S23 again during the time t2-t1, since these time intervals start at the same instant, allowing the rotor to complete the step started.
  • Another driving pulse can only be produced at the end of the time interval t2, the flip-flop 29 then having returned to its stable state. Whatever the intensity of the ambient light, the time interval separating two successive driving pulses cannot therefore be less than the time necessary for the rotor to complete a full step.
  • the circuit 5 can be supplied, as already mentioned, directly by the voltage V c of the capacitor 4. However, since this voltage typically varies between 2 V and 2.4 V, it may be desirable to connect a cell complementary photoelectric (not shown) so that its voltage is added to the voltage V c , and to supply the circuit with the resulting voltage. Power could also be obtained from independent cells supplying a stable voltage, or by a voltage multiplier circuit, known per se, connected to the terminals of the capacitor and supplying for example a voltage twice the voltage V c . Since the consumption of circuit 5 is very low compared to motor 6, these solutions do not cause a significant increase in the surface area of the cell or of the integrated circuit containing the control circuit 5.
  • FIG. 3 Another embodiment of the circuit entering the winding device according to the invention is shown in FIG. 3. It differs from the previous embodiment essentially by the fact that the driving pulses are supplied by two capacitors working alternately. While one of the capacitors provides a driving pulse, the other is charged by the cell and vice versa. This arrangement makes it possible to improve the efficiency of conversion of light energy into mechanical energy.
  • the reference 35 designates the control circuit, this circuit comprising a ground terminal 36, three input terminals referenced 37, 38a and 38b, and two output terminals referenced 40a and 40b.
  • To terminal 37 is connected a terminal of a photoelectric cell 41, analogous to cell 3 of FIG. 2.
  • To terminal 38a is connected a terminal of a capacitor 42a and to terminal 38b a terminal of a capacitor 42b.
  • These capacitors have a capacity of approximately 1.5 microfarad and have the same function as the capacitor 4 of FIG. 2.
  • the other terminals of the cell and of the two capacitors are connected to terminal 36, the cell being oriented so that , when it is lit, the voltage of terminal 37 is positive with respect to terminal 36.
  • Finally, between terminals 40a and 40b is connected a stepping motor 43 of the polarized type, well known in the prior art.
  • the driving pulses are supplied to the motor 43 by a drive circuit comprising two N-type MOS transistors, referenced 45a and 45b, and two P-type transistors, referenced 46a and 46.
  • the sources of transistors 45a and 45b are connected to terminal 36, while the sources of transistors 46a and 46b are connected to terminals 38a and 38b respectively.
  • the drains of transistors 45a and 46a are connected to terminal 40a, while the drains of transistors 45b and 46b are connected to terminal 40b.
  • Terminal 37 is connected to the sources of two P-type MOS transistors, referenced 47a and 47b, the drain of transistor 47a being connected to terminal 38a and the drain of transistor 47b to terminal 38b.
  • Terminal 38a is also connected to the inverting input of a differential amplifier 48a having a high gain, while terminal 38b is connected to the inverting input of a differential amplifier 48b identical to the previous one.
  • the non-inverting inputs of these amplifiers are brought to a positive reference voltage V r , measured with respect to terminal 36, by means of a voltage source 49, similar to the source 24 of FIG. 2.
  • the outputs of amplifiers 48a and 48b are connected to the inputs of a NAND gate 50 with two inputs.
  • the output of the AND gate 50 is in turn connected to an input of an AND gate 51 with two inputs whose output is connected the input of a monostable rocker 52 having an output Q and a complementary output Q . This last output is finally connected to the other input of the AND gate 51.
  • the AND gate 51 and the flip-flop 52 are identical to and respectively fulfill the same function as, the AND gate 28 and the flip-flop 29 of FIG. 2.
  • the Q output of the monostable flip-flop 52 is connected to the input of a monostable flip-flop 53 having a Q output, and to the input of a bistable flip-flop 54 having a Q output and a complementary output Q .
  • the flip-flop 53 is identical and fulfills the same function as the monostable flip-flop 25 of FIG. 2, except that the output Q of the flip-flop 53 is complementary to the output Q of flip-flop 25.
  • the output Q of flip-flop 53, providing a signal Q53 is connected to an input of a NAND gate 55a with two inputs, and to an input of a NAND gate 55b, similar to the previous door.
  • the output Q of the flip-flop 54 is connected to the other input of the gate 55b and to an input of an AND gate 56a with two inputs, while the output Q of this flip-flop is connected to the other input of the NAND gate 55a and to an input of an AND gate 56b with two inputs.
  • the other inputs of AND gates 56a and ET 56b are connected respectively to the outputs of amplifiers 48a and 48b.
  • the output of the NAND gate 55a is connected to the gates of the transistors 45a and 46a, while the output of the NAND gate 55b is connected to the gates of the transistors 45b and 46b.
  • the outputs of the AND gates 56a and ET 56b are connected respectively to the gates of the transistors 47a and 47b.
  • circuit 35 has not been shown. It can be obtained, as in the case of circuit 5 in FIG. 2, for example directly from the voltage supplied by cell 41.
  • the operation of the circuit 35 in FIG. 3 is as follows. Suppose that cell 41 is suddenly lit by light of medium intensity while capacitors 42a and 42b are discharged. The circuit being in these conditions supplied by the cell, the flip-flop 54 goes into a certain state, for example that where the output Q is at the high logic level and the output Q at the low level.
  • the flip-flops 52 and 53 are, for their part, in the initial state, a state to which a low logic level corresponds to the outputs Q of these flip-flops.
  • the voltages of capacitors 42a and 42b, noted respectively V ca and V cb . are also lower than the reference voltage V r .
  • the outputs of amplifiers 48a and 48b and of gates 55a, 55b and 56b are at the high logic level, while the outputs of gates 50 and 56b are at low level.
  • the transistors 45a, 45b and 47a are saturated or conductive, while the transistors 46a, 46b and 47b are blocked or non-conducting.
  • the motor 43 is thus short-circuited by the transistors 45a and 45b, while the cell 41 charges the capacitor 42a through the transistor 47a.
  • the output of the amplifier 48a goes from high logic level to low logic level and the output of gate 50, providing a trigger signal S50, from low logic level to the level high logic.
  • the transition from the output of gate 50 triggers the monostable flip-flop 52, in the same manner as that had been explained for flip-flop 29, causing a control signal Q52 to appear on its output Q formed of a positive pulse of duration t2.
