FR3083935A1

FR3083935A1 - Systeme de commutation d'alimentation entre deux piles electriques

Info

Publication number: FR3083935A1
Application number: FR1856419A
Authority: FR
Inventors: Laurent Pichard
Original assignee: Finsecur SAS
Current assignee: Finsecur SAS
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: FR3083935B1

Abstract

La présente invention vise un système de commutation d'alimentation entre deux piles électriques comportant un ensemble de transistors à effet de champ à grille isolée.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention vise un système de commutation d’alimentation entre deux piles électriques. Elle s’applique, notamment, à la détection d’incendie.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Dans des systèmes d’alarmes actuels, munis de terminaux de détection de risques autonomes énergétiquement, on choisit habituellement de mettre en œuvre une topologie en réseau (« mesh », en anglais) reliant chaque dispositif du système aux autres dispositifs à proximité.

Ces systèmes présentent plusieurs avantages : la communication est plus robuste car il existe plusieurs manières de relier deux points du réseau, notamment. En plus, du fait de la plus grande proximité entre les points, la puissance nécessaire pour relier deux points proches est inférieure à la puissance nécessaire pour relier, en imaginant que ce soit possible, deux points éloignés sans requérir de sauts de dispositif proche en dispositif proche.

Toutefois, dans le contexte de système d’alarmes, une maintenance régulière doit être assurée pour vérifier que les batteries des terminaux soient toujours disponibles. Or, dans une topologie en réseau, du fait que les chemins pour transférer l’information ne sont pas uniques, les batteries des terminaux se vident à des rythmes différents. Il s’en suit un besoin régulier de maintenance, alors même que les batteries de certains terminaux peuvent durer, de manière nominale, des années.

Ainsi, il n’existe aucun système permettant de limiter le besoin en temps d’intervention humain pour assurer la maintenance de tels systèmes.

D’autre part, les normes aujourd’hui en vigueur au regard de la maintenance de tels systèmes requièrent que l’exploitant d’un système d’alarme soit notifié au moins un mois avant la défaillance d’une pile électrique.

Aujourd’hui, pour transmettre une telle notification, ou réaliser une maintenance préventive, un calcul d’autonomie est réalisé pour chaque équipement alimenté par des piles électriques.

Cette méthode présente comme désavantage principal le fait que la fréquence des maintenances des différents périphériques alimentés par des piles peut être différente. De plus, les systèmes actuels requièrent, quelle que soit cette fréquence de maintenance, une fréquence de maintenance trop élevée représentant un coût important pour l’exploitant.

La norme EN54-25 actuelle oblige les systèmes à ce que les batteries durent un minimum de 36 mois, les systèmes actuels ayant une durée de vie aux alentours de cette durée.

OBJET DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.

À cet effet, la présente invention vise un système de commutation d’alimentation entre deux piles électriques, qui comporte :

- un premier condensateur électrique reliant la masse à :

- une première résistance reliée à :

- la source d’un premier transistor à effet de champ à grille isolée, ci-après « MOSFET », et

- une alimentation configurée pour être connectée à une borne positive d’une première pile électrique,

- la grille du premier MOSFET et le drain d’un deuxième MOSFET,

- la source du deuxième MOSFET étant reliée à la masse et la grille du deuxième MOSFET étant reliée à la grille d’un troisième MOSFET,

- une sortie de fourniture d’électricité étant reliée à la source du troisième MOSFET, le drain du premier MOSFET étant relié au drain d’un quatrième MOSFET, la source du quatrième MOSFET étant reliée à la sortie de fourniture d’électricité, la grille du quatrième MOSFET étant reliée à la grille d’un cinquième MOSFET,

- la source du cinquième MOSFET étant reliée à la masse et le drain du cinquième MOSFET étant relié :

- à la grille d’un sixième MOSFET,

- à une deuxième résistance reliée à la source du sixième MOSFET et à une alimentation configurée pour être connectée à une borne positive d’une deuxième pile électrique et

- à un deuxième condensateur disposé en parallèle de la deuxième résistance et

- le drain du sixième MOSFET étant connecté au drain du troisième MOSFET,

- un septième MOSFET dont la source est reliée à une alimentation configurée pour être connectée à une borne positive d’une deuxième pile électrique, dont la grille est reliée au drain d’un huitième MOSFET,

- une troisième résistance électrique reliant la source du septième MOSFET à la grille du septième MOSFET et

- le drain du septième MOSFET étant relié à une quatrième résistance, cette quatrième résistance étant reliée à une cinquième résistance reliée d’autre part à la masse.

Grâce à ces dispositions, le système démarre toujours sur la première pile électrique et ce système comporte un circuit de test des premières et deuxièmes piles électriques. De plus, l’utilisation de deux piles permet de doubler la durée nécessaire avant une maintenance du dispositif alimenté par le système objet de la présente invention.

En conséquence les opérations de maintenance concernant le changement des piles sur site peuvent être planifiées bien avant que le système passe en défaut de pile basse, ce qui en baisse le coût et évite le risque de laisser une installation de sécurité hors d’état pendant une longue période.

On peut donc parler ici de maintenance prédictive sur analyse réelle de la durée de vie de la première pile.

Pour que cela fonctionne correctement, il faut donc un système de commutation (« switch », en anglais) électronique qui présente un courant de fuite à l’état de repos extrêmement faible afin de ne pas décharger prématurément la deuxième pile. Les systèmes de commutation intégrés présentent toujours un courant de fuite important, de l’ordre de plusieurs microampères. Le système 700 décrit descend cette valeur bien en-dessous du microampère, de l’ordre d’une dizaine de nanoampère.

Dans des modes de réalisation, au moins un MOSFET parmi :

- le premier MOSFET,

- le troisième MOSFET,

- le quatrième MOSFET

- le sixième MOSFET et/ou

- le septième MOSFET. est un MOSFET de type P.

Dans des modes de réalisation, au moins un MOSFET parmi :

- le deuxième MOSFET

- le cinquième MOSFET et/ou

- le huitième MOSFET.

est un MOSFET de type N.

Dans des modes de réalisation, au moins un MOSFET est un MOSFET à enrichissement.

Dans des modes de réalisation, le système objet de la présente invention comporte un capteur d’une valeur de tension électrique relié à une interconnexion de la quatrième résistance et de la cinquième résistance. Dans des modes de réalisation, le système objet de la présente invention comporte un moyen de changement de la polarisation du deuxième MOSFET.

