FR3057350B1 - Systeme de mesure d'un niveau de puissance d'une source d'energie ambiante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système comportant un ou plusieurs modules de mesure (101) comprenant chacun : - un générateur électrique (201) à récupération d'énergie ambiante ; - un élément capacitif (211) de stockage de l'énergie électrique produite par le générateur ; et - un circuit actif (221) adapté à émettre un signal radio d'indication d'évènement à chaque fois que la tension aux bornes de l'élément capacitif (211) dépasse un seuil, le système comprenant en outre une unité de réception adaptée à recevoir les signaux d'indication d'évènement émis par chaque module (101), et adaptée à mesurer une grandeur temporelle représentative de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module (101).

Description

SYSTEME DE MESURE D'UN NIVEAU DE PUISSANCE D'UNE SOURCE D'ENERGIE AMBIANTE

Domaine

La présente demande concerne le domaine des systèmes de gestion ou de surveillance à base de modules de mesure sans fil. Elle vise plus particulièrement un système de mesure d'un niveau de puissance d'une source d'énergie ambiante comprenant un ou plusieurs modules de mesure sans fil.

Exposé de l'art antérieur

On a déjà proposé des systèmes comprenant un ou plusieurs modules de mesure, chaque module comportant au moins un capteur d'un paramètre à mesurer, par exemple un capteur de température, un capteur de pression, un capteur de luminosité, un capteur d'accélération, un capteur de champ magnétique, etc., et comportant en outre un circuit de communication radio adapté à transmettre, à une unité de réception ou unité de centralisation du système, des données mesurées par son ou ses capteurs de paramètres. Chaque module comprend sa propre source d'alimentation électrique, qui peut être une batterie, ou encore un générateur à récupération d'énergie ambiante (éventuellement couplé à une batterie).

Un problème qui se pose dans de tels systèmes est celui de l'autonomie des modules de mesure. En effet, dans le cas de modules alimentés par batterie, lorsque la batterie est déchargée, le module ne peut plus fonctionner, et une opération de maintenance doit être prévue pour recharger ou remplacer la batterie. Dans le cas de modules intégrant un générateur à récupération d'énergie ambiante, l'autonomie du module est potentiellement infinie, mais le module ne peut fonctionner que lorsque le générateur reçoit suffisamment d'énergie ambiante. Par exemple, dans le cas d'un module alimenté par un générateur photoélectrique, le module ne peut fonctionner que lorsque la luminosité ambiante est suffisamment importante pour alimenter les capteurs et le circuit de communication du module. Résumé

Ainsi, un mode de réalisation prévoit un système comportant un ou plusieurs modules de mesure comprenant chacun : - un générateur électrique à récupération d'énergie ambiante ; - un élément capacitif de stockage de l'énergie électrique produite par le générateur ; et - un circuit actif adapté à émettre un signal radio d'indication d'évènement à chaque fois que la tension aux bornes de l'élément capacitif dépasse un seuil, le système comprenant en outre une unité de réception adaptée à recevoir les signaux d'indication d'évènement émis par chaque module, et adaptée à mesurer une grandeur temporelle représentative de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module.

Selon un mode de réalisation, la grandeur temporelle est la durée séparant les instants de réception de deux signaux d'indication d'évènement successifs en provenance du module.

Selon un mode de réalisation, la grandeur temporelle est le nombre de signaux d'indication d'évènement successifs reçu en provenance du module dans un intervalle de temps prédéterminé.

Selon un mode de réalisation, dans chaque module, le circuit actif du module comprend un premier noeud d'alimentation relié à une première borne de l'élément capacitif par l'intermédiaire d'un interrupteur, et un deuxième noeud d'alimentation relié à une deuxième borne de l'élément capacitif, et chaque module comprend un circuit de comparaison de la tension aux bornes de l'élément capacitif audit seuil, le circuit de comparaison étant adapté à commander la fermeture de l'interrupteur lorsque la tension aux bornes de l'élément capacitif dépasse le seuil.

Selon un mode de réalisation, le circuit de comparaison est un comparateur à hystérésis.

