Dispositif de transmission d'un signal à distance, notamment par radiofréquence

Abstract

 Dispositif de transmission d'un signal à distance, notamment de transmission d'un signal par radiofréquence, comprenant une logique (2) électronique tel qu'un microcontrôleur, un organe (3) de transmission de données sans fil tel qu'un modem relié à la logique (2) électronique, un circuit d'alimentation électrique relié à la logique (2) électronique et à l'organe (3) de transmission, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend une boucle (4) de mesure et une première capacité (5), la première capacité (5) étant reliée en parallèle avec une boucle (4) de mesure et également avec la logique (2) électronique pour alimenter électriquement la logique (2) électronique à partir du courant issu de la boucle (4) de mesure via la première capacité (5), la première capacité (5) étant également reliée à l'organe (3) de transmission via un organe (6) élévateur de tension, pour alimenter électriquement sélectivement l'organe (3) de transmission à partir du courant issu de la boucle (4) de mesure via la première capacité (5) et l'organe (6) élévateur de tension.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de transmission d'un signal à distance.

[0002] L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de transmission d'un signal à distance, notamment de transmission d'un signal par radiofréquence, comprenant une logique électronique tel qu'un microcontrôleur, un organe de transmission de données sans fil tel qu'un modem relié à la logique électronique, un circuit d'alimentation électrique relié à la logique électronique et à l'organe de transmission.

[0003] La télétransmission de mesures, par exemple via les réseaux radiofréquence, est un besoin croissant dans l'industrie. Cette technologie se heurte cependant pratiquement à un obstacle concernant l'alimentation des dispositifs de transmission. En effet, le câblage d'une alimentation spécifique est souvent prohibitif et l'utilisation d'alimentation par pile pose évidemment un problème de maintenance régulière, lui aussi prohibitif.

[0004] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.

[0005] A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend une boucle de mesure et une première capacité, la première capacité étant reliée en parallèle avec une boucle de mesure et également avec la logique électronique pour alimenter électriquement la logique électronique à partir du courant issu de la boucle de mesure via la première capacité, la première capacité étant également reliée à l'organe de transmission via un organe élévateur de tension, pour alimenter électriquement sélectivement l'organe de transmission à partir du courant issu de la boucle de mesure via la première capacité et l'organe élévateur de tension.

• la boucle de mesure comprend un capteur d'une grandeur physique tel qu'un capteur de pression, le capteur comprenant un émetteur convertissant la valeur de la mesure de la grandeur physique réalisée par le capteur en un courant électrique, la boucle de mesure comprenant en outre un récepteur et une alimentation électrique de l'émetteur du capteur,
• la boucle de courant est une boucle de courant 4-20mA,
• la première capacité est montée en parallèle avec un organe limiteur de tension, tel qu'une diode zener,
• la logique électronique est configurée pour commander l'envoi sélectif de données par l'organe de transmission de façon intermittente et en ce que l'organe de transmission de façon est alimenté électriquement de façon intermittente,
• l'organe élévateur de tension est sélectivement commutable par la logique électronique entre une première position d'alimentation électrique de l'organe de transmission et une seconde position de non alimentation électrique de l'organe de transmission,
• l'organe élévateur de tension est configuré pour délivrer sélectivement à l'organe de transmission une tension d'alimentation supérieure à un seuil déterminé quelle que soit sa tension en entrée fournie par la première capacité,
• le circuit d'alimentation électrique comprend une seconde capacité disposée en parallèle avec la première capacité et avec la logique électronique, pour alimenter en continu la logique électronique,
• le dispositif comprend un organe anti-retour auxiliaire, tel qu'une diode, disposé en série avec la seconde capacité et la logique électronique, l'organe anti-retour de courant auxiliaire étant prévu pour empêcher le retour du courant de seconde capacité ou de la logique électronique vers la première capacité,
• le circuit d'alimentation électrique comprend une résistance électrique, la logique électronique étant raccordées aux bornes de la résistance électrique et étant configurée pour mesurer la tension et/ou le courant de boucle aux bornes de la résistance,
• le circuit d'alimentation électrique comprend, entre le capteur et le circuit d'alimentation électrique, un organe anti-retour de courant principal tel qu'une diode anti-retour
• la logique électronique est configurée pour interrompre immédiatement le fonctionnement de l'organe élévateur lorsque la tension d'alimentation de la logique électronique est inférieure à un seuil déterminé, de façon à garantir un fonctionnement permanent ou quasi permanent de cette logique électronique.

[0006] L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.

[0007] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence à la figure unique qui représente de façon schématique et partielle un dispositif de transmission selon un exemple de réalisation possible de l'invention.

[0008] Le dispositif de transmission d'un signal à distance, notamment transmission d'un signal par radiofréquence, comprend une logique 2 électronique tel qu'un microcontrôleur et un organe 3 de transmission de données sans fil tel qu'un modem. Par exemple, l'organe 3 de transmission est un modem GSM intégré et la logique 2 électronique est un microcontrôleur.