  • This last pulse produces the tilting of the flop-flop 54 and the triggering of the monostable flip-flop 53, this flip-flop then providing on its output Q a positive pulse of duration t1 whose positive flank coincides with the positive flank of the pulse of duration t2 .
  • the outputs of the gates 55b and 56b are thus at the high logic level, while the outputs of the gates 55a and 56a are at the low logic level. Under these conditions the transistors 45b, 46a and 47b are saturated while the transistors 45a, 46b and 47a are blocked. It follows that the motor 43 is connected by the transistors 45b and 46a to the capacitor 42a which supplies it with a first driving pulse whose duration is equal to the duration t1 of the pulse delivered by the rocker 53. If the rotor of the motor is in the right position it will take a step, otherwise it will not turn until the next driving pulse of reverse polarity.
  • the cell 41 When the first driving pulse is triggered, the cell 41 is connected through the transistor 47b to the terminals of the capacitor 42b to charge it in turn. After the driving pulse, supplied by the capacitor 42a, the voltage of this capacitor is lower than the voltage V r , while the capacitor 42b continues to be charged by the cell 41.
  • the charge of the capacitor 42b lasts the time necessary for the voltage V cb to reach the value V r .
  • V cb becomes equal to V r
  • the signal at the output of the amplifier 48b passing from the high logic level to the low logic level, triggers the flip-flops 52 and 53 and produces a change of state of the flip- flop 54.
  • the motor 43 is then connected, through the transistors 45a and 46b, to the terminals of the capacitor 42b to receive a second driving pulse, of reverse polarity to the previous one, while the capacitor 42a is connected through the transistor 47a to the terminals of the cell 41 to be recharged.
  • a new cycle will begin culminating, after a more or less long time depending on the intensity of the ambient light, to the production of a third motor pulse, identical to the first.
  • the driving pulse is triggered when the voltage of the capacitor reaches a reference value, and the duration of this pulse is determined by the relaxation time of a monostable rocker.
  • the duration of the motor pulse can be determined differently.
  • the voltage V c of the capacitor 4 is applied to the input E of a Schmitt flip-flop, referenced 60, the output Q of this flip-flop, supplying a signal Q60, being connected to the gate of the switching transistor 27.
  • the signal Q60 is formed of negative pulses of amplitude V c , each pulse starting at the moment when the voltage V c applied to the input E reaches , by increasing values, a first voltage threshold, then stopping when the voltage V c reaches, by decreasing values, a second threshold, lower than the first.
  • the transistor 27 is blocked and the voltage V c increases, the capacitor 4 being then charged by the cell 3.
  • V c a pulse appears at the output Q of the flip-flop 60 and saturates the transistor 27.
  • the capacitor 4 then supplies the motor 6 with a driving pulse by delivering a large current which lowers the voltage V c .
  • the pulse at the output of the flip-flop 60 is stopped and the transistor 27, passing in the blocked state, puts an end to the driving pulse.
  • the duration of the driving pulse is thus defined, in this case, by the discharge time, between the first and the second voltage threshold, of the capacitor 4 in the motor 6.
  • the driving pulse was triggered by the voltage of the capacitor, this voltage being a parameter representative of the charge of this capacitor.
  • this voltage being a parameter representative of the charge of this capacitor.
  • other parameters also depending on the charge of the capacitor, can also be used.
  • the driving pulse is triggered by the current, referenced I c , supplied by the cell 3 and charging the capacitor 4.
  • the no-load voltage of the cell does not exceed, for a given illumination, a certain limit, the current I c decreases as the charge of the capacitor increases.
  • the driving pulse is triggered, in this case, when the current I c reaches, by decreasing value, a predetermined reference current.
  • the duration of the pulse is then given by the relaxation time of a monostable rocker.
  • the circuit of FIG. 5 comprises for this purpose, arranged in series with the cell 3 and the capacitor 4, a resistor 64 which is traversed by the current I c .
  • the voltage across the resistor 64 being a measure of the current I c , it is applied to the input of an amplifier 65, this amplifier supplying a signal S65 also representative of the current I c .
  • the signal S65 is a voltage, which is applied to an input of a differential amplifier 66.
  • the other input of the amplifier 66 receives a reference voltage supplied by a voltage source 67, the output of the amplifier delivering, in response to these voltages, a logic signal S66.
  • the equality of the voltages on the inputs of the amplifier 66 defines a reference value I cr for the current I c , the signal S66 taking a low logic level when I c is greater than I cr , and a high logic level in the opposite case.
  • the signal S66 is applied to the input E of a monostable flip-flop 68 delivering on its output Q a signal Q68 formed by negative pulses of fixed duration, equal to the first time interval t1 defined previously. Each pulse is triggered by the passage from the low logic level to the high logic level of the signal S66.
  • the signal Q68 is finally applied to the gate of the transistor 27, this transistor connecting the motor 6 to the terminals of the capacitor 4 during the pulses of this signal so that the capacitor supplies the driving pulse.

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Abstract

Le dispositif de remontage comporte une cellule photoélectrique (3) disposée pour recevoir la lumière ambiante, un condensateur (4) connecté aux bornes de la cellule, un moteur pas à pas (6), et un circuit de commande (5). L'entrée du circuit est reliée aux bornes du condensateur et sa sortie à celles du moteur, le rotor du moteur étant couplé au ressort du barillet, par exemple d'une montre, pour le remonter. La cellule (3) charge le condensateur (4) et lorsque sa tension, mesurée par un amplificateur différentiel (23), atteint une tension de référence (Vr), le condensateur est relié aux bornes du moteur par un transistor de commutation (27). La décharge du condensateur fournit au moteur une impulsion motrice dont la durée est déterminée par une bascule monostable (25). Après l'impulsion, le condensateur est de nouveau chargé par la cellule. Afin d'éviter que le moteur ne reçoive, en cas d'éclairement intense de la cellule, une impulsion motrice avant d'être arrêté, une autre bascule monostable (29) empêche la commande du transistor de commutation (27) pendant un intervalle de temps correspondant au temps nécessaire au rotor pour effectuer un pas complet.

Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif permettant de remonter un ressort de barillet, par exemple d'une pièce d'horloge­rie, au moyen de l'énergie lumineuse ambiante tombant sur une cellule photoélectrique.
  • De tels dispositifs sont bien connus. Dans une forme de réali­sation ils comprennent une cellule photoélectrique recevant la lumière ambiante, et un moteur électrique à rotation continue, le moteur étant connecté à la cellule et couplé au ressort, éventuel­lement par l'intermédiaire d'un train d'engrenages. Pour que le moteur puisse tourner et remonter le ressort, l'intensité de la lumière ambiante doit dépasser un certain seuil qui dépend du couple résistant opposé par le barillet. En dessous de ce seuil, l'énergie lumineuse tombant sur la cellule est perdue.
