WO2004081678A2 - Dispositif de comptage et d’affichage en secondes d’un intervalle de temps - Google Patents

Dispositif de comptage et d’affichage en secondes d’un intervalle de temps Download PDF

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WO2004081678A2
WO2004081678A2 PCT/FR2004/000537 FR2004000537W WO2004081678A2 WO 2004081678 A2 WO2004081678 A2 WO 2004081678A2 FR 2004000537 W FR2004000537 W FR 2004000537W WO 2004081678 A2 WO2004081678 A2 WO 2004081678A2
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Laurent Arlot
Alain Randazzo
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Laurent Arlot
Alain Randazzo
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • G04F10/04—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means by counting pulses or half-cycles of an ac

Definitions

  • the present invention relates to a device for counting and displaying in seconds a time interval, as well as its use for commemorating an event.
  • the heart of these modern devices is indeed an electronic oscillator whose oscillation frequency is stabilized by a piezoelectric transducer, generally made up of a quartz crystal cut so that its mechanical resonance frequency corresponds to the desired frequency.
  • quartz operates at a frequency of 32,768 Hz.
  • a series of fifteen successive divisions by 2 easily achievable in digital electronics by means of a sequence of rockers, makes it possible to obtain pulses beating the second.
  • the chip includes, besides the functional "clock", a large number of additional functions, including, of course, those display of 'Time and date.
  • Some other applications require both relatively complex functions, initialization, start, stop counting in seconds, display of an elapsed time, on the one hand, and, on the other hand, an ability to measure this time continuously for a very long period, several years, even several decades.
  • the decorated side has a location for an electronic up / down counting module and a display of the time interval between the present moment and an event, past or future, in years, and / or months, and / or days and / or hours, and / or minutes, and / or seconds.
  • a card showing the time elapsed since the changeover to the Euro
  • a display only in days decreases the awareness of passing time, and removes a playful and beautiful component to the contemplation of the display, always animated and different, of the seconds.
  • German utility model DE-29.714.171 published on November 20, 1997, in the name of R. immer et al., Teaches to definitively stop a first display of a watch at the instant when an important event occurs, so that the display of the day, date and time is frozen at this instant, while the display of the time elapsed since this event continues indefinitely on a second display.
  • no technical detail is disclosed by the inventor as to how to practically perform a count over a very long period.
  • Patent application GB-2,285,150 filed by the British Secretary of State for Commerce and Industry, and published on June 28, 1995, describes a time standard intended for the calibration of equipment.
  • Control signals, or push-buttons start and stop the counting of the elapsed seconds, the result of which is presented by a decimal display.
  • a microprocessor monitors reception and decodes the reference time signals sent by the MSF station. These signals are based on the functioning of a Cesium clock, known as an “atomic clock”.
  • atomic clock known as an “atomic clock”.
  • the present invention therefore aims to design a device for counting and displaying in seconds a time interval of the type of those comprising a logic control unit, a time base, starting means and means for stopping the counting, a decimal display driver for this time interval, as well as the corresponding display means.
  • the starting means consist of a first switch, the manipulation of which definitively opens or closes an electrical circuit.
  • this first switch comprises a flexible tongue intended to be moved between an initial position and a final position by the user of the device.
  • This tab has a first end capable of being grasped by the user when the counting starts.
  • the second end has a conductive area.
  • the intermediate part of the serrated tongue forms a rack.
  • the switch works thanks to two electrical contacts which simultaneously press on the conductive zone when the tongue is in its initial position, and which become isolated from each other when the tongue is in the final position.
  • the opening of the switch contacts is made irreversible by means of at least one guide of complementary shape to the rack, cooperating with it and making it impossible to move the tongue from the final position to the initial position.
  • the first switch comprises a flexible link of the wire, cord, ribbon, twine, or similar type, which the user grasps by a first end when the device starts.
  • the second end is attached to a conductive spring forming an anchor, which has first and second branches.
  • this spring is moved between an initial position corresponding to the "closed” state of the switch, and a final position corresponding to the "open” state.
  • two electrical contacts press simultaneously, one on the first branch of the anchor and the other on the second branch.
  • the spring then forms a bridge between the two contacts, and the switch is "on". In its final position, the spring is released, and the contacts are isolated from each other.
  • This guide indeed has a funnel-shaped section compressing the spring during movement from its initial position to its final position, but making it impossible for the spring to pass in the opposite direction. In other words, the bridge between the two contacts can never be restored.
  • the device for counting and displaying a time interval in seconds comprises stop means consisting of a second switch whose manipulation opens or closes an electrical circuit definitively.
  • this second switch comprises a rigid tongue intended to be moved between an initial position and a final position by a user.
  • This tongue has a first end capable of being pushed by the user, a second end comprising an insulating zone, and an intermediate part comprising a lumen with straight edges.
  • the operation of this switch is based on the implementation of two electrical contacts, at least one comprising a leaf spring or a coil spring, the contacts pressing simultaneously and in opposite directions on each of the faces of the insulating zone in the initial position of the tongue, and being in contact with each other through the lumen in the final position.
  • the switch also comprises at least one guide cooperating with the tongue during the displacement of the latter from its initial position to its final position.
  • the second switch comprises a rod intended to be moved between an initial position and a final position by a user, this rod having a first end capable of being pushed by the latter, the second end comprising a conductive tip, and a serrated intermediate portion forming a rack.
  • the switch includes two electrical contacts isolated from each other in the initial position, and simultaneously pressing the conductive tip in the final position. This switching is made irreversible thanks to at least one guide surrounding the rod, and whose shape is particular.
  • This guide indeed has a part of a shape complementary to that of the rod rack. By cooperating with the rack, the guide allows the rod to move from its initial position to its final position, but any reverse movement is impossible.
  • the device for counting and displaying in seconds a time interval further comprises means for initializing the count to any predetermined value.
  • these initialization means comprise one or more means for entering initialization data chosen from the group consisting of a push-button, a key or a keyboard, means of interface with the logic unit. , as well as means for processing initialization data.
  • the processing means advantageously comprise an algorithm performing the conversion into seconds of the time interval between two calendar dates.
  • the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention comprises means for slowing down or accelerating the counting.
  • the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention comprises at least one redundant power supply.
  • the device comprises a power supply module from the mains and at least one battery chosen from the group: battery, rechargeable battery, accumulator.
  • the device according to the invention comprises a power supply module by at least one solar cell and at least one battery chosen from the group: battery, rechargeable battery, accumulator.
  • it comprises at least two independent supplies by at least one battery chosen from the group: battery, rechargeable battery, accumulator, and means for indicating the lowest of these independent power supplies.
  • the device according to the invention comprises a temporary backup power supply comprising a very large capacity capacitor, preferably greater than or equal to 1 Farad.
  • the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention preferably has display means comprising at least 10 digits, that is to say capable of displaying at least up to 9,999. 999,999 seconds.
  • An additional general characteristic of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention is that it preferably comprises a logic unit consisting of a microprogrammed device, of microcontroller, microprocessor or similar type, comprising a subroutine for incrementing the counting and refreshing the display, the execution of which is triggered by an interruption generated by the time base at a rate of 1 Hz.
  • the device for counting and displaying in seconds a time interval advantageously has a logic unit consisting of a microprogrammed device, of the microcontroller, microprocessor or similar type, comprising a subroutine of refresh of the display as a function of the time signals transmitted by a programmable clock by means of a serial link.
  • the time signals in question are preferably those transmitted over the air by at least one reference time signal transmitter, chosen for example from the group: DCF77 (Germany), WVN (United States), JJY (Japan) , MSF (Great Britain).
  • the time base advantageously simultaneously delivers pulses of a first frequency equal to 1 Hz, of a second frequency less than or equal to 0.5 Hz, and of a third frequency greater than or equal to 2 Hz.
  • the pulses at the first, second and third frequencies are applied to this device for a nominal operating mode of the device, a correction of the advance, and a correction of the delay, respectively.
  • An additional characteristic of the device for counting and displaying a time interval in seconds is that the hardware interruption or else the transmission of the time signals or of the time base pulse is validated by the starting means and inhibited by stopping means.
  • a preferred use of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention is that in which this device is arranged in an object intended to commemorate an event preferably chosen from the groups: family events (meeting, marriage, birth, death), professional events (graduation, first job, contract), personal events (travel, home ownership, disappearance of a nuisance, moving), sporting events ( record, obtaining a trophy, matches), historical events (year 2000, start of a conflict, end of a conflict). It may be a very distant event in the past, such as the death of the pharaoh All Nkhamon, for example, and not just an event in modern history.
  • the counting is advantageously initialized at a value supplied to the user, as a function of the date of this event and of the current date, by a first specific external software operating preferably on a local microcomputer or on a remote data server, in particular on the Internet, or by an operator of a service company. It also proves to be advantageous to use the device according to the invention by arranging it in an object intended to commemorate the advent of a particular value of a time interval, for example 1,000,000,000 or 7,777,777,777 seconds.
  • a second specific external software preferably operating on a local microcomputer or on a remote data server, in particular on the Internet, or an operator of a service company, provides the user with the date at which will be displayed this particular value according to this particular value, the initial value of the count, and the current date.
  • the counting of the device is initialized to a value supplied to the user, as a function of the particular value to be observed, of the current date, and of the date on which this particular value must be displayed, by a third specific external software. preferably also operating on a local microcomputer or on a remote data server, in particular on the Internet, or by the operator of a service company.
  • Figure 1 is a general block diagram of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention in a first technology, based in particular on electromechanical elements.
  • Figure 2 is a general block diagram of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention in a second technology, based in particular on electronic components.
  • Figures 3a and 3b are schematic views of a switch controlled by a flexible tab, respectively in the "closed” and “open” state, implemented in the device according to the invention, in particular as starting means of counting acting irreversibly.
  • Figure 3c is a bottom view of the flexible tab showing the conductive area.
  • FIGs 4a and 4c are schematic views of a switch controlled by a string, respectively in the "closed” and “open” state, implemented in the device according to one invention, in particular as an alternative embodiment of the means of irreversible starting.
  • Figure 4b shows this type of switch during final opening under the action of one user.
  • Figures 5a and 5b are schematic views of a switch controlled by a rod, respectively in the state
  • FIGS. 6a and 6b are schematic views of a switch controlled by a rigid tongue, respectively in the "open” and “closed” state, implemented in the device according to the invention, in particular as means of final stop counting, and using a leaf spring.
  • FIGS. 7a and 7b illustrate the same type of switch, but in which a coil spring is used.
  • FIG. 8 is a diagram of the most general electronic architecture of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention using a microcontroller or a microprocessor operating on interruption of a data base. time.
  • FIG. 9 is a diagram of the electronic architecture of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention using a microcontroller or a microprocessor communicating via a serial link with a time base.
  • FIG. 10 is a diagram of the electronic architecture of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention, implementing the preexisting elements of a desktop computer or a calculator.
  • Figure 11 is a diagram of a time base whose nominal frequency can be doubled or halved by means of two push buttons.
  • the aim of the present invention is to offer in a continuous, irreversible and strictly exact manner, the possibility of viewing the elapsed seconds relating to a chosen past or present event, whether the reference date is before or after the start of the era. Christian. This invention makes it possible to keep a link at any time with the chosen and commemorated event.
  • the user can stop the flow of seconds and freeze the display at the time he has chosen.
