Dispositif de commande à distance pour une installation de jouet électrique sur circuit

Abstract

 Le dispositif de commande à distance pour une installation de jouet électrique sur circuit comprend d'une part un émetteur-radio (400) émettant des signaux radio-électriques (b) différents selon le choix de l'utilisateur et d'autre part un récepteur-radio (450) fixe détectant ces signaux radio-électriques qu'il transmet à des moyens électroniques (270) interprétant ces signaux pour déclencher les moyens de contrôle (275).
En particulier, le signal radio-électrique (b) émis par l'émetteur-radio est essentiellement constitué d'une répétition d'un mot composé d'une suite de présences ou d'absences de paquets identiques d'impulsions électriques, lequel mot est composé selon un signal (a) codé associé au choix de l'utilisateur.

Description

[0001] La présente invention est relative à un dispositif de commande à distance pour une installation de jouet électrique sur circuit, par exemple train et circuit automobile. Pour la commodité de l'exposé, elle sera décrite plus particulièrement en relation avec un train électrique.

[0002] Pour mémoire, une telle installation comprend un circuit de rails de guidage et d'apport en énergie électrique pour une ou plusieurs motrices ainsi que des premiers moyens électrotechniques et/ou électroniques associés de transformation de l'énergie électrique du secteur, de régulation, de modulation et d'alimentation de ce circuit en énergie électrique adaptée aux moteurs embarqués dans la ou les motrices respectivement. Par exemple, pour des locomotives comprenant un moteur à courant continu, on prévoit, à la suite, un transformateur pour abaisser la tension électrique du secteur, un circuit redresseur en courant continu, un rhéostat pour pouvoir modifier la tension appliquée aux circuits, donc modifier la vitesse de la locomotive, et un relais inverseur pour pouvoir changer la polarité du courant électrique appliquée à chaque rail, donc changer le sens de rotation du moteur de la locomotive.

[0003] Cette installation peut être complétée par un ou plusieurs accessoires de type "tout ou rien", c'est-à-dire qu'ils sont ou ne sont pas alimentés, comme par exemple des éclairages ou des feux de signalisation. Des seconds moyens électroniques associés d'alimentation et de contrôle de ces accessoires en énergie électrique permanente sont alors essentiellement constitués par de simples interrupteurs reliés à la sortie du circuit redresseur.

[0004] Cette installation peut de plus être munie d'un ou plusieurs accessoires, tels qu'aiguillages ou barrières, comprenant une bobine électromagnétique pour basculer d'un état à un autre à chaque réception d'une impulsion de courte durée. Il convient alors de prévoir des troisièmes moyens électroniques de génération, de contrôle et d'alimentation de ces accessoires en impulsions électriques, réalisés entre autre à partir d'un condensateur et d'interrupteurs.

[0005] Outre l'attrait particulier pour les ferroviphiles de certains modèles sophistiqués en tant que maquette, l'intérêt majeur de ces installations de trains miniatures réside dans la gestion de leur bon fonctionnement. Des progrès réguliers ont ainsi été apportés dans les dispositifs de commande de telles installations.

[0006] Tel que décrit dans l'exposé DE 3 309 668 de ROTH, il est actuellement possible de contrôler simultanément à partir d'une seule console les différents déplacements d'une quinzaine de locomotives ainsi que les états d'une centaine d'accessoires tout en mémorisant les diverses actions pour les répéter et en surveillant la consommation électrique par rapport à un maximum. Pour ce, des moyens informatiques logés dans la console interprètent les commandes directement tapées sur le clavier et génèrent des ordres transcris sous la forme de signaux digitaux transitant dans le circuit de rail, ce qui permet d'éliminer les anciens réseaux câblés disgracieux.

[0007] Toutefois, même avec une telle installation aussi onéreuse de par sa complexité, l'utilisateur (enfant ou ferroviphile) doit se tenir en permanence devant la console de commande centrale, et ne peut donc avoir qu'une vue partielle de son réseau ce qui peut être gênant lors de la prise de décision rapide, et ce qui conduit beaucoup plus fréquemment à un certain ennui après une courte période. A l'inverse, une installation de train miniature devant être conduite à partir de plusieurs postes de commande pose d'autres problèmes, plus sérieux, du fait de l'impossibilité matérielle d'intervenir sur une autre console lorsque l'on est situé présentement à l'opposé de l'installation.

