FR2999838A1

FR2999838A1 - Procede pour communiquer avec un transpondeur rfid non monte sur un pneumatique

Info

Publication number: FR2999838A1
Application number: FR1262141A
Authority: FR
Inventors: Julien Destraves
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-20
Anticipated expiration: 2032-12-17
Also published as: WO2014096684A1; FR2999838B1

Abstract

L'invention concerne un procédé pour communiquer avec un transpondeur RFID déterminé, destiné à être monté sur un pneumatique mais non monté sur celui-ci, en utilisant un dispositif de communication (4) ayant une bande passante inférieure à 1500 MHz couvrant au moins l'intervalle de fréquences [850 MHz, 950 MHz]. On dispose le transpondeur immergé dans un milieu monophasique homogène formé par un liquide ou un gel, ce milieu monophasique étant déterminé pour réduire la fréquence de résonance de l'antenne du transpondeur par rapport à sa fréquence de résonance dans l'air et ramener cette fréquence de résonance dans la bande passante du dispositif de communication (4).

Description

-1- La présente invention concerne le domaine technique des transpondeurs RFID utilisés dans l'industrie des pneumatiques, le terme RFID signifiant dispositif d'identification sans fil (pour Radio Frequency Identification Device en langue anglaise). De tels transpondeurs comprennent au moins une puce électronique et une antenne. 5 Ils sont typiquement noyés dans la paroi d'un pneumatique, et permettent de stocker des informations relatives à ce pneumatique, tels par exemple que son type, numéro de série, etc.... De tels transpondeurs RFID montés sur un pneumatique sont interrogeables à distance, typiquement proche, et peuvent être interrogés par des dispositifs de 10 communication externe. La fréquence de résonance, et donc d'interrogation, des antennes de tels transpondeurs montés sur un pneumatique est généralement comprise entre 800 MHz et 1050 MHz, et souvent entre 850 MHz et 950 MHz. Or il existe par ailleurs un besoin de tester les propriétés de transpondeurs RFID, par exemple de connaître la justesse et la dispersion des fréquences de résonance des 15 antennes dans un lot de transpondeurs et/ou de déterminer la sensibilité d'un nouveau type de transpondeur etc... Il existe donc un besoin de pouvoir tester des transpondeurs RFID non montés sur un pneumatique. Or lorsqu'un transpondeur n'est pas, ou pas encore monté sur le pneumatique, il se 20 trouve dans l'air, loin de l'environnement du pneumatique, et sa fréquence de résonance augmente fortement, et est typiquement située entre 1500 MHz et 4000 MHz. Le transpondeur ne peut alors typiquement plus communiquer avec un dispositif de communication externe conventionnel, qui n'est adapté que pour la communication avec ce même transpondeur monté sur le pneumatique. 25 Il est en outre coûteux de mettre en oeuvre des dispositifs de communication avec des transpondeurs ayant des fréquences de résonance aussi élevées. Le montage pour test d'un tel transpondeur RFID sur un pneumatique, afin de rétablir un environnement adéquat est une opération relativement longue et coûteuse, et qui n'est pas toujours possible lorsque l'on veut par exemple seulement vérifier les caractéristiques de 30 lots de transpondeurs RFID destinés à être montés ultérieurement. Une autre solution envisageable est de disposer le transpondeur en contact avec une bande de gomme, ou entre deux bandes de gomme de qualité comparable à celle du pneumatique. Cependant, la qualité du contact obtenu n'est guère reproductible, et cette solution est peu fiable. 35 L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé simple et fiable pour communiquer avec un transpondeur non monté sur un pneumatique. -2- A cet effet, un objet de l'invention est un procédé pour permettre la communication avec un transpondeur RFID déterminé, du type destiné à être monté sur un pneumatique, au moyen d'un dispositif de communication avec ce transpondeur, par exemple un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence, ce dispositif de communication ayant une bande passante de détection [F1, F2] inférieure à 1500 MHz couvrant au moins l'intervalle de fréquences [850 MHz, 950 MHz], le transpondeur comportant au moins une puce électronique et une antenne, caractérisé en ce que l'on dispose au moins l'antenne du transpondeur RFID de façon complètement immergée dans et directement en contact avec un milieu monophasique homogène formé par un liquide ou un gel, ce milieu monophasique homogène étant déterminé pour réduire la fréquence de résonance de l'antenne du transpondeur par rapport à sa fréquence de résonance dans l'air, et obtenir que la fréquence de résonance FRT de l'antenne de ce transpondeur immergée dans ce milieu monophasique homogène soit comprise dans la bande passante [F1, F2] du dispositif de communication.