Ces modes de réalisation permettent de commuter l’alimentation fournie pour que la deuxième pile électrique alimente un dispositif connecté au système.

Dans des modes de réalisation, le système objet de la présente invention comporte un microcontrôleur alimenté par la sortie de fourniture d’électricité.

Dans des modes de réalisation, le microcontrôleur comporte un moyen de mesure d’une tension d’alimentation fournie audit microcontrôleur.

Dans des modes de réalisation, le moyen de polarisation est configuré pour polariser le deuxième MOSFET à une valeur de tension déterminée en fonction de la valeur de tension d’alimentation mesurée.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif, du système et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes d’un premier mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention,

- la figure 2 représente, schématiquement, un chronogramme illustratif du procédé objet de la présente invention,

- la figure 3 représente, schématiquement, un chronogramme illustratif de l’occupation d’une bande de fréquence par la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention,

- la figure 4 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes d’un deuxième mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention,

- la figure 5 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du dispositif objet de la présente invention,

- la figure 6 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du système objet de la présente invention et

- la figure 7 représente, schématiquement, un circuit électrique mettant en œuvre le système objet de la présente invention.

DESCRIPTION D’EXEMPLES DE RÉALISATION DE L’INVENTION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.

Par « terminal de détection d’un risque », on entend un dispositif muni d’un capteur d’une valeur représentative d’une grandeur physique ou d’un actionneur.

Par « autonome énergétiquement », on entend que le terminal est muni d’une source d’alimentation électrique autonome, telle une batterie ou une pile. Cette autonomie peut optionnellement également être assurée par un moyen de production d’énergie électrique via un périphérique dédié, tel un panneau solaire par exemple.

Par « organe communicant », on entend tout dispositif susceptible d’être relié à un terminal par une liaison de communication radio. Cet organe peut être, ou non, alimenté de manière autonome. Cet organe communicant peut être une centrale d’alarme ou un organe intermédiaire chargé de relayer de manière filaire ou sans-fil une détection de risque vers une centrale d’alarme.

On note que le système visé par la présente invention peut comporter plusieurs terminaux communicants avec un organe communicant.

On note que le système visé par la présente invention peut comporter plusieurs organes communicants. Chaque organe communicant est alors associé à au moins un terminal.

On observe, sur la figure 1, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du procédé 100 objet de la présente invention. Ce procédé 100 de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, comporte, de manière itérative et pour chaque terminal :

- une première étape 105 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une première fréquence,

- une première étape 110 de mise en veille du terminal,

- une première étape 115 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,

- une première étape 120 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une deuxième fréquence,

- une deuxième étape 125 de mise en veille du terminal,

- une deuxième étape 130 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,

- une deuxième étape 135 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur la bande entourant la première fréquence,

- une troisième étape 140 de mise en veille du terminal,

- une troisième étape 145 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,

- une deuxième étape 150 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur la bande entourant la deuxième fréquence,

- une quatrième étape 155 de mise en veille du terminal et

- une quatrième étape 160 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée, l’intervalle de temps entre deux itérations étant inférieur à trois-cent secondes.

Dans des modes de réalisation préférentiels, le procédé 100 objet de la présente invention met en œuvre, pour au moins une étape d’émission, 105, 120, 135 et/ou 150, la modulation LoRa ou FSK (pour « Frequency Shift Keying », traduit par « modulation par déplacement de fréquence >>).

Le procédé illustré en figure 1 montre, en particulier, la manière dont est assurée la détection d’une perte de lien radio entre un terminal et l’organe. Comme on le comprend, le procédé 100 réalise une pluralité de cycles composés d’étapes de réveil, d’émission puis de mise en veille. C’est l’absence de réception d’un message émis par un terminal, au niveau de l’organe, qui déclenche la détection d’une rupture de lien radio.

Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d’une antenne choisie et configurée pour émettre selon le protocole de transmission sur couche physique LoRa, à distinguer du protocole LoRaWAN. Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, peut être réalisée par une antenne unique ou par une antenne distincte. Dans des variantes, chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, selon une bande de fréquence donnée identique met en œuvre une antenne unique.

Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est déclenchée, par exemple, par la mise en œuvre d’un émetteur-récepteur radio du terminal, cet émetteurrécepteur étant associé à un microcontrôleur embarqué dans le terminal.

Le terminal est configuré pour émettre un message à un instant déterminé en fonction d’une horloge interne au terminal préférentiellement synchronisée avec le reste du système.

Dans des modes de réalisation préférentiels, l’intervalle entre deux étapes d’émission, 105, 120, 135 et 140, est identique et inférieure à soixante-quinze secondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à soixante-dix secondes.

Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est ainsi préférentiellement espacée dans le temps d’un intervalle de temps déterminé et régulier entre chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150.

Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est alternée entre deux bandes de fréquences de sorte à rendre robuste la transmission sans pour autant dépasser le temps d’occupation autorisé d’une bande de fréquence par les régulations.

Ainsi, les premières étapes d’émission, 105 et 120, sont réalisées respectivement sur deux bandes et les deuxièmes étapes d’émission, 135 et 150, sont réalisées respectivement sur ces deux bandes également.

Ces deux bandes correspondent, par exemple, à des bandes de fréquence entourant les fréquences de 868 MHz et 433 MHz.

On comprend ainsi qu’un terminal émet, par exemple :

- une première fois sur la bande entourant la fréquence de 868 MHz,

- une première fois sur la bande entourant la fréquence de 433 MHz,

- une deuxième fois sur la bande entourant la fréquence de 868 MHz et

- une deuxième fois sur la bande entourant la fréquence de 433 MHz.

Dans des modes de réalisation, au moins une étape 105, 120, 135, 140 d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt-cinq et soixante-quinze kilohertz. Préférentiellement, ce canal présente une largeur de bande de cinquante kilohertz.

Dans des modes de réalisation, au cours d’au moins une étape 105, 120, 135, 140 d’émission, le terminal émet un identifiant représentatif d’un groupe de terminaux. Cet identifiant est codé, par exemple, sur trois octets.

Pour limiter l’utilisation de l’énergie disponible au niveau d’un terminal, chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est précédée d’une étape de réveil, 160, 115, 130 et 145, et succédée d’une étape de mise en veille, 110, 125, 140 et 155.