  • Cet inconvénient est supprimé dans la forme de réalisation décrite dans le brevet CH 428 576, ou dans le brevet correspondant GB 904 400. Dans ce cas le dispositif comporte en outre un conden­sateur, relié aux bornes de la cellule, et des moyens de commutation à relais permettant de connecter le moteur aux bornes du conden­sateur lorsque la tension de ce dernier dépasse une tension de référence correspondant à la tension nécessaire pour mettre en rotation le moteur. La cellule se comportant essentiellement comme un générateur de courant dont l'intensité dépend de l'énergie lumineuse reçue, elle permet, même sous faible éclairement, de charger progressivement le condensateur lorsqu'il n'est pas relié au moteur. Une fois la tension de référence atteinte, le moteur est connecté par les moyens de commutation au condensateur qui lui fournit alors durant un certain intervalle de temps une énergie suffisante pour qu'il puisse remonter le ressort. Après cet inter­valle de temps, la tension du condensateur étant devenue trop faible pour entretenir la rotation du moteur, celui-ci est déconnecté. Un autre cycle de charge du condensateur par la cellule et de décharge par le moteur peut alors commencer.
  • Le rapport entre les temps de charge et de décharge du conden­sateur dépend bien entendu de l'intensité de la lumière ambiante éclairant la cellule. A faible intensité il peut être très grand, le moteur fonctionnant dans ce cas par intermittence. A forte intensité il peut devenir nul,le moteur tournant alors de manière permanente.
  • Le dispositif de remontage selon le deuxième mode de réali­sation, s'il constitue un progrès par rapport aux dispositif où le moteur est directement connecté à la cellule, présente cependant encore certains défauts. En effet, d'une part, l'intervalle de temps pendant lequel le moteur est connecté au condensateur est déterminé de façon peu précise par les constantes mécaniques du relais, ce relais constituant les moyens de commutation. La valeur mal définie de cet intervalle fait qu'il ne peut correspondre à l'intervalle de temps optimum qui permettrait au dispositif d'assurer le meilleur rendement de conversion de l'énergie lumineuse en énergie mécanique. D'autre part, puisqu'à fort éclairement la tension aux bornes du condensateur, et donc du moteur, reste constante, ce dispositif ne peut être associé qu'à un moteur à collecteur. Or, ce type de moteur se prête mal à la miniaturisation poussée que nécessitent certaines applications, telles que le remontage d'un barillet de montre par exemple.
  • Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de remontage ne présentant pas ces inconvénients.
  • Pour atteindre cet objectif, le dispositif de remontage d'un ressort de barillet selon l'invention, comportant:
    -un condensateur;
    - une cellule photoélectrique disposée pour recevoir la lumière ambiante et destinée à charger le condensateur;
    - un circuit de commande connecté aux bornes du condensateur; et
    - un moteur connecté au circuit et dont le rotor est couplé au ressort pour le remonter,
    est particulièrement remarquable en ce que le moteur est un moteur pas pas comportant deux bornes, et en ce que le circuit comprend :
    - des moyens pour fournir un signal d'attaque pouvant se trouver dans deux états, le premier état étant produit en réponse à un paramètre de charge du condensateur, et le deuxième état étant produit un premier intervalle de temps après le début du premier état; et
    - des moyens pour connecter le moteur aux bornes du condensateur en réponse au premier état, et pour déconnecter le moteur du condensateur en réponse au deuxième état du signal d'attaque.
  • Un avantage du dispositif selon l'invention est que le moteur reçoit des impulsions dont la durée et l'amplitude sont définies de façon précise, permettant de garantir les meilleures conditions de fonctionnement de ce dispositif.
  • Un autre avantage du dispositif est qu'il comporte un moteur pas à pas, ce type de moteur étant en effet celui dont la miniaturi­sation pose le moins de difficultés. De ce fait les moteurs pas à pas sont les seuls à pouvoir être utilisés là où la place disponible est limitée à l'extrême, ainsi que c'est le cas, en particulier, dans les montres.
  • D'autres caractéristiques et avantages du dispositif de remon­tage selon la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, un exemple de réalisation d'un tel dispositif.Sur ce dessin, où les mêmes références se rapportent à des éléments analogues:
    • - la figure 1 représente le schéma de principe d'un dispositif de remontage selon l'invention et un mouvement de montre mécanique conventionnel, le moteur du dispositif remontant le ressort de barillet du mouvement; et
    • les figures 2 à 5 montrent diverses formes de réalisation possibles du circuit électronique du dispositif de remontage repré­senté sur la figure 1.
  • Un exemple de réalisation du dispositif de remontage selon l'invention sera décrit dans le cadre d'une application particu­lièrement avantageuse représentée sur le figure 1. Le dispositif de remontage, référencé 1 sur cette figure, est associé à un mouvement de montre mécanique conventionnel, référencé 2, l'ensemble formant une montre analogique automatique dans laquelle l'énergie de remon­tage, au lieu d'être produite par les mouvements du bras du porteur de la montre, est fournie par la lumière ambiante. La montre sera donc remontée, qu'elle soit portée ou non, aussi longtemps qu'elle recevra de l'énergie lumineuse. Bien entendu, ce dispositif est susceptible d'avoir de nombreuses autres applications, par exemple celle d'assurer les fonctions mécaniques dans un appareil photo­graphique.
  • Le dispositif de remontage 1 utilise, pour transformer l'énergie de la lumière ambiante naturelle ou artificielle en énergie élec­trique, une cellule photoélectrique 3, cette cellule étant disposée sur la montre de manière à recevoir cette lumière. La cellule peut comporter plusieurs cellules élémentaires, par exemple au silicium, connectées en série et/ou en parallèle pour fournir typiquement un courant de 150 microampère sous 3 volts lorsque l'éclairement est moyen, soit d'environ 1000 lux. Ce courant est susceptible de varier dans de fortes proportions, entre 10 microampères et 15 milliampè­res, suivant que la montre se trouve dans la pénombre ou en plein soleil, l'éclairement passant alors respectivement de 50 lux à 100 000 lux.
