ES2216597T3 - Dispositivo electronico de comunicacion sin contacto con fuerte de energia auxiliar opcional. - Google Patents
Dispositivo electronico de comunicacion sin contacto con fuerte de energia auxiliar opcional.Info
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Abstract
Dispositivo electrónico de comunicación electromagnética sin contacto y que no dispone de fuente de energía interna del tipo que comprende en un módulo de comunicación (MC): - medios de recepción (10) de señales electromagnéticas, - medios de tratamiento (18, 20, 24) de las señales electromagnéticas recibidas, y - medios de retrocesión y filtrado (26) de las señales electromagnéticas recibidas para suministrar en dos bornes de salida (A, B) una tensión de alimentación (Vcc) a los medios de tratamiento (18, 20, 24), caracterizado porque comprende medios de conexión (36, 38, 56, 58, 80, 82, 100, 102, 104, 106, 132, 140) en condiciones de conectar los bornes de salida (A y B)del circuito de retrocesión y filtrado (26) a una fuente de energía eléctrica externa (48, 70) llevada por medios de soporte (PC, M0, TM 138).
Description
Dispositivo electrónico de comunicación sin
contacto con fuente de energía auxiliar opcional.
El invento concierne los sistemas electrónicos de
comunicación sin contacto, en los que por lo menos, un dispositivo
electrónico de comunicación, sin fuente de energía eléctrica
interna, llevado por un usuario comunica mediante señales
electromagnéticas con un dispositivo electrónico de
interrogación/lectura/escritura.
Estos sistemas electrónicos de comunicación sin
contacto se ponen en práctica, por ejemplo, para el control de
acceso a las pistas de esquí, locales de garajes, transportes
públicos, etc.. puesto que la ausencia de contacto aumenta la
velocidad de paso de los usuarios, y permite un intercambio de
informaciones entre el dispositivo electrónico llevado y el
dispositivo de interrogación/lectura/escritura, de manera a
administrar los accesos en función de ciertos criterios.
El dispositivo electrónico de
interrogación/lectura/ escritura emite señales electromagnéticas,
por ejemplo en radiofrecuencia, que son detectadas por el
dispositivo electrónico de comunicación que lleva el usuario, y
sirven por una parte, como soporte de transmisión de las
informaciones que deben intercambiarse, y por otra parte como
fuente de energía para la alimentación eléctrica del dispositivo
electrónico de comunicación.
Con este fin, éste último comprende, por ejemplo,
como lo demuestra el esquema simplificado de la figura 1, una
antena 10 constituida por un circuito resonante 12, que comprende
una bobina 14 y un condensador 16. Las señales recibidas de
radiofrecuencia por la antena 10 que proceden del dispositivo de
interrogación/lectura/escritura se aplican a un desmodulador 18 que
detecta las señales de modulación de baja frecuencia que contienen
las informaciones binarias emitidas por el dispositivo de
interrogación/lectura/escritura.
Estas señales binarias de información son
tratadas por un circuito de tratamiento digital 20, para
interpretarlas y elaborar eventualmente una respuesta en forma de
señales binarias que se transmiten al dispositivo de interrogación/
lectura/escritura vía un modulador 24 representado por un
interruptor 22 y una impedancia de carga (30) conectados a los
bornes del circuito resonante 12.
Las señales de radiofrecuencia detectadas por la
antena 10 se aplican igualmente a un circuito de retrocesión y
filtrado 26 que suministra en los bornes A y B una tensión de
alimentación V_{cc} a los circuitos 18, 20 y 24.
El dispositivo electrónico de comunicación sin
contacto, según el esquema de la figura 1, se realiza en forma de
un microcircuito 28 que está colocado en una tarjeta de plástico,
tipo tarjeta bancaria, la bobina 14 de la antena está colocada
según la periferia de la tarjeta, el conjunto constituye un módulo
de comunicación MC.