[0008] Dans l'exposé DE 2 741 154, la Société MAERKLIN suggère de développer l'éveil des enfants et un nouvel intérêt des ferroviphiles en les libérant de leur console centrale pour apprécier leur installation de plusieurs points de vues différents grâce à une télécommande analogue à celle utilisée pour les modèles réduits d'avion dont le récepteur est intercalé entre le transformateur et le boîtier d'interrupteurs.

[0009] Toutefois, comme décrit dans la revue RADIO MENTOR de juin 1964 en page 488, une telle télécommande est normalement prévue pour émettre en permanence afin de contrôler un nombre réduit de variables continues ou "tout ou rien". Pour ce, il faut d'abord obtenir une autorisation, voire une licence, de l'Office National des Télécommunications avant d'acquérir un matériel également onéreux de par sa complexité. Puis il convient d'adapter le récepteur au boîtier d'interrupteurs pour mettre en oeuvre les différentes possibilités de l'émetteur, ce qui est nullement évident.

[0010] Dans le dispositif de télécommande pour modèle réduit en général, décrit dans l'exposé FR 2 380 048 de KUBRICK, on résoud le problème du nombre limité de commandes transmissibles dû aux interférences entre fréquences proches caractérisant chaque canal de transmission en incluant dans l'émetteur et le récepteur des micro-­processeurs permettant alors d'utiliser comme signal radio une suite de mots binaires constituée par un nombre défini de bits. Eventuellement valable à la campagne, ce dispositif devient rapidement inopérant en ville, dans une maison et plus particulièrement pour une installation de jouets sur circuit car les parasites électriques environnants peuvent dénaturer les mots binaires de telle manière que l'on obtient un effet inverse ou tout autre que désiré.

[0011] L'exposé DE 3 301 732 de MULTIPLEX divulgue un émetteur pour télécommande de modèle réduit comprenant un micro-processeur relié à des mémoires contenant des instructions pré-enregistrées et des opérateurs de fonctions. Outre la genèse de signaux radio binaire, le micro-processeur peut aussi être utilisé pour configurer l'émetteur à tel ou tel autre type de modèle réduit : avion, bateau ou automobile. Cette possibilité n'apparait avantageuse en fait que pour des modélistes avertis ayant de plus des connaissances informatiques et prêts à investir dans un émetteur polyvalent, mais nullement au grand public intéressé seulement à son jouet sur circuit acheté tout récemment.

[0012] Le but de la présente invention est un dispositif de commande à distance spécifiquement pour une installation de jouet sur circuit comprenant un émetteur et un récepteur radio dans lesquels sont mieux mis à profit la polyvalence de micro-processeurs et de leur procédé de commande afin d'obtenir un dispositif qui soit encore plus performant dans ce contexte. Bien évidemment, un tel dispositif doit d'abord rester efficace, c'est-à-dire avoir une portée suffisante pour permettre un recul appréciable sans pour autant obliger l'utilisateur à de quelconques contorsions pour viser un point particulier avec l'émetteur, et ce, tout en restant fiable quelle que soit la commande émise. De plus, ce dispositif ne doit pas interférer avec l'environnement, notamment électrique qui exigerait de se plier à des normes contraignantes rendant le produit peu vendable auprès d'un large public. Ce dispositif doit également rester simple à comprendre dans son utilisation du fait qu'il s'adresse entre autre à un public d'enfants. Enfin et surtout, comme de nombreux autres jouets, le dispositif selon l'invention doit pouvoir être fabriqué à un très faible coût.

