[0001] La présente invention concerne les pièces d'horlogerie équipées d'une source d'énergie
épuisable telle qu'une pile.
[0002] Plus particulièrement, l'invention a trait à une telle pièce d'horlogerie dans laquelle
sont prévus des moyens pour indiquer le passage du niveau de charge de la source d'énergie
en dessous d'un niveau prédéterminé jugé être celui en deçà duquel cette source doit,
soit être rechargée, soit remplacée. Ces moyens sont désignés communément par l'expression
"indicateur de fin de vie de pile".
[0003] Dans le présent mémoire, le terme "pièce d'horlogerie" doit être entendu sous son
acception la plus générale, les montres, les réveils et autres pièces analogues étant
particulièrement visés.
[0004] On connaît jusqu'ici plusieurs types d'indicateurs de fin de vie de pile. Par exemple,
certains types de montres utilisent l'une des aiguilles, celle des secondes de préférence,
pour marquer la fin de vie de la pile, l'aiguille étant amenée à exécuter un mouvement
particulier lorsque le circuit électronique de la montre détecte une insuffisance
de la charge de la pile. Un cas typique est, à cet égard, une montre dans laquelle,
dans cette situation, l'aiguille des secondes fait un mouvement de deux pas à la fois
toutes les deux secondes.
[0005] D'autres dispositifs de ce genre font apparaître derrière un guichet spécial du cadran
de la pièce d'horlogeriel, un signe marquant l'état de charge insuffisante, formé
par exemple d'une couleur particulière ou représentant un pictogramme de la pile.
[0006] Un autre dispositif indicateur de fin de vie de pile, décrit dans la demande de Modèle
d'Utilité japonais JP 56/6958, utilise les marques horaires du cadran formées par
autant de guichets dans celui-ci, pour faire apparaître un signe représentatif de
l'état de charge insuffisante de la pile. Plus précisément, dans ce document, un anneau
indicateur peut se déplacer sous les marques d'heures du cadran et peut être entraîné
le moment venu par l'anneau des quantièmes de la montre, grâce à un accouplement qui
est actionné à cet instant et qui est interposé entre les deux anneaux. Il est clair
que ce dispositif concerne une montre d'un type bien particulier dont l'esthétique
est limité à la nature des marques d'heures en forme de guichet. Par ailleurs, ce
dispositif prend de la place non seulement en hauteur à cause de l'accouplement, mais
également dans un plan perpendiculaire à l'axe des aiguilles en raison du fait que
l'anneau indicateur de fin de vie de pile se trouve à l'extérieur de l'anneau des
quantièmes. Ce dispositif antérieur présente donc des inconvénients certains.
[0007] Un autre dispositif indicateur de fin de vie de pile est connu de la demande de brevet
japonais JP 57.233/87. Il s'agit ici d'une pièce d'horlogerie en forme de réveil comprenant
un indicateur des quantièmes qui apparaît dans un guichet pratiqué dans le cadran
de la pièce. Derrière ce guichet est placé également un volet coulissant qui, en cas
d'insuffisance de la charge de la pile, vient masquer l'indicateur des quantièmes
et placer un signe dans le guichet avertissant l'utilisateur que la pile doit être
changée.
[0008] Ce dispositif antérieur fait donc, en quelque sorte, un usage "par défaut" de l'indicateur
des quantièmes puisqu'il comporte un organe (le volet) qui vient masquer cet indicateur
au moment approprié. Cependant, ce dispositif est également encombrant et ne se prête
guère qu'à l'usage dans un réveil ou dans une pendulette de table.
[0009] L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer
une pièce d'horlogerie équipée d'un dispositif indicateur de fin de vie de pile peu
encombrant et facile à adapter dans les constructions usuelles des mouvements d'horlogerie.
[0010] L'invention a donc pour objet une pièce d'horlogerie électronique comprenant :
- un circuit garde-temps;
- des premiers moyens d'affichage commandés par ledit circuit garde-temps pour afficher
l'heure;
- des seconds moyens d'affichage de type analogique également commandés par ledit circuit
garde-temps pour afficher au moins un cycle récursif d'unités temporelles;
- une source d'énergie connectée pour alimenter ledit circuit garde-temps et lesdits
premiers et seconds moyens d'affichage; et
- un circuit de détection et de commande relié à ladite source d'énergie et auxdits
seconds moyens d'affichage pour, en fonction d'un état de charge de ladite source
inférieur à un niveau prédéterminé, commander lesdits seconds moyens d'affichage afin
qu'ils adoptent une configuration dans laquelle ledit état de charge est indiqué,
- cette pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce que :
- lesdits seconds moyens d'affichage comprennent au moins un indicateur de cycle récursif
entraîné par un moteur indépendant et ayant une position excédentaire d'affichage
à laquelle est prévu un signe représentatif dudit état de charge; et
- ledit circuit de détection et de commande étant conçu pour, d'une part, lors de la
détection dudit niveau de charge prédéterminé, commander lesdits seconds moyens d'affichage
pour qu'ils déplacent ledit indicateur de cycle récursif du nombre de pas requis pour
afficher ledit signe représentatif, et pour, d'autre part, sauter ladite position
excédentaire au cours du fonctionnement normal de la pièce d'horlogerie.
