FR2621771A1 - Dispositif de production de signaux sonores, notamment a usage dissuasif envers des animaux nuisibles - Google Patents

Abstract

Le dispositif produit des signaux sonores à l'aide d'un transducteur électro-acoustique 18. Ce dispositif comprend des moyens de prétraitement 1 générant sensiblement aléatoirement des messages numériques variables, et des moyens de traitement 10 comportant un oscillateur à fréquence variable 11 et un premier étage amplificateur 12. Ces moyens de traitement comportent, en outre, un second étage amplificateur 14 et un transformateur 15 dont le primaire est relié à la sortie du second étage amplificateur. On obtient alors un niveau sonore suffisant en sortie du transducteur 18.

Description

Dispositif de production de signaux sonores, notamment à usage dissuasif envers des animaux nuisibles
L'invention concerne un dispositif de production de signaux sonores, en particulier des ultrasons, notamment à usage dissuasif envers des animaux nuisibles.

Les dégâts occasionnés par les animaux nuisibles, notamment dans le milieu agricole, sont très importants. Ces dégâts peuvent consister en la détérioration de câbles électriques utilisés dans les machines agricoles, ou la détérioration de denrées comestibles.

On connait, par la Demande de brevet DE-3443568, un dispositif de ce type produisant des ultrasons à partir de messages numériques générés par le dispositif lui-même. Un tel dispositif comprend des moyens de prétraitement générant les messages numériques variables et prédéterminés en fonction du type d'animaux nuisibles que l'on souhaite chasser d'un endroit défini. Afin d'éviter l'accoutumance de ces animaux aux signaux sonores résultant de ces messages numériques, ces derniers sont modifiés aléatoirement. Après une conversion numérique/analogique, les signaux analogiques correspondants sont envoyés, sur un oscillateur à fréquence variable afin de fixer la fréquence des ultrasons, et sur un étage amplificateur pour faire varier l'amplitude et la cadence de ces émissions sonores.

La sortie de cet étage amplificateur est reliée à un transducteur électro-acoustique produisant les ultrasons.

Ce dispositif présente des inconvénients. En effet, la tension nominale de l'appareil, déterminée pour pouvoir être fournie par une batterie de véhicule par exemple, ne permet pas d'obtenir un niveau sonore en sortie suffisant. La dissuasion envers les animaux nuisibles est donc limitée. De plus, il n'est pas envisageable de connecter plusieurs transducteurs alimentés par cette tension nominale.

La présente invention remédie à ces inconvénients en proposant un dispositif permettant d'obtenir un niveau de sortie suffisant afin de pouvoir éventuellement connecter plusieurs transducteurs en réseau.

Un autre but de l'invention est de pouvoir régler de façon précise la tension appliquée aux bornes des transducteurs en fonction de l'environnement dans lequel ceux-ci sont placés et de prévoir un dispositif de sécurité limitant la pression acoustique de façon que celle-ci ne devienne pas nocive pour 1 'homme.

Un autre but de l'invention est d'augmenter l'autonomie d'un tel dispositif par l'adjonction d'un moyen d'alimentation de secours rechargeable par le dispositif lui-même.

L'invention a encore pour but de loger le dispositif dans un boitier compact et de permettre une maintenance facile du dispositif, notamment en cas de coupure d'alimentation.

Un autre but de l'invention est de proposer un moyen de visualisation du niveau sonore émis par les transducteurs.

L'invention a donc pour objet un dispositif de production de signaux sonores comprenant - des moyens de prétraitement générant des messages numériques variables et prédéterminés, modifiant ces messages sensiblement aléatoirement et convertissant les messages modifiés en signaux analogiques, - des moyens de traitement comportant une entrée pour recevoir les signaux analogiques, une sortie pour délivrer des signaux traités, un oscillateur à fréquence variable et un premier étage amplificateur reliés à l'entrée, - un transducteur électro-acoustique principal, relié à la sortie des moyens de traitement, et émettant des signaux sonores en réponse aux signaux traités reçus, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent, en outre, un second étage amplificateur placé à la suite du premier étage amplificateur, et un transformateur dont le primaire est relié à la sortie du second étage amplificateur et dont le secondaire est relié à la sortie des moyens de traitement, ce qui permet d'obtenir un niveau sonore suffisant en sortie du transducteur principal.