Cet état de veille peut correspondre à :

- un état de désactivation d’un système d'exploitation du terminal,

- un état de veille simple où certains composants matériels du terminal sont arrêtés par des signaux spécifiques où

- un état préférentiel de veille prolongée, aussi appelée hibernation où le terminal est éteint tandis que toute la mémoire vive est copiée sur une mémoire informatique non volatile pour être utilisée au cours d’une étape de réveil, 160, 115, 130 et 145.

Préférentiellement, chaque étape de mise en veille, 110, 125, 140 et 155 est déclenchée immédiatement après la réalisation de l’étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, précédente.

Chaque étape de réveil, 160, 115, 130 et 145, est configurée pour être réalisée à un instant correspondant à l’instant d’émission déterminé auquel est soustrait une durée déterminée correspondant à une durée d’initialisation, ou de réveil, du terminal. Ainsi, si les étapes d’émission, 105, 120, 135 et 150, sont périodique alors, en principe, chaque étape de réveil, 160, 115, 130 et 145, est également périodique selon la même période.

Préférentiellement, chaque intervalle entre une étape, 115, 130, 145 et 160, de réveil et une étape, 110, 125, 140 et 155, de mise en veille successive est inférieur à cent quarante millisecondes. Préférentiellement, cet intervalle est inférieur à cent quatorze millisecondes.

Cette durée correspond, par exemple, à la durée physique choisie ou nécessaire pour transmettre un message tel que configuré dans le système.

Comme on le comprend, chaque itération du procédé 100 met en œuvre quatre cycles au cours desquels le terminal réalise une étape de réveil, 115, 130, 145 et 160, une étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, et une étape de mise en veille, 110, 125, 140 et 155. Chaque cycle est formé, outre ces étapes propres au terminal, du reste de la durée entre deux itérations des étapes propres au terminal. Lorsqu’entre chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, un intervalle de temps de soixante-dix secondes est prévu, le cycle dure soixante-dix secondes.

Pour améliorer la synchronisation globale du système, le procédé comporte préférentiellement, entre deux étapes, 105, 120 et 135, 140, d’émission par le terminal :

- une étape 170 de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation

- une étape 171 de réception du signal de synchronisation par le terminal et

- une étape 175 de synchronisation, par le terminal, avec le signal transmis.

Dans des variantes, les étapes de transmission 170 et de synchronisation 175 sont réalisées une seule fois par itération du procédé 100. Dans d’autres variantes, les étapes de transmission 170 et de synchronisation 175 sont réalisées une fois toutes les deux ou plus itérations du procédé 100.

L’étape de transmission 170 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d’une antenne de l’organe communicant choisie et configurée pour émettre selon le protocole de transmission sur couche physique LoRa.

L’étape de réception 171 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d’une antenne du terminal.

L’étape 175 de synchronisation est réalisée, par exemple, par l’enregistrement d’une valeur d’horloge au niveau du terminal basée sur une valeur d’horloge comprise dans le signal de synchronisation.

Dans des modes de réalisation du procédé 100, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel un temps de départ des étapes du procédé 100 est décalée, pour chaque terminal, dans le temps d’une valeur de décalage temporelle déterminée de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément. Cette la valeur de décalage temporelle est préférentiellement égale à deux secondes.

On observe, en figure 2, schématiquement, les émissions de signaux réalisées par un terminal 200 sur deux bandes de fréquences, 215 et 220, au gré du temps 230, correspondant au procédé 100 illustré en figure 1. Ainsi, le terminal 200 émet :

- une première fois sur la bande entourant la première bande de fréquence 215,

- une première fois sur la bande entourant la deuxième bande de fréquence 220, après un intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la première bande de fréquence 215,

- une deuxième fois sur la bande entourant la première bande de fréquence 215, après le même intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la deuxième bande de fréquence 215,

- une deuxième fois sur la bande entourant la deuxième bande de fréquence 220, après le même intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la première bande de fréquence 215.

Pour symboliser la détection d’un risque, l’émission 225 d’un signal d’alarme sur les deux bandes de fréquences est également représenté.

On note donc que deux émissions successives sur une bande de fréquences sont séparées 210 par deux fois la valeur de l’intervalle entre deux émissions successives.

On observe, en figure 3, schématiquement, un cycle d’émission du point de vue de l’organe communicant. Cet organe communicant reçoit successivement, à intervalle 340 régulier, un signal, 301,302, 303, 304, 331 et 332, de chaque terminal associé audit organe communicant. La transmission d’un signal 345 de synchronisation est également représentée.

Dans des modes de réalisation, non représentés, le procédé 100 objet de la présente invention comporte une étape de détection d’une rupture de liaison entre l’organe et un terminal en fonction de l’absence de réception d’un signal devant être émis par ledit terminal.

Dans ces modes de réalisation, l’organe communicant reçoit les signaux émis par chaque terminal, sur chaque bande de fréquence, et mesure la durée de temps entre deux signaux émis. Si au bout d’une durée prédéterminée, aucun message n’a été reçu par l’organe communicant, l’organe communicant détermine qu’une rupture de liaison a eu lieu. Préférentiellement, cette durée prédéterminée correspond à une durée représentative d’une pluralité de cycles réveil-émission-mise en veille du terminal. Préférentiellement, cette durée prédéterminée est inférieure à trois cent secondes.

La détection d’une rupture de liaison est ainsi particulièrement robuste car redondante dans le temps, du fait des deux émissions par bande de fréquences, et en fréquence, du fait des deux bandes de fréquences.

Dans des modes de réalisation, non représentés, le procédé 100 objet de la présente invention comporte une étape de transmission d’un signal d’alerte lorsqu’une rupture de liaison est détectée par l’organe communicant.

On observe également, en figure 1, les conséquences de la détection d’un risque par un terminal sur la communication entre le terminal et l’organe. Lorsqu’une telle détection a lieu, le procédé 100 comporte une étape d’émission 165 d’un signal d’alarme, par le terminal, sur les deux bandes successivement.

Cette étape d’émission 165 peut être répétée sur une première bande en absence de réception de signal d’acquittement émis par l’organe communicant avant d’être répétée sur une deuxième bande. Dès la réception d’un signal d’acquittement, le terminal cesse de réaliser l’étape d’émission 165.

Dans des modes de réalisation, l’étape d’émission 165 est réalisée jusqu’à cinq fois sur une bande avant d’être réalisée jusqu’à cinq fois sur l’autre bande, en l’absence de réception d’un message d’acquittement.