  • Un condensateur 4 d'environ 1,5 microfarad est connecté aux bornes de la cellule 3 afin de stocker l'énergie produite par cette cellule. Les bornes communes de la cellule et du condensateur sont ensuite connectées aux deux bornes d'entrée d'un circuit de commande 5 qui fournit à sa sortie des impulsions motrices à un moteur pas à pas 6 non polarisé de type connu. Enfin le moteur est relié à un train d'engrenages 7 servant à adapter les caractéristiques du moteur à celles de la charge qu'il doit entraîner.
  • Le circuit de commande 5 est alimenté en énergie par le conden­sateur 4. La tension du condensateur, même sous faible éclairement, ne descend pas en-dessous d'environ 2 V. Cette tension est ainsi suffisante pour alimenter le circuit dont la tension de fonction­nement minimale est typiquement de 1 V. Dans l'obscurité le circuit n'a, bien entendu, pas besoin d'être alimenté puisque le moteur ne peut pas fonctionner. La consommation en courant du circuit étant, par ailleurs, très faible, il peut avantageusement être alimenté par une cellule complémentaire de surface réduite.
  • En supposant la cellule photoélectrique 3 éclairée et le con­densateur 4 initialement déchargé, le courant fourni par la cellule a pour effet de charger le condensateur et faire croître sa tension. Au bout d'un certain temps, la tension aux bornes du condensateur atteignant la valeur correspondant à une tension de référence, le circuit 5 se comporte comme un interrupteur, connectant les bornes du condensateur 4 aux bornes du moteur 6 durant un intervalle de temps prédéterminé. Le condensateur fournit alors une impulsion motrice bien définie au moteur pour le faire avancer d'un pas. Après l'impulsion, le circuit déconnecte le moteur du condensateur.
  • Cette impulsion motrice décharge partiellement le condensateur, ce qui a pour effet de faire baisser sa tension au-dessous de la tension de référence et remettre le circuit dans son état initial. Comme le moteur est déconnecté du condensateur après l'impulsion, le courant fourni par la cellule 3 va de nouveau charger le condensa­teur et faire croître sa tension. Une fois la tension de référence atteinte, le moteur recevra du condensateur une autre impulsion motrice, indentique à la précédente.
  • La durée de l'impulsion motrice pour un moteur de montre est typiquement de 2,4 millisecondes et, dans des conditions d'éclai­rement normales, un tel moteur effectue entre 50 et 100 pas par seconde.
  • Si la lumière ambiante est très intense, il est possible que la cellule 3 fournisse un courant proche, ou même supérieur, au courant pris par le moteur 6 au condensateur 4 durant l'impulsion motrice. Le moteur pourrait alors recevoir des impulsions trop rapprochées pour pouvoir fonctionner normalement, ou même ne recevoir aucune impulsion si la tension du condensateur reste en permanence au-­dessus de la tension de référence. Pour éviter ces difficultés le circuit 5 comporte encore des moyens empêchant que l'intervalle de temps séparant deux impulsions motrices successives ne descende au-dessous d'un intervalle de temps minimum prédéterminé et corres­pondant au temps nécessaire au moteur pour effectuer un pas complet.
  • Le mouvement de montre 2 qui ist associé au dispositif de remontage 1 comporte, de son côté, un ressort de barillet 10, un rouage 11 entraîné par le ressort, un balancier-spiral 12 mis en oscillation par le rouage pour stabiliser la rotation des différents mobiles du mouvement, et un affichage analogique de l'heure 13 commandé par ce rouage. Le ressort de barillet 10 est enfin couplé au train d'engrenages 7 pour être armé à chaque pas effectué par le moteur 6. Le mouvement et le dispositif de remontage constituent ainsi une montre autonome ne nécessitant pour fonctionner qu'une lumière ambiante suffisante, typiquement d'environ 160 Lux.
  • Une forme de réalisation du circuit électronique 5 est repré­sentée en détail sur la figure 2. Ce circuit a une borne commune 20, considérée comme borne de masse, une borne d'entrée 21 et une borne de sortie 22. La cellule photoélectrique 3 et le condensateur 4 sont connectés entre les bornes 20 et 21 de manière que la tension de la borne 21, mesurée par rapport à la borne 20 et désignée par Vc, soit positive lorsque la cellule est éclairée. Le moteur pas à pas 6, du type à un seul enroulement requérant pour fonctionner des impulsions motrices unipolaires, est branché entre les bornes 20 et 22.
  • A l'intérieur du circuit 5, la borne 21 est reliée à l'entrée non-inverseuse d'un amplificateur différentiel 23, alors que l'entrée inverseuse de cet amplificateur est portée à une tension de référence positive Vr, égale à celle déja mentionnée et mesurée par rapport à la borne de masse 20. La tension Vr, d'environ 2 V, est fournie par une source de tension stabilisée 24 qui peut être une batterie ou, préférentiellement, un circuit de type connu remplis­sant cette fonction. La sortie de l'amplificateur 23 fournit un signal logique de déclenchement S23 qui se trouve au niveau bas lorsque Vc-Vr est négatif et au niveau haut lorsque Vc-Vr est positif, la transition d'un niveau à l'autre se faisant quand les deux tensions sont sensiblement égales.
  • Supposons pour le moment que le signal S23 est appliqué directe­ment à l'entrée E d'une bascule monostable 25 au moyen d'un conduc­teur 26. La sortie Q de cette bascule fournit un signal Q25 formé d'impulsions négatives d'amplitude Vc et de durée fixe t₁, chaque impulsion étant déclenchée par le passage du niveau logique bas au niveau logique haut du signal S23.
  • Le signal Q25 est enfin appliqué sur la grille d'un transistor de commutations MOS, du type P, référencé 27, la source de ce transistor étant reliée à la borne 21 et le drain à la borne 22. Le transistor 27 se trouve ainsi à l'état bloqué ou non conducteur entre les impulsions du signal Q25, et à l'état saturé ou conducteur pendant ces impulsions.
  • Le fonctionnement du circuit de la figure 2, lorsque l'amplifi­cateur 23 est relié à la bascule 25 par le conducteur 26, est le suivant. Aussi longtemps que la montre se trouve dans l'obscurité le moteur 6 ne peut pas fonctionner puisque la tension Vc est nulle. En exposant ensuite la montre à une lumière dont l'intensité sera supposée être moyenne, la cellule 3 chargera le condensateur 4 et la tension Vc commencera d'augmenter. Durant cette période de charge du condensateur 4 la bascule 25 se trouve dans son état stable et le signal Q25 à une tension voisine de la tension Vc, tension supposée être suffisante pour bloquer le transistor 27.