Dans un mode préféré de réalisation, les moyens de traitement peuvent comprendre, un réducteur de tension variable, placé entre la sortie du premier étage amplificateur et l'entrée du second étage amplificateur, ainsi qu'un limiteur de l'amplitude des signaux traités, placé aux bornes du secondaire du transformateur.

Avantageusement, les moyens de traitement comportent des moyens de visualisation de l'amplitude des signaux traités.

Le dispositif selon l'invention peut être alimenté par des moyens d'alimentation, reliés à une source d'énergie externe, et connectés à un bloc logique gérant le fonctionnement des moyens de prétraitement en cas d'anomalies dues à la source d'énergie externe.

De préférence, le dispositif comprend des moyens d'alimentation de secours, rechargeables par le dispositif lors des interruptions d'émission des signaux sonores.

Dans un mode préféré de réalisation, les moyens de prétraitement, les moyens de traitement et le transducteur principal sont logés dans un même boîtier et les moyens d'alimentation sont avantageusement logés dans un connecteur, enfichable sur ledit boîtier, et relié par des moyens de liaison à la source d'énergie externe. De même, les moyens d'alimentation de secours sont de préférence logés dans un boîtier supplémentaire, également enfichable sur le boitier.

De préférence, les signaux sonores produits par le dispositif sont des ultrasons. De même, dans un souci d'économie d'énergie, les principaux constituants des moyens de prétraitement et des moyens de traitement peuvent être réalisés en technologie
CMOS.

Pour une application particulièrement avantageuse de l'invention, le boîtier contenant le dispositif ainsi que le connecteur et le boîtier supplémentaire, peuvent être fixés sur le châssis d'un véhicule motorisé.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif peut comprendre, en outre, un transducteur secondaire, muni également d'un moyen de visualisation du niveau sonore émis, logé dans un boitier secondaire équipé de plots de raccordement, propres à l'insertion dans une ligne électrique, reliant le transducteur secondaire au transducteur principal.

Avantageusement, le raccordement du transducteur secondaire sur le transducteur principal est agencé de telle sorte qu'une déconnexion du boîtier secondaire n'affecte pas le fonctionnement du transducteur principal.

D'autres avantages et caractéristiques apparaitront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels - la figure I est un synoptique schématique du dispositif de production de signaux sonores selon l'invention; et - la figure 2 est une représentation schématique de boîtiers contenant le dispositif de la figure 1.

Les dessins annexés comportant pour l'essentiel des éléments de caractère certain, ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais à contribuer également, le cas échéant, à la définition de l'invention.

Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que le dispositif D selon l'invention comprend des moyens de prétraitement 1 produisant des signaux analogiques S1, S2 vers des moyens de traitement 10 qui fournissent au niveau de leurs bornes de sortie
S des signaux traités ST à un t.ransducteur principal 18 produisant des signaux sonores.

Les moyens de prétraitement 1 comprennent une uni1 centrale 2 cadencée par une horloge non représentée sur la figure 1. Cette unité centrale gère des moyens de mémorisation 3 et un générateur de signaux numériques aléatoires 4. L'unité centrale 2 est également gérée en ce qui concerne ses impulsions par un bloc de logique 5-dont le rôle sera expliqué ci-après.

Des messages numériques sont alors produits sur le bus 7 et envoyés par l'intermédiaire d'un organe d'interface 6 pouvant être par exemple un multiplexeur, vers deux convertisseurs numériques/analogiques 8 et 9. Le convertisseur numériqueanalogique 8 transforme les messages numériques en signaux analogiques SI et le convertisseur numérique-analogique 9 transforme les messages numériques en signaux analogiques S2.