Cabe mencionar que el condensador 16 está
realizado en parte en el microcircuito 28, y en otra parte en el
exterior de éste con vistas al ajuste de sintonía del circuito
resonante 12.
Un microcircuito de este tipo puede igualmente
colocarse en la caja de un reloj, el material de la caja está
previsto para permitir el paso de las señales electromagnéticas
hacia la antena en el interior de la caja.
Estos sistemas electrónicos de comunicación sin
contacto presentan el inconveniente primordial que su distancia de
funcionamiento está limitada, por ejemplo de algunas decenas de
centímetros a la frecuencia de 13,56 MHz en lectura/escritura,
debido a la insuficiencia de la energía eléctrica de alimentación,
que está disponible efectivamente para le microcircuito, más allá
de una cierta distancia entre el dispositivo de interrogación
lectura/escritura y la antena.
Por otra parte, esta insuficiencia de la energía
eléctrica de alimentación limita la velocidad, y por lo tanto la
potencia de cálculo del microcircuito, lo que no permite poner en
ejecución transacciones complejas que necesiten tratamientos de
datos importantes y/o cálculos criptográficos con fines de
seguridad en un pequeño intervalo de tiempo.
Por otra parte, no es posible aumentar la energía
de difusión de los dispositivos de interrogación/lectura/escritura
ya que su potencia está limitada para no perturbar las
instalaciones vecinas y el entorno en general, en conformidad con
la reglamentación vigente.
Por consiguiente, el invento tiene como finalidad
realizar un dispositivo electrónico de comunicación sin contacto
que presente una distancia máxima de funcionamiento y una potencia
de cálculo mayor que la de los dispositivos del arte anterior.
El documento
GB-A-2292866 describe una tarjeta
sin contacto dotada de una fuente de alimentación interna de tipo
pila. Ésta última forma parte íntegra de la estructura de la
tarjeta de la que es definitivamente solidaria. A este respecto,
véase la descripción, principalmente de la Página 1, líneas
11-16 (figura 5), así como la Página 8, líneas
10-13 (ver igualmente: páginas
9L10-12, L21-22,
12L19-20, 13L19). Este documento no divulga un
dispositivo de comunicación sin contacto en condiciones de soportar
una alimentación externa, llevada por medios de soporte
estructuralmente independientes del dispositivo
(P3L26-31, P9L510). De este modo, la fuente de
energía no forma parte íntegra del dispositivo de comunicación,
del que es estructuralmente independiente.
El documento
EP-A-0875851 describe un soporte de
datos sin contacto que incorpora una fuente de energía (ver,
compendio: "data carrier includes a battery"). Esta fuente de
energía ("internal battery"), principalmente en Columna 4,
Línea 37, C16L10 y C16L34) forma parte íntegra del soporte de
datos. Solamente se describen tarjetas con batería interna
(C1L22-24 y C2L5-8). El hecho de que
la fuente de energía sea definitivamente solidaria al soporte de
datos acondiciona el problema técnico (C2L56-58)
que pone la mira en compensar un desgaste de la pila. Por otra
parte, la solución propuesta consiste en poder beneficiar de un
modo degradado que permita al soporte de datos funcionar sin pila
(C4L50-54). Esto implica que resulta imposible
cambiar la pila, y por lo tanto que ésta última esté integrada.
El documento
US-A-5736729 describe una caja sin
contacto en condiciones de recibir por inserción una simple
tarjeta de plástico personalizable; la tarjeta está entonces
inmovilizada por un sistema de bloqueo mecánico.
El invento está definido en las reivindicaciones
cuyo preámbulo corresponde a la enseñanza de los documentos
GBA-2292866 y
EP-A-0875851.