  • Dès que la tension Vc atteint la valeur de la tension de réfé­rence Vr, le signal S23 passe du niveau logique bas au niveau logique haut. Cette transition du signal déclenche la bascule 25 dont la sortie Q, en passant de la tension Vc à une tension prati­quement nulle, provoque la saturation du transistor 27. Les bornes 21 et 22 se trouvent ainsi court-circuitées durant l'intervalle de temps t₁, permettant au condensateur 4 de fournir au moteur 6 une impulsion motrice définie de manière que le moteur fonctionne avec le meilleur rendement.
  • L'impulsion motrice décharge bien entendu le condensateur 4, faisant passer la tension Vc, à la fin de l'intervalle de temps t₁ , à environ 1,6 V, valeur inférieure à la tension Vr qui est typique­ment de 2 V. A cet instant, le transistor 27 se trouve ainsi à nouveau à l'état bloqué et le signal S23 au niveau logique bas.
  • Le circuit étant revenu à son état initial, un nouveau cycle peut commencer, ce cycle comprenant la charge du condensateur 4 par la cellule 3, puis le déclenchement d'une impulsion motrice au moment où la tension Vc devient égale à la tension Vr.
  • Le temps de charge du condensateur 4 dépend de l'intensité de la lumière ambiante, un temps long et des impulsions motrices espacées correspondant à une intensité faible. Si l'intensité est forte, c'est bien entendu l'inverse qui se produit. Or dans un moteur pas à pas la durée optimale de l'impulsion motrice, égale à t₁, est généralement inférieure de 2 à 3 fois au temps que met le rotor pour effectuer un pas complet. Cela signifie que, pour que le moteur puisse fonctionner dans des conditions normales, l'intervalle de temps séparant deux impulsions motrices successives ne doit pas descendre en-dessous d'une certaine valeur limite.
  • Dans le cas du circuit de la figure 2, quand l'amplificateur 23 est relié à la bascule 25 par le conducteur 26, rien n'empêche que, sous un fort éclairement, cette limite ne soit atteinte. Si l'éclai­rement est très intense, il est même possible que le courant fourni par la cellule 3 soit supérieur au courant traversant le moteur 6 durant l'impulsion motrice et empêche la décharge du condensateur 4. Dans ces conditions la tension Vc se maintient en permanence à une valeur plus élevée que celle de la tension Vr. Le circuit se trouve alors bloqué et, après une première impulsion motrice, il ne peut pas en fournir d'autres.
  • Pour éviter cette difficulté, à la place du conducteur 26, le circuit de la fig. 2 comporte une porte ET 28 à deux entrées et une bascule monostable 29. Cette bascule fournit sur sa sortie Q un signal de commande Q29 formé d'impulsions positives d'amplitude Vc et de durée t₂, chaque impulsion étant déclenchée par le passage de son entrée E du niveau logique bas au niveau logique haut. La sortie de l'amplificateur 23 est reliée à une entrée de la porte ET 28 dont la sortie est connectée à l'entrée E de la bascule 29. L'autre entrée de la porte ET 28 reçoit de la bascule 29 un signal Q29, complémentaire du signal Q29. Enfin l'intervalle de temps t₂ est pris égal, ou légèrement supérieur, au temps que met le rotor du moteur 6 pour effectuer un pas complet, temps qui est typiquement de 5 à 6 millisecondes.
  • Lorsque la bascule 29 est dans son état stable, le signal Q29 se trouve au niveau logique bas, correspondant à une tension nulle, et le signal Q29 au niveau logique haut, correspondant a la tension Vc. La porte ET 28 est, dans ces conditions, ouverte au signal S23. Une transition du niveau logique bas au niveau logique haut de ce signal a pour effet de déclencher la bascule 29. Le signal Q29, passant alors au niveau logique haut, déclenche à son tour la bascule 25, ce qui a pour effet de produire une impulsion motrice de durée t₁ aux bornes du moteur 6. A la fin de l'intervalle de temps t₁ le signal Q29 se trouve toujours au niveau logique bas, puisque la bascule 29 ne revient à son état stable qu'à la fin de l'intervalle de temps t₂. Après l'impulsion motrice, la porte ET 28 reste ainsi bloquée au signal S23 encore pendant le temps t₂-t₁, puisque ces intervalles de temps débutent au même instant, permettant au rotor d'achever le pas commencé. Une autre impulsion motrice ne pourra être produite qu'à la fin de l'intervalle de temps t₂, la bascule 29 étant alors revenue à son état stable. Quelle que soit l'intensité de la lumière ambiante, l'intervalle de temps séparant deux impulsions motrices successives ne pourra donc pas être inférieur au temps nécessaire au rotor pour effectuer un pas complet.
  • Le circuit 5 peut être alimenté, comme cela avait déjà été mentionné, directement par la tension Vc du condensateur 4. Tou­tefois, étant donné que cette tension varie typiquement entre 2 V et 2,4 V, il peut être souhaitable de connecter une cellule photo­électrique complémentaire (non représentée) de manière que sa tension vienne s'ajouter à la tension Vc, et d'alimenter le circuit par la tension résultante. L'alimentation pourrait aussi être obtenue à partir de cellules indépendantes fournissant une tension stable, ou par un circuit multiplicateur de tension, connu en soi, connecté aux bornes du condensateur et fournissant par exemple une tension double de la tension Vc. La consommation du circuit 5 étant très faible par rapport au moteur 6, ces solutions n'entraînent pas une augmentation sensible de la surface de la cellule ou du circuit intégré contenant le circuit de commande 5.
  • Une autre forme de réalisation du circuit entrant dans le dispositif de remontage selon l'invention est représentée sur la figure 3. Elle se distingue de la réalisation précédente essentiel­lement par le fait que les impulsions motrices sont fournies par deux condensateurs travaillant en alternance. Pendant que l'un des condensateurs fournit une impulsion motrice, l'autre est chargé par la cellule et inversement. Cette dis[osition permet d'améliorer le rendement de conversion de l'énergie lumineuse en énergie mécanique.
  • Sur la figure 3 la référence 35 désigne le circuit de commande, ce circuit comportant une borne de masse 36, trois bornes d'entrée référencées 37, 38a et 38b, et deux bornes de sortie référencées 40a et 40b. A la borne 37 est reliée une borne d'une cellule photo­électrique 41, analogue à la cellule 3 de la figure 2. A la borne 38a est connectée une borne d'un condensateur 42a et à la borne 38b une borne d'un condensateur 42b. Ces condensateurs ont une capacité d'environ 1,5 microfarad et ont la même fonction que le condensateur 4 de la figure 2. Les autres bornes de la cellule et des deux condensateurs sont reliées à la borne 36, la cellule étant orientée de manière que, lorsqu'elle est éclairée, la tension de la borne 37 soit positive par rapport à la borne 36. Enfin entre les bornes 40a et 40b est branché un moteur pas à pas 43 du type polarisé, bien connu de l'art antérieur.