Le procédé selon l'invention permet donc, en choisissant un environnement approprié, et tout particulièrement un milieu monophasique homogène de permittivité diélectrique relative (par rapport au vide) appropriée, de ramener la fréquence de résonance de l'antenne du transpondeur dans la bande passante de communication possible du dispositif de communication.

On ajuste avantageusement la nature et/ou la composition du milieu monophasique homogène pour que la fréquence de résonance FRT soit comprise dans l'intervalle [F1 + 20 MHz, F2 - 20M Hz], et de préférence dans l'intervalle [F1 + 40 MHz, F2 - 40M Hz]. Ainsi, on ramène la fréquence de résonance loin des bornes de fréquences utilisables par le dispositif de communication. Ceci permet notamment, lorsque l'on teste un lot de transpondeurs, de pouvoir mesurer les fréquences de résonance des antennes d'échantillons qui ont des fréquences de résonance s'écartant sensiblement de la valeur moyenne. Selon une disposition optionnelle préférée du procédé selon l'invention, le milieu monophasique homogène est un mélange d'au moins des premier et second liquides ayant une permittivité diélectrique relative par rapport au vide différente, et l'on ajuste les pourcentages massiques de ces au moins premier et second liquides en fonction de la fréquence de résonance dans l'air de l'antenne du transpondeur RFID. On peut ainsi ajuster la permittivité diélectrique relative du mélange, pour l'adapter au transpondeur, en fonction de l'objectif de fréquence de communication recherché. A titre d'exemple, on détermine les premier et second liquides de façon à ce que, en 35 faisant varier la proportion de ces deux liquides dans le mélange, on puisse faire varier la permittivité diélectrique du mélange par rapport au vide en couvrant au moins un intervalle [a ; b], dans lequel a appartient à l'intervalle [2; 8], et b appartient à l'intervalle [15; 30]. On -3- obtient ainsi une plage de permittivité importante permettant de communiquer avec des transpondeurs de types et dimensions variés. Typiquement, [a ; b] couvre l'intervalle [6,5; 30] et de préférence [2,3; 20]. Avantageusement, chacun des premier et second liquides comprend essentiellement 5 un composé chimique de formule moléculaire déterminée (chacun des composés chimiques étant de préférence un composé déterminé, ou pouvant alternativement comprendre un mélange de plusieurs isomères). On peut notamment utiliser un milieu liquide formé par un mélange d'acétone et d'acétate d'éthyle, ou bien un mélange d'acétone et d'un ou plusieurs isomères du xylène. 10 Pour de tels transpondeurs, adaptés à un montage sur un pneumatique, on peut notamment ajuster la nature et/ou la composition du milieu monophasique homogène pour que la fréquence de résonance FRT soit comprise dans l'intervalle [850 MHz, 950MHz], domaine de fréquence de résonance classique des antennes de tels transpondeurs après leur montage sur un pneumatique. 15 Divers types de transpondeurs peuvent être utilisés avec une dimension d'antenne pouvant également varier notablement. En général, on utilise des transpondeurs RFI D ayant deux brins d'antenne de longueur globale comprise entre 26 mm et 60 mm. Par longueur globale, on entend la distance la plus grande séparant deux extrémités des brins de l'antenne. 20 On utilise aussi souvent des transpondeurs ayant deux brins d'antenne identiques opposés. Généralement, le milieu monophasique est contenu dans un récipient- en verre. L'invention concerne également une installation pour la communication entre un transpondeur RFID destiné à être monté sur un pneumatique et un dispositif de 25 communication, cette installation comprenant un dispositif de communication, par exemple un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence, caractérisée en ce que l'installation comprend également un récipient contenant un milieu monophasique homogène, apte à recevoir au moins l'antenne du transpondeur de façon complètement immergée dans et directement en contact avec le milieu monophasique homogène, ce 30 milieu étant déterminé de façon à pouvoir mettre en oeuvre le procédé défini précédemment. Avantageusement, le milieu monophasique homogène, est déterminé pour que la fréquence de résonance FRT de l'antenne du transpondeur ainsi immergée soit comprise dans la bande passante [F1, F2] du dispositif de communication, et de préférence comprise dans l'intervalle de fréquences [850 MHz, 950 MHz].- 35 Le dispositif de communication de cette installation est avantageusement un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence ayant une bande passante comprenant -4- l'intervalle [850 MHz, 950 MHz], et de préférence l'intervalle [840 MHz, 980 MHz], et incluse dans l'intervalle [720 MHz, 1160 MHz]. L'invention concerne également un récipient contenant un milieu monophasique homogène, et un transpondeur RFID comprenant une antenne de longueur globale comprise entre 26 mm et 60 mm immergée dans ce milieu monophasique homogène, ce transpondeur RFID étant du type destiné à être monté sur un pneumatique, caractérisé en ce que la fréquence de résonance FRT de l'antenne du transpondeur RFID, ainsi immergée dans ce milieu monophasique homogène, est comprise dans l'intervalle [840 MHz, 980 MHz], et de préférence dans l'intervalle [850 MHz, 950 MHz].