  • the following orders of magnitude are given for the record: an hour is expressed in seconds with 4 digits (3600 seconds),
  • the choice of the second as a unit of measurement allows to overcome the complexity of counting a time interval in years, months, days, hours, minutes, seconds. Over a long period, leap years must indeed be taken into account. A year is made up of 366 days if it is a leap while it only has 365 in the case reverse. Ignoring this difference creates a considerable difference of 86,400 seconds every four years.
  • the power supply 1 is made up of at least two batteries, which can replace one another, so that the permanent power supply of the invention is ensured, without stopping the process.
  • a Cadmium-Nickel type backup supplements it, however, in order to mitigate the consequences of cuts or displacements of the device.
  • the commissioning system 2 constitutes the irreversible current transmission system. Initially, the current flows directly from the power supply 1 to the initializer 3, which is thus supplied. Once the commissioning system 2 is activated, the contact is established definitively, as indicated by arrow 8, to supply the time base 5.
  • the commissioning system 2 feeds the time base 5 so that the flow of the seconds on the display 7 is ensured.
  • the initializer 3 is an optional part which makes it possible to enter, before the time base 5 is put into service, a predetermined number on the display 7 corresponding to the time in seconds separating the instant of the triggering of the the event to commemorate.
  • this number is done using a keyboard, a coding wheel, or two push buttons, one allowing to increment the digit on which one is positioned, the other allowing to shift the position of
  • the deactivation system 4 another optional part of the device, is a permanent switch making it possible, as indicated by the arrow 9, to irreversibly switch the initial contact towards a contact bypassing the time base 5, which has the effect to definitively fix on display 7 the number which was registered there.
  • the time base 5 delivers signals at the rate of one pulse per second in the display driver 6, which transmits the information on the display 7 in order to read the count on at least ten digits.
  • the commissioning 2 and decommissioning 4 systems are preferably manually operated reversers according to
  • the display driver 6 and the display 7 are advantageously combined in a single electromechanical device of the “pulse counter” type, the display of which persists even in the absence of a power supply.
  • Another embodiment of the device for counting and displaying in seconds a time interval according to the invention is based profitably entirely on electronic components.
  • the general scheme of the device is given in
  • a power supply 10 provides the one or more voltages V necessary for the operation of the various electronic modules comprising:
  • the power supply 10 consists of batteries, rechargeable batteries or rechargeable batteries according to the particular variant embodiments.
  • the device according to the invention also comprises a redundant power supply 16, that is to say that in the event of failure of the main power supply 10, another power supply 16 is capable of supplying the energy necessary for the modules 11, 12 , 13, 14, 15. This redundancy is obtained in different ways depending on the variants.
  • the simplest variant is that in which there are two independent batteries, the device being capable of operating on one or the other of the batteries.
  • An indicator light consisting of a light-emitting diode (led), or a mark on the display 14, indicates the weakest battery to be recharged or replaced.
  • a suitable mechanical arrangement of the power supply prevents the user from removing the two batteries simultaneously.
  • the power supply 10 implements in a manner known per se a solar cell associated with a buffer accumulator.
  • the solar cell has a simple function of saving the power supply 10 during a battery change, the user normally not performing this operation, in the dark.
  • the same backup function is also advantageously carried out by a capacitor of large capacity, called “super-capacitor", for example of 1 Farad.
  • the devices comprising a display 14 of large dimensions and / or very bright are preferably supplied by the 220V or 110V electrical network.
  • the function of the battery supply 10 is in this case to overcome a power failure, or to supply current during the movement of the device.
  • the power supply 10 produces the voltages V necessary for the system from the installation of the batteries by the user, or from the connection to the mains, in anticipation of the next or immediate use of the counting and display device in seconds according to the invention.
  • the counting in itself is triggered by a first switch 17, the manipulation of which definitively opens an electrical circuit associated with the time base 12, such as those represented in FIGS. 3 and 4.
  • the mechanical structure of one or the another of these counting trigger switches 17 is adapted to the particular use of the object for commemorative purposes in which they are integrated.
  • the gesture must be symbolic. Meeting this criterion, the switches 17 have either a flexible tongue 18 or a flexible link 19 which the user must draw with a broad gesture.
  • the device according to the invention must be able to function for a long period.
  • the triggering factor is therefore the rupture of an electrical connection rather than the establishment of a contact, which is likely to oxidize over time.
  • the electrical structure of the switches 17 shown in Figures 3 and 4 is established taking into account this reliability constraint.
  • Figure 3a shows the tongue 18 in place at its initial position in this first switch 17 produced according to a preferred mode.
  • the second end 21 of the tongue 20, internal to the switch 17, is in contact on one side with a support 22, and has on the opposite side a conductive area 23.
  • Two separate electrical contacts 24 simultaneously press on this conductive area 23 Included between the first 20 and the second ends 21, a serrated intermediate part forms a rack 25.
  • Guides 26 lead the tongue 18 from the inside of the switch 17 to the outside. At least one of them has a shape complementary to the rack 25 and cooperates with it.
  • FIG. 3c clearly shows the strip-shaped tongue with the conductive zone 23 and the rack 25.
  • the rack 25 is formed directly in the material of the tongue 18, which is preferably a flexible and resistant plastic material used in a known manner. for the manufacture of collars or closures for packaging.
  • FIG. 4a An alternative embodiment of an irreversible switch 17, initially in the "closed” state, is shown in Figures 4a, 4b and 4c.
  • the switch 17 includes a flexible link 19 such as a wire, a cord, a ribbon, or a string, one end 28 of which is capable of being grasped by the user, and the second end 29 of which is attached to a conductive spring 30 in the form of an anchor with two branches.
  • the spring 30 the branches of which are initially wedged between supports 31 inside the switch 17 provided with electrical contacts 32, forms a conductive bridge between these contacts 32.
  • the counting stop is triggered by a second switch 35 which must obey a reliability constraint opposite to that of the first switch 17.
  • the final state must be reliable while, for the second switch 35, in order that the counting is not stopped prematurely, it is imperative that it is the initial state which retains its properties for a long period.
  • Models of switches 35 satisfying this condition are shown in Figures 5, 6 and 7.
  • a preferred embodiment of this second switch 35 is shown in Figures 5a and 5b.
  • a rack 36 is implemented as a non-return element in a similar manner to the arrangement of the first switch described in connection with Figures 3a and 3b.
  • the switch 35 comprises a rod 37 guided in translation between an initial position and a final position.
  • a first end 38 of the rod 37 is flush with the outer wall 39 of the object where the device according to the invention is integrated.
  • the second end 40 of the rod 37 is provided with a conductive tip 41, facing two electrical contacts 42.
  • the intermediate part 43 of the rod 37 is serrated and forms the non-return rack 36.
  • the two electrical contacts 47 are advantageously made one in the form of a conductive pad 53 on a support, the other in the form of a conductive spring leaf 54, folded in a hook as shown in Figures 6a and 6b .
  • the spring leaf 54 is replaced by a coil spring 55, as shown in Figures 7a and 7b.
  • switches 17, 35 described above are particularly suitable for controlling the device according to the invention produced in a technology based on modern electronic components, and of which Figures 8, 9 and 10 show examples of architecture.
  • Figure 8 shows a system where the logic control unit
  • 11 consists of a microprocessor or a microcontroller
  • a bus 58 with a time base 59, a display driver 60, a display 61 and an initialization module 62.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor in English
  • the family implemented is preferably the 4000 series, or derived, which has most of the common binary logic functions. All modules 57, 59, 60, 61, 62, are compatible with this technology and powered by a positive voltage Vcc of 3V to 18V with respect to ground 63 provided by one power • 10.
  • Vcc positive voltage
  • This family is a family with positive logic, that is to say that the logic "1" corresponds to a voltage level above a threshold, and the "0" corresponds to a voltage level below this threshold.
  • the input threshold for a CMOS gate is 50% of the supply voltage Vcc.
  • the microcontroller 57 operates by interruption. That is to say that a low logic level applied to the interrupt input INT (the bar indicates that the interrupt is active at the low level) triggers the execution of a subroutine capable of processing this interruption.
  • Figure 8 shows that the interrupt IN is generated by an AND gate 64 with two inputs to which is applied, on the one hand, an INT0 interrupt possibly produced by the initialization module 62 and, on the other hand, the signal of an AND-NON 65 gate with two inputs.
  • This output signal is the complement to 1 of the clock signal CLK at the frequency of 1 Hz produced by the time base 59, validated or not by the start switch 17 and the final stop switch 35.
  • the AND-NON gate 65 having one of its inputs at level 0, always has a level 1 at output, whether the CLK clock pulses are present or not. In this case, only the INTO interrupts generated by the initialization module 62 are received by the microcontroller 57.
  • the interrupt processing routine selects the initialization module 62 by bringing a CSO line from one of the microcontroller's output ports to the high level. 57, which allows the latter to read the data placed on the bus 58 by the module 62.
  • the module 62 preferably comprises a digital keyboard, having one or more function keys.
  • This keyboard makes it possible to enter the initial value of the count, to validate this value, and also, as will be specified below, the values of the corrections to be made to the display 61 during the count.
  • the data coming from the initialization module 62 are read on the bus 58 by the microcontroller 57, and are processed; the result of this processing is displayed on the display 61 via the driver 60 which will have been selected on the bus by another selection signal CS2 generated by another line CS2 of an output port.
  • a software lock prevents a new execution of the initialization subroutine after the validation of the initial count value.
  • the first switch 17 is open, as is the second switch 35.
  • the interrupt routine checks that the initialization module has not placed data on the bus 58 by selecting via CSO signal. In this case, the routine increments a register memorizing the number of seconds elapsed since the triggering of the counting, and refreshes the display 61 via the pilot 60 selected in turn via a signal CS2. If it appears that data has been placed on the bus 58 at the time when the initialization module has been selected by the signal CSO, this is information tending to correct the display, and the routine processes it in result.
  • the second switch 35 is actuated.
  • the corresponding input of door AND-NO 65 is put to ground 63.
  • the clock pulses CLK are no longer transmitted to the interrupt input INT of the microcontroller 57, the second counter is no longer incremented, and the display 61 freezes.
  • the INT interrupt is masked by a time counter internal to the microcontroller 57, in the absence of an interruption for more than a few seconds during the normal operating phase following startup.
  • the display 61 is preferably an LED display, or liquid crystal display, controlled by a decoding and control circuit 60 interface with the bus 58. Many models are suitable, that the skilled person will select without particular difficulties.
  • the time base 59 generates pulses beating the second with very high stability.
  • the programmable crystal oscillators of the reference series SPG from the company EPSON are particularly suitable.
  • the reference model 8651B, powered at 5 V, has an output frequency of 1 Hz, precise to 5 parts per million, and whose drift is less than 3 parts per million per year.
  • FIG. 9 presents a variant of the electronic architecture of the device according to the invention adapted to the implementation of a time base 67 communicating with a microcontroller 68 by an interface of the "serial" SPI type.
  • This type of time base 67 generates a data frame representing the value of a time count maintained in an internal register or received from a reference time standard.
  • the reference elapsed time counter DS1602 of the Dallas Semiconductor Company transmits on a "serial" type port the state of an internal second counter on 32 bits, and is therefore able to virtually count the seconds during over 125 years.
  • This circuit is supplied with 5 V and has an RST input for authorizing or inhibiting the output data.