Selon un mode de réalisation, le circuit de comparaison comprend : une première branche comportant un premier transistor en série avec une première résistance entre les première et deuxième bornes de l'élément capacitif ; une deuxième branche parallèle à la première branche, comportant des deuxième et troisième résistances en série formant un pont diviseur de tension entre les première et deuxième bornes de l'élément capacitif, le point milieu du pont diviseur étant connecté à un noeud de commande du premier transistor ; et un élément résistif et/ou capacitif reliant le noeud de commande du premier transistor au premier noeud d'alimentation du circuit actif, un noeud de commande de 1 'interrupteur étant connecté au point milieu de l'association en série du premier transistor et de la première résistance.

Selon un mode de réalisation, dans chaque module, le circuit actif du module comprend un circuit de communication radio et une unité de commande du circuit de communication radio.

Selon un mode de réalisation, dans au moins un module le circuit actif du module comprend au moins un capteur d'un paramètre physique relatif à l'environnement du module, et le signal d'indication d'évènement émis par le module contient des données mesurées par le capteur.

Selon un mode de réalisation, dans chaque module, le générateur du module comprend un élément de conversion d'énergie ambiante en électricité, et un circuit de mise en forme de l'électricité produite par l'élément de conversion.

Selon un mode de réalisation, dans chaque module, le générateur est un générateur à récupération d'énergie lumineuse.

Selon un mode de réalisation, l'unité de centralisation est adaptée à détecter, pour chaque module, une variation temporelle de la grandeur, et à en déduire la présence d'un corps en mouvement en vis-à-vis du module.

Selon un mode de réalisation, chaque module comprend en outre une batterie secondaire, et dans le circuit actif est configuré pour, lorsque la tension aux bornes de l'élément capacitif ne dépasse pas le seuil pendant une période prédéterminée, émettre un signal radio périodique en utilisant la batterie secondaire comme source d'alimentation électrique.

Brève description des dessins

Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est un schéma bloc très simplifié d'un exemple d'un mode de réalisation d'un système de mesure d'un niveau de puissance d'une source d'énergie ambiante ; la figure 2 est un schéma plus détaillé d'un exemple de réalisation d'un module de mesure du système de la figure 1 ; la figure 3 est un schéma électrique détaillé d'un exemple de réalisation d'un circuit de comparaison d'une tension à un seuil du module de la figure 2 ; et la figure 4 est un chronogramme illustrant de façon schématique un exemple d'un mode de fonctionnement du système de la figure 1.

Description détaillée

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les systèmes de mesure décrits ci-après comprennent un ou plusieurs modules de mesure, et une unité de réception aussi appelée unité de centralisation, adaptée à recevoir des signaux radio émis par les modules de mesure. La réalisation pratique de l'unité de réception n'a pas été détaillée, celle-ci étant à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles de la présente description. De plus, la réalisation des circuits de communication radio des modules de mesure n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les circuits de communication radio utilisés dans les modules de mesure sans fil connus.

La figure 1 est un schéma bloc représentant de façon simplifié un exemple d'un mode de réalisation d'un système de mesure d'un niveau d'énergie ambiante.

Le système de la figure 1 comprend un ou plusieurs modules de mesure 101 (deux modules de mesure 101 dans l'exemple représenté), et une unité de centralisation 103.

Chaque module de mesure 101 (non détaillé sur la figure 1) comprend un circuit actif adapté à communiquer par liaison radio avec l'unité de centralisation 103. Chaque module de mesure 101 comprend en outre un générateur électrique à récupération d'énergie ambiante adapté à convertir en électricité de l'énergie ambiante présente dans l'environnement du module de mesure. Chaque module 101 comprend de plus un élément capacitif de stockage, par exemple un condensateur, un accumulateur capacitif, etc., adapté à stocker l'énergie électrique produite par le générateur. Dans chaque module de mesure 101, le circuit actif du module tire son énergie électrique d'alimentation de l'élément capacitif de stockage du module.

Selon un aspect d'un mode de réalisation, chaque module de mesure 101 est configuré pour émettre, via son circuit actif, un signal radio d'indication d'évènement, par exemple une impulsion ou une trame prédéfinie, à destination de l'unité de centralisation 103, à chaque fois que la tension aux bornes de son élément capacitif de stockage dépasse un seuil.