Ces signaux analogiques S1 et S2 arrivent à l'entrée E des moyens de traitement 10. Ces moyens 10 comprennent un oscillateur à fréquence variable 11 recevant le signal analogique S1 et un premier étage amplificateur 12. Ce premier étage amplificateur 12 est relié d'une part à l'oscillateur 11 et d'autre part à l'entrée E des moyens 10, afin de recevoir le signal analogique S2. La sortie de ce premier étage amplificateur 12 est reliée à un réducteur de tension variable 13 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un second étage amplificateur 14. Ce second étage amplificateur est un amplificateur de puissance.

Sa sortie est reliée au primaire d'un transformateur 15 dont les deux bornes du secondaire sont reliées aux deux bornes de sortie S des moyens de traitement 10.

En parallèle sur le secondaire du transformateur 15 est monté un limiteur de-la tension de sortie aux bornes du secondaire du transformateur, et donc aux bornes de la sortie des moyens de traitement 10. De même, en parallèle sur le secondaire du transformateur 15 est placée une diode électroluminescente constituant des moyens de visualisation 17 de la tension en sortie du transformateur 15, donc par extension du niveau sonore émis par le transducteur 18.

Les bornes de sortie S des moyens de traitement 10 sont reliées au transducteur électro-acoustique, à effet piézo-électrique 18.

Le dispositif D est alimenté par des moyens d'alimentation 19 reliés par un câble électrique 22 à une source d'énergie extérieure S0. Cette source d'énergie extérieure peut être soit le réseau électrique local, soit une batterie de véhicule.

Les moyens d'alimentation 19 fournissent une tension constante pour le bon fonctionnement, en particulier, de l'unité centrale 2. Cette tension d'alimentation de l'ensemble du dispositif n'est pas stabilisée afin d'éviter une perte de puissance inutile ainsi qu'un échauffement.

I1 est également prévu des moyens d'alimentation de secours 20, comprenant par exemple un accumulateur, reliés au second étage amplificateur 14 ainsi qu'aux moyens d'alimentation 19.

Ainsi qu'on le verra ci-après, le dispositif D peut comprendre également au moins un transducteur secondaire 21 relié en parallèle avec le transducteur principal 18 et comportant également des moyens de visualisation supplémentaires du niveau sonore 17a émis par ce transducteur secondaire 21.

Dans un souci de consommation, au moins les principaux constituants des moyens de prétraitement 1 et de traitement 10 sont réalisés de préférence en technologie CMOS.

Afin d'éviter une agression sonore pour l'oreille humaine, l'oscillateur à fréquence variable 11 ainsi que les autres constituants du dispositif D sont prévus pour la génération de signaux sonores dans la gamme de fréquence correspondant aux ultrasons. Mais, bien entendu, le dispositif selon l'invention n'est pas limité à l'émission d'ultrasons.

Enfin, le dispositif D est protégé contre les courts-circuits pendant au moins 10 mn par des protections classiques non représentées sur la figure 1.

Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on voit que les moyens de prétraitement, les moyens de traitement 10 et le transducteur principal 18 sont logés dans un même boîtier 23.

Ce boîtier est particulièrement compact afin de permettre son implantation sur le châssis d'un véhicule motorisé, notamment un véhicule agricole. Les moyens d'alimentation 19 sont logés dans un connecteur 24 enfichable directement sur une des faces du boîtier 23 et les moyens d'alimentation de secours 20 sont également disposés dans un boîtier supplémentaire 25 enfichable sur une des faces du boitier 23. Cette disposition est particulièrement avantageuse car, dans le cas où il y a une rupture de la liaison électrique 22 par exemple, il suffit de désenficher le connecteur 24 et de le remplacer par un connecteur analogue muni de son câble d'alimentation 22. La maintenance est donc particulièrement facile, même dans l'obscurité, le boîtier 23 pouvant rester alors parfaitement accroché au mur.

Le boitier 23 comprend également des bornes de sortie 26 et 27 permettant le raccordement d'un boîtier secondaire 21a contenant le transducteur 21 et les moyens de visualisation supplémentaires 17a et muni de plots de raccordement 28 et 29. Le boîtier 23 et le boîtier 21a sont alors reliés par des moyens de liaison 30, par exemple une ligne électrique coaxiale classique. Cette connexion s'effectue en parallèle et ainsi une déconnexion du boîtier 21a n'affecte pas le fonctionnement du transducteur principal 18. Bien entendu, on peut coupler plusieurs transducteurs secondaires, la puissance de l'appareil permettant un couplage pouvant aller jusqu'à 25 transducteurs secondaires.