[0009] L'organe 3 de transmission est relié à la logique 2 électronique.

[0010] Un circuit d'alimentation électrique est également relié à la logique 2 électronique et à l'organe 3 de transmission. Ce circuit d'alimentation électrique comprend une boucle 4 de courant, par exemple une boucle de courant 4-20mA et une première capacité 5 électrique.

[0011] Classiquement, la boucle 4 de courant peut comprendre un capteur 7 d'une grandeur physique tel qu'un capteur de pression. La boucle de courant comprend en outre, par exemple associé au capteur 7, un émetteur convertissant la valeur de la mesure de la grandeur physique réalisée par le capteur 7 en un courant électrique compris entre 4 et 20A. La boucle 4 de courant comprend en outre un récepteur 9 et une alimentation 8 électrique de l'émetteur du capteur 7. Le récepteur 9 et l'alimentation 8 électrique peuvent être situés dans une installation électrique déportée (représentée symboliquement en pointillés à la figure).

[0012] La première capacité 5 est de préférence montée en parallèle avec un organe 10 limiteur de tension, tel qu'une diode zener. L'organe 10 limiteur de tension est situé de préférence sur la boucle de mesure.

[0013] La première capacité 5 électrique est par exemple une supercapacité adaptée pour stocker assez d'énergie utile pour assurer une transmission fiable. Par exemple, la première capacité 5 a valeur comprise entre 100F et 1000F (farads).

[0014] La première capacité 5 est reliée en parallèle à la boucle 4 de courant et également à la logique 2 électronique, pour alimenter électriquement la logique 2 électronique à partir du courant issu de la boucle 4 de mesure via la première capacité 5.

[0015] La première capacité 5 est également reliée à l'organe 3 de transmission via un organe 6 élévateur de tension, pour alimenter électriquement sélectivement l'organe 3 de transmission à partir du courant issu de la boucle 4 de mesure via la première capacité 5 et l'organe 6 élévateur de tension. L'organe 6 élévateur de tension est par exemple un convertisseur électrique DC/DC tel qu'un « booster », par exemple un convertisseur à découpage équipé d'une inductance.

[0016] Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif réalise ainsi une accumulation de l'énergie disponible dans une boucle de courant 4-20mA en vue d'alimenter sélectivement un organe 3 de transmission pouvant consommer sensiblement plus que le courant disponible. En effet, selon la mesure réalisée par le capteur 7, le courant disponible peut descendre à 4 mA dans une boucle de courant 4-20mA.

[0017] La première capacité 5 est couplée électriquement à l'organe 6 élévateur de tension pour fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'organe 3 de transmission sans fil.

[0018] De préférence le circuit d'alimentation électrique comprend, entre le capteur 7 et le circuit d'alimentation électrique, un organe 14 anti-retour principal tel qu'une diode anti-retour.

[0019] En fonctionnement, le courant I de mesure traverse le circuit comprenant la première capacité 5 montée en parallèle avec l'organe 10 limiteur de tension. L'organe 10 limiteur de tension limite l'excursion en tension afin de protéger la première capacité.

[0020] En mode stabilisé, la première capacité 5 est chargée par ce courant à sa tension nominale, qui correspond à la tension de l'organe 10 limiteur de tension. La première capacité 5 peut alimenter à la fois le la logique 2 électronique assurant la gestion du dispositif et l'organe 6 élévateur de tension permettant l'alimentation de l'organe 3 de transmission. De préférence, l'organe 6 élévateur de tension est sélectivement commutable. Ainsi, de préférence, la transmission de données par l'organe 3 de transmission est réalisée par blocs, c'est-à-dire de façon intermittente et déterminée. Par exemple, l'organe 6 élévateur de tension est sélectivement commutable par la logique 2 électronique entre une première position d'alimentation électrique de l'organe 3 de transmission et une seconde position de non alimentation électrique de l'organe 3 de transmission

[0021] De cette façon, l'organe 6 de transmission n'est alimenté qu'une fraction du temps ce qui permet de limiter la puissance moyenne consommée à une valeur inférieure à la valeur de la puissance disponible.

[0022] L'extraction d'énergie de la première capacité 5 se traduit évidemment par une baisse de sa tension aux bornes de cette dernière. L'organe 6 élévateur de tension permet justement de compenser cette baisse de tension afin de maintenir toujours la tension délivrée à l'organe 3 de transmission dans la plage d'alimentation requise.

[0023] Afin d'assurer un fonctionnement continu de la logique 2 électronique, y compris en l'absence de courant de mesure I, une seconde capacité 11 facultative peut être prévue. Cette configuration augmente la sécurité de fonctionnement de l'ensemble.