Cette étape d’émission 165 met en œuvre, par exemple, une antenne commandée par un émetteur-récepteur radio associée à un microcontrôleur du terminal. Cette antenne est configurée pour émettre sur les deux bandes.

Préférentiellement, le terminal attend un signal d’acquittement, émis par l’organe communicant, avant de cesser l’émission de signaux d’alarme. Ainsi, cette émission de signal d’alarme peut se dérouler ainsi, de manière itérative : le terminal émet un signal d’alarme et attend, pendant une durée déterminée, un accusé de réception, cette durée déterminée étant supérieure à la durée déterminée de l’itération précédente.

Dans des modes de réalisation préférentiels, lorsqu’un opérateur acquitte l’alarme et réarme le système à partir de la centrale d’alarme, en saisissant un code d’accès par exemple, une commande est envoyée à tous les organes communicants puis aux terminaux. Lorsque l’organe communicant reçoit cette commande de réarmement, l’organe émet un signal de synchronisation particulier comportant un code différent des signaux de signaux de réinitialisation transmis par ailleurs.

Lorsqu’un terminal reçoit un tel signal de synchronisation, l’émission d’un signal d’alarme est arrêtée. Toutefois, si un capteur du terminal détecte toujours la présence d’un risque, tel de la fumée par exemple, lorsque le terminal est éveillé, un signal d’alarme est toujours émis immédiatement. Ainsi, il est possible que le terminal reçoive le signal de synchronisation comportant un code de réarmement, que le signal d’alarme cesse d’être émis et qu’immédiatement soit émis de nouveau un signal d’alarme. C’est le cas, par exemple, des détecteurs manuels qui nécessitent un outil pour être réarmés.

Dans des modes de réalisation préférentiels, un réarmement du système correspond à une mise hors tension du système puis à une remise sous tension. Dans ces modes de réalisation, l’organe communicant est configuré pour émettre, dès la mise sous tension, et de manière périodique, un signal de synchronisation.

Toutefois, il peut arriver que ce signal de synchronisation ne soit pas émis à un temps d’horloge compatible avec l’étape de réception du signal de synchronisation d’au moins un terminal.

Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu au cours de l’étape de réception du signal de synchronisation, provoquer une anticipation de l’étape de mise en veille successive.

Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu au cours de l’étape de réception, augmenter la durée de réveil de l’étape de réception suivante.

Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu après un nombre déterminé d’étapes de réception, réaliser une étape d’émission d’un signal, à destination de l’organe communicant, représentatif d’une désynchronisation du terminal.

À la réception d’un tel signal, l’organe communicant est alors configuré pour allonger la durée de transmission du signal de synchronisation.

De tels modes de réalisation permettent de ne pas avoir à conserver un lien radio permanent entre l’organe communicant et chaque terminal.

On observe, sur la figure 4, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du procédé 400 objet de la présente invention. Ce procédé 400 de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, comporte, de manière itérative :

- une étape 405 de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation,

- une étape 410 primaire de réveil du terminal,

- une étape 411 de réception du signal de synchronisation par le terminal,

- une étape 415 de synchronisation, par le terminal, d’une horloge et d’une fréquence d’oscillation d’un résonnateur à quartz sans compensation de température dudit terminal avec le signal reçu,

- une étape 420 primaire de mise en veille du terminal,

- une étape 425 secondaire de réveil du terminal,

- une étape 430 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant et

- une étape 435 secondaire de mise en veille du terminal.

Dans des modes de réalisation, au moins une étape 405 de transmission et/ou une étape 430 d’émission met en œuvre une modulation LoRa ou FSK.

L’étape de transmission 405 est réalisée, par exemple, par une antenne de l’organe communicant. Cette étape de transmission 405 peut être réalisée sur une bande entourant une fréquence déterminée ou sur une pluralité de bandes entourant chacune une fréquence déterminée distincte.

Le signal de synchronisation est ainsi émis en fonction d’une fréquence déterminée et d’un signal d’horloge déterminé. Ce signal d’horloge est déterminé, par exemple, en fonction d’un signal d’horloge interne à l’organe communicant. Ce signal d’horloge est, préférentiellement, issu d’un oscillateur à cristal compensé en température, aussi connu sous l’abréviation de TCXO (pour « Temperature Compensated Crystal Oscilator »).

Ainsi, préférentiellement, le signal de synchronisation transmis présente une information de fréquence et d’horloge basées sur un oscillateur à cristal compensé en température. Ces deux paramètres servent de référence pour chaque terminal du système.

L’étape primaire de réveil 410 et l’étape secondaire de réveil 425 sont réalisées de manière similaire à l’étape de réveil 115 telle que décrite en regard de la figure 1.

L’étape de synchronisation 415 est réalisée, par exemple, de manière similaire à l’étape de synchronisation 175 telle que décrite en regard de la figure 1.

Dans des variantes, l’étape 415 de synchronisation comporte :

- une étape 440 de mesure d’une dérive en fréquence du résonateur du terminal,

- une étape 445 de modification de la fréquence du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée,

- une étape 446 de mesure d’une dérive en temps d’horloge du résonateur du terminal et

- une étape 447 de modification de l’horloge du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée.

L’étape de mesure 440 est réalisée, par exemple, par un circuit électronique de contrôle comparant la fréquence d’émission du terminal et la fréquence du signal de synchronisation. Un tel circuit électronique de contrôle est typiquement présent dans un émetteur-récepteur radio.

L’étape de modification 445 est réalisée par mise en résonnance du résonnateur à quartz du terminal avec la fréquence du signal de synchronisation.

Cette étape 445 est préférentiellement réalisée lorsque la dérive mesurée est supérieure à une valeur limite déterminée.

L’étape primaire de mise en veille 420 et l’étape secondaire de mise en veille 435 sont réalisées de manière similaire à l’étape de mise en veille 110 telle que décrite en regard de la figure 1.

L’étape d’émission 430 est réalisée de manière similaire d’émission 105 telle que décrite en regard de la figure 1.

Dans des variantes préférentielles, à chaque itération, l’étape d’émission 430 est réalisée de manière alternée entre deux bandes entourant chacune une fréquence déterminée et distincte. Une telle variante est illustrée par la figure 2 et décrite en regard de la même figure.

Dans des modes de réalisation, au moins une étape 430 d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt-cinq et soixante-quinze kilohertz.