  • the first switch 17 authorizes the transmission of the counting data at the time of starting by passing the RST input to logic level 1.
  • the second switch 35 inhibits data transmission by bringing the RST input to ground 63.
  • the microcontroller 68 transmits on one of its ports 69 to the display driver 13 the data sent by the time base 67 when it occurs.
  • the microcontroller 68 communicates by another port 70 with an initialization module 71 operating in interruption.
  • a low level applied to the INT interrupt input of the microcontroller 68 when a key on the keyboard is pressed, or on a button, of the initializer 71 triggers, as in the previous embodiment of the device according to the invention, the execution of a subroutine displaying the initial count value if no data has been sent on the serial link, or taking into account the corrections being counted otherwise.
  • the INT interrupt is masked when no more data appears on the SPI link after the normal operating period, which means that the device has been permanently stopped.
  • a time base 67 of very high precision and stability is constituted by a module 67 for receiving reference time signals transmitted for example by stations DCF77 in Germany, WVB in the USA, JJY in Japan or MSF in UK.
  • the time signals transmitted are based on the operation of a Cesium clock, that is to say on a primary standard defining the second.
  • the signals received are transmitted on the "serial" type interface of the microcontroller 68 which decodes them to display the time elapsed since the start of this transmission controlled by the first switch 17 acting on a validation input of the module 67.
  • this type are sold by the company MICRO ANALOG SYSTEMS under the reference MAS9178 for example.
  • the first monostable 78 with Schmitt flip-flop at input generates a pulse Q0 of calibrated duration on the rising edge of the charging voltage of a capacitor 80 connected by a resistor 81 to the supply voltage Vcc at the time of power-up of the device.
  • the second monostable 79 produces a Ql pulse on the falling edge of the Q0 pulse.
  • the 4538 series 4000 precision double monostable is particularly suitable for these functions.
  • a pre-existing calculator model such as those with a mixed supply 76 by battery and by solar cell *, the supply 76 then has the reliability required to ensure operation for a very long time.
  • the time base 82 is advantageously of the same type as that described in connection with the assembly of FIG. 8, that is to say generating pulses of 1 Hz.
  • the time base shown in the figure is preferably used Figure 11 in order to have a simple way to make corrections to the display by delaying or accelerating the counting.
  • an oscillator 84 Quartz 85 86 outputs a square clock signal at 32.768 Hz. This signal is applied to the input of a binary counter 14 bits '87 performing a division by 2 14, c' i.e. by 16,384. The output signal therefore has a frequency of 2 Hz.
  • a reference circuit 4060 of the 4000 series which incorporates both a 14-bit binary counter and an oscillator controlled by an external quartz.
  • the output signal is applied to a first flip-flop 88 of type D, on the one hand, and to the input of an OR gate 89, on the other hand.
  • the operation of this first flip-flop 88 is controlled by a first push button 90, open at rest, capable of bringing its RESET input to the high level, normally maintained at the low level by a resistor connected to ground 63.
  • the output Q of the first flip-flop 88 is connected, on the one hand to the clock input C of a second flip-flop 91 of type D, and, on the other hand, to the OR gate 89.
  • the operation of this second flip-flop 91 is controlled by a second push button 92, open at rest, capable of bringing its RESET input to the low level, normally maintained at the high level by a resistor connected to the power source Vcc.
  • the output signal of the time base shown in Figure 11 results from the combination, in a NOR gate 93, of the output signal Q of the second flip-flop 91 and the output of the preceding OR gate 89.
  • the reference circuit 4013 of the 4000 series is well suited to an optimized implementation because it includes in the same housing the two rockers D necessary for assembly.
  • the reference circuit 4000 is also advantageous, since it comprises two OR gates and an inverter making it possible to produce the OR gate 89 and the OU-NO gate 93.
  • the pushbuttons 90, 92 are at rest, the first flip-flop 88 whose l the RESET input is grounded while the second flip-flop 91 whose RESET input is at the high level is stopped.
  • the frequency of the signal at 2 Hz from the divider 87 is therefore still divided by 2.
  • the combination of the square signals at 1 Hz and at 2 Hz in the OR gate 89 creates pulses with falling edges at the input of the OR gate. NO 93 of frequency 1 Hz. Positive pulses at the frequency of 1 Hz are therefore present at the output of the gate YES-NO 93.
  • the RESET input of the first flip-flop 88 goes high. This flip-flop 88 stops working. The output frequency of the time base is then 2 Hz.
  • the RESET input of the second flip-flop 91 goes low.
  • This flip-flop 91 enters into operation and generates output signals of frequency 0.5 Hz.
  • the combination of square signals of frequencies 2 Hz, 1 Hz and 0.5 Hz in the OR 89 and OU-NON 93 gates creates output pulses at the frequency of 0.5 Hz.
  • buttons 90, 92 Without stopping the counting and scrolling of the seconds on the display 61, the user is therefore able, thanks to these two buttons 90, 92, to compensate for an advance or a delay of the device.
  • the invention is not limited to the preferential embodiments described above. On the contrary, it embraces all possible variants of implementation.
  • the irreversible switches 17 and 35 can be made in a large number of different ways.
  • the means used to limit the consumption of the device during operation in particular the standby of the initialization module 62, 71, or after the final shutdown, in particular the automatic switching off of the time base 59, 67, 82, would not depart from the scope of the present invention.
  • These means are in fact known per se from the components used, such as the reference elapsed time counter DS1602, or the module for receiving time signals MAS9178.
  • Certain microcontrollers or microprocessors 57, 68 also have standby or stop functions, automatic or controlled.

Abstract

La présente invention est relative à un dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps du type de ceux comportant : une unité logique de commande (11),- une base de temps (12), un pilote d'affichage (13) décimal dudit intervalle de temps, des moyens d'affichage (14) des moyens de démarrage (17) dudit comptage, des moyens d'arrêt (35) dudit comptage, caractérisé en ce que lesdits moyens de démarrage (17) agissent de manière irréversible.

Description

DISPOSITIF DE COMPTAGE ET D'AFFICHAGE EN SECONDES D'UN
INTERVALLE DE TEMPS
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps, ainsi que son utilisation pour la commémoration d'un événement.
ARRIÈRE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
L'électronique moderne permet de réaliser des dispositifs de mesure d'intervalles de temps simples, précis, fiables et peu onéreux, qui se sont substitués aux complexes mécanismes d'horlogerie d'autrefois. Les horloges et chronomètres « digitaux » sont de nos jours très courants, ainsi que les montres dites « à quartz » .
Le cœur de ces appareils modernes est en effet un oscillateur électronique dont la fréquence d'oscillation est stabilisée par un transducteur piézo-électrique, généralement constitué d'un cristal de quartz taillé de façon que sa fréquence de résonance mécanique corresponde à la fréquence recherchée.
Les quartz les plus couramment utilisés fonctionnent à une fréquence de 32.768 Hz. Une série de quinze divisions par 2 successives, aisément réalisables en électronique digitale au moyen d'un enchaînement de bascules, permet d'obtenir des impulsions battant la seconde.
Des circuits intégrés spécialisés, basés sur les principes élémentaires ci-dessus, existent, adaptés aux besoins spécifiques des fabricants de systèmes ou de dispositifs nécessitant une mesure du temps.
Dans le cas des montres, la puce électronique inclut, outre la fonction- « horloge », un grand nombre de fonctions supplémentaires, notamment, cela va de soi, celles d'affichage de' l'heure et de la date.
En revanche, dans d'autres applications, comme celles où l'on enregistre le temps de fonctionnement de machines ou d'équipements, seule la fonction de comptage en secondes pendant une longue période - la durée de vie de la machine ou de 1 ' équipement - présente un intérêt . Le circuit intégré de référence DS1602 produit par la société Dallas Semiconductors est ainsi capable de compter les secondes pendant virtuellement plus de 125 ans grâce à un compteur binaire de 32 bits.
Certaines autres applications requièrent à la fois des fonctions relativement complexes, d'initialisation, de démarrage, d'arrêt d'un comptage en secondes, d'affichage d'un temps écoulé, d'une part, et, d'autre part, une capacité de mesurer ce temps continûment pendant une très longue période, plusieurs années, voire plusieurs dizaines d'années.
C'est le cas notamment des systèmes destinés à commémorer un événement en présentant sous un aspect attractif le temps écoulé depuis cet événement, et dont la réalisation est visée par la présente invention.
La demande de brevet allemand DE-19.816.043 , publiée le 27 mai 1999, au nom de E. Stehr, décrit une carte commémorative illustrant cette catégorie d'applications des compteurs de temps . La face décorée présente un emplacement pour un module électronique de comptage/décomptage et un afficheur de l'intervalle de temps entre l'instant présent et un événement, passé ou futur, en années, et/ou mois, et/ou jours et/ou heures, et/ou minutes, et/ou secondes. Sont présentées, par exemple, une carte montrant le temps écoulé depuis le passage à l'Euro, et une carte indiquant l'âge d'un enfant en mois, heures, minutes et secondes .
La demande de brevet allemand DE-3.816.605, publiée le 30 novembre 1989, au nom de 0. Koehler, décrit un dispositif ayant un but similaire, mais se présentant sous la forme d'une montre ou d'un réveil. L'âge de l'utilisateur est affiché en jours.
Un affichage uniquement en jours diminue la prise de conscience du temps qui passe, et enlève une composante ludique et fascinante à la contemplation de l'affichage, toujours animé et différent, des secondes.
Cette dimension psychologique a été prise en compte par le « chrono-vie » décrit dans la demande de brevet français FR- 2.669.443, publiée le 22 mai 1992, au nom de J.-G. Signac, puisque l'utilisateur peut choisir d'afficher son âge en secondes .
Mais les aspects ergonomiques liés à l'utilisation de ces appareils n'ont pas été abordés par les documents de l'état de la technique relevés ci-dessus.
Dans le brevet néerlandais NL-1.009.400, publié le 1 février 2000, au nom la société Bellegingsmaatschappij Houtbeek, il est proposé par contre de rendre irréversible le démarrage du comptage et de l'affichage du temps écoulé depuis l'instant de l'événement à commémorer. Dans le cas où le dispositif est réalisé sous la forme d'une montre, celle-ci comporte, pour déclencher le comptage, un bouton poussoir placé sous le verre du cadran. La montre est mise sur le marché avec le verre ouvert. Une fois fermé, le verre du cadran ne peut être réouvert sans être brisé. Il va de soi que l'irréversibilité du déclenchement contribue à renforcer la solennité de l'événement.
Dans le même but, le modèle d'utilité allemand DE-29.714.171, publié le 20 novembre 1997, au nom de R. immer et al., enseigne d'arrêter définitivement un premier afficheur d'une montre à 1 ' instant où survient un événement important , de manière que l'affichage du jour, de la date et de l'heure soit figé à cet instant, tandis que l'affichage du temps écoulé depuis cet événement se poursuit indéfiniment sur un second afficheur. Cependant, aucun détail technique n'est divulgué par l'inventeur quant à la façon de réaliser pratiquement un comptage sur une très longue période .
L'utilisation d'éléments redondants, notamment d'une batterie, est suggérée par l'autre modèle d'utilité allemand DE- 29.912.558, publié le 18 janvier 2001, au nom de R. Buchta. Mais l'appareil qui est alors décrit est adapté à un usage en milieu hospitalier, c'est-à-dire à une utilisation très éloignée de celle de la présente invention.