[0011] Il résulte de ces caractéristiques que la fin de vie de la pile de la pièce d'horlogerie
peut être indiquée par un indicateur, tel que l'indicateur des quantièmes ou l'indicateur
des jours de la semaine, qui est déjà présent dans la pièce d'horlogerie, et auquel
il suffit d'adjoindre une position supplémentaire d'affichage à laquelle on peut prévoir
un pictogramme par exemple, représentant l'épuisement de la pile. Ce dispositif d'indication
de fin de vie de pile, selon l'invention, nécessite ainsi aucun organe mécanique supplémentaire
pour remplir cette fonction particulière.
[0012] Par conséquent, le dispositif indicateur selon l'invention s'adapte facilement aux
mouvements existants d'horlogerie dans la mesure où ils ont déjà un entraînement indépendant
de leur(s) indicateurs(s) de jours civils et où un circuit de commande programmé en
conséquence y est incorporé.
[0013] Il convient de fixer le niveau de charge auquel ledit circuit de détection et de
commande réagit pour faire passer l'indicateur à sa position excédentaire, à une valeur
telle que la source d'énergie dispose encore de la quantité d'énergie nécessaire pour
faire franchir le nombre de pas requis à l'indicateur. En outre, cette quantité d'énergie
est avantageusement majorée de telle façon que la pièce d'horlogerie puisse encore
fonctionner pour indiquer l'heure pendant une période prédéterminée donnant à son
utilisateur le temps de changer la pile.
[0014] Il est donc avantageux d'équiper les seconds moyens d'affichage d'un moteur bidirectionnel
et de concevoir ledit circuit de détection et de commande de telle façon qu'il soit
capable de faire parcourir à l'indicateur le chemin le plus court vers la position
excédentaire, à partir de la position instantanée qu'occupe l'indicateur au moment
de la détection dudit niveau prédéterminé.
[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la
description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant
aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un exemple de courbe de décharge d'une pile utilisé dans une pièce
d'horlogerie, divers niveaux de tension importants pour comprendre l'invention y étant
tracés;
- la figure 2 est un schéma simplifié d'une pièce d'horlogerie et de son circuit électronique
conçus selon l'invention; et
- la figure 3 est un organigramme de programmation du circuit de la figure 2.
[0016] Sur la figure 1, on a représenté une courbe de la tension U d'une pile, usuelle en
horlogerie, en fonction du temps t, l'échelle de l'abscisse étant très étalée en fin
de vie de la pile.
[0017] La pile a une tension maximale à pleine charge U₁. Au cours de l'utilisation de la
pile, cette tension diminue progressivement pour atteindre à un temps t₁ une valeur
U₂ à laquelle on estime qu'il faut déclencher les opérations d'indication de la fin
de vie de la pile. Une troisième valeur de tension U₃ atteinte au temps t₂ correspond
à l'épuisement de la pile au point où elle n'est désormais plus capable d'alimenter
le circuit de la pièce d'horlogerie.
[0018] A titre d'exemple seulement d'un cas pratique, les tensions U₁, U₂ et U₃ sont respectivement
de 3,1 V, de 2,7 V et de 2,5 V, la période t₂-t₁ pouvant être égale à deux semaines
de marche de la pièce d'horlogerie. La période de temps jusqu'à l'instant t₁ dépend
naturellement de plusieurs facteurs, comme la consommation de la pièce d'horlogerie
ou la capacité de la pile. Il est à noter également que la tension U₂ doit être choisie
de telle manière que la pile dispose encore de suffisamment d'énergie pour l'entraînement
de l'indicateur de jours civils vers sa position d'indication de fin de vie de la
pile, comme on le verra par la suite.
[0019] La figure 2 représente un schéma simplifié d'une pièce d'horlogerie selon l'invention,
qui comprend une pile 1 dont la courbe de décharge est à peu près celle de la figure
1.