Otras características y ventajas del invento
aparecerán con la descripción de algunos de sus modos de
realización, esta descripción se realiza refiriéndose a los dibujos
anexos en los que:
- la figura 1 es un esquema electrónico funcional
de un dispositivo electrónico de comunicación que presenta
características del invento,
- las figuras 2A y 2B muestran una tarjeta con
microcircuito que realiza un dispositivo electrónico de
comunicación sin contacto y un porta tarjeta según el invento, ésta
última está en condiciones de recibir la tarjeta de la figura
2ª,
- la figura 3 es una vista por encima de un reloj
que contiene una pila eléctrica,
- la figura 4 es una vista del lado derecho del
reloj que contiene una pila eléctrica,
- la figura 5 es una vista por debajo del reloj
de la figura 3,
- la figura 6 es una vista del lado izquierdo del
reloj de la figura 3,
- la figura 7 es una vista en perspectiva de una
caja que contiene un módulo de comunicación sin contacto, y
previsto para adaptarse a un reloj que contiene una pila
eléctrica,
- la figura 8 es una vista en corte de la caja de
la figura 7,
- la figura 9 es una vista en perspectiva
fragmentada de la caja de la figura 7 y de la caja del reloj que
contiene la pila eléctrica,
- la figura 10 es una vista en perspectiva
fragmentada de una variante de combinación entre una caja que
contiene un módulo de comunicación y un reloj que contiene una pila
eléctrica,
- la figura 11 es una vista por debajo en
perspectiva de la caja de la figura 10,
- la figura 12 es una vista en perspectiva de una
caja que contiene un módulo de comunicación sin contacto que está
asociada a un combinado de teléfono móvil según el invento, y
- la figura 13 es una vista en perspectiva de un
combinado de teléfono móvil portátil asociado a una tarjeta de
microcircuito según la figura 2A.
El esquema de la figura 1 de un dispositivo
electrónico sin contacto no se volverá a describir para los
elementos conocidos del arte anterior.
Para poner en ejecución el invento, éste debe
modificarse para conectar mediante dos conductores 32, 34 los
bornes de salida A y B del circuito de retrocesión y filtrado 26 a
dos bornes de contacto 36 y 38 colocados en el exterior del módulo
MC que contiene el microcircuito 28 y la antena de circuito
resonante 10.
El módulo de comunicación MC denominado sin
contacto está alojado habitualmente en el espesor de una tarjeta de
plástico 40, la bobina 14 de la antena 10 está alojada en la
periferia de la tarjeta según una o varias espiras. Según el
invento, los bornes de contacto 36 y 38 están colocados en la
superficie de la tarjeta 40.
La tarjeta 40 coopera con una porta tarjeta PC de
manera a insertarse, por deslizamiento, por ejemplo, en ranuras en
relieve 42 y 44 que presentan un tope 46. El porta tarjeta sirve de
soporte a una pila eléctrica 48 que está alojada en el espesor de
la porta tarjeta. Los bornes eléctricos de la pila 48 están
conectados mediante conductores 50 y 52 alojados en el espesor del
porta tarjeta, a bornes de contacto 56 y 58 colocados en la
superficie del porta tarjeta, de manera a cooperar respectivamente
con los bornes de contacto 36 y 38 de la tarjeta 40, quedando claro
que debe dársele la vuelta la tarjeta 40 de la figura 2A para que
pueda insertarse en las ranuras 42 y 44.
La conexión eléctrica entre la pila eléctrica 48
y los bornes de contacto 56 y 58 puede ser permanente o
intermitente a petición del usuario, con la condición de conectar
en serie un interruptor 60, en el conductor 50 por ejemplo, que es
manipulado por el usuario.
Mediante esta combinación de la tarjeta 40 con el
porta tarjeta PC, el microcircuito 28 está alimentado por la
tensión de la pila eléctrica 48 que puede venir a reemplazar o
eventualmente adicionarse a la tensión suministrada por el circuito
de retrocesión y filtrado 26. De ello resulta una tensión de
alimentación V, constante, puesto que es independiente a la
distancia entre la tarjeta 40 y el dispositivo de
interrogación/lectura/escritura, de donde resulta una distancia
máxima de mayor detección, una mayor durabilidad disponible para el
tratamiento y una velocidad de cálculo más elevada.