Les documents de l'état de la technique relevés n'ont pas non plus abordé les problèmes importants de précision et de dérive d'horloges devant fonctionner pendant plusieurs années, voire dizaines d'années. En effet, la précision du compteur de temps écoulé DS1602 de la Société Dallas Se iconductors, par exemple, n'est que de l'ordre de ± 120 secondes/mois.
Il est donc nécessaire de mettre en œuvre d'autres types de chronomètres électroniques connus de l'état de la technique présentant une bien meilleure précision. La demande de brevet GB-2.285.150, déposée par le Secrétariat d'Etat au Commerce et à l'Industrie britannique, et publiée le 28 juin 1995, décrit un étalon de temps destiné à la calibration d'équipements. Des signaux de commande, ou des boutons-poussoirs, démarrent et arrêtent le comptage des secondes écoulées dont le résultat est présenté par un affichage décimal . Un microprocesseur contrôle la réception et décode les signaux horaires de référence émis par la station MSF. Ces signaux sont basés sur le fonctionnement d'une horloge au Césium, dite « horloge atomique ». On comprend qu'il s'agit là d'un appareil de laboratoire dont les caractéristiques ne sont pas non plus adaptées à une utilisation par le grand public, cible privilégiée des produits qui seront équipés du dispositif selon l'invention. Le rappel de l'état de la technique ci-dessus montre qu'il n'existe pas à ce jour de dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps permettant de créer des objets pour la commémoration d'événements sur un mode ludique, voire festif, tout en satisfaisant à des contraintes techniques difficilement compatibles de fiabilité, de durée de vie et de précision.
DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
La présente invention vise donc à concevoir un dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps du type de ceux comportant une unité logique de commande, une base de temps, des moyens de démarrage et des moyens d'arrêt du comptage, un pilote d'affichage décimal de cet intervalle de temps, ainsi que les moyens d'affichage correspondants .
Elle a précisément pour objet un dispositif de ce type dont les moyens de démarrage agissent de manière irréversible. Fort avantageusement, selon une caractéristique additionnelle, les moyens d'arrêt du dispositif agissent également de manière irréversible .
De préférence, les moyens de démarrage sont constitués d'un premier interrupteur dont la manipulation ouvre ou ferme définitivement un circuit électrique.
Dans un mode de réalisation particulier, ce premier interrupteur comprend une languette souple destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par l'utilisateur du dispositif. Cette languette présente une première extrémité apte à être saisie par l'utilisateur au moment du démarrage du comptage. La seconde extrémité comporte une zone conductrice . La partie intermédiaire de la languette dentelée forme une crémaillère. L'interrupteur fonctionne grâce à deux contacts électriques qui appuient simultanément sur la zone conductrice quand la languette est dans sa position initiale, et qui deviennent isolés l'un de l'autre quand la languette est dans la position finale. L'ouverture des contacts de l'interrupteur est rendue irréversible au moyen d'au moins un guide de forme complémentaire de la crémaillère, coopérant avec elle et rendant impossible un déplacement de la languette de la position finale vers la position initiale.
Alternativement, le premier interrupteur comprend un lien souple de type fil, cordon, ruban, ficelle, ou analogue, que saisit l'utilisateur par une première extrémité au moment du démarrage du dispositif. La seconde extrémité est attachée à un ressort conducteur formant une ancre, qui comporte une première et une seconde branches. A l'initiative de l'utilisateur exerçant une traction sur le lien, ce ressort est déplacé entre une position initiale correspondant à l'état "fermé" de l'interrupteur, et une position finale correspondant à l'état "ouvert". Pour ce faire, dans la position initiale du ressort, deux contacts électriques appuient simultanément, l'un sur la première branche de 1 ' ancre et 1 ' autre sur la seconde branche . Le ressort forme alors un pont entre les deux contacts, et l'interrupteur est "passant". Dans sa position finale, le ressort est dégagé, et les contacts sont isolés l'un de l'autre. Il n'est pas possible de replacer le ressort dans sa position initiale grâce à au moins un guide entourant la ficelle d'extraction. Ce guide présente en effet une section en forme d'entonnoir comprimant le ressort au cours du déplacement de sa position initiale vers sa position finale, mais rendant impossible le passage du ressort en sens inverse. Autrement dit, le pont entre les deux contacts ne peut jamais être rétabli.
Préférentiellement , le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention comporte des moyens d'arrêt constitués d'un second interrupteur dont la manipulation ouvre ou ferme définitivement un circuit électrique.
Dans une forme particulière d'exécution, ce second interrupteur comprend une languette rigide destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par un utilisateur. Cette languette présente une première extrémité apte à être poussée par l'utilisateur, une seconde extrémité comportant une zone isolante, et une partie intermédiaire comportant une lumière à bords droits. Le fonctionnement de cet interrupteur repose sur la mise en œuvre de deux contacts électriques, l'un au moins comprenant un ressort à lame ou un ressort à boudin, les contacts appuyant simultanément et en sens opposé sur chacune des faces de la zone isolante dans la position initiale de la languette, et étant en contact l'un avec l'autre à travers la lumière dans la position finale. L ' interrupteur comprend également au moins un guide coopérant avec la languette au cours du déplacement de celle-ci de sa position initiale vers sa position finale.
Selon une autre forme d'exécution, le second interrupteur comprend une tige destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par un utilisateur, cette tige présentant une première extrémité apte à être poussée par celui- ci, la seconde extrémité comportant une pointe conductrice, et une partie intermédiaire dentelée formant crémaillère. Pour réaliser la commutation état "ouvert "/état "fermé", l'interrupteur comprend deux contacts électriques isolés l'un de l'autre dans la position initiale, et appuyant simultanément sur la pointe conductrice dans la position finale. Cette commutation est rendue irréversible grâce à au moins un guide entourant la tige, et dont la forme est particulière. Ce guide comporte en effet une partie de forme complémentaire de celle de la crémaillère de la tige. En coopérant avec la crémaillère, le guide permet un déplacement de la tige de sa position initiale vers sa position finale, mais tout mouvement inverse est impossible.
Selon une autre caractéristique additionnelle, le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention comporte de plus des moyens d'initialisation du comptage à une valeur prédéterminée quelconque.
De préférence, ces moyens d'initialisation comprennent un ou plusieurs moyens de saisies de données d' initialisation choisis parmi le groupe constitué d'un poussoir, d'une touche ou d'un clavier, des moyens d'interface avec l'unité logique, ainsi que des moyens de traitement des données d'initialisation.
Les moyens de traitement comprennent avantageusement un algorithme effectuant la conversion en secondes de l'intervalle de temps entre deux dates calendaires .
On tire bénéficie du fait que le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention comporte des moyens de ralentissement ou d'accélération du comptage. Avantageusement, le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention comporte au moins une alimentation électrique redondante. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif comprend un module d'alimentation par le secteur et au moins une batterie choisie parmi le groupe : pile, pile rechargeable, accumulateur. Dans une variante d'exécution, le dispositif selon l'invention comprend un module d'alimentation par au moins une cellule solaire et au moins une batterie choisie parmi le groupe: pile, pile rechargeable, accumulateur. Selon une autre variante, il comprend au moins deux alimentations indépendantes par au moins une batterie choisie parmi le groupe: pile, pile rechargeable, accumulateur, et des moyens d'indication de la plus faible de ces alimentations indépendantes. Selon encore une autre variante, le dispositif selon l'invention comporte une alimentation temporaire de sauvegarde comprenant un condensateur de très grande capacité, préférentiellement supérieure ou égale à 1 Farad.
Le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention présente de préférence des moyens d'affichage comportant au moins 10 chiffres, c'est-à-dire pouvant afficher au moins jusqu'à 9.999.999.999 secondes. Une caractéristique générale additionnelle du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention est qu'il comporte préférentiellement une unité logique constituée d'un dispositif microprogrammé, de type microcontrôleur, microprocesseur ou analogue, comprenant un sous-programme d'incrémentation du comptage et de rafraîchissement de l'affichage dont l'exécution est déclenchée par une interruption générée par la base de temps à la cadence de 1 Hz .
De manière alternative, le dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention présente avantageusement une unité logique constituée d'un dispositif microprogrammé, de type microcontrôleur, microprocesseur ou analogue, comprenant un sous-programme de rafraîchissement de l'affichage en fonction des signaux horaires transmis par une horloge programmable au moyen d'une liaison série. Les signaux horaires dont il s'agit sont de préférence ceux transmis par voie hertzienne par au moins un émetteur de signaux horaires de référence, choisi par exemple parmi le groupe : DCF77 (Allemagne) , WVN (Etats-Unis) , JJY (Japon) , MSF (Grande-Bretagne) .
Un bénéfice pourra être tiré d'un mode de réalisation où l'unité logique, le pilote d'affichage et les moyens d'affichage correspondants du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l' invention . sont les éléments d'un appareil électronique préexistant de type calculette de poche ou d'un calculateur portatif, dont la séquence d'appuis sur les touches « + » et « 1 » a été simulée lors de la mise sous tension du dispositif, et dont l'appui sur la touche « = » est simulé à chaque impulsion générée par la base de temps. Dans ce cas, la base de temps délivre avantageusement simultanément des impulsions d'une première fréquence égale à 1Hz, d'une deuxième fréquence inférieure ou égale 0,5 Hz, et d'une troisième fréquence supérieure ou égale à 2Hz. Les impulsions à la première, seconde et troisième fréquences sont appliquées à cet appareil pour un mode de fonctionnement nominal du dispositif, une correction de l'avance, et une correction du retard, respectivement.
Une caractéristique additionnelle du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon ces dernières variantes est que l'interruption matérielle ou bien la transmission des signaux horaires ou de 1 ' impulsion de la base de temps est validée par les moyens de démarrage et inhibée par les moyens d'arrêt.
Une utilisation préférée du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention est celle où ce dispositif est agencé dans un objet destiné à commémorer un événement choisi de préférence parmi les groupes: événements familiaux (rencontre, mariage, naissance, décès), événements professionnels (obtention d'un diplôme, d'un premier emploi, d'un contrat), événements personnels (voyage, accession à la propriété, disparition d'une nuisance, déménagement) , événements sportifs (record, obtention d'un trophée, matches) , événements historiques (an 2000, début d'un conflit, fin d'un conflit). Il peut s'agir d'un événement très reculé dans le passé, comme la mort du pharaon Tout nkhamon, par exemple, et pas seulement d'un événement de l'histoire moderne. Quand le dispositif selon l'invention est utilisé pour commémorer un événement passé, le comptage est avantageusement initialisé à une valeur fournie à l'utilisateur, en fonction de la date de cet événement et de la date courante, par un premier logiciel externe spécifique fonctionnant de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par un opérateur d'une société de services . Il se révèle également intéressant d'utiliser le dispositif selon l'invention en l'agençant dans un objet destiné à commémorer l'avènement d'une valeur particulière d'un intervalle de temps, par exemple 1.000.000.000 ou 7.777.777.777 secondes. Dans cette situation, un deuxième logiciel externe spécifique fonctionnant de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou un opérateur d'une société de services, fournit à l'utilisateur la date à laquelle sera affichée cette valeur particulière en fonction de cette valeur particulière, de la valeur initiale du comptage, et de la date courante.
On peut également prévoir à cet égard une programmation interne au dispositif selon l'invention.