[0020] Cette pièce d'horlogerie comporte également un microprocesseur 2 programmé d'une
façon connue en soi pour assurer tout d'abord la fonction de garde-temps qui est pilotée
par un quartz 3. Le microprocesseur élabore des impulsions de commande, par exemple
à raison d'une par seconde pour exciter des premiers moyens d'affichage 4 de type
analogique formés ici par un moteur pas-à-pas 5 entraînant, par un rouage symbolisé
par un trait pointillé 6, les aiguilles 7, 8 et 9 respectivement des heures, des minutes
et des secondes de la pièce d'horlogerie. Il est à noter que les premiers moyens d'affichage
peuvent être de type numérique. Un exemple de microprocesseur du commerce adapté pour
remplir les fonctions de celui représenté en 2 sur la figure 2 est du type à quatre
bits et est choisi dans la famille "MARC 4" fabriquée par la société "Eurosil".
[0021] La pièce d'horlogerie selon l'invention comprend également des seconds moyens d'affichage
10 de type analogique qui comportent un moteur pas-à-pas 11 recevant ses impulsions
de commande du microprocesseur 2 aux instants appropriés, c'est-à-dire chaque fois
que survient le passage par minuit d'un jour civil à un autre.
[0022] Dans l'exemple représenté, on suppose que le moteur 11 est couplé mécaniquement,
par un rouage ou un entraînement direct 12, à un anneau des quantièmes 13 portant
les numéros des quantièmes du mois (1 à 31), ainsi qu'à une position excédentaire,
un signe 14 de fin de vie de pile. Comme il est bien connu dans l'horlogerie, les
inscriptions de l'anneau 13 peuvent apparaître, selon un cycle récursif, derrière
un guichet 15 pratiqué dans le cadran de la pièce d'horlogerie. Dans ce cas, le cycle
récursif est donc formé par les jours du mois. Cependant, il est possible d'utiliser
dans le même but d'indication de fin de vie de la pile 1, un autre indicateur d'unités
temporelles, à savoir celui des jours de la semaine, ou des mois de l'année par exemple,
moyennant quoi le signe 14 doit être prévu sur l'organe indicateur correspondant appelé
parfois pour ce qui est des jours de la semaine "étoile des jours". Celui-ci doit
alors être entraîné de façon indépendante, comme l'est l'anneau des quantièmes 13
de l'exemple décrit ci-dessus.
[0023] Une autre variante de l'invention consiste à utiliser une aiguille en tant qu'indicateur
d'unités temporelles, cette aiguille ayant une position excédentaire pour afficher
la fin de vie de la pile.
[0024] Bien entendu, la variante impliquant l'indicateur des jours de la semaine pour indiquer
la fin de vie de la pile est moins favorable sur le plan de la consommation d'énergie
que la solution de la figure 2, mais elle peut néanmoins conduire à des effets intéressants.
[0025] La pièce d'horlogerie selon l'invention comprend également un circuit de détection
et de commande matérialisé partiellement par le microprocesseur 2 et également par
un comparateur 16 qui apparaît à gauche sur la figure 2 et qui est destiné à comparer
la tension de la pile à une tension de référence U₂ et à élaborer un signal binaire
de fin de vie de pile pouvant être interprété par le microprocesseur 2.
[0026] La pile 1 est reliée à un diviseur de tension formé de deux résistances 18 et 19.
La jonction des résistances 18 et 19 est connectée à l'entrée inverseuse d'un comparateur
de tension 20. L'entrée non inverseuse de ce comparateur est reliée à une source 21
de référence d'une tension égale à
, U₂ étant la tension de la figure 1.
[0027] La sortie du comparateur 20 est reliée à une entrée du microprocesseur 2. Lorsque
la tension de pile devient inférieure à U₂, la tension à la jonction entre les résistances
18 et 19 devient inférieure à la tension de la référence 21, le niveau logique en
sortie du comparateur change d'état.
[0028] La figure 3 représente un organigramme d'une partie du programme matérialisé dans
le microprocesseur 2 pour qu'il puisse assurer la progression de l'anneau des quantièmes
pendant le fonctionnement normal de la pièce d'horlogerie (pile avec un niveau de
charge suffisant) ou pour indiquer la fin de vie de la pile.
[0029] Un test est effectué en A pour s'assurer que les compteurs d'heures, de minutes et
de secondes du circuit garde-temps matérialisé dans le microprocesseur 2 sont à zéro.
Tant que cette condition n'est pas remplie, le programme fait un saut par B pour pouvoir
accomplir les fonctions horaires normales des premiers moyens d'affichage 4.
[0030] Si le test en A s'avère affirmatif (c'est-à-dire à minuit), le programme passe à
un autre test en C où il est constaté si le compteur de date matérialisé dans le microprocesseur
2 est sur l'une des positions d'indication d'une date. Si le test s'avère négatif
(c'est-à-dire le disque indique le pictogramme de fin de vie de la pile) le programme
effectue le saut B comme précédemment.
[0031] Si, au contraire, le test est affirmatif, le microprocesseur 2 lit le niveau logique
de la sortie du comparateur de tension 20.