De plus, selon un aspect d'un mode de réalisation, l'unité de centralisation 103 est adaptée à mesurer une grandeur temporelle représentative de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par chaque module de mesure. A titre d'exemple, cette grandeur temporelle peut être la période séparant les instants de réception de deux signaux d'indication d'évènement successifs en provenance d'un même module de mesure, le nombre de signaux d'indication d'évènement successifs reçus en provenance d'un même module de mesure dans un intervalle de temps prédéterminé.

Connaissant les caractéristiques du générateur à récupération d'énergie ambiante du module de mesure, et en particulier son rendement de conversion de l'énergie ambiante en énergie électrique, l'unité de centralisation 103 peut déduire de cette grandeur temporelle une information sur le niveau de puissance de la source d'énergie ambiante alimentant le générateur du module. Ainsi, l'unité de centralisation 103 est adaptée à déduire d'une mesure représentative de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par un même module de mesure un paramètre relatif à l'environnement du module de mesure. A titre d'exemple, le générateur du module est un générateur à récupération d'énergie lumineuse (comprenant par exemple une ou plusieurs cellules photovoltaïques), auquel cas l'unité de centralisation 103 peut déduire de la mesure temporelle relative à la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module une information relative au niveau de puissance lumineuse reçue par le module. A titre d'exemple d'application, le système peut être utilisé pour mesurer la luminosité au voisinage du module (luxmètre) , pour détecter des mouvements, pour détecter la présence et/ou la position d'un corps ou objet, pour surveiller la quantité de lumière reçue par une plante, etc.. A titre de variante, le générateur du module est un générateur à récupération d'énergie vibratoire, auquel cas l'unité de centralisation 103 peut déduire de la mesure temporelle relative à la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module une information relative au niveau de puissance des vibrations subies par le module. A titre d'exemple d'application, le système peut être utilisé pour détecter d'éventuels défauts d'une machine au contact de laquelle est placé le module, ou pour surveiller le fonctionnement d'un moteur, par exemple en vue de réaliser un suivi de maintenance prévisionnelle. A titre de variante, le générateur du module est un générateur à récupération d'énergie rotative comprenant par exemple une turbine, auquel cas l'unité de centralisation 103 peut déduire de la mesure temporelle relative à la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module une information relative au niveau de puissance d'un flux de fluide entraînant le générateur du module. A titre d'exemple d'application, le système peut être utilisé comme anémomètre, pour mesurer la vitesse ou la pression du vent, ou comme débitmètre, pour mesurer le débit d'un fluide liquide ou gazeux. A titre de variante, le générateur du module est un générateur thermoélectrique, auquel cas l'unité de centralisation 103 peut déduire de la mesure temporelle relative à la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module une information relative à l'évolution de la température au voisinage du module. A titre d'exemple d'application, le système peut être utilisé pour surveiller la température d'un moteur ou d'une machine, pour détecter des incendies, par exemple dans une habitation ou en forêt, ou encore pour surveiller le respect de la chaîne du froid sur des produits alimentaires. A titre de variante, le générateur du module est un générateur mécano-électrique. Le système peut alors être utilisé pour surveiller une activité, par exemple pour compter les pas d'un utilisateur sur lequel est placé le module. A titre de variante, le générateur du module est un générateur à récupération d'énergie électromagnétique, par exemple un générateur à récupération d'énergie radiofréquence (RF) . Dans ce cas, le système peut être utilisé pour surveiller le niveau de puissance des ondes électromagnétiques au voisinage du module. A titre de variante, le générateur du module est un générateur à récupération d'énergie chimique ou biochimique, auquel cas le système peut être utilisé pour surveiller une éventuelle activité chimique ou biochimique, par exemple une activité microbienne.

Un avantage de ce mode de fonctionnement réside dans l'autonomie pratiquement illimitée du module de mesure 101. En effet, tant que la source d'énergie ambiante exploitée par le module de mesure est suffisamment puissante pour charger l'élément capacitif de stockage du module, l'information sur la puissance de la source d'énergie ambiante, codée sous la forme d'une grandeur temporelle, est transmise à l'unité de centralisation 103. Si la puissance de la source d'énergie ambiante devient trop faible pour charger l'élément capacitif de stockage du module, l'unité de centralisation 103 ne recevra plus de signaux d'indication d'évènement de la part du module 101, et pourra en déduire que le niveau de puissance de la source d'énergie ambiante alimentant le module est inférieur à un seuil correspondant au seuil minimal de sensibilité du système.