Alternativement, le comptage du dispositif est initialisé à une valeur fournie à l'utilisateur, en fonction de la valeur particulière à observer, de la date courante, et de la date à laquelle doit être affichée cette valeur particulière, par un troisième logiciel externe spécifique fonctionnant également de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par l'opérateur d'une société de services.
De la même manière, le comptage est si besoin est corrigé à un instant donné d'une valeur fournie à l'utilisateur, en fonction des dates de l'événement considéré et de cet instant. Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci- annexés . Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure 1 est un schéma synoptique général du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention dans une première technologie, basée notamment sur des éléments électromécaniques. La Figure 2 est un schéma synoptique général du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention dans une seconde technologie, basée notamment sur des composants électroniques. Les Figures 3a et 3b sont les vues schématiques d'un interrupteur commandé par une languette souple, respectivement dans l'état "fermé" et "ouvert", mis en œuvre dans le dispositif selon l'invention, notamment comme moyens de démarrage du comptage agissant de manière irréversible. La Figure 3c est une vue de dessous de la languette souple montrant la zone conductrice.
Les Figures 4a et 4c sont les vues schématiques d'un interrupteur commandé par une ficelle, respectivement dans l'état "fermé" et "ouvert", mis en œuvre dans le dispositif selon 1 ' invention, notamment comme variante de réalisation des moyens de démarrage irréversibles. La Figure 4b montre ce type d'interrupteur en cours d'ouverture définitive sous l'action de 1 'utilisateur.
Les Figures 5a et 5b sont les vues schématiques d'un interrupteur commandé par une tige, respectivement dans l'état
"ouvert" et "fermé", mis en œuvre dans le dispositif selon l'invention, notamment comme moyens d'arrêt définitif du comptage .
Les Figures 6a et 6b sont les vues schématiques d'un interrupteur commandé par une languette rigide, respectivement dans l'état "ouvert" et "fermé", mis en œuvre dans le dispositif selon l'invention, notamment comme moyens d'arrêt définitif du comptage, et utilisant un ressort à lame.
Les Figures 7a et 7b illustrent le même type d'interrupteur, mais dans lequel un ressort à boudin est utilisé.
La Figure 8 est un schéma de 1 ' architecture électronique la plus générale du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention mettant en œuvre un microcontrôleur ou un microprocesseur fonctionnant sur interruption d'une base de temps.
La Figure 9 est un schéma d'architecture électronique du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon 1 ' invention mettant en œuvre un microcontrôleur ou un microprocesseur communiquant par une liaison série avec une base de temps.
La Figure 10 est un schéma d'architecture électronique du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon 1 ' invention mettant en œuvre les éléments préexistants d'un calculateur de bureau ou d'une calculette.
La Figure 11 est un schéma d'une base de temps dont la fréquence nominale peut être doublée ou diminuée de moitié au moyen de deux boutons poussoirs .
DESCRIPTION DES FORMES D'EXÉCUTION PRÉFÉRÉES DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est d'offrir de façon continue, irréversible et strictement exacte, la possibilité de visualiser les secondes écoulées se rapportant à un événement choisi passé ou présent, que la date repère soit avant ou après le début de l'ère chrétienne. Cette invention permet de garder un lien à n'importe quel moment avec l'événement choisi et commémoré.
C'est également un but de la présente invention que de pouvoir entretenir et lire indéfiniment le nombre de secondes écoulées depuis la mise en service du dispositif. C'est encore un but de la présente invention d'offrir aux utilisateurs la possibilité de commémorer des événements autrement que par le référentiel jour/mois/années. En effet, pourquoi ne pas fêter le milliard de secondes écoulées ou encore donner la possibilité à l'amoureux d'un chiffre quelconque de voir celui-ci s'afficher ?
C'est enfin un but de la présente invention de s'adresser à tous : romantiques, qui souhaiteraient connaître le temps écoulé depuis leur première rencontre, la célébration de leur mariage, - carriéristes, qui jamais ne voudraient oublier les secondes passées depuis l'obtention de leur diplôme, de leur prestation de serment, de leur première et prometteuse paye ou encore de la signature d'un important contrat, nostalgiques, qui voudraient se remémorer les secondes écoulées depuis un voyage passé, ou un événement historique les ayant marqués,
- matérialistes, qui respireraient de bonheur en voyant les secondes défiler tout en constatant qu'ils sont les heureux propriétaires d'une maison secondaire à la campagne, à la mer, ou à la montagne, - cyniques, qui à chaque seconde pourraient se rappeler la disparition d'un être qui leur rendait la vie insupportable, le déménagement d'un locataire bruyant,
- sportifs, qui se galvaniseraient en se souvenant du ou des records et trophées obtenus, - et enfin aux heureux parents, qui auraient la possibilité de connaître le nombre de secondes passées depuis la naissance, ou depuis les premiers pas de leur joyeux bambin !
En option, l'utilisateur pourra stopper l'écoulement des secondes et figer l'affichage à l'instant qu'il aura choisi. Aux fins de donner une indication sur les capacités de comptage et d'affichage qu'il convient de mettre en œuvre dans le dispositif selon 1 ' invention, les ordres de grandeurs suivants sont donnés pour mémoire : une heure est exprimée en secondes avec 4 chiffres (3600 secondes) ,
- une année avec 8 chiffres (31.536.000 secondes),
- une vie humaine avec 10 chiffres (vivre 100 ans correspond à 3.153.600.000 secondes), le temps écoulé depuis le Big Bang, soit 15 milliards d'années, avec 18 chiffres !
Le choix de la seconde comme unité de mesure permet de s'affranchir de la complexité du comptage d'un intervalle de temps en années, mois, jours, heures, minutes, secondes. Sur une longue période, il faut en effet tenir compte des années bissextiles. Une année se compose de 366 jours si elle est bissextile alors qu'elle n'en compte que 365 dans le cas inverse. Ne pas tenir compte de cette différence crée un écart considérable de 86.400 secondes tous les quatre ans.
L'« Appareil de mesure permettant de chiffrer et de visualiser le nombre de secondes écoulées entre un événement précis choisi arbitrairement et l'instant présent » décrit dans la demande de brevet français FR 03.02686 du 5 mars 2003 déposée par les mêmes déposants répond à l'ensemble de ces objectifs.
Toutes les contraintes techniques résultant des buts à atteindre sont satisfaites par le dispositif représenté schématiquement sur la Figure 1, et comprenant :
- une alimentation électrique 1,
- un système de mise en service 2,
- un initialisateur 3,
- un système de mise hors service 4, - une base de temps 5,
- un pilote d'affichage 6,
- un affichage 7.
L'alimentation 1 est composée au minimum de deux piles, pouvant se substituer l'une à l'autre, afin que soit assurée l'alimentation permanente de l'invention, sans arrêt du processus .
Dans une version du dispositif où l'alimentation 1 se fait par le secteur, une sauvegarde de type Cadmium-Nickel la complète toutefois afin de pallier les conséquences des coupures ou des déplacements de l'appareil.
Le système de mise en service 2 constitue le système de transmission irréversible du courant. Dans un premier temps, le passage du courant s'effectue directement de l'alimentation 1 vers 1 ' initialisateur 3, qui est ainsi alimenté. Une fois le système de mise en service 2 activé, le contact est établi définitivement, comme indiqué par la flèche 8, pour alimenter la base de temps 5.
Ainsi, dans un second temps, le système de mise en service 2 alimente la base de temps 5 afin que soit assurée la visualisation de l'écoulement des secondes sur l'affichage 7.
Une fois le courant établi 8, il est impossible de revenir dans la position où le système de mise en service 2 alimente l' initialisateur 3.
L' initialisateur 3 est une partie optionnelle qui permet d'inscrire, avant que soit mise en service la base de temps 5, un nombre prédéterminé sur 1 ' affichage 7 correspondant au temps en secondes séparant l'instant du déclenchement de l'appareil de l'événement à commémorer.
L'apparition de ce nombre se fait à l'aide d'un clavier, d'une roue codeuse, ou de deux boutons poussoirs, l'un permettant d ' incrémenter le chiffre sur lequel on est positionné, l'autre permettant de décaler la position de
1 ' affichage .
Une fois le processus engagé, il est impossible d'influer sur les paramètres initiaux. Le système de mise hors service 4, autre partie optionnelle du dispositif, est un interrupteur définitif permettant, comme indiqué par la flèche 9, de basculer de façon irréversible le contact initial vers un contact schuntant la base de temps 5, ce qui a pour effet de fixer définitivement sur l'affichage 7 le nombre qui y était inscrit. La base de temps 5 délivre au rythme de une impulsion par seconde des signaux dans le pilote d'affichage 6, qui transmet l'information sur l'affichage 7 afin d'assurer la lecture du comptage sur dix chiffres au minimum.
Les systèmes de mise en service 2 et de mise hors service 4 sont de préférence des inverseurs actionnés manuellement selon
8,9 ou des relais possédant un contact « repos » et un contact
« travail ». Le pilote d'affichage 6 et l'afficheur 7 sont avantageusement rassemblés dans un seul dispositif électromécanique de type « compteur d'impulsions », dont l'affichage persiste même en l'absence d'alimentation électrique.
Un autre mode de réalisation du dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'invention est basé avec profit en totalité sur des composants électroniques. Le schéma général du dispositif est donné en
Figure 2. Une alimentation électrique 10 fournit la ou les tensions V nécessaires au fonctionnement des différents modules électroniques comprenant :
- une unité logique de commande 11,
- une base de temps 12 , - un pilote d'affichage 13,
- un afficheur 14
- un module d' initialisation 15.
L'alimentation 10 est constituée par des piles, des piles rechargeables ou des accus selon les variantes particulières de réalisation. Le dispositif selon l'invention comporte également une alimentation redondante 16, c'est-à-dire qu'en cas de défaillance de l'alimentation 10 principale, une autre alimentation 16 est capable de fournir l'énergie nécessaire aux modules 11, 12, 13, 14, 15. Cette redondance est obtenue de différentes façons selon les variantes.
La variante la plus simple est celle où il existe deux batteries indépendantes, le dispositif étant capable de fonctionner sur l'une ou l'autre des batteries. Un témoin lumineux constitué d'une diode électroluminescente ( led ) , ou un repère sur l'afficheur 14, indique la batterie la plus faible à recharger ou à remplacer. Un agencement mécanique approprié du boîtier d'alimentation empêche l'utilisateur d'enlever les deux piles simultanément .
Une autre variante de réalisation de l'alimentation 10 met en œuvre de manière connue en soi une cellule solaire associée à un accumulateur en tampon. Alternativement, la cellule solaire a une simple fonction de sauvegarde de l'alimentation 10 au cours d'un changement de pile, l'utilisateur n'effectuant normalement pas cette opération, dans l'obscurité. La même fonction de sauvegarde est aussi avantageusement réalisée par un condensateur de grande capacité, dit « super-condensateur », par exemple de 1 Farad.
Les appareils comportant un afficheur 14 de grandes dimensions et/ou très lumineux sont de préférence alimentés par le réseau électrique 220V ou 110V. La fonction de l'alimentation 10 par batterie est dans ce cas de pallier une panne du secteur, ou de fournir du courant pendant le déplacement de l'appareil. L'alimentation 10 produit les tensions V nécessaires au système dès la mise en place des batteries par l'utilisateur, ou dès le branchement sur le secteur, en prévision de l'utilisation prochaine ou immédiate du dispositif de comptage et d'affichage en secondes selon l'invention.