[0032] Ce niveau est testé en E. S'il correspond à celui indiquant un bon niveau de chargé
de la pile 1 (U > U₂), le programme passe à une opération en F au cours de laquelle
le compteur de date est avancé d'une unité. Puis, par une autre opération en G le
microprocesseur 2 envoie une impulsion au moteur 11 pour qu'il avance l'anneau des
quantièmes 13 d'un pas.
[0033] Ensuite un test est effectué en H pour s'assurer que l'anneau de quantième 13 ou
le compteur de date sont dans la position 32, c'est-à-dire dans la position excédentaire.
Dans l'affirmative, le compteur de date est remis à 01 en I, et en J le moteur 11
est commandé pour qu'il avance l'anneau de quantièmes 13 d'un pas supplémentaire.
[0034] Si le test en H est négatif, le programme fait un saut en K pour ignorer les deux
opérations précédentes.
[0035] Le microprocesseur peut également par l'opération L effectuer les corrections nécessaires
des fins de mois (mois de 28, 29 et 30 jours).
[0036] Si le test en E s'avère négatif, le microprocesseur 2 commande le moteur 11 en M
de manière à placer l'anneau des quantièmes 13 dans sa position excédentaire d'indication
de fin de vie de la pile, dans laquelle le pictogramme correspondant apparaît derrière
le guichet 15. Une autre opération N met alors le compteur de date à zéro et le programme
passe aux fonctions horaires ordinaires.
[0037] Si l'indicateur est une étoile des jours ou un indicateur des mois de l'année, les
choses se passent "mutatis muntandis" sur un cycle respectivement de sept ou de douze
pas; la position excédentaire non comprise.
[0038] On constate ainsi que l'invention fournit une pièce d'horlogerie permettant d'indiquer
la fin de vie de pile moyennant des modifications minimes à apporter aux mouvements
d'horlogerie classiques grâce à l'utilisation d'un indicateur d'unités temporelles
habituel.
1. Pièce d'horlogerie électronique comprenant :
- un circuit garde-temps (2);
- des premiers moyens d'affichage (4) commandés par ledit circuit garde-temps (2)
pour afficher l'heure;
- des seconds moyens d'affichage (10) de type analogique également commandés par ledit
circuit garde-temps (2) pour afficher au moins un cycle récursif d'unités temporelles;
- une source d'énergie (1) connectée pour alimenter ledit circuit garde-temps (2)
et lesdits premiers et seconds moyens d'affichage (4, 10); et
- un circuit de détection et de commande (2,16) relié à ladite source d'énergie (1)
et auxdits seconds moyens d'affichage (10) pour, en fonction d'un état de charge de
ladite source (1) inférieur à un niveau prédéterminé (U₂), commander lesdits seconds
moyens d'affichage (10) afin qu'ils adoptent une configuration dans laquelle ledit
état de charge est indiqué,
- cette pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce que :
- lesdits seconds moyens d'affichage (10) comprennent au moins un indicateur (13)
de cycle récursif entraîné par un moteur indépendant (11) et ayant une position excédentaire
d'affichage (14) à laquelle est prévu un signe représentatif dudit état de charge;
et
- ledit circuit de détection et de commande (2,16) étant conçu pour, d'une part, lors
de la détection dudit niveau de charge prédéterminé, commander lesdits seconds moyens
d'affichage (10) pour qu'ils déplacent ledit indicateur de cycle récursif (13) d'un
nombre de pas requis pour afficher ledit signe représentatif, et pour, d'autre part,
sauter ladite position excédentaire au cours du fonctionnement normal de la pièce
d'horlogerie.
2. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit indicateur
de cycle récursif indique des jours civils.
3. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit indicateur
de cycle récursif est un anneau de quantièmes (13).
4. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit indicateur
de cycle récursif est une étoile des jours.
5. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit indicateur
de cycle récursif indique les mois de l'année.
6. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée
en ce que ledit niveau prédéterminé (U₂) est fixé à une valeur telle que, lorsqu'il
est atteint ladite source (1) est au moins capable d'amener ledit indicateur de cycle
récursif (13) à ladite position excédentaire d'affichage (14).
7. Pièce d'horlogerie suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ledit niveau
prédéterminé (U₂) est fixé à une valeur telle que, ladite source (1) soit capable
en outre d'alimenter lorsqu'il est atteint la pièce d'horlogerie pendant une période
de temps prédéterminé (t2-t1).
8. Pièce d'horlogerie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée
en ce que ledit moteur (11) est du type bidirectionnel et en ce que ledit circuit
de détection et de commande (2,16) est agencé pour, lorsque ledit niveau prédéterminé
est atteint, amener ledit indicateur (13) à ladite position excédentaire par le plus
court chemin.