Dans des modes de réalisation, l’intervalle entre deux étapes 415 de synchronisation et/ou d’émission est identique et inférieure à soixante-quinze secondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à soixante-dix secondes.

Dans des modes de réalisation, chaque intervalle entre une étape 425 secondaire de réveil et une étape 435 secondaire de mise en veille est inférieur à cent quarante millisecondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à cent quatorze millisecondes.

Lorsque le procédé 400 est réalisé entre plusieurs terminaux et l’organe communicant, dans les modes de réalisation préférés :

- chaque terminal réalise simultanément l’étape 415 de synchronisation,

- chaque terminal réalise l’étape 430 d’émission après une valeur de décalage temporelle déterminée différente de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.

On entend, par la réalisation simultanée de l’étape de synchronisation 415 le fait que les terminaux se réveillent à un moment donné identique, et basé sur leur horloge interne propre. Par exemple, soixante-dix secondes après la dernière étape primaire de réveil, les terminaux se réveillent. Ceci permet, en un seul créneau temporel, de synchroniser l’ensemble des terminaux. L’organe communicant, ici, ne transmet alors qu’un seul signal de synchronisation.

A l’inverse, dans ces modes de réalisation, chaque terminal émet à un temps d’horloge différencié de sorte à éviter des collisions de signaux. Ce temps d’horloge est propre à chaque terminal, et peut être spécifié à la construction ou lors du déploiement du système par émission d’un signal initial de paramétrage par l’organe communicant, dans lequel chaque terminal reçoit un temps d’horloge d’émission différent ou un numéro multiplié par une constante de temps, telle deux secondes, pour obtenir une date de réalisation d’une étape d’émission par rapport à l’horloge.

Schématiquement, dans un système à trente-deux terminaux pour un organe communicant, chaque terminal est associé à un nombre k parmi 1 à 32. Chaque terminal émet alors à un signal d’horloge, depuis la dernière étape de synchronisation 415 égal à k multiplié par une valeur de décalage temporelle. Cette valeur de décalage temporelle est, par exemple, un multiple de deux secondes. Préférentiellement, cette valeur de décalage temporelle est de deux secondes.

La figure 5 illustre ce mode de réalisation. En figure 5, on observe le système 500 objet de la présente invention comportant :

- un organe 505 communicant émettant un unique signal 525 de synchronisation reçu par chaque terminal, 510, 515 et 520 et

- les trois terminaux, 510, 515 et 520, émettant chacun un signal, 530, 535 et 540, de communication distinct et décalé dans le temps.

On observe, en figure 6, schématiquement, un mode de réalisation particulier du système 600 objet de la présente invention. Ce système 600 de communication bidirectionnel sans-fil comporte :

- au moins un terminal 610 de détection d’un risque autonome énergétiquement et

- un organe 605 communicant avec chaque terminal, ledit système présentant une topologie en étoile avec pour centre l’organe communicant.

Chaque terminal 610 correspond, par exemple, à l’un des terminaux décrit en regard des figures 1 à 5, tel l’un des terminaux, 510, 515 ou 520, tel que décrit en regard de la figure 5.

De même, l’organe 605 communicant correspond, par exemple, à l’un des terminaux décrit en regard des figures 1 à 5, tel l’organe 505 communicant tel que décrit en regard de la figure 5.

On rappelle que dans une topologie de réseau en étoile les équipements du réseau sont reliés à un système matériel central, dit « nœud », ici l’organe communicant 605. Ce nœud a pour rôle d'assurer la communication entre les différents équipements du réseau. En pratique, l'équipement central peut être un concentrateur (en anglais « hub >>), un commutateur (en anglais « switch >>) ou un routeur (en anglais « router >>).

Ici, donc, chaque terminal 610 communique directement, et uniquement, avec l’organe 605 communicant.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, au moins un terminal 610 de détection et l’organe 605 comportent, chacun, un moyen, 615 et 620, de communication configuré pour transmettre des signaux modulés selon la modulation LoRa ou selon la modulation FSK.

De tels modes de réalisation sont décrits en regard des figures 1 à 5. Chaque moyen, 615 et 620, de communication est, par exemple, un émetteur-récepteur radio.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, la puissance d’émission de chaque moyen, 615 ou 620, de communication présente une borne supérieure inférieure à la puissance d’émission maximale de chaque moyen de communication.

La puissance d’émission maximale correspond, par exemple, à la puissance maximale telle que prévue par le constructeur des moyens, 615 et 620, de communication. La borne est préférentiellement commune à tous les moyens, 615 et 620, de communication. Préférentiellement, la puissance d’émission de chaque moyen, 615 et 620, de communication est fixe.

La puissance d’émission est choisie, préférentiellement, pour que les appareils n'émettent pas au-delà des limites normatives, quelque soient les canaux choisis pour la configuration sur site. Cette valeur d'émission est appelée PAR, pour « Puissance apparente rayonnée >>, et doit être par exemple inférieure à 10mW dans certains canaux de la bande 868 MHz.

Certains canaux autorisent 25mW par exemple (voir davantage pour certains d'entre eux), mais par soucis de simplification la plus petite valeur commune peut être conservée.

La distribution des puissances autorisées dans les canaux est donnée par le document ERC/REC 70-03 publié par l’Union Européenne, par exemple. Ce document harmonise au fil du temps l'usage historique de ces fréquences dans chaque pays de l'union. Le choix d’une puissance fixe permet donc de garantir un PAR inférieur à 10mW, par exemple de l’ordre de 4 mW, sans qu’un installateur n’ait à se poser de questions sur le choix de ses canaux.

Ces dispositions permettent de prédire un besoin de changement de batteries des terminaux 610.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, l’organe 605 comporte :

- moyen 615 d’émission configuré pour émettre, périodiquement, un signal de synchronisation et

- un moyen 615 de réception d’un signal de réarmement du système, le moyen de communication étant configuré pour émettre un signal de réarmement lorsqu’un tel signal est reçu par le moyen de réception.

Préférentiellement, le moyen 615 d’émission, le moyen 615 de réception et le moyen 615 de communication de l’organe 605 sont confondus. Dans des variantes, au moins un de ces moyens est distinct des autres.