La figure 2 est un schéma plus détaillé d'un exemple de réalisation d'un module de mesure 101 du système de la figure 1.

Le module de mesure 101 de la figure 2 comprend un générateur à récupération d'énergie ambiante 201, adapté à délivrer une tension continue aux bornes d'un élément capacitif de stockage 211 du module, par exemple un condensateur. L'élément capacitif de stockage 211 comprend une première électrode El connectée ou couplée à une première borne de sortie du générateur 201, par exemple la borne de sortie positive du générateur 201, et une deuxième électrode E2 connectée ou couplée à une deuxième borne de sortie du générateur 201, par exemple la borne de sortie négative du générateur 201. Le générateur 201 comprend un élément de conversion d'énergie ambiante en électricité 203. Dans l'exemple représenté, l'élément 203 est un élément de conversion photoélectrigue, par exemple une cellule photovoltaïque ou un ensemble de cellules photovoltaïques interconnectées. A titre de variante, l'élément de conversion photoélectrique 203 peut être un élément de conversion mécanoélectrique, par exemple un élément de conversion piézoélectrique ou une turbine, un élément de conversion thermoélectrique, ou tout autre élément de conversion d'énergie ambiante en électricité. Le générateur 201 peut en outre comprendre un circuit 205 de mise en forme de l'énergie électrique produite par l'élément de conversion 203, par exemple un convertisseur de puissance, un circuit de redressement, etc.. Le circuit de mise en forme 205 comprend des bornes d'entrée a et b destinées à être connectées ou couplées aux bornes de l'élément de conversion 203 pour recevoir un signal électrique produit par l'élément de conversion 203, et des bornes de sortie c et d destinées à fournir un signal électrique mis en forme. Les bornes de sortie c et d du circuit de mise en forme 205 constituent les bornes de sortie du générateur 201 et sont connectées ou couplées respectivement aux électrodes El et E2 de l'élément capacitif de stockage 211. A titre de variante, le circuit de mise en forme 205 peut être omis, l'élément de conversion 203 étant alors directement connecté ou aux bornes de l'élément capacitif de stockage 211.

Le module de mesure 101 de la figure 2 comprend en outre un circuit actif 221 adapté à communiquer par liaison radio avec l'unité de centralisation 103 (non visible sur la figure 2). Dans l'exemple représenté, le circuit actif 221 comprend un module d'émission radio 223 adapté à communiquer avec l'unité de centralisation 103, par exemple selon un standard de communication radio de type Bluetooth ou IEEE 802.15.4, ou selon tout autre technologie de communication radio sans fil adaptée. Le circuit actif 221 comprend en outre une unité de commande 225, par exemple un microcontrôleur, adaptée à commander le module radio 223. Le circuit actif 221 du module 101 comprend des bornes d'alimentation e et f reliées respectivement aux électrodes El et E2 de l'élément capacitif de stockage 211. Dans l'exemple représenté, la borne d'alimentation e du circuit actif 221 est reliée à l'électrode El de l'élément capacitif de stockage 211 par l'intermédiaire d'un interrupteur 231, et la borne d'alimentation f du circuit actif 221 est connectée à l'électrode E2 de l'élément capacitif de stockage 211.

Le module de mesure 101 de la figure 2 comprend de plus un circuit 241 de comparaison d'une tension à un seuil comportant deux bornes d'entrée g et h connectées respectivement à l'électrode El et à l'électrode E2 de l'élément capacitif de stockage 211. Le circuit 241 comprend en outre une borne de sortie i connectée à un noeud de commande de l'interrupteur 231. Le circuit 241 est adapté à comparer la tension aux bornes de l'élément capacitif de stockage 211 à un seuil prédéfini VH, et à commander la fermeture de l'interrupteur 231 lorsque la tension aux bornes de l'élément 211 est supérieure au seuil VH. A titre d'exemple, le circuit 241 comprend un comparateur à hystérésis adapté à commander la fermeture de l'interrupteur 231 lorsque la tension aux bornes de l'élément 211 passe au-dessus du seuil VH, puis à commander la réouverture de l'interrupteur 231 seulement lorsque la tension aux bornes de l'élément 211 redescend en dessous d'un seuil VL inférieur au seuil VH.

