Horloge binaire

Abstract

 L'affichage binaire (19) comprend des zones (I,II,III) correspondant respectivement aux paramètres du temps tels que heures, minutes, secondes à afficher par voie binaire. Chaque zone (I,II,III) comprend des segments (1) correspondants aux bits du paramètre à afficher et ces segments sont porteurs de diodes électrolumines­centes (2,3) dont le but est d'indiquer la valeur 0 ou 1 du segment et le poids 2ⁿ de ce dernier. Les diodes centrales (3) indiquent le poids et les diodes (2) disposées aux extrémités des segments (1) indiquent que le bit correspondant à ce segment doit être pris de valeur 1 lorsqu'elles sont allumées. Des affichages digitaux ou analogiques peuvent être ajoutés à l'affi­chage binaire pour faciliter l'apprentissage de lecture binaire. Un commutateur d'inversion du sens de lecture des segments ou bits peut être prévu si désiré.

Description

[0001] La présente invention concerne une horloge binaire comprenant des moyens électroniques de mesure du temps.

[0002] De telles horloges ou pièces d'horlogerie électronique sont connues, mais l'affichage du temps est effectué dans ces horloges soit par voie digitale, soit par voie analogique, à l'aide d'aiguilles commandées par un moteur pas à pas.

[0003] La présente invention se propose de réaliser une horloge avec affichage binaire du temps. Une telle horloge réalisée par exemple en exécution murale, est destinée à être utilisée de préférence dans les écoles ou les ins­tituts d'enseignement, universités, etc. pour familiari­ser les élèves ou étudiants avec le système de numé­ration binaire. Selon une variante de l'invention, le sens de lecture des bits avec les poids ou puissances de deux attribués à ceux-ci peut être inversé afin de parfaire l'entraînement des observateurts à la lecture binaire. En outre, et pour faciliter et raccourcir le temps d'apprentissage, l'horloge peut afficher l'heure simultanément par voie digitale (affichage de digits) ou analogique (affichage par aiguilles).

[0004] L'invention va être décrite plus en détail ci-après à l'aide du dessin dans lequel:

La figure 1 montre une des dispositions possibles de l'affichage selon l'invention,

La figure 2 montre le principe de construction d'un affichage selon l'invention,

La figure 3 est un schéma-bloc très simplifié des moyens électroniques de l'horloge avec inversion du sens de lecture, et

La figure 4 est un schéma-bloc d'une variante sans inversion du sens de lecture.

[0005] La figure 1 montre un exemple d'affichage comprenant trois zones I, II et III, respectivement pour indiquer les heures de 0 à 12, ainsi que les minutes et les secondes de 0 à 59. Il est bien entendu possible, si désiré, d'afficher les heures de 0 à 24. Chaque zone comprend des segments 1 porteurs chacun par exemple de trois éléments d'affichage, tels que des diodes électro­luminescentes LED 2 et 3. Les diodes 3, de petites dimensions sont disposées au centre de chaque segment et les diodes 2 de plus grande dimension sont disposées aux extrémités des segments 1. On sait que dans le système de numération binaire, un nombre est composé d'une suite de bits de valeur 0 ou L, une puissance de deux étant associée à chaque bit. Normalement, le bit le moins significatif 2⁰ est celui situé à l'extrême droite du nombre et le bit le plus significatif 2ⁿ est celui de l'extrême gauche. Dans l'affichage de la figure 1, chaque segment représente un bit, les six segments des zones II et III représentant respectivement, et lus de droite à gauche, les bits 2⁰, 2¹ , 2², 2³, 2⁴ et 2⁵. Ces puissances de deux ou poids sont affichés par les diodes LED 3 qui s'allument au fur et à mesure que le nombre affiché augmente entre 0 et 12, respectivement entre 0 et 59. Les diodes LED 2 indiquent que le segment sur lequel elles se trouvent représente un bit de valeur L si elles sont allumées ou un bit de valeur 0 si elles sont éteintes. Dans l'exemple indiqué en figure 3, la zone III affiche le nombre 28 calculé à partir du systême binaire comme suit:

[0006] Segments pris de droite à gauche:
0·2⁰ + 0·2¹ + 1·2² + 1·2³ + 1·2⁴ + 0·2⁵ =
= 0 + 0 + 4 + 8 + 16 + 0 = 28

[0007] La zone III affiche donc 28 secondes. Comptées à partir de la droite, seules les diodes 2 des segments 3, 4 et 5 sont allumées. Le dernier segment (segment 6) à l'extrê­me gauche de la zone III ne comporte aucune diode allumée par le fait qu'il correspond à un bit de poids 2⁵ = 32, ce nombre n'ayant pas encore été atteint.