Existen tarjetas con microcircuito denominadas
"combi-tarjeta" que están previstas, por una
parte, para comunicar con un dispositivo de
interrogación/lectura/escritura a distancia, pero asimismo, por
otra parte, para comunicar con un dispositivo de
interrogación/lectura/escritura con contactos. Para este fin, estas
combi-tarjetas tienen un microcircuito 28 que está
conectado a bornes de contacto de tipo clásico, por ejemplo según
la norma ISO 7816-2.
Estas combi-tarjetas pueden
utilizarse en el marco del invento con el porta tarjeta PC con la
condición de que los bornes de contacto 56 y 58 tengan una
disposición conforme a la norma citada anteriormente.
De manera general, los bornes de contacto 36 y 38
de la tarjeta sin contacto 40 y los 56, 58 del porta tarjeta PC,
respetarán esta norma, lo que ipso facto permitirá la
utilización de las combi-tarjetas por el porta
tarjeta PC.
El interruptor 60 puede ser del tipo
microinterruptor con pulsador que está alojado en el espesor del
porta tarjeta, el pulsador está colocado, por ejemplo, en la cara
opuesta del porta tarjeta a la que recibe la tarjeta 40.
La pila eléctrica 48 es del tipo extraplana y
está alojada en una cavidad del porta tarjeta PC con vistas a su
eventual reemplazo.
Evidentemente, el microinterruptor y su pulsador
pueden alojarse en la cavidad de la pila extraplana.
En el ejemplo de realización del invento según
las figuras 2A y 2B, el módulo electrónico sin contacto MC lo
lleva una tarjeta de plástico 40 del tipo tarjeta bancaria,
mientras que la pila eléctrica 48 la lleva un porta tarjeta PC en
el que viene a insertarse la tarjeta 40, de manera a establecer
contactos eléctricos entre los bornes 36, 38, 56 y 58.
El invento se aplica igualmente a todo módulo
electrónico sin contacto, como modificado para presentar bornes de
contacto 36 y 38, de manera a conectarse a bornes de contacto de
una pila llevada por un objeto, tal como un reloj electrónico o un
combinado de teléfono móvil.
El objeto portador de la pila debe modificarse
para presentar bornes de contacto equivalentes a los bornes 56 y
58 del porta tarjeta PC, y lo mismo resulta para los bornes de
contacto 36 y 36 del módulo, para adaptarse a los bornes 56 y 58
del objeto portador de la pila eléctrica. Las figuras 4 a 11
muestran dos ejemplos de combinación entre un módulo electrónico
sin contacto y un reloj con pila eléctrica, mientras que las
figuras 12 y 13 muestran dos ejemplos de combinación entre un
módulo electrónico sin contacto y un teléfono móvil.
Un reloj MO (figuras 3 a 11) de tipo electrónico
comprende un circuito electrónico (no representado), un dispositivo
de visualización 62 con una o varias esferas 64, 66, pila de
alimentación eléctrica 70, estos tres elementos están colocados en
una caja 72 equipada en su periferia de diversos botones de mando
74. La caja 72 se mantiene en el puño mediante un brazalete 76 vía
articulaciones de conexión 78.
Según el invento, la pila eléctrica 70 está
conectada no solamente al circuito electrónico y a las esferas,
sino asimismo a un conector 80 (figuras 3 a 9) de tipo hembra por
ejemplo, que la lleva la parte lateral de la caja de reloj 72. Este
conector 80 coopera con un conector macho 82 llevado en una caja 84
que contiene el microcircuito 28, la bobina de antena 14 y los
conductores eléctricos 32 y 34. Un microinterruptor 86 está
conectado en serie en el conductor 32, de manera a alimentar o no
el microcircuito 28 a petición del usuario.