Le moyen 615 de réception est, dans des variantes, configuré pour être connecté à un câble et relié à une centrale d’alarme.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation est décrit en regard de la figure 1.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, au moins un terminal 610 comporte :

- un moyen 620 d’émission d’un signal d’alarme en direction de l’organe intermédiaire et

- un moyen 620 de réception d’un signal de réarmement, l’émission du signal d’alarme étant interrompue lors de la réception d’un signal de réarmement.

Préférentiellement, le moyen 620 d’émission, le moyen 620 de réception et le moyen 620 de communication dudit terminal 610 sont confondus. Dans des variantes, au moins un de ces moyens est distinct des autres.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, l’organe 605 communicant comporte un moyen 625 de commande de l’émission d’un signal de synchronisation configuré pour commander une telle émission dès la mise en tension de l’organe communicant.

Cette mise en tension peut constituer signal de réarmement.

- un moyen 620 de réception d’un signal de synchronisation et

- un moyen 630 de mise en veille du terminal 610, pour une première durée déterminée, lorsqu’aucun signal n’est reçu après une deuxième durée déterminée.

Préférentiellement, le moyen 620 de réception d’un signal de synchronisation et le moyen 620 de communication dudit terminal 610 sont confondus.

Le moyen 630 de mise en veille est, par exemple, un circuit électronique de commande du terminal 610.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, le moyen 630 de mise en veille est configuré pour augmenter itérativement la deuxième durée déterminée à chaque mise en veille.

Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 6, au moins un dit terminal 610 comporte un compteur 635 d’un nombre d’itérations de mise en veille après une deuxième durée déterminée et un moyen 620 d’émission d’un signal à destination de l’organe 605 communicant, représentatif d’une désynchronisation du terminal, l’organe communicant étant configuré pour émettre au moins un signal de synchronisation durant une durée allongée par rapport à des signaux émis par défaut.

Le moyen d’émission 620 d’un signal représentatif d’une désynchronisation est préférentiellement confondu avec le moyen 620 de communication dudit terminal 610.

On observe, sur la figure 7, schématiquement, un mode de réalisation du système 700 objet de la présente invention. Ce système 700 de commutation d’alimentation entre deux piles, 705 et 710, électriques comporte :

- un premier condensateur 715 électrique reliant la masse à :

- une première résistance 720 reliée à :

- la source d’un premier transistor 725 à effet de champ à grille isolée, ci-après « MOSFET », et

- une alimentation 730 configurée pour être connectée à une borne positive d’une première pile électrique 705,

- la grille du premier MOSFET 725 et le drain d’un deuxième MOSFET 735,

- la source du deuxième MOSFET 735 étant reliée à la masse et la grille du deuxième MOSFET 735 étant reliée à la grille d’un troisième MOSFET 740,

- une sortie 745 de fourniture d’électricité étant reliée à la source du troisième MOSFET 740,

- le drain du premier MOSFET 725 étant relié au drain d’un quatrième MOSFET 755, la source du quatrième MOSFET 755 étant reliée à la sortie de fourniture d’électricité, la grille du quatrième MOSFET 755 étant reliée à la grille d’un cinquième MOSFET 760,

- la source du cinquième MOSFET 760 étant reliée à la masse et le drain du cinquième MOSFET 760 étant relié :

- à la grille d’un sixième MOSFET 765,

- à une deuxième résistance 770 reliée à la source du sixième MOSFET 765 et à une alimentation 775 configurée pour être connectée à une borne positive d’une deuxième pile électrique et

- à un deuxième condensateur 780 disposé en parallèle de la deuxième résistance et

- le drain du sixième MOSFET 765 étant connecté au drain du troisième MOSFET 740,

- un septième MOSFET 800 dont la source est reliée à une alimentation 805 configurée pour être connectée à une borne positive d’une deuxième pile électrique, dont la grille est reliée au drain d’un huitième MOSFET 810 et dont la source est reliée à la masse,

- une troisième résistance 815 électrique reliant la source du septième

MOSFET à la grille du septième MOSFET et

- le drain du septième MOSFET 800 étant relié à une quatrième résistance 820, cette quatrième résistance étant reliée à une cinquième résistance 825 reliée d’autre part à la masse.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, au moins un MOSFET parmi :

- le premier MOSFET 725,

- le troisième MOSFET 740,

- le quatrième MOSFET 755,

- le sixième MOSFET 765 et/ou

- le septième MOSFET 800 est un MOSFET de type P.

- le deuxième MOSFET 735,

- le cinquième MOSFET 760 et/ou

- le huitième MOSFET 810 est un MOSFET de type N.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, au moins un MOSFET, 725, 735, 740, 755, 760 765, 800, 810 est un MOSFET à enrichissement.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, le système 700 objet de la présente invention comporte un capteur 830 d’une valeur de tension électrique entre une interconnexion des quatrième et cinquième résistances, 820 et 825 et la masse.

Le capteur 830 peut être de tout type connu de l’homme du métier de l’électronique.

Le capteur 830 est, par exemple, un convertisseur analogique-digital classique.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, le système 700 objet de la présente invention comporte un moyen 840 de changement de la polarisation du deuxième MOSFET 735.

Le changement de polarisation est sous le contrôle d’un microcontrôleur 845 et de son logiciel, à l’aide d’un port de sortie logique tout ou rien connecté à la grille du deuxième MOSFET 735. Le système comporte alors, de plus, un moyen de changement de polarisation 850 basé sur un signal tout ou rien issu d’un autre port du microcontrôleur 845. L’état logique est inversé par rapport au moyen 840 de changement de polarisation, c’est ce qui permet la commutation entre les piles 705 et 710. Dans des variantes, un seul signal de contrôle pour cette opération est utilisé, car il suffit d’inverser un niveau logique. Cependant, préférentiellement, le microcontrôleur diffère légèrement dans le temps la désactivation du moyen 840 de changement de polarisation avant l’activation du moyen de changement de polarisation 850, de façon à éviter que le temps de commutation entre les piles ne provoque une interruption d’alimentation du microcontrôleur 845 pendant l’opération de commutation. Ce décalage dans le temps est administré par un micrologiciel du microcontrôleur 845. Ce microcontrôleur 845 ne désactive pas les piles 705 avant d’être sûr que la pile 710 lui fournit l’alimentation. D’où l’utilisation préférentielle de deux ports de sortie différents du microcontrôleur 845, gérés par le micrologiciel pendant l’étape de commutation entre les piles.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, le système 700 objet de la présente invention comporte un microcontrôleur 845 alimenté par la sortie 745 de fourniture d’électricité.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, le microcontrôleur 845 comporte un moyen 850 de mesure d’une tension d’alimentation fournie audit microcontrôleur.