[0008] La figure 2 montre un exemple de réalisation d'un affichage binaire à l'aide de diodes électroluminescen­tes LED. Cet affichage comporte une plaque supérieure en verre 4 sous laquelle sont disposés des blocs de plexi­glas 5 en forme de segments 1 et une plaque de plastique 6 supportant les diodes 2 et 3 et formant la base. Un passage 7 est prévu dans le plexiglas 5 pour conduire la lumière des diodes centrales 3 jusqu'à la surface inférieure de la plaque de verre 4. Des cavités sphéri­ques 8 sont prévues dans le plexiglas, au-dessus des diodes 2 de plus grande dimensions. Sachant que le plexiglas est d'exécution laiteuse, c'est-à-dire non entièrement transparent, la disposition ci-dessus permet à la lumière des diodes 2 de diffuser dans le plexiglas et de s'étendre dans le sens de la longueur pour former les segments 1 de la figure 1. Chaque segment se comporte donc optiquement comme un trait lumineux lorsque les diodes 2 qu'il comporte sont allumées.

[0009] La disposition de l'affichage illustrée en figures 1 et 2 n'est pas exhaustive et il est clair que toute autre disposition permettant d'afficher un nombre binaire est comprise dans la présente invention. En outre, l'affi­chage peut être réalisé à l'aide de plusieurs technolo­gies d'affichage différentes telles que électro-mécani­que, LED, LCD, néon, CRT, laser, incandescente ou fluorescente à vide.

[0010] La figure 3 montre un schéma-bloc très simplifié de l'électronique de l'horloge. Celle-ci comprend un oscillateur à quartz 9 qui commande un diviseur de fréquence 10. Un circuit de décodage 11 délivre les signaux nécessaires pour un affichage digital 12 de l'heure, cet affichage digital étant destiné à facili­ter l'apprentissage de la lecture binaire; il peut être mis en service ou déclenché par un interrupteur 13 et il prévu pour être incorporé à l'affichage bi­naire ou monté à côté de celui-ci. De même, un affichage analogique 14 avec aiguilles et moteur pas à pas commandé à travers un interrupteur 16 par un circuit de commande 15 peut être incorporé à l'affichage bi­naire ou monté à côté de celui-ci. L'affichage analo­gique 14 est prévu dans le même but que l'affichage digital 12. Un commutateur multiple 17 est prévu pour inverser le sens de lecture des bits de l'affichage binaire, comme indiqué plus haut. Le commutateur 17 illustré en figure 3 permet d'inverser le sens de lecture des bits de la zone III. Dans la position représentée, le bit le moins significatif 2° est délivré à l'entrée f de droite de la logique 18 et le bit le plus significatif 2⁵ à l'entrée a de gauche de la logique 18.

[0011] Dans ce cas, le nombre affiché "28" doit être lu avec les poids des bits croissant de droite à gauche, entre 2⁰ et 2⁵.

2⁵	2⁴	2³	2²	2¹	2⁰	poids
0	L	L	L	0	0	bits affichés

et le nombre affiché "28" est obtenu par le calcul (de droite à gauche):

0·2⁰

+

0·2¹

+

1·2²

+

1·2³

+

1·2⁴

+

0·2⁵

=

=

0

+

0

+

4

+

8

+

16

+

0

=

28

[0012] Cet exemple correspond à l'affichage du nombre 28 illustré en figure 3. Les bits 2⁰ et 2¹ sur les entrées f et e de la logique 18 ont une valeur 0, de sorte que les diodes 2 des segments correspondants sont éteintes. Les bits 2², 2³ et 2⁴ sur les entrées d, c et b ont une valeur 1 et les diodes 2 des segments correspondants sont allumées. Enfin, le bit 2⁵ a une valeur 0 mais il n'a pas encore été atteint, de sorte que les diodes 2 et 3 de ce segment d'extrême gauche sont éteintes, ce qui montre que le nombre affiché (28 dans notre exemple) est plus petit que 2⁵ = 32.

[0013] En plaçant le commutateur 17 sur l'autre position, l'ordre de lecture des bits est inversé, le bit le moins significatif étant délivré à l'entrée a et le bit le plus significatif à l'entrée f de la logique 18. Dans ce cas, le nombre affiché 28 doit être lu avec les poids des bits croissant de gauche à droite, entre 2⁰ et 2⁵.