Le fonctionnement de ce dispositif va être décrit ci-après.

Les moyens de mémorisation 3 contiennent un programme de gestion des paramètres qui déterminent la fréquence, l'intensité et les intervalles entre les séquences sonores qui seront émises par le(s) transducteur(s). Ce programme est géré par l'unité de calcul 2 et le générateur de signaux aléatoires 4 fait varier aléatoirement, de façon non répétitive, un ou plusieurs des paramètres contenus dans les moyens de mémorisation 3. Ainsi, non seulement on peut adapter les caractéristiques des ultrasons en fonction du type d'animaux nuisibles que l'on souhaite chasser d'un endroit bien défini, mais également on évite, par la variation aléatoire d'au moins un des paramètres, l'accoutumance de ces animaux à l'audition de ces ultrasons.

Après conversion numérique-analogique, le signal analogique S1 fournit à l'oscillateur à fréquence variable 11 une tension qui correspond à la fréquence sonore devant être émise par le transducteur 18. L'amplitude des ultrasons ainsi que leur rythme sont déterminés par le signal analogique S2 qui agit au niveau du gain de l'étage amplificateur 12.

Le second étage amplificateur 14 réalise, d'une part un découplage du signal en sortie du premier étage amplificateur 12, et d'autre part une adaptation d'impédance, afin d'assurer une adaptation de ligne pour le transformateur 15. le transformateur 15 permet d'atteindre la tension maximale admise par le transducteur 18 ainsi que pour éventuellement les transducteurs secondaires. Le réducteur de tension réglable 13 permet d'ajuster l'amplitude du signal ST (tension) en sortie du transformateur 15 pour s'accorder de façon précise sur le transducteur piézo-électrique 18. Ainsi, l'ensemble constitué par le second étage amplificateur 14 et le transformateur 15 permet d'augmenter la tension aux bornes du(des) transducteur(s), donc la puissance sonore émise, et ce bien que la tension d'alimentation du dispositif soit relativement faible.

Le transducteur 18 possédant une charge capacitive propre, forme avec la composante inductive de l'enroulement du circuit secondaire du transformateur 15 un circuit résonnant variable en fréquence. Comme l'impédance du transducteur 18 varie de façon significative mais contrôlée en fonction de la fréquence, on obtient une variation d'amplitude en fonction de la fréquence d'émission, et en conséquence une pression acoustique variable.

Ainsi, les pointes de pression acoustique oscillent entre 410 dB suivant la fréquence instantanée choisie. Ce montage permet donc d'obtenir une variation supplémentaire du niveau sonore et évite, d'autant, l'accoutumance des animaux nuisibles à l'audition des ultrasons.

Le limiteur de tension (niveau) 16 permet d'éviter 1 'appari- tion de pointes de tension non admises, créant des niveaux sonores supérieurs à 110 dB. On évite ainsi une agression pour l'oreille humaine. L'évacuation de chaleur produite par ce limiteur de tension est assurée par un refroidisseur interne non représenté sur les figures. Une autre fonction de ce limiteur de tension permet, en limitant l'amplitude maximale en sortie, d'augmenter la fiabilité du transducteur 18 et des transducteurs secondaires.

Le contrôle optique des émissions d'ultrasons est effectué par les moyens de visualisation 17. La diose électroluminescente ne s'allumera que lorsque le niveau deviendra supérieur à un seuil situé à 20 dB en dessous du niveau nominal. L'intensité de la lumière émise par la diode électroluminescente est proportionnelle à l'intensité sonore. De même, le contrôle des émissions sonores produites éventuellement par les transducteurs secondaires est effectué par la diode électroluminescente 17a. Le seuil de cette dernière est situé à 6 dB en dessous du niveau nominal. Ceci a pour avantage de déceler les pertes de tension au passage dans les lignes 30.