Cette mesure est réalisée, préférentiellement, en interne dans le microcontrôleur 845, ce microcontrôleur 845 étant capable de mesurer sa propre tension d’alimentation en se référant à une référence de tension interne qui ne dépend pas de la tension d’alimentation.

Il n’y a pas besoin de dispositif de commutation pour mesurer la tension en sortie 730 des piles puisque ce sont ces piles qui alimentent le microcontrôleur 845 au début. On déduit donc la tension des piles 705 de la mesure de la tension 745 fournie dans la première phase de fonctionnement, phase pendant laquelle le microcontrôleur 845 peut périodiquement tester l’état de la pile 710 non encore activées. À la fin de vie de la pile 705, le microcontrôleur 845 bascule sur la pile 710 grâce au système de commutation 840 et 850 pour passer sur la deuxième phase de vie. À partir de ce moment, le microcontrôleur 845 déduit la tension des piles 710 grâce à la mesure de sa tension d’alimentation, comme c’était fait avec la pile 705 lors de la première phase de vie. Le microcontrôleur 845 n’utilise donc plus le dispositif de mesure dans la deuxième phase de vie.

Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 7, le moyen 840 de polarisation est configuré pour polariser le deuxième MOSFET 735 à une valeur de tension déterminée en fonction de la valeur de tension d’alimentation mesurée.

On note que chaque « pile >> décrite ci-dessus peut correspondre à un jeu de piles.

Lors de la mise en place des piles, la première pile alimente le dispositif relié à la sortie de fourniture d’électricité pendant une durée déterminée. Cette durée correspond, par exemple, à quatre ans.

Lorsque la première pile arrive en fin d’autonomie, c’est-à-dire par exemple que la tension à ses bornes est inférieure à 2.7 volts, le système 700 est configuré pour basculer l’alimentation sur la deuxième pile.

La topologie particulière du commutateur ici décrit est architecturée autour de transistors MOSFETS communs, canal N et canal P. Cette architecture présente l’avantage d’être faible coût et d’utiliser des composants facilement échangeables car courants (à l’opposé de composants intégrés spécifiques), afin d’offrir des possibilités d’approvisionnement diverses et de n’être pas dépendant de pénuries éventuelles dans de futures productions.

Ci-après sont exposés différents usages du système 700 objet de la présente invention.

À la mise en place des piles, 705 et 710, dans des logements (non référencés), le premier condensateur 715 est déchargé et le deuxième MOSFET 735 est bloqué (ou dans un état indéfini, ce qui n’a pas d’importance à ce moment-là). La grille du premier MOSFET 725 est donc tirée vers la masse par le premier condensateur 715, ce qui met ce premier MOSFET 725 en état de conduction (saturation).

Le quatrième MOSFET 755 n’est pas encore saturé à ce moment-là mais la diode parasite intrinsèque (non référencée) de ce quatrième MOSFET 755 permet de présenter une tension proche de trois volts à un dispositif alimenté par le système 700, tel un microcontrôleur 845 par exemple. La chute de tension de la diode parasite dans le sens passant est de l’ordre de 0,6 volts, mais cela n’affecte pas le fonctionnement d’un éventuel microcontrôleur 845 au démarrage, un tel microcontrôleur 845 pouvant fonctionner avec une tension aussi basse que 1,8 volts.

Dans le même temps, la deuxième résistance 770 et le deuxième condensateur 780 maintiennent la grille du sixième MOSFET 765 à un niveau de blocage, la connexion de la pile 710 est donc isolée. En effet le deuxième condensateur 780 est déchargé et amène le potentiel de grille du sixième MOSFET 765 à celui de la source du sixième MOSFET 765, ce qui bloque le sixième MOSFET 765. La deuxième résistance 770 décharge en permanence toute charge qui serait présente dans le deuxième condensateur 780.

Le dispositif connecté au système 700 démarre donc toujours sur la première pile 705.

En ce qui concerne la commutation sur la première pile :

La première résistance 720 commence à recharger le premier condensateur 715 avec une constante de temps préférentiellement assez longue, suffisante pour que le microcontrôleur démarre et viennent rapidement forcer le potentiel de la grille du premier MOSFET 725 à 0 volts, ce qui maintien ce premier MOSFET 725 à l’état saturé. Pour cela le microcontrôleur polarise la grille du deuxième MOSFET 735 (canal N) à la tension disponible sur la sortie de fourniture 745, ce qui a pour conséquence collatérale le blocage du troisième MOSFET 740 (canal P, potentiel de grille = potentiel de source) et donc vient confirmer l’isolement électrique de la deuxième pile 710.

Le microcontrôleur polarise ensuit la grille du cinquième MOSFET 760 (canal N) à 0 volts avec le signal de contrôle 850, ce qui laisse le sixième MOSFET 765 à l’état bloqué et en même temps polarise la grille du quatrième MOSFET 755 à 0 volts et donc le sature, effaçant de fait la chute de tension présentée par sa diode parasite. La totalité de la tension de la première pile est donc disponible sur la sortie de fourniture 745.

À ce stade, le deuxième MOSFET 735, le premier MOSFET 725 et le quatrième MOSFET 755 sont saturés, le troisième MOSFET 740, le cinquième MOSFET 760 et le sixième MOSFET 765 sont bloqués. Le commutateur électronique a sélectionné la première pile 705 comme source d’alimentation, et la deuxième pile 710 est isolée, jusqu’à l’inversion de la commutation qui aura lieu dans plusieurs années, sous le contrôle du micrologiciel embarqué du microcontrôleur, par exemple.

À noter qu’aucun courant de circule dans la deuxième résistance 770, l’isolation de la deuxième pile ne consomme donc pas d’énergie.

En ce qui concerne le test de tension de la première pile 705 :

Lorsque la première pile 705 est la source d’alimentation du dispositif connecté au système 700, un microcontrôleur du dispositif peut vérifier son niveau en permanence, en mesurant la valeur de tension à la sortie 745 de fourniture. Est utilisée pour cela une mesure en interne d’une référence de tension (dite « bandgap >> en anglais) qui est insensible à la tension de pile. Il n’est donc nul besoin d’un circuit spécifique pour cette opération. La mesure de la valeur de tension à la sortie 745 de fourniture permet de décider à quel moment le système 700 doit commuter sur la deuxième pile 710.