[0013] Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de commande à distance pour une installation de jouet électrique sur circuit telle que décrite précédemment, lequel dispositif de commande comprend un émetteur-radio portatif et un récepteur-radio fixe. L'émetteur-radio portatif contient une suite d'interrupteurs reliée à une source de tension ainsi qu'un micro-contrôleur dont les circuits d'entrée sont respectivement reliés aux interrupteurs, qui inclut des moyens de stockage de différents codes préétablis et qui inclut un micro-processeur associant à un signal reçu d'un interrupteur basculé par l'utilisateur exprimant son choix une adresse des moyens de stockage contenant un code correspondant, puis appliquant sur un circuit de sortie un signal binaire codé correspondant. Le récepteur-radio fixe contient également un micro-­contrôleur recevant sur un circuit d'entrée un signal binaire codé qu'il interprète pour déclencher les premiers et/ou second et/ou troisième moyens de contrôle de l'installation. Plus particulièrement, l'émetteur-radio comprend de plus des quatrième moyens électroniques amplifiant et reconditionnant le signal binaire codé en un signal émis moins sensible aux parasites électriques environnants, et le récepteur-radio fixe comprend des cinquième moyens électroniques convertissant le signal reçu en un signal binaire codé qu'il applique à l'entrée de son micro-­contrôleur.

[0014] Selon une première caractéristique, l'émetteur-radio n'émet de signal radio-électrique que lors d'un choix de l'utilisateur.

[0015] Selon une autre caractéristique, un signal radio-­électrique émis par l'émetteur-radio est essentiellement constitué d'une répétition d'un mot binaire formé, selon un signal codé associé au choix de l'utilisateur, d'une suite de présences ou d'absences de paquets identiques d'impulsions électriques.

[0016] De préférence alors, les quatrième moyens électroniques de l'émetteur amplifiant et reconditionnant le signal binaire codé en un signal émis comprennent un oscillateur à fréquence fixe incluant un élément faisant office d'antenne et qui est enclenché, respectivement arrêté, par l'application, respectivement la diminution, d'une tension codé sur sa borne d'entrée appliquée par le circuit de sortie du micro-contrôleur.

[0017] De préférence aussi, les cinquième moyens électroniques du récepteur-radio fixe comprennent à la suite un oscillateur dont la fréquence du signal de sortie est modulée par les signaux radio-­électriques reçus sur une antenne, et un démodulateur-décodeur comprenant un comparateur de fréquences restituant un signal codé à partir du signal de sortie reçu de l'oscillateur, lequel signal codé est appliqué à l'un des circuits d'entrée d'un micro-­contrôleur.

[0018] Selon une autre caractéristique, les moyens de contrôle d'un accessoire comprennent un ou plusieurs interrupteurs électroniques branchés entre l'accessoire et la masse, et directement commandé par un circuit de sortie du micro-contrôleur.

[0019] Selon une autre caractéristique, les premiers moyens électronique de modulation de l'énergie électrique du circuit de rails comprennent un modulateur dont la porte de commande est reliée à au moins deux résistances chacune branchées à une source de tension au travers d'un interrupteur électronique qui est lui commandé directement par un circuit de sortie du micro-contrôleur.

[0020] Avantageusement, au moins l'un des interrupteurs électroniques se présente sous la forme d'un montage en Darlington de transistors.

[0021] Selon un procédé avantageux de commande du micro-­contrôleur du récepteur, celui-ci modifie, pour un signal correspondant à un choix d'accélération, l'état des interrupteurs associés aux résistances afin d'augmenter d'un échelon la tension de commande à l'entrée du modulateur, et ce jusqu'à l'alimentation de toutes les résistances.

[0022] Selon un autre procédé avantageux de commande du micro-contrôleur du récepteur lors de la réception d'un signal correspondant à un choix de décélération, celui-ci
- modifie l'état des interrupteurs pour réduire d'un échelon la tension de commande à l'entrée du modulateur
- teste si le dernier interrupteur est ouvert
- si le test précédent est positif, commande le basculement des moyens d'inversion provoquant un arrêt, avec temporisation éventuelle, puis un changement de direction de la motrice.

[0023] Un autre procédé avantageux de commande du micro-­contrôleur de l'émetteur-radio, lors de son auto-initialisation suite à la première mise sous tension, consiste à ce que le micro-­contrôleur attende qu'un premier interrupteur soit basculé par l'utilisateur, puis écrive dans les moyens de stockage une famille de codes pré-enregistrée en fonction de ce premier interrupteur basculé.

[0024] Un autre procédé avantageux de commande du micro-­contrôleur du récepteur-radio, lors de l'auto-initialisation du micro-contrôleur suite à la première mise sous tension, consiste à ce que le micro-contrôleur attende la réception d'un premier signal radio-électrique, puis écrive dans les moyens de stockage la famille de codes pré-enregistrée correspondant à ce premier signal.