Le comptage en lui-même est déclenché par un premier interrupteur 17 dont la manipulation ouvre définitivement un circuit électrique associé à la base de temps 12, tel que ceux représentés sur les Figures 3 et 4. La structure mécanique de l'un ou l'autre de ces interrupteurs 17 de déclenchement du comptage est adaptée à l'utilisation particulière de l'objet à fins commémoratives dans lequel ils sont intégrés. Le geste doit être symbolique. Répondant à ce critère, les interrupteurs 17 présentent soit une languette souple 18, soit un lien souple 19 que l'utilisateur doit tirer d'un geste ample.
Pour ce type d'utilisation, le dispositif selon l'invention doit être capable de fonctionner pendant une longue période. Le facteur déclenchant est donc la rupture d'une liaison électrique plutôt que l'établissement d'un contact, celui-ci étant susceptible de s'oxyder avec le temps. La structure électrique des interrupteurs 17 représentés sur les Figures 3 et 4 est établie en tenant compte de cette contrainte de fiabilité.
La Figure 3a montre la languette 18 en place à sa position initiale dans ce premier interrupteur 17 réalisé selon un mode préférentiel. Une première extrémité 20 de la languette 18, destinée à être saisie par l'utilisateur, s'étend à l'extérieur de l'objet dans lequel est intégré le dispositif selon l'invention. La seconde extrémité 21 de la languette 20, interne à l'interrupteur 17, est en contact sur une face avec un support 22, et comporte sur la face opposée une zone conductrice 23. Deux contacts électriques 24 séparés appuient simultanément sur cette zone conductrice 23. Comprise entre la première 20 et la seconde extrémités 21, une partie intermédiaire dentelée forme une crémaillère 25.
Des guides 26 conduisent la languette 18 de l'intérieur de l'interrupteur 17 vers l'extérieur. Au moins l'un d'entre eux présente une forme complémentaire de la crémaillère 25 et coopère avec elle. La Figure 3c montre bien la languette en forme de bande avec la zone conductrice 23 et la crémaillère 25. La crémaillère 25 est formée directement dans la matière de la languette 18, qui est de préférence une matière plastique souple et résistante utilisée de manière connue en soi pour la fabrication de colliers ou de fermetures d'emballages.
Lors du démarrage du comptage, l'utilisateur tire sur la première extrémité 20 de la languette 18 comme schématisé par la flèche 27. De ce fait, grâce aux guides 26, la seconde extrémité 21 munie de la zone conductrice 23 est déplacée le long du support 22. Le pont conducteur reliant les deux contacts 24 est alors rompu, et l'interrupteur 17 passe de l'état « fermé » à l'état « ouvert ». La course de la languette 18 continue sous l'action de l'utilisateur. Tout mouvement de retour en arrière est rendu impossible par les dents de la crémaillère 25 et par celles du guide 26 correspondantes, la pente la plus faible des dents de la crémaillère 25 allant dans le sens de l'extraction, et la pente la plus forte étant dirigée vers l'intérieur du dispositif. L'interrupteur 17 à l'état « ouvert » est représenté sur la Figure 3b. La languette 18 n'y figure pas. Dans sa position finale, la languette 18 a été complètement extraite du dispositif, et elle ne peut être réintroduite pour revenir à sa position initiale. L'interrupteur 17 est donc un interrupteur dont le fonctionnement est irréversible.
Une variante de réalisation d'un interrupteur irréversible 17, initialement dans l'état « fermé », est représentée sur les Figures 4a, 4b et 4c. Aux mêmes fins que la languette 18 du modèle précédent, l'interrupteur 17 comporte un lien souple 19 tel qu'un fil, un cordon, un ruban, ou une ficelle dont une extrémité 28 est apte à être saisie par l'utilisateur, et dont la seconde extrémité 29 est attachée à un ressort 30 conducteur en forme d'ancre à deux branches. Comme le montre bien la Figure 4a, le ressort 30, dont les branches sont initialement coincées entre des supports 31 intérieurs de l'interrupteur 17 munis de contacts électriques 32, forme un pont conducteur entre ces contacts 32. Quand l'utilisateur exerce une traction 33 sur le lien 28, comme le montre la Figure 4b, le ressort 30 est déplacé vers l'extérieur, et le pont conducteur entre les contacts 32 est rompu. Le ressort 30 pénètre dans un entonnoir 34 dans lequel il poursuit sa course grâce à l'élasticité de ses branches. Dans la position finale du ressort 30 complètement extrait comme le montre la Figure 4c, celui-ci est détendu. Ses branches déployées 1 ' empêchent de franchir en sens inverse le goulot d'étranglement de l'entonnoir 34. Par conséquent, comme le précédent, ce second modèle d'interrupteur 17, une fois ouvert, ne peut être refermé.
L'arrêt du comptage est déclenché par un second interrupteur 35 devant obéir à une contrainte de fiabilité opposée à celle du premier interrupteur 17. Pour le premier interrupteur 17, l'état final doit être fiable tandis que, pour le second interrupteur 35, afin que le comptage ne soit pas arrêté prématurément, il est impératif que ce soit l'état initial qui conserve ses propriétés pendant une longue période. Des modèles d'interrupteurs 35 satisfaisant à cette condition sont représentés sur les Figures 5, 6 et 7. Un mode de réalisation préférentiel de ce second interrupteur 35 est représenté sur les Figures 5a et 5b. Une crémaillère 36 est mise en œuvre comme élément anti-retour de manière analogue à l'agencement du premier interrupteur décrit en liaison avec les Figures 3a et 3b. Dans ce mode de réalisation, l'interrupteur 35 comprend une tige 37 guidée en translation entre une position initiale et une position finale. Dans la position initiale représentée sur la Figure 5a, une première extrémité 38 de la tige 37 affleure la paroi extérieure 39 de l'objet où est intégré le dispositif selon l'invention. La seconde extrémité 40 de la tige 37 est munie d'une pointe 41 conductrice, en vis-à-vis de deux contacts électriques 42. La partie intermédiaire 43 de la tige 37 est dentelée et forme la crémaillère 36 anti-retour. Quand l'utilisateur exerce une pression 44 sur la première extrémité 38 au moyen d'une pointe de crayon, de stylo à bille, ou de tout autre objet pointu, la tige 37 se déplace et la pointe 41 conductrice court-circuite les deux contacts 42, comme le montre bien la Figure 5b. D'autres modes de réalisation de ce second interrupteur 35 sont représentés sur les Figures 6a, 6b, 7a et 7b. Ces modèles d'interrupteurs sont dans l'état "ouvert" dans la position initiale d'une languette 45 rigide, servant d'organe de commande. Dans cet état, comme le montrent les Figures 6a et 7a, une zone isolante 46 de la languette 45 maintient écartés deux contacts électriques 47 fixes. Lorsque l'utilisateur exerce une pression 48 sur une première extrémité 49 de la languette 45 accessible de l'extérieur du dispositif, celle-ci se déplace et les contacts 47, initialement isolés, sont court-circuités dans une lumière 50 agencée entre la zone isolante 46 et la première extrémité 49 de la languette 45, comme le montrent bien les Figures 6b et 7b. Dans cette position finale de la languette 45, le second interrupteur 35 est dans l'état "fermé". Le mouvement de translation 48 de la languette 45 est de préférence guidé par des rails ou des rouleaux 51 au niveau de la première 49 et de la seconde 52 extrémités de ladite languette 45.
Les deux contacts électriques 47 sont avantageusement réalisés l'un sous la forme d'une plage conductrice 53 sur un support, l'autre sous la forme d'une lame de ressort 54 conductrice, pliée en crochet comme le montrent les Figures 6a et 6b. Alternativement, la lame de ressort 54 est remplacée par un ressort à boudin 55, comme le montrent les Figures 7a et 7b. L'irréversibilité du mouvement de translation de la languette 45 est garantie, d'une part, parce que sa première extrémité 49 est devenue inaccessible à l'utilisateur depuis l'extérieur du dispositif et, d'autre part, grâce aux bords droits 56 de la lumière 50 formant butée sur les ressorts 54, 55. Par conséquent, une fois fermés, ces interrupteurs 35 ne peuvent être réouverts ; ils ont ainsi un fonctionnement également irréversible .
Les interrupteurs 17, 35 décrits ci-dessus sont particulièrement adaptés à la commande du dispositif selon 1 ' invention réalisé dans une technologie basée sur des composants électroniques modernes, et dont les Figures 8, 9 et 10 présentent des exemples d'architecture. La Figure 8 montre un système où l'unité logique de commande
11 est constituée d'un microprocesseur ou d'un microcontroleur
57 interface de manière connue par un bus 58 avec une base de temps 59, un pilote d'affichage 60, un afficheur 61 et un module d'initialisation 62.
La technologie de la famille de circuits intégrés utilisés est de préférence la technologie CMOS (Complementary Métal-Oxyde Semi-conductor en anglais) . La famille mise ne œuvre est de préférence la série 4000, ou dérivée, qui possède la plupart des fonctions logiques binaires courantes. Tous les modules 57, 59, 60, 61, 62, sont donc compatibles avec cette technologie et alimentés par une tension positive Vcc comprise entre 3V et 18 V par rapport à la masse 63 fournie par 1 ' alimentation • 10. Cette famille est une famille à logique positive, c'est-à-dire que le "1" logique correspond à un niveau de tension supérieur à un seuil, et le "0" correspond à un niveau de tension inférieur à ce seuil. Le seuil d'entrée pour une porte CMOS est de 50 % de la tension d'alimentation Vcc.
Dans le système représenté schématiquement sur la Figure 8, le microcontrôleur 57 fonctionne par interruption. C'est-à-dire qu'un niveau logique bas appliqué sur l'entrée d'interruption INT (la barre indique que l'interruption est active au niveau bas) déclenche l'exécution d'un sous-programme apte à traiter cette interruption. La Figure 8 montre que 1 ' interruption IN est générée par une porte ET 64 à deux entrées sur laquelle est appliquée, d'une part, une interruption INT0 produite éventuellement par le module d'initialisation 62 et, d'autre part, le signal de sortie d'une porte ET-NON 65 à deux entrées. Ce signal de sortie est le complément à 1 du signal d'horloge CLK à la fréquence de 1 Hz produit par la base de temps 59, validé ou non par l'interrupteur de démarrage 17 et l'interrupteur d'arrêt définitif 35.