Le récipient peut notamment comprendre une paroi en verre, pour la rétention du milieu monophasique homogène, et des moyens de positionnement du transpondeur RFID, par exemple des moyens de positionnement sensiblement vertical de ce transpondeur. Le choix de la structure mécanique du récipient est beaucoup moins important que celui du milieu monophasique homogène qu'il contient, et typiquement de faible importance.

L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemple et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : La figure 1 représente schématiquement une installation selon un objet de l'invention pour la communication entre un transpondeur destiné à être monté sur un pneumatique, mais non monté sur ce pneumatique, et un dispositif de communication avec ce 20 transpondeur. La figure 2 représente schématiquement un récipient selon un autre objet de l'invention. La figure 3 représente deux courbes montrant l'évolution de la fréquence de résonance des antennes de deux transpondeurs disposées dans un liquide de composition ajustable, 25 conformément au procédé selon l'invention. On se réfère maintenant à la figure 1 qui représente, sur une table, une installation 2 pour la communication entre un dispositif de communication et un transpondeur. Cette installation comprend le dispositif de communication 4, qui est un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence, et un récipient 6. On peut par exemple 30 utiliser un dispositif de communication du type Voyantic®, modèle Tagformance. Le dispositif de communication est relié à une antenne 8 adaptée à la bande de fréquence [800 Mhz ; 11 Mhz] par un cable 9 lui aussi adapté à ce type d'application. L'antenne 8 est disposée sur un support 10 à une hauteur suffisante pour ne pas avoir d'influence des réflexions en provenance du sol. Une hauteur minimale d'un mètre est 35 conseillée. Le récipient 6 contenant le mélange et le transpondeur RFID se trouve sur un support 12 à la même hauteur que l'antenne 8 du dispositif et à une distance suffisante pour ne pas créer de couplage entre les deux antennes (celle 8 du dispositif et l'antenne formée -5- par deux brins d'antenne reliés entre eux du transpondeur). Une distance minimale d'un mètre est aussi conseillée par rapport à la bande de fréquence utilisée. On se réfère maintenant à la figure 2, qui représente le récipient 6 de l'installation de la figure 1, ce récipient étant par ailleurs selon un autre objet de l'invention.

Le récipient 6 contient un transpondeur RFID 14 comprenant un organe RFID 16 comportant une puce électronique 18 connectée à une antenne 20 du type à deux brins d'antenne opposés 20a et 20b. Le transpondeur 14, positionné dans le récipient 6 de façon sensiblement verticale par des moyens de support 22 de l'organe RFID 16 est plongé dans un milieu monophasique homogène 24 contenu dans ce récipient. L'antenne 20, formée par l'ensemble des deux brins d'antenne 20a et 20b reliés entre eux (par une jonction interne à la puce 18) est totalement immergée dans le milieu monophasique homogène 24, qui remplit le récipient 6 jusqu'au niveau de l'interface 26 entre ce milieu 24 et l'air présent dans la partie supérieure de ce récipient 6. Les moyens de support 22 du transpondeur 14 sont par exemple en Téflon° (ou PTFE, 15 pour polytétrafluoréthylène). Le récipient comprend une paroi en verre 28 et un couvercle 30. Le transpondeur 14 est un transpondeur à une antenne 20 comprenant deux brins d'antenne opposés 20a, 20b, de longueur globale d'antenne égale à 36 mm (millimètres). La fréquence de résonance de l'antenne est de 866 MHz lorsque le transpondeur est incorporé 20 dans la paroi d'un pneumatique déterminé. Le dispositif de communication 4 a une bande passante de détection [F1, F2] égale à [800 MHz, 1100 MHz]. Ce dispositif de communication 4 est donc en mesure de communiquer avec un tel transpondeur si ce transpondeur est monté sur le pneumatique. En revanche, lorsque ce transpondeur n'est pas monté sur le pneumatique et se trouve dans 25 l'air, la fréquence de résonance de son antenne et par extension sa fréquence de résonance augmente considérablement, typiquement d'un facteur compris entre 2 et 3, et devient notablement supérieure à 1500 MHz, de sorte que le dispositif de communication 4 ne peut plus communiquer avec lui. Selon l'invention, on dispose le transpondeur dans un milieu monophasique homogène 30 24, qui est par exemple un liquide formé par un mélange d'acétone et d'acétate d'éthyle, ce mélange étant déterminé pour ramener la fréquence de résonance du transpondeur à l'intérieur de la bande passante du dispositif de communication 4. On utilise le fait que la permittivité (relative) par rapport au vide de ce mélange permet d'abaisser fortement la fréquence de résonance du transpondeur par rapport à sa fréquence 35 de résonance dans l'air. Pour obtenir une fréquence de résonance voulue, on adapte la composition du mélange en ajustant les proportions relatives d'acétone et d'acétate d'éthyle. -6- On se réfère maintenant à la figure 3, qui représente la courbe de variation de la fréquence de résonance de deux transpondeurs de longueurs (totales) d'antenne différentes en fonction du pourcentage volumique d'acétate d'éthyle dans le mélange binaire acétone / acétate d'éthyle.