[0025] Selon une autre caractéristique avantageuse, le micro-­contrôleur de l'émetteur-radio et celui dans le récepteur-radio fixe sont chacun réalisés par une même topographie de semi-­conducteurs, le branchement au montage d'une ou de plusieurs bornes d'entrée à un ou plusieurs potentiels de référence déterminant la fonction "micro-contrôleur d'émetteur" ou "micro-contrôleur de récepteur" prise par la topographie.

[0026] L'invention est décrite ci-après de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple d'exécution sans caractère limitatif appliqué à un train électrique, et illustrée par la figure unique annexée représentant un schéma de principe du dispositif.

[0027] Dans la partie inférieure de la figure est illustrée de manière schématique une portion de circuit de rail 600 sur laquelle roule une motrice, en l'occurrence une locomotive 610. S'il s'agissait d'un circuit automobile, la motrice serait l'automobile elle-même. Dans cette portion de circuit sont inclus deux accessoires réagissant à des impulsions électriques 630 à savoir un passage à niveaux et un aiguillage. Cette portion de circuit comprend également un accessoire de type "tout ou rien", en l'occurrence une lampe d'éclairage ou un feu de signalisation 620. Cette installation est alimentée par un bloc 460 dans lequel sont générées, régulées et contrôlées les différentes énergies électriques nécessaires à l'installation. Le dispositif de commande à distance de ce bloc d'alimentation 460 comporte d'une part un émetteur-radio portatif 400 et d'autre part un récepteur-radio fixe 450 dont les sorties sont reliées aux moyens de contrôle du bloc d'alimentation 460. Dans la pratique, le récepteur-radio fixe 450 et ce bloc d'alimentation 460 sont à l'intérieur d'un même boîtier.

[0028] Le bloc d'alimentation 460 comprend en premier un circuit 500 de transformation du courant électrique secteur en courant continu basse tension. De manière habituelle, ce circuit 500 inclut un transformateur abaissant la tension secteur à environ 18 V suivit d'un pont redresseur à diodes délivrant cette même tension mais en continu. Deux régulateurs électroniques permettent d'obtenir également des tensions de 12 et de 5 V respectivement à partir de cette première tension de 18 V.

[0029] Un second circuit du bloc 460 prévu pour alimenter les rails 600 est constitué d'un modulateur 312 branché d'une part au 18 V du bloc 500 et d'autre part à la première entrée d'un relais inverseur 320 dont l'autre entrée est reliée à la masse. Les deux sorties de ce relais inverseur 320 sont respectivement reliées à chacun des deux rails du circuit 600.

[0030] Le modulateur 312 délivre à sa sortie s une tension continue comprise entre 0 et 14 V selon la tension de commande présente en la porte i. Cette porte i est reliée à quatre résistances 276 en parallèle qui sont respectivement reliées d'autre part à des interrupteurs ayant chacun la forme d'un montage en Darlington de transistors. Cette porte i est de plus reliée directement à un cinquième interrupteur toujours sous la forme d'un montage en Darlington de transistor. Ces cinq montages sont respectivement commandés par cinq circuits de sortie indépendants d'un micro-contrôleur 270′ appartenant au récepteur-radio fixe 450 décrit par la suite. Ainsi, en combinant l'ouverture ou la fermeture de ces interrupteurs, il est possible d'appliquer à volonté trente deux valeurs distinctes de tension de commandes sur la porte i, soit autant de valeurs discrètes pour la tension de sortie s.

[0031] Le relais inverseur 320 permet de modifier la polarité entre les deux rails selon le signal appliqué sur sa porte de commande i′. Pour des considérations de sécurité, un relais mécanique et non pas électronique est préféré. De manière analogue, la porte de commande i′ est reliée à un interrupteur sous la forme d'un montage en Darlington de transistors lui-même commandé par un sixième circuit de sortie du micro-contrôleur 270′ appartenant au récepteur-radio 450.

[0032] Dans la pratique, huit montages en Darlington de transistors sont réunis dans un seul et même boîtier tel que celui commercialisé par la Société THOMSON sous la référence ULN 2803 et symbolisé par les blocs 275.