La caja 84 está fijada en el fondo trasero del
reloj mediante los clips de los conectores macho 82 y hembra 80, y
por un pitón 88 en el que viene a acoplarse una parte más fina 90
de la caja 84.
En vez de estar colocado en la cara lateral del
reloj, el conector de salida de la pila eléctrica 70 puede
colocarse en el fondo trasero de la caja del reloj en forma de dos
contactos 100 y 102 (Figuras 10 y 11) que cooperan respectivamente
con dos contactos 104 y 106 de una caja 108, antena 14 y los
conductores eléctricos 32 y 34.
Los contactos 104 y 106 están conectados a los
puntos A y B del microcircuito electrónico 28 por los conductores
eléctricos 32 y 34, de los que uno de ellos está equipado de un
microinterruptor 110 que es accionado por el usuario.
La caja 108 está fijada en el fondo trasero del
reloj por dos patillas 112, 114 que cooperan respectivamente con
dos alojamientos 116 y 118 colocados en el fondo trasero del reloj.
La caja 108 presenta una parte periférica más fina 120 para retirar
el clip.
Cuando la pila eléctrica está en un teléfono
móvil TM (figura 12), el microcircuito electrónico 28 y su antena
están, por ejemplo, colocados en una caja 130 paralelepípeda que
presenta en una cara dos contactos machos no representados. Esos
dos contactos vienen a insertarse en contactos hembras 132 del
teléfono móvil, los utilizados para la recarga de la batería del
teléfono. Un micro-interruptor 134 está colocado en
un conductor eléctrico 32 ó 34 y está accionado por el usuario
mediante un pulsador llevado por la caja 130.
Algunos teléfonos móviles 138 (Figura 13) están
equipados de un conector 140 (Figura 13) en el que puede venir a
insertarse una tarjeta del tipo bancario con vista a añadir
funciones suplementarias al teléfono móvil. En este caso, la
tarjeta sin contacto 40 de la figura 24 puede venir a insertarse en
el conector 140, de manera a conectar sus contactos 36 y 38 a los
contactos de alimentación eléctrica del conector 140. El
interruptor 142 está colocado en el teléfono móvil 138.
Cabe mencionar que el interruptor 60 ó 142 lo
lleva el porta tarjeta PC o el teléfono móvil 138, que contiene la
fuente de energía eléctrica, mientras que el interruptor 86 o 134
lo lleva la caja 84 ó 134, que contiene el microcircuito 28.
Cabe mencionar que la fuente de energía eléctrica
puede ser una batería recargable, una pila eléctrica amovible o
no, células denominadas solares, por ejemplo del tipo
fotovoltaica.
Claims (9)
1. Dispositivo electrónico de comunicación
electromagnética sin contacto y que no dispone de fuente de energía
interna del tipo que comprende en un módulo de comunicación (MC)
:
- -
- medios de recepción (10) de señales electromagnéticas,
- -
- medios de tratamiento (18, 20, 24) de las señales electromagnéticas recibidas, y
- -
- medios de retrocesión y filtrado (26) de las señales electromagnéticas recibidas para suministrar en dos bornes de salida (A, B) una tensión de alimentación (Vcc) a los medios de tratamiento (18, 20, 24), caracterizado porque comprende medios de conexión (36, 38, 56, 58, 80, 82, 100, 102, 104, 106, 132, 140) en condiciones de conectar los bornes de salida (A y B) del circuito de retrocesión y filtrado (26) a una fuente de energía eléctrica externa (48, 70) llevada por medios de soporte (PC, M0, TM 138).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de conexión comprenden un
interruptor (60, 86, 110, 134, 142) para establecer o cortar la
conexión entre la fuente de energía externa (48, 70) y los bornes
de salida (A, B) del circuito de retrocesión y filtrado (26).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los medios de retrocesión
comprenden:
- -
- en el módulo MC, conductores (32, 34)para conectar los bornes de salida (A, B) del circuito de retrocesión y filtrado a los primeros bornes de contacto (36, 38, 82, 104, 106),
- -
- en los medios de soporte, conductores (50, 52) para conectar la fuente de energía eléctrica externa (48, 70) a segundos bornes de contacto (56, 58, 80, 100, 102, 132, 140), y
- -
- medios para conectar y mantener entre sí los dichos primeros y segundos bornes de contacto.