Le fonctionnement du module de mesure de la figure 2 est le suivant. Le générateur 201 charge l'élément capacitif de stockage 211 à une vitesse fonction du niveau de puissance d'énergie ambiante qu'il reçoit. Lorsque la tension aux bornes de l'élément capacitif de stockage 211 passe au-dessus du seuil VH, le circuit de comparaison 241 commande la fermeture de l'interrupteur 231. Le circuit actif 221 est alors alimenté par l'élément capacitif de stockage 211. Le circuit actif 221 est configuré pour, lorsqu'il reçoit une tension d'alimentation après une période d'inactivité, émettre un signal radio d'indication d'évènement à destination de l'unité de centralisation 103. L'énergie électrique consommée par le circuit actif 221 pendant cette phase provoque la décharge de l'élément capacitif de stockage 211 jusqu'au seuil bas VL du circuit 241, ce qui provoque la réouverture de l'interrupteur 231. Le circuit actif 221 cesse alors d'être alimenté, et la charge de l'élément capacitif de stockage 211 reprend jusqu'à la prochaine commutation du circuit de comparaison 241. A titre de variante, les seuils VL et VH du comparateur peuvent être identiques.

Dans l'exemple de la figure 2, le circuit actif 221 du module de mesure 101 comprend de plus un ou plusieurs capteurs 227 de paramètres physiques relatifs à l'environnement du module, par exemple un ou plusieurs capteurs de température, un ou plusieurs capteurs de luminosité, un ou plusieurs capteurs de pression, un ou plusieurs capteurs d'accélération, un ou plusieurs capteurs de champ magnétique, etc.. Dans ce cas, le circuit actif 221 peut être configuré pour, lorsqu'il reçoit une tension d'alimentation après une période d'inactivité, réaliser une mesure d'un ou plusieurs paramètres environnementaux à partir de son ou ses capteurs 227, puis transmettre ces données par radio à l'unité de centralisation 103. Le signal radio émis, contenant les données mesurées par les capteurs 227, correspond alors au signal d'indication d'évènement exploité par l'unité de centralisation 103 pour déterminer une information relative au niveau de puissance de la source d'énergie ambiante exploitée par le générateur d'alimentation du module. Un avantage lié à la prévision des capteurs 227 est que l'unité de centralisation 103 peut non seulement déterminer le niveau de puissance de la source d'énergie ambiante alimentant le module, en mesurant la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module, mais peut en outre recevoir des informations relatives à d'autres paramètres de l'environnement du module. Les modes de réalisation décrits ne se limitent toutefois pas à ce cas particulier. A titre de variante, le module 101 peut ne comporter aucun capteur 227 supplémentaire, le signal d'indication d'évènement étant alors un signal prédéfini indépendant de l'environnement du module.

Dans une autre variante, le module 101 peut en outre comporter une batterie secondaire de secours, permettant d'alimenter le module lorsque ce dernier ne reçoit plus suffisamment d'énergie de l'environnement. Ceci permet notamment de pouvoir continuer à transmettre les mesures fournies par les capteurs 227 même lorsque la quantité d'énergie ambiante reçue devient trop faible. A titre d'exemple, le circuit actif 221 peut comporter une horloge et être configuré pour, lorsqu'il ne reçoit pas de tension d'alimentation en provenance du générateur à récupération d'énergie pendant une durée prédéterminée, émettre à une fréquence fixe prédéterminée des trames d'informations (contenant par exemple des mesures réalisées par les capteurs 227) à destination de l'unité de centralisation 103, en utilisant la batterie secondaire comme source d'alimentation électrique.

La figure 3 est un schéma électrique détaillé d'un exemple de réalisation d'un circuit 241 de comparaison d'une tension à un seuil du module 101 de la figure 2. La figure 3 représente en outre l'interrupteur 231 du module 101, ainsi que, sous la forme d'un bloc non détaillé, le circuit actif 221 du module 101.