En cas d'éventuelles mauvaises manipulations lors du raccordement sur la source d'énergie extérieure ou dans le cas de parasites sur cette ligne, le bloc logique 5 gère le fonctionnement de l'unité centrale 2 et donc des moyens de prétraitement 1 d'une façon analogue à celle décrite dans la
Demande de brevet DE-3443568.

Les moyens d'alimentation de secours 20 sont rechargeables par le dispositif lui-même lors des interruptions d'émission d'ultrasons. Ainsi, on aura la garantie d'une recharge rapide de l'accumulateur par un courant maximal, tout en ayant un fonctionnement correct de l'unité centrale 2.

On a donc bien réalisé un dispositif de production d'ultrasons ayant une puissance suffisante pour permettre une dissuasion efficace et l'utilisation de plusieurs transducteurs en réseau.

L'invention peut comporter des variantes, notamment au niveau de l'implantation matérielle des différents composants et de leur technologie de fabrication.

Claims (12)

Revendications

1.- Dispositif de production de signaux sonores comprenant - des moyens de prétraitement (1) générant (3) des messages numériques variables et prédéterminés, modifiant (4) ces messages sensiblement aléatoirement et convertissant (8,9) les messages modifiés en signaux analogiques (Sl,S2), - des moyens de traitement (10) comportant une entrée (E)pour recevoir les signaux analogiques (S1,S2), une sortie (pour délivrer des signaux traités (ST), un oscillateur à fréquence variable (11) et un premier étage amplificateur (12)reliés à l'entrée (E), - un transducteur électro-acoustique principal (18), relié à la sortie (S)des moyens de traitement (10) et émettant des signaux sonores en réponse aux signaux traités (ST) reçus, caractérisé en ce que les moyens de traitement (10) comprennent, en outre, un second étage amplificateur (14) placé à la suite du premier étage amplificateur (12), et un transformateur (15) dont le primaire est relié à la sortie du second étage amplificateur (14) et dont le secondaire est relié à la sortie (S) des moyens de traitement (10), ce qui permet d'obtenir un niveau sonore suffisant en sortie du transducteur principal.

2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement (10) comprennent un réducteur de tension variable (13) placé entre la sortie du premier étage amplificateur (12) et l'entrée du second étage amplificateur (14), ainsi qu'un limiteur (16) de l'amplitude des signaux traités (ST), placé aux bornes du secondaire du transformateur (15).

3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement (10) comportent des moyens de visualisation (17) de l'amplitude des signaux traités (ST).

4.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est alimenté par des moyens d'alimentation (19), reliés à une source d'énergie externe (SO), et connectés à un bloc logique (5) gérant le fonctionnement des moyens de prétraitement (1) en cas d'anomalies dues à la source d'énergie externe (SO).

5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'alimentation de secours (20),rechargeables par le dispositif (D) lors des interruptions d'é- mission des signaux sonores.

6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de prétraitement (1), les moyens de traitement (10) et le transducteur (18) sont logés dans un même boîtier (23) et en ce que les moyens d'alimentation (19) sont logés dans un connecteur (24), enfichable sur le boîtier (23),et et relié par des moyens de liaison (22) à la source d'énergie externe (SO).

7.- Dispositif selon les revendications 5 et 6 prises en combinaison, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation de secours (20) sont logés dans un boîtier supplémentaire (25), enfichable sur le boîtier (23).

8.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux sonores sont des ultrasons.

9.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins les principaux constituants des moyens de prétraitement (1) et des moyens de traitement (10) sont réalisés en technologie CMOS.

10.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est susceptible d'être fixé sur le châssis d'un véhicule motorisé.

11.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un transducteur secondaire (21) muni d'un moyen de visualisation (17a)du niveau sonore émis, logé dans un boîtier secondaire (21a), équipé de plots de raccordement (28,29), propres à l'insertion dans une ligne électrique (30) reliée au boîtier (23).

12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la déconnexion du boîtier secondaire (21a) n'affecte pas le fonctionnement du transducteur principal (18).