Avant le démarrage du comptage, le premier interrupteur 17 est fermé. La porte ET-NON 65 ayant une de ses entrées au niveau 0, présente toujours un niveau 1 en sortie, que les impulsions d'horloges CLK soient présentes ou non. Dans ce cas, seules les interruptions INTO générées par le module d'initialisation 62 sont reçues par le microcontrôleur 57. La routine de traitement de l'interruption sélectionne le module d' intialisation 62 en portant au niveau haut une ligne CSO de l'un des ports de sortie du microcontrôleur 57, ce qui permet à celui-ci de lire les données placées sur le bus 58 par le module 62. Le module 62 comprend de préférence un clavier numérique, présentant une ou plusieurs touches de fonction. Ce clavier permet de saisir la valeur initiale du comptage, de valider cette valeur, et également, comme il le sera précisé plus loin, les valeurs des corrections à apporter à l'affichage 61 au cours du comptage. Les données provenant du module d' intialisation 62 sont lues sur le bus 58 par le microcontrôleur 57, et sont traitées; le résultat de ce traitement est affiché sur l'afficheur 61 via le pilote 60 qui aura été sélectionné sur le bus par un autre signal de sélection CS2 généré par une autre ligne CS2 d'un port de sortie. Un verrouillage logiciel empêche une nouvelle exécution du sous-programme d'initialisation après la validation de la valeur initiale du comptage. Après le démarrage, le premier interrupteur 17 est ouvert, de même que le second interrupteur 35. L'entrée correspondante de la porte ET-NON 65 est donc forcée au niveau haut par la résistance 66 reliée à la tension Vcc, et les impulsions d'horloge CLK de la base de temps sont alors appliquées après complémentation sur l'entrée d'interruption INT du microcontrôleur 57. La routine d'interruption vérifie que le module d'initialisation n'a pas placé de données sur le bus 58 en le sélectionnant via le signal CSO. Dans ce cas, la routine incrémente un registre mémorisant le nombre de secondes écoulées depuis le déclenchement du comptage, et rafraîchit l'afficheur 61 via le pilote 60 sélectionné à son tour via un signal CS2. S ' il apparaît que des données ont été placées sur le bus 58 au moment où le module d'initialisation a été sélectionné par le signal CSO, il s'agit d'informations tendant à corriger l'affichage, et la routine les traite en conséquence.
Au moment de l'arrêt définitif, le second interrupteur 35 est actionné. L'entrée correspondante de la porte ET-NON 65 est mise à la masse 63. Les impulsions d'horloge CLK ne sont plus transmises à l'entrée d'interruption INT du microcontrôleur 57, le compteur de secondes n'est plus incrémente, et l'affichage 61 se fige. Pour pallier toute modification de l'affichage 61 par le module d'initialisation 62 après l'arrêt définitif, 1 ' interruption INT est masquée par un compteur de temps interne au microcontrôleur 57, en l'absence d'interruption pendant plus de quelques secondes pendant la phase de fonctionnement normal suivant le démarrage . L'afficheur 61 est de préférence un afficheur à LED, ou à cristaux liquides, commandé par un circuit de décodage et de pilotage 60 interface avec le bus 58. De nombreux modèles conviennent, que l'homme de métier sélectionnera sans difficultés particulières. La base de temps 59 génère des impulsions battant la seconde avec une très grande stabilité. Les oscillateurs à quartz programmables de la série de référence SPG de la Société EPSON conviennent particulièrement bien. Le modèle de référence 8651B, alimenté sous 5 V, possède une fréquence de sortie de 1 Hz, précise à 5 parties par million près, et dont la dérive est inférieure à 3 parties par million par an.
La Figure 9 présente une variante de l'architecture électronique du dispositif selon 1 ' invention adaptée à la mise en œuvre d'une base de temps 67 communiquant avec un microcontrôleur 68 par une interface de type "série" SPI. Ce type de base de temps 67 génère une trame de donnée représentant la valeur d'un comptage du temps maintenu dans un registre interne ou reçu d'un étalon de temps de référence.
Le compteur de temps écoulé de référence DS1602 de la Société Dallas Semiconductor, déjà cité, transmet sur un port de type "série" l'état d'un compteur de secondes interne sur 32 bits, et est donc capable virtuellement de compter les secondes pendant plus de 125 ans. Ce circuit est alimenté sous 5 V et possède une entrée RST d'autorisation ou d'inhibition des données en sorties. Le premier interrupteur 17 autorise la transmission des données de comptage au moment du démarrage en faisant passer au niveau logique 1 l'entrée RST. Le second interrupteur 35 inhibe la transmission des données en ramenant l'entrée RST à la masse 63. Le microcontrôleur 68 transmet sur l'un de ses ports 69 à destination du pilote d'affichage 13 les données envoyées par la base de temps 67 quand elles se présentent. Le microcontrôleur 68 communique par un autre port 70 avec un module d'initialisation 71 fonctionnant en interruption. Un niveau bas appliqué sur l'entrée d'interruption INT du microcontrôleur 68 lors d'un appui sur une touche du clavier, ou sur un poussoir, de 1 ' initialisateur 71 déclenche, comme dans la variante de réalisation précédente du dispositif selon l'invention, l'exécution d'un sous-programme affichant la valeur initiale du comptage si aucune donnée n'a été envoyée sur la liaison série, ou prenant en compte les corrections en cours de comptage dans le cas contraire. L'interruption INT est masquée quand plus aucune donnée n'apparaît sur la liaison SPI après la période de fonctionnement normal, ce qui signifie que le dispositif a été définitivement arrêté.
Alternativement, une base de temps 67 d'une très grande précision, et stabilité, est constituée par un module de réception 67 des signaux horaires de référence émis par exemple par les stations DCF77 en Allemagne, WVB aux USA, JJY au Japon ou MSF au Royaume-Uni. Les signaux horaires émis sont basés sur le fonctionnement d'une horloge au Césium, c'est-à-dire sur un étalon primaire de définition de la seconde. Les signaux reçus sont transmis sur l'interface de type "série " du microcontrôleur 68 qui les décode pour afficher le temps écoulé depuis le début de cette transmission commandé par le premier interrupteur 17 agissant sur une entrée de validation du module 67. Des modules de ce type sont commercialisés par la Société MICRO ANALOG SYSTEMS sous la référence MAS9178 par exemple.
Un mode de réalisation de 1 ' invention particulièrement avantageux sur un plan économique est représenté sur la Figure 10. Tous les éléments d'une calculette ou d'un calculateur de bureau, c'est à dire le clavier 72, l'unité de calcul 73, le pilote d'affichage 74, l'afficheur 75 et l'alimentation 76 sont utilisés comme base du dispositif de comptage. Il a en effet été remarqué par les inventeurs que l'appui sur la touche "+", puis "1", puis une succession d'appuis sur la touche "=" sur certains modèles de calculateur permettent d ' incrémenter indéfiniment l'affichage d'une unité au rythme des appuis sur la touche "=" . Si un nombre est saisi préalablement à l'appui sur la touche "+", l'affichage est incrémente à partir de ce nombre .
Il suffit donc d'ajouter aux éléments de base de la calculette 72, 73, 74, 75, 76 des moyens de simulation de la séquence d'appuis "+" et "1" lors de la mise sous tension, et des moyens de simulation de l'appui sur la touche "=" à la cadence d'une seconde au moment du démarrage du comptage, pour obtenir un appareil présentant les mêmes fonctionnalités que les dispositifs précédemment décrits. La simulation de l'appui sur les touches "+" puis "1" est obtenue en mettant en œuvre des portes analogiques 77 dont les entrées C0, Cl sont commandées respectivement par les signaux QO, Ql issus de deux monostables 78, 79 en cascade. Le premier monostable 78 avec bascule de Schmitt en entrée génère une impulsion Q0 de durée calibrée sur le front montant de la tension de charge d'un condensateur 80 relié par une résistance 81 à la tension d'alimentation Vcc au moment de la mise sous tension du dispositif. Le deuxième monostable 79 produit une impulsion Ql sur le front descendant de l'impulsion Q0. Le double monostable de précision de référence 4538 de la série 4000 convient particulièrement bien à ces fonctions.
La simulation des appuis successifs sur la touche "=" est également obtenue par une porte analogique 77 dont l'entrée C2 est commandée par les impulsions issues d'une base de temps 82, validées ou non après passage par une porte ET 83 en fonction de l'état du premier interrupteur 17 et du second interrupteur 35. La quadruple porte analogique de référence 4016 de la série 4000 est particulièrement adaptée à 1 ' implémentation des contacts correspondant aux touches "+", "1", et "=" . On tirera bénéfice d'un modèle de calculette préexistant du type de celles possédant une alimentation 76 mixte par accus et par cellule solaire*, l'alimentation 76 présente alors la fiabilité requise pour assurer un fonctionnement pendant une très longue période .
La base de temps 82 est avantageusement du même type que celle décrite en liaison avec le montage de la Figure 8, c'est- à-dire générant des impulsions de 1 Hz. Cependant, on utilise de préférence la base de temps représentée sur la Figure 11 afin de disposer d'un moyen simple pour effectuer les corrections de l'affichage en retardant ou en accélérant le comptage.
De manière connue, un oscillateur 84 à quartz 85 délivre en sortie 86 un signal d'horloge carré à 32.768 Hz. Ce signal est appliqué à l'entrée d'un compteur binaire 14 bits' 87 réalisant une division par 214, c'est-à-dire par 16.384. Le signal en sortie a donc une fréquence de 2 Hz.
Il est avantageux d'utiliser, pour l'oscillateur 84 et le diviseur 87, un circuit de référence 4060 de la série 4000 qui intègre à la fois un compteur binaire 14 bits et un oscillateur piloté par un quartz extérieur.
Le signal de sortie est appliqué sur une première bascule 88 de type D, d'une part, et à l'entrée d'une porte OU 89, d'autre part. Le fonctionnement de cette première bascule 88 est contrôlé par un premier bouton poussoir 90, ouvert au repos, susceptible de porter au niveau haut son entrée RESET, normalement maintenue au niveau bas par une résistance connectée à la masse 63. La sortie Q de la première bascule 88 est connectée, d'une part à l'entrée horloge C d'une seconde bascule 91 de type D, et, d'autre part, à la porte OU 89. Le fonctionnement de cette seconde bascule 91 est contrôlé par un second bouton poussoir 92, ouvert au repos, susceptible de porter au niveau bas son entrée RESET, normalement maintenue au niveau haut par une résistance connectée à la source d'alimentation Vcc.
Le signal de sortie de la base de temps représentée sur la Figure 11 résulte de la combinaison, dans une porte OU-NON 93, du signal de sortie Q de la seconde bascule 91 et de la sortie de la porte OU 89 précédente.
Le circuit de référence 4013 de la série 4000 convient bien à une réalisation optimisée car il comporte dans le même boîtier les deux bascules D nécessaires au montage. Le circuit de référence 4000 est également avantageux, car il comporte deux portes OU et un inverseur permettant de réaliser la porte OU 89 et la porte OU-NON 93. Quand les boutons poussoirs 90, 92 sont au repos, la première bascule 88 dont l'entrée RESET est à la masse fonctionne, tandis que la seconde bascule 91 dont l'entrée RESET est au niveau haut est arrêtée. La fréquence du signal à 2 Hz issue du diviseur 87 est donc encore divisée par 2. La combinaison des signaux carrés à 1 Hz et à 2 Hz dans la porte OU 89 crée des impulsions à fronts descendants à l'entrée de la porte OU-NON 93 de fréquence 1 Hz. Des impulsions positives à la fréquence de 1 Hz sont donc présentes en sortie de la porte OU-NON 93.
Quand le premier bouton poussoir 90 est actionné, l'entrée RESET de la première bascule 88 passe au niveau haut. Cette bascule 88 s'arrête de fonctionner. La fréquence de sortie de la base de temps est alors 2 Hz.
Quand le second bouton 92 est actionné, l'entrée RESET de la seconde bascule 91 passe au niveau bas. Cette bascule 91 entre en fonctionnement et génère en sortie des signaux de fréquence 0,5 Hz. La combinaison des signaux carrés de fréquences 2 Hz, 1 Hz et 0,5 Hz dans les portes OU 89 et OU-NON 93 crée en sortie des impulsions à la fréquence de 0,5 Hz.