  • Les impulsions motrices, alternativement positives et négatives, sont fournies au moteur 43 par un circuit d'attaque comportant deux transistors MOS de type N, référencés 45a et 45b, et deux transis­tors de type P, référencés 46a et 46 . Les sources des transistors 45a et 45b sont connectées à la borne 36, alors que les sources des transistors 46a et 46b sont reliées respectivement aux bornes 38a et 38b. Les drains des transistors 45a et 46a sont reliés à la borne 40a, alors que les drains des transistors 45b et 46b sont reliés a la borne 40b. Enfin les grilles des transistors 45a et 46b, connec­tées ensemble, forment une des deux entrées du circuit d'attaque, tandis que les grilles des transistors 45b et 46b forment l'autre entrée de ce circuit.
  • La borne 37 est reliée aux sources de deux transistors MOS de type P, référencés 47a et 47b, le drain du transistor 47a étant connecté à la borne 38a et le drain du transistor 47b à la borne 38b. La borne 38a est encore reliée a l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel 48a ayant un gain élevé, alors que la borne 38b est reliée l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel 48b identique au précédent. Les entrées non-inverseuses de ces amplificateurs sont portées à une tension de référence positive Vr, mesurée par rapport à la borne 36, au moyen d'une source de tension 49, similaire à la source 24 de la figure 2.
  • Les sorties des amplificateurs 48a et 48b sont connectées aux entrées d'une porte NON-ET 50 à deux entrées. La sortie de la porte ET 50 est reliée à son tour à une entrée d'une porte ET 51 à deux entrées dont la sortie est connectée l'entrée d'une bascule monostable 52 ayant une sortie Q et une sortie complémentaire Q. Cette dernière sortie est enfin connectée à l'autre entrée de la porte ET 51. La porte ET 51 et la bascule 52 sont identiques à et remplissent respectivement la même fonction que, la porte ET 28 et la bascule 29 de la figure 2.
  • La sortie Q de la bascule monostable 52 est reliée à l'entrée d'une bascule monostable 53 ayant une sortie Q, et à l'entrée d'une bascule bistable ou flip-flop 54 ayant une sortie Q et une sortie complémentaire Q. La bascule 53 est identique et remplit la même fonction que la bascule monostable 25 de la figure 2, sauf que la sortie Q de la bascule 53 est complémentaire de la sortie Q de la bascule 25. La sortie Q de la bascule 53, fournissant un signal Q53, est reliée à une entrée d'une porte NON-ET 55a à deux entrées, et à une entrée d'une porte NON-ET 55b, similaire à la porte précédente. La sortie Q du flip-flop 54 est reliée à l'autre entrée de la porte 55b et à une entrée d'une porte ET 56a à deux entrées, tandis que la sortie Q de ce flip-flop est connectée à l'autre entrée de la porte NON-ET 55a et à une entrée d'une porte ET 56b à deux entrées. Les autres entrées des portes ET 56a et ET 56b sont connectées respec­tivement aux sorties des amplificateurs 48a et 48b. La sortie de la porte NON-ET 55a est reliée aux grilles des transistors 45a et 46a, alors que la sortie de la porte NON-ET 55b est connectée aux grilles des transistors 45b et 46b. Enfin les sorties des portes ET 56a et ET 56b sont connectées respectivement aux grilles des transistors 47a et 47b.
  • L'alimentation du circuit 35 n'a pas été représentée. Elle peut être obtenue, comme dans le cas du circuit 5 de la figure 2, par exemple directement à partir de la tension fournie par la cellule 41.
  • Le fonctionnement du circuit 35 de la figure 3 est le suivant. Supposons que la cellule 41 est brusquement éclairée par une lumière d'intensité moyenne alors que les condensateurs 42a et 42b sont déchargés. Le circuit étant dans ces conditions alimenté par la cellule, le flip-flop 54 se met dans un certain état, par exemple celui où la sortie Q est au niveau logique haut et la sortie Q au niveau bas. Les bascules 52 et 53 se trouvent, de leur côté, à l'état initial, état auquel correspond un niveau logique bas sur les sorties Q de ces bascules. Les tensions des condensateurs 42a et 42b, notées respectivement Vca et Vcb. sont par ailleurs inférieures à la tension de référence Vr.
  • Dans ces conditions les sorties de amplificateurs 48a et 48b et des portes 55a, 55b et 56b sont au niveau logique haut, alors que les sorties des portes 50 et 56b sont au niveau bas. Il en résulte que les transistors 45a, 45b et 47a sont saturés ou conducteurs, tandis que les transistors 46a, 46b et 47b sont bloqués ou non-­passants. Le moteur 43 est ainsi court-circuité par les transistors 45a et 45b, alors que la cellule 41 charge le condensateur 42a à travers le transistor 47a.
  • Lorsque la tension Vca atteint la valeur de référence Vr, la sortie de l'amplificateur 48a passe du niveau logique haut au niveau logique bas et la sortie de la porte 50, fournissant un signal de déclenchement S50, du niveau logique bas au niveau logique haut. La transition de la sortie de la porte 50 déclenche la bascule mono­stable 52, de la même manière que cela avait été expliqué pour la bascule 29, faisant apparaître sur sa sortie Q un signal de commande Q52 formé d'une impulsion positive de durée t₂. Cette dernière impulsion produit le basculement du flop-flop 54 et le déclenchement de la bascule monostable 53, cette bascule fournissant alors sur sa sortie Q une impulsion positive de durée t₁ dont le flanc positif coïncide avec le flanc positif de l'impulsion de durée t₂.
  • Juste après la transition du signal a la sortie de l'amplifi­cateur 48a, les sorties des portes 55b et 56b sont ainsi au niveau logique haut, alors que les sorties des portes 55a et 56a sont au niveau logique bas. Dans ces conditions les transistors 45b, 46a et 47b sont saturés tandis que les transistors 45a, 46b et 47a sont bloqués. Il s'ensuit que le moteur 43 est relié par les transistors 45b et 46a au condensateur 42a qui lui fournit une première impul­sion motrice dont la durée est égale à la durée t₁ de l'impulsion délivrée par la bascule 53. Si le rotor du moteur se trouve dans la bonne position il effectuera un pas, sinon il ne tournera qu'à la prochaine impulsion motrice de polarité inverse.