[0033] Un troisième circuit du bloc 460 prévu pour alimenter les accessoires 620 fonctionnant en "tout ou rien" est constitué d'un circuit limiteur de courant 314 branché d'une part au 12 V du bloc 500 et d'autre part à la première borne de l'accessoire 620, la seconde borne étant reliée à la masse au travers d'un interrupteur identique au précédent c'est-à-dire un montage en Darlington de transistors directement piloté par un circuit de sortie du micro-contrôleur 270′ du récepteur radio 450. L'avantage de disposer cet interrupteur proche de la masse est qu'une faible tension commande suffit pour le basculer. A titre d'exemple, le circuit 314 peut comprendre un composant électronique variant son impédance en fonction de la différence entre le potentiel à la sortie et le potentiel présent à une porte de commande. Une résistance de faible valeur ohmique est alors disposée derrière ce composant électronique mais avant l'accessoire 620 et une liaison électrique rapporte le potentiel présent à la sortie de cette résistance à la porte de commande du composant électronique. Comme on peut aisément le comprendre, la différence entre le potentiel à la sortie et celui à la porte de commande est égale à la chute de potentiel créée par le passage du courant au travers de la résistance donc est bien représentative de l'intensité de courant continu passant dans l'accessoire. Ainsi, si cette intensité tend à devenir trop forte par exemple due à un court-circuit de l'accessoire 620, l'élément électronique augmente automatiquement son impédance pour limiter l'intensité. A titre d'exemple, le composant électronique est commercialisé par la Société THOMSON sous la référence LN 317.

[0034] Un quatrième circuit du bloc 460 prévu pour alimenter les accessoires 630 fonctionnant par impulsions, comprend un circuit 314 de limitation de courant analogue à celui décrit précédemment branché d'une part au 18 V du bloc 500 et d'autre part aux premières bornes de chacun des accessoires 630. De plus, un condensateur 318 de forte valeur est branché d'une part à la sortie du circuit 314 et d'autre part à la masse. Enfin, toutes les secondes bornes des accessoires 630 sont respectivement reliées à des interrupteurs, toujours sous la forme de montages en Darlington de transistors, lesquels montages sont réunis dans un second boîtier 275 inférieur. En fait, chaque accessoire 630 comprenant deux circuits distincts : l'un pour engager, l'autre pour dégager, il convient de prévoir deux interrupteurs par accessoire. Dans ce quatrième circuit, le condensateur 318 est prévu pour emmagasiner une charge électrique suffisante pour générer une brève impulsion mais de forte intensité, de l'ordre de l'ampère, à la fermeture d'un interrupteur alors que le circuit 314 n'autorise qu'une intensité maximale de l'ordre de 300 milli-ampères. En d'autres termes, le condensateur 318 ne peut se charger que lorsque que tous les interrupteurs des accessoires 630 sont ouverts et qu'un courant de charge contrôlé par le circuit 314 peut s'écouler.

[0035] Sur la partie gauche de la figure est illustrée schématiquement l'émetteur-radio 400 portatif. Cet émetteur comprend un micro-contrôleur 270 c'est-à-dire un composant électronique incluant dans un même boîtier un micro-processeur, également appelé unité centrale, en communication grâce à une ligne interne de transfert de données appelée "bus" avec une mémoire morte ROM dans laquelle sont stockées les données relatives aux procédures d'action (ou programmes du micro-processeur), une mémoire vive RAM dans laquelle peuvent être écrites puis relues des données nécessaires aux étapes des actions, ainsi que plusieurs séries de circuits tampons d'entrée et/ou de sortie selon les affectations attribuées par le programme. Ce micro-contrôleur est alimenté en 5 V à partir d'une batterie 50 grâce à un circuit 55 d'adaptation et de régulation de tension.

[0036] Deux circuits d'entrée numérotés 27 et 28 sont reliés à la masse et au circuit 55 délivrant 5 V respectivement. Sept des circuits tampons d'entrée sont respectivement reliés à des interrupteurs "1"-"5", "+" et "-", ceux-ci étant tous reliés à un circuit 60 délivrant à partir de la batterie 50 une tension compatible avec ces circuits d'entrée. Par ailleurs, l'un des circuits tampons de sortie est branché à l'entrée d'un circuit oscillateur 25 à fréquence fixe incluant un élément faisant office d'antenne et un autre élément permettant le réglage de cette fréquence. A titre d'exemple nullement limitatif, ce circuit oscillateur peut être composé d'une part d'un simple transistor dont la base constitue l'entrée du circuit, dont l'émetteur est relié à la masse et dont le collecteur est branché à la pile 50 au travers d'un bobinage d'amortissement et d'autre part d'un circuit oscillant, tel qu'un montage en parallèle de condensateurs et d'un bobinage faisant office d'antenne, branché entre le collecteur et la base du transistor.