[0024] Cette seconde capacité 11 facultative peut être prévue en parallèle avec la première capacité 5 et avec la logique 2 électronique, pour alimenter en continu la logique 2 électronique. Dans ce cas, un organe 12 anti-retour auxiliaire tel qu'une diode disposé en série avec la seconde capacité 11 et la logique 2 électronique. Cet organe 12 anti-retour auxiliaire est prévu pour empêcher le retour du courant de seconde capacité 11 ou de la logique 2 électronique vers la première capacité 5.

[0025] Le circuit d'alimentation électrique comprend de plus une résistance 13 électrique, la logique 2 électronique étant raccordées aux bornes de la résistance 13 électrique et étant configurée pour mesurer la tension et/ou le courant de boucle aux bornes de la résistance 13. Cette résistance 13 est disposée de préférence en aval du capteur 7 et de l'organe 10 limiteur de tension. La logique 2 électronique est choisie de préférence pour avoir une très forte impédance dans le circuit qui la relie avec l'aval de la résistance 13, ceci afin que le courant circulant dans la résistance 13 soit très proche du courant de boucle à mesurer.

[0026] La résistance 13 prévue pour assurer la mesure du courant I de boucle est de préférence disposée en aval du circuit d'alimentation (le terme en aval fait référence au sens du courant I représenté par une flèche à la figure).

[0027] La tension déployée aux bornes de la résistance 13, qui est proportionnelle au courant de boucle, peut alors être mesurée par la logique 2 électronique.

[0028] Le dispositif peut être utilisé notamment pour assurer la mesure périodique d'un courant de boucle, le calcul éventuel d'une moyenne, l'enregistrement à une fréquence programmable et la transmission à une cadence déterminée de ces informations.

Revendications

1. Dispositif de transmission d'un signal à distance, notamment de transmission d'un signal par radiofréquence, comprenant une logique (2) électronique tel qu'un microcontrôleur, un organe (3) de transmission de données sans fil tel qu'un modem relié à la logique (2) électronique, un circuit d'alimentation électrique relié à la logique (2) électronique et à l'organe (3) de transmission, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend une boucle (4) de mesure et une première capacité (5), la première capacité (5) étant reliée en parallèle avec une boucle (4) de mesure et également avec la logique (2) électronique pour alimenter électriquement la logique (2) électronique à partir du courant issu de la boucle (4) de mesure via la première capacité (5), la première capacité (5) étant également reliée à l'organe (3) de transmission via un organe (6) élévateur de tension, pour alimenter électriquement sélectivement l'organe (3) de transmission à partir du courant issu de la boucle (4) de mesure via la première capacité (5) et l'organe (6) élévateur de tension.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle (4) de mesure comprend un capteur (7) d'une grandeur physique tel qu'un capteur de pression, le capteur (7) comprenant un émetteur convertissant la valeur de la mesure de la grandeur physique réalisée par le capteur (7) en un courant électrique, la boucle (4) de mesure comprenant en outre un récepteur (9) et une alimentation (8) électrique de l'émetteur du capteur (7).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la boucle (4) de courant est une boucle de courant 4-20mA.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première capacité (5) est montée en parallèle avec un organe (10) limiteur de tension, tel qu'une diode zener.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la logique (2) électronique est configurée pour commander l'envoi sélectif de données par l'organe (3) de transmission de façon intermittente et en ce que l'organe (3) de transmission de façon est alimenté électriquement de façon intermittente.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe (6) élévateur de tension est sélectivement commutable par la logique (2) électronique entre une première position d'alimentation électrique de l'organe (3) de transmission et une seconde position de non alimentation électrique de l'organe (3) de transmission.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe (6) élévateur de tension est configuré pour délivrer sélectivement à l'organe (3) de transmission une tension d'alimentation supérieure à un seuil déterminé quelle que soit sa tension en entrée fournie par la première capacité (5).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend une seconde capacité (11) disposée en parallèle avec la première capacité (5) et avec la logique (2) électronique, pour alimenter en continu la logique (2) électronique.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un organe (12) anti-retour auxiliaire, tel qu'une diode, disposé en série avec la seconde capacité (11) et la logique (2) électronique, l'organe (12) anti-retour de courant auxiliaire étant prévu pour empêcher le retour du courant de seconde capacité (11) ou de la logique (2) électronique vers la première capacité (5).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend une résistance (13) électrique, la logique (2) électronique étant raccordées aux bornes de la résistance (13) électrique et étant configurée pour mesurer la tension et/ou le courant de boucle aux bornes de la résistance (13).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend, entre le capteur (7) et le circuit d'alimentation électrique, un organe (14) anti-retour de courant principal tel qu'une diode anti-retour.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la logique (2) électronique est configurée pour interrompre immédiatement le fonctionnement de l'organe élévateur (6) lorsque la tension d'alimentation de la logique (2) électronique est inférieure à un seuil déterminé, de façon à garantir un fonctionnement permanent ou quasi permanent de cette logique (2) électronique.

Dessins