Le circuit de comparaison 241 de la figure 3 comprend une première branche comportant une résistance RI et un transistor Tl en série entre les noeuds d'entrée g et h du circuit. Sur la figure 3, on a désigné par la référence Ve la tension d'entrée appliquée entre les noeuds g et h, correspondant à la tension aux bornes de l'élément capacitif de stockage 211 (non visible sur la figure 3) du module. Dans l'exemple représenté, la résistance RI a une première extrémité reliée au noeud g et une deuxième extrémité reliée au noeud de sortie i du circuit 241, et le transistor Tl a un premier noeud de conduction relié au noeud i et un deuxième noeud de conduction relié au noeud h. Dans l'exemple représenté, le transistor Tl est un transistor bipolaire de type NPN, dont le collecteur (c) est relié au noeud i et dont l'émetteur (e) est relié au noeud h.

Le circuit 241 de la figure 3 comprend en outre une deuxième branche parallèle à la première branche, comportant deux résistances R2 et R3 en série entre les noeuds g et h. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, la résistance R2 a une première extrémité reliée au noeud g et une deuxième extrémité reliée à un noeud j, et la résistance R3 a une première extrémité reliée au noeud j et une deuxième extrémité reliée au noeud h. Les résistances R2 et R3 forment un pont diviseur de tension. Le noeud j, ou point milieu du pont diviseur, est relié à un noeud de commande du transistor Tl, à savoir la base (b) du transistor Tl dans l'exemple représenté.

Le circuit 241 comprend en outre une résistance Rf ayant une première extrémité reliée au noeud j et une deuxième extrémité reliée au noeud d'alimentation e du circuit actif 221.

Dans l'exemple de la figure 3, l'interrupteur 231 est un transistor ayant un premier noeud de conduction relié au noeud g, un deuxième noeud de conduction relié au noeud e, et un noeud de commande relié au noeud i. Dans l'exemple représenté, le transistor 231 est un transistor MOS à canal P dont la source (s) est reliée au noeud g, dont le drain (d) est relié au noeud e, et dont la grille (g) est reliée au noeud i.

Les noeuds e et f (le noeud f étant connecté au noeud h dans cet exemple) sont des noeuds de fourniture d'une tension de sortie Vs du circuit formé par le comparateur 241 et l'interrupteur 231, correspondant à la tension d'alimentation du circuit actif 221 du module.

Le fonctionnement du circuit de la figure 3 est le suivant. Lorsque la tension d'entrée Ve est basse, la tension aux bornes de la résistance R3 du pont diviseur n'est pas suffisante pour mettre en conduction le transistor Tl. Le transistor Tl est donc bloqué. La tension aux bornes de la résistance RI, correspondant à la tension grille-source du transistor 231 dans cet exemple, est alors sensiblement nulle. Le transistor 231 est donc bloqué. Le courant traversant la charge formé par le circuit actif 221 est alors sensiblement nul, et le circuit 221 n'est pas alimenté. La tension de sortie Vs est alors approximativement nulle. L'élément résistif Rf contribue alors à abaisser le potentiel du noeud j en le tirant vers celui du noeud e (alors sensiblement égal à celui du noeud h) , et renforce donc le blocage du transistor Tl.

Lorsque la tension Ve augmente jusqu'à franchir un seuil VH, la tension aux bornes de la résistance R3 atteint le seuil de mise en conduction du transistor Tl. Le transistor Tl devient alors passant, et un courant circule dans la branche comportant la résistance Rl et le transistor Tl. La tension aux bornes de la résistance Rl, ou tension source-grille du transistor 231 dans cet exemple, augmente alors jusqu'à atteindre le seuil de mise en conduction du transistor 231. Le transistor 231 devient donc lui aussi passant. La charge formée par le circuit actif 221 est alors alimentée, et la tension Vs devient sensiblement égale à la tension d'entrée Ve (à la chute de tension du transistor 231 près). L'élément résistif Rf tend alors à rehausser le potentiel du noeud j en le tirant vers celui du noeud e (alors sensiblement égal à celui du noeud g) , et contribue donc au maintien à l'état passant du transistor Tl.