2⁰	2¹	2²	2³	2⁴	2⁵	poids
0	0	L	L	L	0	bits affichés

et le nombre affiché "28" est obtenu par le calcul (de gauche à droite):

0·2⁰

+

0·2¹

+

1·2²

+

1·2³

+

1·2⁴

+

0·2⁵

=

=

0

+

0

+

4

+

8

+

16

+

0

=

28

Comme indiqué plus haut, l'inversion prévue du sens de lecture des bits a pour but de parfaire l'apprentissage de la lecture binaire et constitue une gymnastique de l'esprit. La logique 18 commande l'affichge binaire 19 et elle rempli différentes fonctions telles que la commande des diodes 3 indiquant les bits à prendre en considération.

[0014] Il est clair que toute autre combinaison d'éléments d'affichage pour indiquer les poids et les valeurs 0 et L des bits de l'affichage est comprise dans le cadre de la présente invention. En outre, les moyens électroni­ques prévus en figure 3 peuvent servir si désiré à commander une pluralité d'affichages binaires 19 et d'affichages digitaux 12 ou analogiques 14.

[0015] La figure 4 montre un schéma-bloc plus détaillé d'une électronique ne comportant pas d'inversion du sens de lecture des bits. Le circuit 20 est un circuit d'ali­mentation qui produit aussi des impulsions rectangulai­res sychrones avec la fréquence du réseau. Ces signaux sont délivrés à un diviseur de fréquence 21 par 50, resp. par 60 selon les régions dans lesquelles la fréquence du réseau est de 50 Hz, resp. 60 Hz. Le di­viseur 21 délivre des signaux de fréquence de répétition 1 Hz à un circuit 22 de commande des segments 1 de l'affichage binaire 19 affichant les secondes (champ III de la figure 1). Le circuit 22 délivre en outre une impulsion par minute au circuit 23 de commande des segments 1 de l'affichage des minutes (champ II de la figure 1). Le circuit 23 est couplé au circuit 24 de commande des segments 1 de l'affichage des heures (champ I de la figure 1) lui-même connecté au circuit 25 de commande d'un affichage AM/PM.

[0016] Pour l'affichage digital, l'information de commande des minutes et des heures de l'affichage binaire 19 est délivrée à un multiplexeur digital 26 qui est commandé par un sélecteur de digit 27 commandé lui-même par un générateur de base de temps 28. Les signaux du généra­teur 28 sont des impulsions d'horloge pour le sélecteur de digit 27. Le multiplexeur 26 est informé du digit sélectionné et du temps à afficher (minutes et heures). Ces deux informations sont nécessaires pour déterminer le digit à afficher et elles sont délivrées au circuit de codage 29 pour la commande correcte des segments de l'affichage digital 30. Un nouveau digit est formé à chaque nouvelle impulsion d'horloge et le cycle est suffisamment rapide pour éviter tout scintillement de l'affichage 30.

[0017] L'invention ne s'applique pas exclusivement aux horlo­ges, mais à toute pièce d'horlogerie telle que montre, montre-bracelet, réveil, etc.

Revendications

1. Horloge binaire comprenant des moyens électroniques de mesure du temps, caractérisée en ce que lesdits moyens électroniques (9,10,17,18;20-29) commandent au moins un affichage binaire (19) du temps.

2. Horloge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'affichage binaire (19) comporte des zones d'affi­chage (I,II,III) prévues resp. pour afficher les diffé­rents paramètres du temps tels que les heures, minutes et secondes.

3. Horloge selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque zone (I,II,III) comprend des segments (1) représentant les bits de l'affichage binaire chaque segment (1) étant porteur d'éléments d'affichage (2,3) destinés à indiquer la valeur 0 ou L et le poids 2ⁿ des segments.

4. Horloge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments d'affichage sont electro-mécaniques, à diodes electroluminescentes LED, à cristal liquide LCD, au néon, à fluorescence à vide, à laser, à tube cathodique CRT ou à incandescence.

5. Horloge selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les éléments d'affichage sont des diodes électroluminescentes, des moyens optiques (5,8) étant prévus pour diffuser la lumière dans le sens des segments (1).

6. Horloge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens électroniques comprennent un oscillateur à quartz (9), un diviseur de fréquence (10), un commu­tateur (17) du sens de lecture des bits affichés et une logique (18) commandant l'activation des éléments (2,3) de l'affichage (19).

7. Horloge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte en outre au moins un affichage digital (12,30) ou analogique (14) de l'heure incorporé à l'affi­chage binaire (19) ou séparé de celui-ci.

8. Horloge selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'affichage digital (12) ou analogique (14) est commutable (13,16).

9. Horloge selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'affichage binaire indique aussi les heures AM/PM.

10. Utilisation de l'affichage binaire selon la revendi­cation 1 pour toute pièce d'horlogerie telle que montre, montre-bracelet, réveil, etc.

Dessins