La courbe supérieure correspond au transpondeur 14, de longueur d'antenne 36 mm, alors que la courbe inférieure correspond à un transpondeur similaire, mais de longueur d'antenne 44 mm. On peut constater que la fréquence de résonance du transpondeur 10 peut être ramenée à une fréquence de résonance sensiblement égale à sa fréquence de résonance de 866 MHz lorsqu'il est monté sur le pneumatique, en choisissant un mélange acétone / acétate d'éthyle à environ 43% d'acétate d'éthyle, de permittivité relative (par rapport au vide) d'environ 14,8. Le second transpondeur, de longueur d'antenne 44 mm, a en revanche une fréquence de résonance notablement plus faible dans le même mélange, voisine de 700 MHz. Si l'on veut par exemple amener sa fréquence de résonance à 900 MHz, il faut alors choisir un mélange acétone / acétate d'éthyle à environ 80% d'acétate d'éthyle, de permittivité relative d'environ 9,1. Il apparaît donc que la longueur d'antenne d'un transpondeur RFID influence notablement sa fréquence de résonance.

Ainsi, pour un transpondeur donné, il est facile, par des essais de routine, de déterminer un milieu monophasique homogène de permittivité relative appropriée, en particulier un mélange binaire de deux composés chimiques miscibles de permittivités relatives différentes, de façon à ramener la fréquence de résonance du transpondeur dans une plage de fréquences déterminée, par exemple dans l'intervalle de fréquences utilisées le 25 plus fréquemment [850 MHz, 950 MHz], ou à une fréquence donnée particulière recherchée. Les mélanges d'acétone et d'acétate d'éthyle permettent notamment de couvrir une plage de permittivité relative, par rapport au vide, comprise entre environ 6 et 21. Il est bien entendu possible d'utiliser d'autres couples de liquides miscibles, couvrant des intervalles de permittivité relative différentes, en fonction du type de transpondeur utilisé.

30 On peut par exemple utiliser également des mélanges acétone/xylène, le xylène pouvant être du paraxylène (PX), du métaxylène (MX), de l'orthoxylène (OX), ou un mélange de ces xylènes, la plage de permittivité associée aux divers mélanges possibles couvrant dans ce cas sensiblement l'intervalle 2,3 à 20. On peut également utiliser des mélanges ternaires, quaternaires, ou à nombre de 35 composés chimiques plus grand encore. Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir une fréquence de résonance voulue, en adaptant la composition du mélange, et ce de façon beaucoup plus fiable et -7- reproductible qu'en disposant le transpondeur entre deux bandes de gomme pour modifier la permittivité relative de son environnement. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible d'utiliser également un milieu monophasique homogène différent de ceux mentionnés précédemment, et par exemple un liquide complexe, ou un gel, d'utiliser des dispositifs de communication divers avec le transpondeur, des récipients ayant des parois en d'autres matériaux que le verre etc...