  • Au moment du déclenchement de la première impulsion motrice, la cellule 41 est connectée à travers le transistor 47b aux bornes du condensateur 42b pour le charger à son tour. Après l'impulsion motrice, fournie par le condensateur 42a, la tension de ce conden­sateur est inférieure à la tension Vr, alors que le condensateur 42b continue d'être chargé par la cellule 41.
  • La charge du condensateur 42b dure le temps nécessaire pour que la tension Vcb atteigne la valeur Vr . A l'instant où Vcb devient égal à Vr, le signal à la sortie de l'amplificateur 48b, passant du niveau logique haut au niveau logique bas, déclenche les bascules 52 et 53 et produit un changement d'état du flip-flop 54.Ceci entraîne un niveau logique haut sur les sorties des portes 55a et 56a, et un niveau logique bas sur les sorties de portes 55b et 56b. Dans ces conditions les transistors 45a, 46b et 47a sont saturés et les transistors 45b, 46a et 47b sont bloqués. Le moteur 43 est alors branché, à travers les transistors 45a et 46b, aux bornes du conden­sateur 42b pour recevoir une deuxième impulsion motrice, de polarité inverse à la précédente, tandis que le condensateur 42a est connecté à travers le transistor 47a aux bornes de la cellule 41 pour être rechargé.
  • Un nouveau cycle va commencer aboutissant, après un temps plus ou moins long dépendant de l'intensité de la lumière ambiante, à la production d'une troisième impulsion motrice, identique à la pre­mière.
  • Si l'état initial du flip-flop 54 était inverse de celui qui avait été admis, cela aurait entraîné simplement l'inversion de la polarité des impulsions motrices.
  • Le fonctionnement du circuit 35 de la figure 3 a été décrit dans le cas d'un éclairement ambiant d'intensité moyenne. Si l'intensité était forte, la bascule monostable 52 aurait empêché, comme la bascule 29 du circuit 5 de la figure 2, que l'intervalle de temps entre deux impulsions motrices ne descende en-dessous de l'inter­valle de temps t₂ correspondant à la durée des impulsions fournies par cette bascule.
  • La connaissance des circuits des figure 2 et 3 permettrait à l'homme de métier de transformer aisément le premier circuit de façon qu'il puisse attaquer un moteur polarisé, et le deuxième circuit pour qu'il puisse attaquer un moteur non-polarisé.
  • Dans les formes de réalisation du circuit de commande 5 décri­tes, l'impulsion motrice est déclenchée lorsque la tension du condensateur atteint une valeur de référence, et la durée de cette impulsion est déterminée par le temps de relaxation d'une bascule monostable.
  • Bien entendu la durée de l'impulsion motrice peut être déter­minée de manière différente. Par exemple, dans la forme de réali­sation du circuit de commande 5 représentée sur la figure 4, la tension Vc du condensateur 4 est appliquée a l'entrée E d'une bascule de Schmitt, référencée 60, la sortie Q de cette bascule, fournissant un signal Q60, étant reliée à la grille du transistor de commutation 27. Le signal Q60 est formé d'impulsion négatives d'amplitude Vc, chaque impulsion débutant à l'instant où la tension Vc appliquée à l'entrée E atteint, par valeurs croissantes, un premier seuil de tension, puis s'arrêtant lorsque la tension Vc atteint, par valeurs décroissantes, un deuxième seuil, inférieur au premier.
  • Entre les impulsions du signal Q60 le transistor 27 est bloqué et la tension Vc augmente, le condensateur 4 étant alors chargé par la cellule 3. Une fois le premier seuil atteint par la tension Vc, une impulsion apparaît à la sortie Q de la bascule 60 et sature le transistor 27. Le condensateur 4 fournit alors au moteur 6 une impulsion motrice en débitant un courant important qui fait baisser la tension Vc. Lorsque cette tension atteint le deuxième seuil, l'impulsion à la sortie de la bascule 60 est arrêtée et le transis­tor 27, en passant à l'état bloqué, met fin à l'impulsion motrice. La durée de l'impulsion motrice est ainsi définie, dans ce cas, par le temps de décharge, entre le premier et le deuxième seuil de tension, du condensateur 4 dans le moteur 6.
  • Dans les versions du circuit de commande 5 considérées jusqu'à présent, l'impulsion motrice était déclenchée par la tension du condensateur, cette tension étant un paramètre représentatif de la charge de ce condensateur. A la place de la tension, d'autres para­mètres, dépendant également de la charge du condensateur, peuvent aussi être utilisés.
  • Ainsi dans le circuit de commande 5 représenté sur la figure 5, l'impulsion motrice est déclenchée par le courant, référencé Ic, fourni par la cellule 3 et chargeant le condensateur 4. La tension à vide de la cellule ne dépassant pas, pour un éclairement donné, une certaine limite, le courant Ic diminue à mesure que la charge du condensateur augmente. L'impulsion motrice est déclenchée, dans ce cas, lorsque le courant Ic atteint, par valeur décroissante, un courant de référence prédéterminé. La durée de l'impulsion est ensuite donnée par le temps de relaxation d'une bascule monostable.
  • Le circuit de la figure 5 comporte à cet effet, disposée en série avec la cellule 3 et le condensateur 4, une résistance 64 qui est parcourue par le courant Ic. La tension aux bornes de la résis­tance 64 étant une mesure du courant Ic, elle est appliquée à l'entrée d'un amplificateur 65, cet amplificateur fournissant un signal S65 également représentatif du courant Ic. Le signal S65 est une tension, laquelle est appliquée sur une entrée d'un amplifi­cateur différentiel 66. L'autre entrée de l'amplificateur 66 reçoit une tension de référence fournie par une source de tension 67, la sortie de l'amplificateur délivrant, en réponse à ces tensions, un signal logique S66. L'égalité des tensions sur les entrées de l'amplificateur 66 définit une valeur de référence Icr pour le courant Ic, le signal S66 prenant un niveau logique bas lorsque Ic est supérieur à Icr, et un niveau logique haut dans le cas contrai­re. Le signal S66 est appliqué sur l'entrée E d'une bascule mono­stable 68 délivrant sur sa sortie Q un signal Q68 formé d'impulsions négatives de durée fixe, égale au premier intervalle de temps t₁ défini précèdemment. Chaque impulsion est déclenchée par le passage du niveau logique bas au niveau logique haut du signal S66. Le signal Q68 est enfin appliqué sur la grille du transistor 27, ce transistor connectant le moteur 6 aux bornes du condensateur 4 durant les impulsions de ce signal afin que le condensateur four­nisse l'impulsion motrice.