Lorsque la tension Ve redescend sous un seuil VL inférieur au seuil VH, la tension aux bornes de la résistance R3 n'est plus suffisante pour maintenir le transistor Tl à l'état passant. Le transistor Tl se bloque donc, et la tension aux bornes de la résistance Rl devient sensiblement nulle, entraînant le blocage du transistor 231. Il en résulte que le circuit actif 221 n'est plus alimenté, et la tension Vs devient sensiblement nulle. A titre de variante, l'élément résistif Rf peut être remplacé par un élément capacitif, ou par une association série ou parallèle d'un élément résistif et d'un élément capacitif.

On notera qu'un circuit de comparaison d'une tension à un seuil similaire à celui de la figure 3 est décrit dans la demande de brevet européen EP3035530, ainsi que dans la demande de brevet américain correspondante US201617289, dont le contenu est considéré comme faisant partie intégrante de la présente description.

Les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à l'exemple de circuit de comparaison d'une tension à un seuil décrit en relation avec la figure 3. En particulier, les modes de réalisation décrits sont compatibles avec les diverses variantes de réalisation de ce circuit décrites dans les demandes de brevet EP3035530 et US201617289 susmentionnées. Plus généralement, tout autre circuit 241 adapté à comparer la tension aux bornes de l'élément capacitif de stockage 211 à un seuil et à commander la fermeture de l'interrupteur 231 lorsque la tension aux bornes de l'élément 211 dépasse ce seuil peut être utilisé.

La figure 4 illustre de façon schématique un exemple d'un mode de fonctionnement du système de la figure 1. Plus particulièrement, la figure 4 illustre une application du système de la figure 1 à la détection de mouvements.

On considère ici un système comportant au moins deux modules de mesure 101, disposés à des emplacements distincts d'un espace à surveiller, par exemple une pièce d'un bâtiment.

Dans cet exemple, les modules de mesure 101 sont des modules à récupération d'énergie lumineuse. Ainsi, l'information déduite par l'unité de centralisation 103, pour chaque module, de la mesure de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module, est une information de puissance lumineuse reçue par le module.

La figure 4 comprend deux chronogrammes représentant respectivement, pour deux modules 101 distincts que l'on appellera module A et module B, une suite d'impulsions représentant les instants de réception, par l'unité de centralisation 103, des signaux d'indication d'évènement émis par le module.

Dans l'exemple représenté, la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module A est sensiblement constante, égale à une première valeur fl, pendant une première période T1A, puis passe à une deuxième valeur f2 inférieure à la valeur fl pendant une deuxième période T2A, avant de revenir à la valeur fl pendant une période T3A. De façon similaire, la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module B est sensiblement constante, égale à une première valeur fl, pendant une première période T1B, puis passe à une deuxième valeur f2 inférieure à la valeur fl pendant une deuxième période T2B, avant de revenir à la valeur fl pendant une période T3B. L'unité de centralisation 103 peut déduire de la diminution temporaire de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par un module qu'un corps en déplacement a temporairement obscurci l'environnement du module.

Dans l'exemple de la figure 4, la période T2A de ralentissement des émissions par le module A est antérieure à la période T2B de ralentissement des émissions par le module B. L'unité de centralisation 103 peut déduire de cette information que le corps en mouvement dans l'espace à surveiller est passé devant le module A avant de passer devant le module B.

Ainsi, l'analyse temporelle des signaux d'indication d'évènement émis par les différents modules, permet non seulement de détecter un mouvement dans un espace à surveiller, mais peut en outre permettre de réaliser un suivi de position du corps en mouvement détecté.

Plus généralement, de nombreuses applications peuvent être envisagées, tirant profit de la consommation électrique très faible des modules de mesure, et de leur autonomie quasi-illimitée . A titre d'exemple, le système de mesure de la figure 1 peut être utilisé comme système d'alarme pour surveiller la présence d'un objet dans une pièce (tableau, meuble, téléviseur, etc.) . Pour cela, un module 101 alimenté par un générateur photoélectrique peut être placé de façon que son élément de conversion photoélectrique soit masqué par l'objet à surveiller. Lorsque l'objet est en place, le module 101 n'émet alors aucun signal. Si en revanche l'objet des déplacé de façon à ne plus masquer l'élément de conversion photoélectrique du module, l'énergie lumineuse ambiante entraîne la charge du module et l'émission de signaux d'indication d'évènement par le module. L'unité de centralisation 103 peut ainsi détecter que l'objet a été déplacé.