4. Utilización de un dispositivo según la
reivindicación 3 en un módulo sin contacto (MC) llevado por una
tarjeta de tipo bancario, caracterizado:
- -
- porque los medios de soporte de la fuente de energía eléctrica externa comprenden un porta tarjeta (PT) y
- -
- porque los medios de conexión y de mantenimiento de los primeros (36,38) y segundos (56, 58) bornes de contacto comprenden medios de guía y de tope (42, 44, 46) de la tarjeta (40) en el porta tarjeta (PT), de manera a que coincidan los primeros y segundos bornes de contacto.
5. Utilización de un dispositivo según la
reivindicación 3 en su aplicación a un módulo sin contacto (MC)
colocado en una caja (84) caracterizado:
- -
- porque los medios de soporte de la fuente de energía eléctrica externa comprenden un reloj (MO) que posee su propia energía eléctrica (70),
- -
- porque los primeros bornes de contacto comprenden un conector (82) colocado en el borne (84) del módulo,
- -
- porque los segundos bornes de contacto comprenden un conector (80) colocado en la caja (72) del reloj (MO),
- -
- y dichos conectores (80,82) cooperan entre sí para establecer las conexiones eléctricas, y se mantienen en esta posición por medios de mantenimiento (88, 90).
6. Utilización de un dispositivo según la
reivindicación 3 en un módulo sin contacto (MC) colocado en una
caja (108) caracterizado:
- -
- porque los medios de soporte de la fuente de energía eléctrica externa comprenden un reloj (M0) que dispone de su propia energía eléctrica (70),
- -
- porque los primeros bornes de contacto comprenden contactos (104, 106) colocados en el fondo de la caja del módulo (MC), y
- -
- porque los segundos bornes de contacto comprenden contactos (100, 102) colocados en el fondo trasero de la caja del reloj.
- -
- porque los medios de conexión y de mantenimiento denominados primeros y segundos bornes comprenden pitones (112, 114) llevados por la caja (108) del módulo (MC) que vienen a fijarse con clips en los alojamientos correspondientes (116, 118) del fondo trasero de la caja.
7. Utilización de un dispositivo según la
reivindicación 3 en un módulo sin contacto (MC) colocado en una
caja (130) caracterizado:
- -
- porque los medios de soporte de la fuente de energía externa comprenden un aparato de telefonía móvil (TM) que comprende contactos (132) conectados a una batería eléctrica recargable,
- -
- porque los segundos bornes de contacto comprenden los contactos de recambio (132) de la batería del aparato de telefonía móvil (TM) y,
- -
- porque los primeros bornes de contacto comprenden contactos que cooperan con los contactos (132) de recarga.
8. Utilización de un dispositivo según la
reivindicación 3 en un módulo sin contacto (MC) llevado por una
tarjeta de tipo bancario (40) caracterizado:
- -
- porque los medios de soporte de la fuente de energía eléctrica externa que comprenden un aparato de telefonía móvil (138) y que constan de un conector (140) previsto para cooperar con los contactos de una tarjeta de tipo bancario,
- -
- porque la tarjeta de soporte del módulo sin contacto (MC) comprende los primeros bornes de contacto,
- -
- porque el conector (140) comprende los segundos bornes de contacto conectados a la suma de energía eléctrica, y
- -
- porque la conexión entre los primeros y segundos bornes de contacto se efectúa por inserción de la tarjeta en el conector (140).
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 3 caracterizado porque la
fuente de energía eléctrica externa es una pila amovible.
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