  • Il est évident que le dispositif de remontage qui vient d'être décrit peut subir encore d'autres modifications et se présenter sous d'autres variantes évidentes à l'homme de l'art, sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (11)

1. Dispositif de remontage d'un ressort de barillet comportant:
- un condensateur (4);
- une cellule photoélectrique (3) disposée pour recevoir la lumière ambiante et destinée à charger ledit condensateur;
-un circuit de commande (5) connecté aux bornes dudit condensateur; et
- un moteur (6) connecté audit circuit et dont le rotor est couplé audit ressort pour le remonter,
caractérisé en ce que ledit moteur (6) est un moteur pas à pas comportant deux bornes, et en ce que ledit circuit (5) comprend :
- des moyens (23,24,25,28,29;60;64,65,66,67,68) pour fournir un signal d'attaque (Q25; Q60; Q68) pouvant se trouver dans deux états, le premier état étant produit en réponse à un paramètre de charge (Vc; Ic) du condensateur (4), et le deuxième état étant produit un premier intervalle de temps (t₁) après le début du premier état; et
- des moyens (27) pour connecter ledit moteur (6) aux bornes dudit condensateur (4) en réponse audit premier état, et pour déconnecter ledit moteur dudit condensateur en réponse audit deuxiè­me état du signal d'attaque.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre de charge est la tension (Vc) aux bornes dudit condensateur (4).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit paramètre de charge est le courant (Ic) fourni par la cellule (3) au condensateur (4).
4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir un signal d'attaque comprennent des moyens (23,24;64,65,66,67) pour comparer ledit paramètre de charge (Vc, Ic) à une valeur de référence, et pour produire un signal de déclenchement (S23;S66) lorsque le paramètre de charge est sensiblement égal à la valeur de référence, et des moyens (25;68) pour produire un signal logique (Q25;Q68) en réponse audit signal de déclenchement, un niveau dudit signal logique correspondant audit premier état du signal d'attaque, et l'autre niveau audit deuxième état.
5. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour fournir un signal d'attaque compren­nent:
- des moyens (23,24;64,65,66,67) pour comparer ledit paramètre de charge (Vc,Ic) à une valeur de référence, et pour produire un signal de déclenchement (S23,S66) lorsque le paramètre de charge est sensiblement égal à la valeur de référence;
- des moyens (28,29) pour produire une impulsion (Q29) en réponse au signal de déclenchement, ladite impulsion ayant une durée égale à un deuxième intervalle de temps (t₂) au moins égal au temps nécessaire au rotor pour effectuer un pas complet afin d'empêcher que le moteur ne soit connecté au condensateur avant d'être arrêté; et
- des moyens (25;68) pour produire un signal logique (Q25; Q68) en réponse à l'impulsion, le niveau dudit signal logique au début de l'impulsion correspondant audit premier état du signal d'attaque, et l'autre niveau audit deuxième état.
6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour produire ledit signal logique (Q25;Q68) comprennent une première bascule monostable (25;68) ayant un temps de relaxation égal audit premier intervalle de temps (t₁) et rece­vant sur son entrée ledit signal de déclenchement (S23;S66).
7. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour connecter ledit moteur (6) aux bornes dudit condensateur (4) sont constitués par un transistor de commutation (27) disposé entre une borne du condensateur et une borne du moteur, les autres bornes du moteur et du condensateur étant reliées ensem­ble, l'électrode de commande dudit transistor recevant ledit signal logique (Q25;Q68).
8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour produire une impulsion comprennent :
- une porte ET (28) une entrée de ladite porte étant connec­tée à la sortie desdits moyens pour comparer le paramètre de charge à une valeur de référence afin de recevoir ledit signal de déclen­chement (S23); et
- une deuxième bascule monostable (29) ayant un temps de relaxation égal audit deuxième intervalle de temps (t₂), l'entrée de ladite deuxième bascule étant reliée à la sortie de la porte ET, la sortie inverse à une autre entrée de la porte ET, la sortie directe de ladite deuxième bascule fournissant ladite impulsion (Q29).
9. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens pour produire le signal d'attaque comprennent un circuit à seuil (60) destiné à fournir un signal logique (Q60) en réponse au paramètre de charge, un niveau de ce signal, correspon­dant audit premier état, étant produit lorsque le paramètre de charge atteint une première valeur de référence, et l'autre niveau, correspondant audit deuxième état, lorsque ledit paramètre atteint une deuxième valeur de référence.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit à seuil est une bascule de Schmitt (60).
11. Dispositif de remontage d'un ressort de barillet, caracté­risé en ce qu'il comporte :
- deux condensateurs (42a,42b);
- une cellule photoélectrique (41) disposée pour recevoir la lumière ambiante et destinée à charger alternativement lesdits condensateurs;
- un moteur pas à pas (43) dont seul le rotor est couplé audit ressort pour le remonter;
- des moyens (48a,48b,49,50) pour comparer un paramètre de charge (Vca,Vcb) de chaque condensateur à une valeur de référence et produire un signal de déclenchement (S50) lorsque ledit paramètre de charge de l'un des condensateurs est sensiblement égal à ladite valeur de référence;
- des moyens (51,52) pour produire une impulsion (Q52) en réponse au signal de déclenchement, ladite impulsion ayant une durée égale à un intervalle de temps (t₂), cet intervalle étant au moins égal au temps nécessaire au rotor pou effectuer un pas complet afin d'empêcher que le moteur ne soit connecté à l'un des condensateurs avant d'être arrêté;
- des moyens (53) pour produire un signal logique (Q53) en réponse à ladite impulsion, ledit signal logique passant à un premier niveau au début de l'impulsion, et à un deuxième niveau un autre intervalle de temps (t₁) plus tard;
- des moyens de connexion (45a,45b,46a,46b,47a,47b) pour connecter le moteur à l'un des condensateurs et la cellule à l'autre condensateur; et
- des moyens de commutation (54,55a,55b,56a,56b) pour comman­der, en réponse à ladite impulsion, audit signal logique, et aux valeurs des paramètres de charge des condensateurs, les moyens de connexion de manière que le moteur (6) soit connecté, durant ledit autre intervalle de temps (t₁), à celui des condensateurs dont le paramètre de charge est sensiblement égal à ladite valeur de réfé­rence, et la cellule (41) à l'autre condensateur jusqu'à ce que le paramètre de charge dudit autre condensateur ait atteint la valeur de référence.
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