Claims (10)

1. KËTVKNDIŒTIQHS

   1, Système comportant un ou plusieurs modules de mesure (101) comprenant chacun : - un générateur électrique (201) à récupération d’énergie ambiante ; ·· un élément capacitif (211) de stockage de l'énergie électrique produite par le générateur ; et un circuit actif (221) adapté à émettre un signal radio d'indication d'évènement à chaque fois que la tension aux bornes de l'élément capacitif (211) dépasse un seuil, le système comprenant en outre une unité de réception (103) adaptée à recevoir les signaux d'indication d'évènement émis par chaque module (101), et adaptée à mesurer une grandeur temporelle représentative de la cadence d'émission des signaux d'indication d'évènement par le module (101), dans lequel : dans chaque module (101), le circuit actif (221) du module comprend un premier noeud d'alimentation (e) relié à une première borne (El) de l'élément capacitif (211) par 1 'intermédiaire d'un interrupteur (231), et un deuxième noeud d'alimentation (f) relié à une deuxième borne (E2) de l'élément capacitif (211), et dans lequel chaque module comprend un circuit (241) de comparaison de la tension aux bornes de l'élément capacitif (211) audit seuil, le circuit de comparaison {241} étant adapté à commander la fermeture de l'interrupteur (231) lorsque la tension aux bornes de l'élément capacitif (211) dépasse le Seuil ? 6l le circuit de comparaison (241) est un comparateur à hystérésis.
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel ladite grandeur temporelle est la durée séparant les instants de réception de deux signaux d’indication d'évènement successifs en provenance du module (1.01) .
3. 3. Système selon la .revendication 1, dans lequel ladite grandeur temporelle est le nombre de signaux d’indication d’évènement, successifs reçu en provenance du module (101) dans un intervalle de temps prédéterminé.
4. 4. Système selon 1’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit de comparaison (241) comprend : une première branche comportant un premier transistor (Tl) en série avec une première résistance (Rl) entre les première (El) et deuxième (E2) bornes de l'élément, capacitif (211) ; une deuxième branche parallèle à la première branche, comportant des deuxième (R2) et troisième (R3) résistances en série formant un pont diviseur de tension entre les première (El) et deuxième (E2) bornes de l’élément capacitif (211), le point milieu (j) du pont diviseur étant connecté à un noeud de commande du premier transistor (Tl) ; et un élément résistif (Rf) et/ou capacitif reliant le noeud (j) de commande du premier transistor (Tl) au premier noeud d’alimentation (e) du circuit actif (221), un noeud de commande de l'interrupteur (231) étant connecté au point milieu (i) de l'association en série du premier transistor (Tl) et de la première résistance (Rl).
5. 5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, dans chaque module (101), le circuit actif (221) du module comprend un circuit de communication radio (223) et une unité (225) de commande du circuit de communication radio (223).
6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, dans au moins un module (101) le circuit actif (221) du module comprend au moins un capteur (227) d'un paramètre physique relatif à l'environnement du module, et dans lequel le signal d'indication d'évènement émis par le module contient des données mesurées par ledit au moins un capteur (227).
7. 7. Système selon 1. ’ une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, dans chaque module (101) , le générateur (201) du module comprend un élément. (203) de conversion d'énergie ambiante en électricité,, et un circuit (205) de mise en forme de l’électricité produite par l’élément de conversion (203).
8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, dans chaque module, le générateur (201) est un générateur à récupération d’énergie lumineuse.
9. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel l'unité de centralisation (103) est adaptée à détecter, pour chaque module (101), une variation temporelle de ladite grandeur, et à en déduire la présence d'un corps en mouvement, en vis-à-vis du module.
10. 10. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel chaque module (101) comprend en outre une batterie secondaire, et dans lequel le circuit actif (221) est configuré pour, lorsque la tension aux bornes de l'élément capacitif (211) ne dépasse pas ledit seuil pendant une période prédéterminée, émettre un signal, radio périodique en utilisant la batterie secondaire comme source d'alimentation électrique.