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé pour permettre la communication avec un transpondeur RFID déterminé (14), du type destiné à être monté sur un pneumatique, au moyen d'un dispositif de communication (4) avec ce transpondeur, par exemple un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence, ce dispositif de communication (4) ayant une bande passante de détection [F1, F2] inférieure à 1500 MHz couvrant au moins l'intervalle de fréquences [850 MHz, 950 MHz], ledit transpondeur RFID (14) comportant au moins une puce électronique (18) et une antenne (20), caractérisé en ce que l'on dispose au moins l'antenne (20) du transpondeur RFID (14) de façon complètement immergée dans et directement en contact avec un milieu monophasique homogène (24) formé par un liquide ou un gel, ce milieu monophasique homogène (24) étant déterminé pour réduire la fréquence de résonance de l'antenne (20) du transpondeur (14) par rapport à sa fréquence de résonance dans l'air, et obtenir que la fréquence de résonance FRT de l'antenne (20) de ce transpondeur immergée dans ce milieu monophasique homogène (24) soit comprise dans la bande passante [F1, F2] du dispositif de communication (4).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajuste la nature et/ou la composition du milieu monophasique homogène (24) pour que la fréquence de résonance 20 FRT soit comprise dans l'intervalle [F1 + 20 MHz, F2 - 20MHz], et de préférence dans l'intervalle [F1 + 40 MHz, F2 - 40M Hz].
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le milieu monophasique homogène (24) est un mélange d'au moins des premier et second liquides ayant une permittivité diélectrique relative par rapport au vide différente, et l'on ajuste les pourcentages 25 massiques de ces au moins premier et second liquides en fonction de la fréquence de résonance dans l'air de l'antenne (20) du transpondeur RFID (14).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on détermine les premier et second liquides de façon à ce que, en faisant varier la proportion de ces deux liquides dans le mélange, on puisse faire varier la permittivité diélectrique du mélange par rapport au vide en 30 couvrant au moins un intervalle [a ; b], dans lequel a appartient à l'intervalle [2; 8], et b appartient à l'intervalle [15; 30].
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'intervalle [a, b] couvre l'intervalle [6,5 ; 20].
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel chacun des 35 premier et second liquide comprend essentiellement un composé chimique de formule moléculaire déterminée.-9-
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le milieu liquide est formé par un mélange d'acétone et d'acétate d'éthyle.
8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le milieu liquide est formé par un mélange d'acétone et d'un ou plusieurs isomères du xylène.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel on ajuste la nature et/ou la composition du milieu monophasique homogène (24) pour que la fréquence de résonance FRT de l'antenne dans le milieu monophasique homogène (24) soit comprise dans l'intervalle [850 MHz, 950MHz].
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le 10 transpondeur RFID (14) comprend une antenne (20) de longueur comprise entre 26 mm et 60 mm.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le milieu monophasique (24) est contenu dans un récipient (6) en verre.
12. Installation (2) pour la communication entre un transpondeur RFID (14) destiné à 15 être monté sur un pneumatique et un dispositif de communication (4), cette installation comprenant un dispositif de communication (4), par exemple un dispositif de caractérisation de la performance radiofréquence, caractérisée en ce que l'installation comprend également un récipient contenant un milieu monophasique homogène (24), apte à recevoir au moins l'antenne du transpondeur (10) de façon complètement immergée dans et 20 directement en contact avec ledit milieu monophasique homogène, ledit milieu étant déterminé de façon à pouvoir mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Installation (2) selon la revendication 12, dans lequel le milieu monophasique homogène (24) est déterminé pour que la fréquence de résonance FRT de l'antenne du 25 transpondeur soit comprise dans la bande passante [F1, F2] du dispositif de communication (4), et de préférence comprise dans l'intervalle de fréquences [850 MHz, 950 MHz].
14. Récipient (6) contenant un milieu monophasique homogène (24), et un transpondeur RFID (14) comprenant une antenne (20) de longueur comprise entre 26 mm et 60 mm immergée dans ce milieu monophasique homogène, ce transpondeur RFID (14) étant 30 du type destiné à être monté sur un pneumatique, caractérisé en ce que la fréquence de résonance FRT de l'antenne du transpondeur RFID (14), ainsi immergée dans ce milieu monophasique homogène (24), est comprise dans l'intervalle [850 MHz, 950 MHz].
15. Récipient selon la revendication 14, comprenant une paroi (28) en verre, pour la rétention du milieu monophasique homogène (24), et des moyens de positionnement (22) du 35 transpondeur RFID, par exemple des moyens de positionnement sensiblement vertical de ce transpondeur.