Sans arrêter le comptage et le défilement des secondes sur l'afficheur 61, l'utilisateur est donc capable grâce à ces deux boutons 90, 92 de compenser une avance ou un retard du dispositif .
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes d'exécution préférentiels décrits ci-dessus. Elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation. Notamment, les interrupteurs irréversibles 17 et 35 sont susceptibles d'être réalisés d'un grand nombre de manières différentes .
Toute réalisation d'un interrupteur irréversible, c'est-à- dire dont le passage sous l'action d'un opérateur d'un état "fermé" à un état "ouvert", ou d'un état "ouvert" à un état "fermé", est irréversible, associé à un dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps, ne sortirait pas du cadre de la présente invention.
Les moyens mis en œuvre pour limiter la consommation du dispositif en cours de fonctionnement, notamment la mise en veille du module d'initialisation 62, 71, ou après l'arrêt définitif, notamment la mise hors tension automatique de la base de temps 59, 67, 82, ne sortiraient pas non plus du cadre de la présente invention. Ces moyens sont en effet connus en soi des composants utilisés tels que le compteur de temps écoulé de référence DS1602, ou le module de réception de signaux horaires MAS9178. Certains microcontrôleurs ou microprocesseurs 57, 68 possèdent également des fonctions de mise en veille ou d'arrêt, automatiques ou commandées.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps du type de ceux comportant : - une unité logique de commande (11, 57, 68, 73) ,
- une base de temps (12, 59, 67, 82),
- un pilote d'affichage (13, 60, 74) décimal dudit intervalle de temps,
- des moyens d'affichage (14, 61, 75), - des moyens de démarrage (17) dudit comptage,
- des moyens d'arrêt (35) dudit comptage, caractérisé en ce que lesdits moyens de démarrage (17) agissent de manière irréversible.
2) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'arrêt (35) agissent de manière irréversible .
3) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de démarrage (17) sont constitués d'un premier interrupteur (17) dont la manipulation ouvre ou ferme définitivement un circuit électrique.
4) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier interrupteur (17) comprend : - une languette (18) souple destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par un utilisateur, ladite languette (18) présentant une première extrémité (20) apte à être saisie (27) par ledit utilisateur au moment du démarrage du comptage, une seconde extrémité (21) comportant une zone conductrice (23) , et une partie intermédiaire dentelée formant crémaillère (25) , deux contacts électriques (24) appuyant simultanément sur ladite zone conductrice (23) dans ladite position initiale, et devenant isolés l'un de l'autre dans ladite position finale,
- au moins un guide (26) de forme complémentaire de ladite crémaillère (25) , coopérant avec elle (25) et rendant impossible un déplacement de ladite languette (18) de ladite position finale vers ladite position initiale.
5) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier interrupteur (17) comprend :
- un lien souple (19) de type fil, cordon, ruban, ficelle, ou analogue, présentant une première extrémité (28) apte à être saisie par un utilisateur au moment du démarrage du dispositif, et sa seconde extrémité (29) étant solidaire d'un ressort (30) conducteur formant une ancre comportant une première et une seconde branches, ledit ressort (30) étant destiné à être déplacé (33) entre une position initiale et une position finale par ledit utilisateur, - deux contacts électriques (32) appuyant simultanément, l'un sur ladite première branche de l'ancre et l'autre sur ladite seconde branche, dans ladite position initiale, et isolés l'un de l'autre dans ladite position finale, au moins un guide entourant ledit lien (19) , ledit guide présentant une section en forme d'entonnoir (34) comprimant ledit ressort (30) au cours du déplacement (33) de ladite position initiale vers ladite position finale, et rendant impossible le passage inverse dudit ressort (30) de ladite position finale vers ladite position initiale.
6) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'arrêt (35) sont constitués d'un second interrupteur (35) dont la manipulation ouvre ou ferme définitivement un circuit électrique. 7) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit second interrupteur (35) comprend :
- une languette rigide (45) destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par un utilisateur, ladite languette (45) présentant une première extrémité (49) apte à être poussée (48) par ledit utilisateur, une seconde extrémité (52) comportant une zone isolante (46) , et une partie intermédiaire comportant une lumière (50) à bords droits (56) , - deux contacts électriques (47), l'un au moins comprenant un ressort à lame (54) ou un ressort à boudin (55) , lesdits contacts (47) appuyant simultanément et en sens opposé sur chacune des faces de ladite zone isolante (46) dans ladite position initiale, et étant en contact l'un avec l'autre à travers ladite lumière (50) dans ladite position finale,
- au moins un guide (51) coopérant avec ladite languette (45) au cours du déplacement (48) de celle-ci de ladite position initiale vers ladite position finale.
8) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit second interrupteur (35) comprend :
- une tige (37) destinée à être déplacée entre une position initiale et une position finale par un utilisateur, ladite tige (37) présentant une première extrémité (38) apte à être poussée (44) par ledit utilisateur, une seconde extrémité (40) comportant une pointe conductrice (41) , et une partie intermédiaire (43) dentelée formant crémaillère (36) ,
- deux contacts électriques (42) isolés l'un de l'autre dans ladite position initiale, et appuyant simultanément sur ladite pointe conductrice (41) dans ladite position finale,
- au moins un guide entourant ladite tige (37) , ledit guide comportant une partie de forme complémentaire de celle de ladite crémaillère (36) , coopérant avec ladite crémaillère (36) , et rendant impossible un déplacement de ladite tige de ladite position finale vers ladite position initiale. 9) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens d'initialisation (62, 71, 72) dudit comptage à une valeur prédéterminée quelconque .
10) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 9, caractérisé en ce lesdits moyens d'initialisation (62, 71, 72) comprennent : - un ou plusieurs moyens de saisies de données d'initialisation
(72) , choisis parmi le groupe constitué d'un poussoir, d'une touche ou d'un clavier,
- des moyens d'interface (58, 70) avec ladite unité logique (57,
68, 73), - des moyens de traitement desdites données d'initialisation.
11) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement comprennent un algorithme effectuant la conversion en secondes de l'intervalle de temps entre deux dates calendaires .
12) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (90, 92) de ralentissement ou d'accélération dudit comptage.
13) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une alimentation électrique redondante (16) .
14) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un module d'alimentation par le secteur et au moins une batterie choisie parmi le groupe : pile, pile rechargeable, accumulateur. 15) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un module d'alimentation par au moins une cellule solaire et au moins une batterie choisie parmi le groupe : pile, pile rechargeable, accumulateur.
16) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux alimentations (10, 16) indépendantes par au moins une batterie choisie parmi le groupe : pile, pile rechargeable, accumulateur, et des moyens d'indication de la plus faible desdites alimentations indépendantes (10, 16) .
17) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation temporaire de sauvegarde comprenant un condensateur de très grande capacité, préférentiellement supérieure ou égale à 1 Farad.
18) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que lesdits moyens d'affichage (14, 61, 75) présentent au moins 10 chiffres, de manière à afficher au moins jusqu'à 9.999.999.999 secondes.
19) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'unité logique (57) est constituée d'un dispositif microprogrammé, de type microcontrôleur, microprocesseur ou analogue (57) , comprenant un sous-programme d'incrémentation dudit comptage et de rafraîchissement dudit affichage (61) dont l'exécution est déclenchée par une interruption (INT) générée par la base de temps (59) à la cadence de 1 Hz. 20) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'unité logique (68) est constituée d'un dispositif microprogrammé, de type microcontrôleur, microprocesseur ou analogue (68) , comprenant un sous-programme de rafraîchissement dudit affichage en fonction des signaux horaires transmis par une horloge programmable (67) au moyen d'une liaison de type "série" (SPI) .
21) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 20, caractérisé en ce que lesdits signaux horaires sont ceux transmis par voie hertzienne par au moins un émetteur de signaux horaires de référence, choisi de préférence parmi le groupe : DCF77 (Allemagne) , WVN (Etats-Unis) , JJY (Japon) , MSF (Grande- Bretagne) .
22) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'unité logique (73), le pilote d'affichage (74) et les moyens d'affichage (75) sont les éléments d'un appareil électronique préexistant de type calculette de poche ou d'un calculateur portatif (72, 73, 74, 75, 76), dont la séquence d'appuis sur les touches « + » et « 1 » a été simulée lors de la mise sous tension dudit dispositif, et dont l'appui sur la touche « = » est simulé à chaque impulsion générée par ladite base de temps (82) .
23) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon la revendication 22, caractérisé en ce que ladite base de temps (82) délivre simultanément des impulsions d'une première fréquence égale à 1Hz, d'une deuxième fréquence inférieure ou égale 0,5 Hz, et d'une troisième fréquence supérieure ou égale à 2Hz, et en ce que les impulsions de ladite première, seconde et troisième fréquences sont appliquées audit appareil (72, 73, 74, 75, 76) en mode de fonctionnement nominal, en mode de correction de l'avance, et en mode de correction du retard, respectivement.
24) Dispositif de comptage et d'affichage en secondes d'un intervalle de temps selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que ladite interruption ou bien la transmission desdits signaux horaires ou de ladite impulsion est validée par lesdits moyens de démarrage (17) et inhibée par lesdits moyens d'arrêt (35).
25) Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisée en ce que ledit dispositif est agencé dans un objet destiné à commémorer un événement choisi de préférence parmi les groupes: événements familiaux (rencontre, mariage, naissance, décès) , événements professionnels (obtention d'un diplôme, d'un premier emploi, d'un contrat) , événements personnels (voyage, accession à la propriété, disparition d'une nuisance, déménagement) , événements sportifs (record, obtention d'un trophée, matches) , événements historiques (an 2000, début d'un conflit, fin d'un conflit, mort de Toutankhamon) .
26) Utilisation du dispositif selon la revendication 25, caractérisée en ce que le comptage dudit dispositif est initialise à une valeur fournie à l'utilisateur en fonction de la date dudit événement et de la date courante, par un premier logiciel externe spécifique fonctionnant de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par un opérateur d'une société de services.
27) Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisée en ce que ledit dispositif est agencé dans un objet destiné à commémorer l'avènement d'une valeur particulière d'un intervalle de temps, par exemple 1.000.000.000 ou 7.777.777.777 secondes. 28) Utilisation du dispositif selon la revendication 27, caractérisée en ce que la date à laquelle sera affichée ladite valeur particulière est fournie à l'utilisateur en fonction de ladite valeur particulière à observer, de la valeur initiale du comptage, et de la date courante, par un deuxième logiciel externe spécifique fonctionnant de préférence sur un microordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par un opérateur d'une société de services.
29) Utilisation du dispositif selon la revendication 27, caractérisée en ce que le comptage dudit dispositif est initialise à une valeur fournie à l'utilisateur en fonction de ladite valeur particulière à observer, de la date courante, et de la date à laquelle doit être affichée ladite valeur particulière, par un troisième logiciel externe spécifique fonctionnant de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par un opérateur d'une société de services.
30) Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 29, caractérisée en ce que le comptage dudit dispositif est corrigé à un instant donné d'une valeur fournie à l'utilisateur, en fonction des dates dudit événement et dudit instant, par un logiciel externe dédié fonctionnant de préférence sur un micro-ordinateur local ou sur un serveur de données distant, notamment sur l'Internet, ou par un opérateur d'une société de services.
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