En ce qui concerne le test de tension de la deuxième pile 710 :

Pendant la période d’alimentation sur la première pile, le firmware microcontrôleur du dispositif peut régulièrement tester la présence et le niveau de tension de la deuxième pile 710, afin d’informer l’exploitant sur une anomalie éventuelle qui pourrait compromettre la commutation ultérieure sur la deuxième pile 710 (absence ou niveau de tension trop bas). Pour ce faire le firmware du microcontrôleur active le pont de mesure constitué par les quatrième et cinquième résistances 820 et 825, en saturant le septième MOSFET 800 via la polarisation du huitième MOSFET 810 fournie par le signal de contrôle 835, en provenance d’un port de sortie du microcontrôleur 845. Le système de mesure de tension 830 fournit alors une indication sur l’état de la deuxième pile 710. Cette séquence est préférentiellement la plus brève possible et sa périodicité est très longue, de sorte à ne pas altérer inutilement la réserve de capacité de la deuxième pile 710.

Le cas de la commutation sur la deuxième pile 710 :

Lorsque le dispositif (via un microcontrôleur par exemple) le décide, ce dispositif peut basculer sa propre alimentation sur la deuxième pile 710.

Pour cela le moyen de polarisation 850 polarise le cinquième MOSFET 760 à la tension disponible sur la sortie de fourniture 745, ce qui provoque la saturation du cinquième MOSFET 760 et du sixième MOSFET 765 (grille à Ov) et le blocage du quatrième MOSFET 755, qui reste partiellement passant à cause de sa diode parasite.

Quelques instants après, le moyen de polarisation 840 polarise le deuxième MOSFET 735 à Ov, ce qui bloque le premier MOSFET 725 (au bout du temps de recharge du premier condensateur 715 par la première résistance 720) et passe le troisième MOSFET 740 en saturation.

À ce stade, le deuxième MOSFET 735, le premier MOSFET 725 et le quatrième MOSFET 755 sont bloqués, le troisième MOSFET 740, le sixième MOSFET 765 et le cinquième MOSFET 760 sont saturés.

Cette fois-ci, c’est la deuxième pile 710 qui alimente le dispositif et la première pile 705 est totalement isolée, aucun risque de décharge de la deuxième pile dans la première pile. La commutation s’est effectuée sans interruption, avec un délai de recouvrement, ne provoquant aucun risque d’arrêt du micrologiciel.

La mesure de la tension de la deuxième pile 710 peut alors être réalisée de la même manière que la mesure de la première pile 705 avant commutation. La mesure de la première pile 705 n’est pas prévue après commutation, car elle est considérée comme déchargée, donc inutilisable de toute façon.

Le système de commutation des piles n’utilise aucune énergie intrinsèque. Les transistors MOSFET fonctionnant grâce à l’effet de champ, aucune énergie n’est nécessaire pour les commander, il suffit de présenter des tensions de polarisation sur leurs grilles respectives. Seuls les courants de fuite dans les substrats demeurent, mais ils sont très faibles.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système (700) de commutation d’alimentation entre deux piles (705, 710) électriques, caractérisé en ce qu’il comporte :

- un premier condensateur (715) électrique reliant la masse à :

- une première résistance (720) reliée à :

- la source d’un premier transistor (725) à effet de champ à grille isolée, ci-après « MOSFET », et

- une alimentation (730) configurée pour être connectée à une borne positive d’une première pile électrique,

- la grille du premier MOSFET et le drain d’un deuxième MOSFET (735),

- la source du deuxième MOSFET étant reliée à la masse et la grille du deuxième MOSFET étant reliée à la grille d’un troisième MOSFET (740),

- une sortie (745) de fourniture d’électricité étant reliée à la source du troisième MOSFET, le drain du premier MOSFET étant relié au drain d’un quatrième MOSFET (755), la source du quatrième MOSFET étant reliée à la sortie de fourniture d’électricité, la grille du quatrième MOSFET étant reliée à la grille d’un cinquième MOSFET (760),

- la source du cinquième MOSFET étant reliée à la masse et le drain du cinquième MOSFET étant relié :

- à la grille d’un sixième MOSFET (765),

- à une deuxième résistance (770) reliée à la source du sixième MOSFET et à une alimentation (775) configurée pour être connectée à une borne positive d’une deuxième pile électrique et

- à un deuxième condensateur (780) disposé en parallèle de la deuxième résistance et

- le drain du sixième MOSFET étant connecté au drain du troisième MOSFET,

- un septième MOSFET (800) dont la source est reliée à une alimentation (805) configurée pour être connectée à une borne positive d'une deuxième pile électrique, dont la grille est reliée au drain d’un huitième MOSFET (810) et dont la source est reliée à la masse,

- une troisième résistance (815) électrique reliant la source du septième MOSFET à la grille du septième MOSFET et

- le drain du septième MOSFET (800) étant relié à une quatrième résistance (820), cette quatrième résistance étant reliée à une cinquième résistance (825) reliée d’autre part à la masse.
2. Système (700) selon la revendication 1, dans lequel au moins un MOSFET parmi :

- le premier MOSFET (725),

- le troisième MOSFET (740),

- le quatrième MOSFET (755),

- le sixième MOSFET (765) et/ou le septième MOSFET (800) est un MOSFET de type P.
3. Système (700) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel au moins un MOSFET parmi :

- le deuxième MOSFET (735),

- le cinquième MOSFET (760) et/ou

- le huitième MOSFET (810) est un MOSFET de type N.
4. Système (700) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins un MOSFET (725, 735, 740, 755, 760 765, 800, 810) est un MOSFET à enrichissement.
5. Système (700) selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte un moyen (840) de changement de la polarisation du deuxième MOSFET (735).
6. Système (700) selon l’une des revendications 1 à 5, qui comporte un microcontrôleur (845) alimenté par la sortie (745) de fourniture d’électricité.
7. Système (700) selon la revendication 6, dans lequel le microcontrôleur (845) comporte un moyen (850) de mesure d’une tension d’alimentation fournie audit microcontrôleur.
8. Système (700) selon les revendications 5 et 7, dans lequel le moyen (840) de polarisation est configuré pour polariser le deuxième MOSFET (735) à une valeur de tension déterminée en fonction de la valeur de tension d’alimentation mesurée.