[0037] Le récepteur-radio fixe 450 correspondant comprend un premier oscillateur 215 dont la fréquence du signal de sortie (c) est modulée par les signaux radio-électriques (b) reçus sur une antenne 200b. Avantageusement, cette antenne peut aussi être le rail "plus" du circuit de rail 600. Ce signal de sortie (c) est appliqué à l'entrée d'un circuit démodulateur-décodeur 225 comprenant un comparateur de fréquences dont le signal résultant (a) est appliqué à l'un des circuits d'entrée d'un micro-contrôleur 270′. Comme précédemment, ce micro-contrôleur comprend dans un même boîtier un micro-processeur en relation grâce à une ligne interne "bus" à une mémoire morte ROM pour le stockage des informations relatives aux séquences d'action du micro-processeur, à une mémoire vive RAM dans laquelle peuvent être écrites puis relues des informations nécessaires lors de l'action du micro-processeur, le circuit tampon d'entrée relié au démodulateur 225 ainsi que plusieurs circuits tampon de sortie qui sont respectivement reliés aux interrupteurs 275 cités lors de la description du bloc d'alimentation 460. Enfin, deux circuits d'entrée 27 et 28 sont reliés au 5 V et à la masse respectivement. Les circuits 215 et 225 sont alimentés en 12 V et le micro-contrôleur 270′ en 5 V à partir du circuit 500 du bloc 460.

[0038] Les micro-contrôleurs présents dans l'émetteur et le récepteur peuvent être d'un type connu, tel que le modèle EF68HC commercialisé par la Société THOMSON. Toutefois, une fois que les procédures de fonctionnement sont bien établies et pour des considérations de coût, on peut envisager la conception d'une topographie de semi-conducteurs ayant les mêmes fonctions. En effet, compte-tenu de la similitude de l'architecture des deux micro-­contrôleurs, et que les seules différences résident essentiellement dans le fonctionnement assez simple établit par les procédures pré-­écrites dans les mémoires ROM, il est envisageable de concevoir une seule et unique topographie prévue pour être installée indifféremment dans l'émetteur ou le récepteur, le branchement particulier d'une ou deux portes d'entrée 27, 28 faisant que seule la partie de procédure de fonctionnement nécessaire soit mise en oeuvre.

[0039] Tel que décrit précédemment, le dispositif de commande à distance fonctionne de la manière suivante.

[0040] Lorsque qu'une batterie 50 est installée dans l'émetteur-radio 400, le micro-contrôleur 270 entre d'abord dans une procédure d'initialisation qu'il lit dans la mémoire ROM. Durant cette procédure, son micro-processeur teste l'état des circuits d'entrées 27 et 28 et constate qu'un rôle "émetteur" lui a été affecté lors de son installation. Puis ce micro-processeur se met en attente jusqu'à ce que l'une des touches "1"-"5", "+" ou "-" soit une première fois appuyée par l'utilisateur. Selon la touche appuyée, le micro-processeur écrit alors en mémoire vive RAM la famille correspondante de codes préétablis. En d'autres termes, le micro-contrôleur a initialement sept familles de codes à disposition dans sa mémoire ROM pour n'en n'utiliser par la suite qu'une seule dans sa mémoire RAM. Ceci autorise l'utilisation d'un autre émetteur-radio portatif 400 que l'on pourra alors utiliser dans les environs (en prenant garde toutefois de choisir un autre code soit en appuyant pour la première fois sur un autre interrupteur).

[0041] Une fois cette phase très rapide d'auto-initialisation achevée, l'émetteur-radio 400 est prêt à l'emploi. Ainsi, dès que l'une des touches est à nouveau enfoncée, le micro-processeur du micro-contrôleur 270 constate que le circuit tampon d'entrée correspondant a changé d'état, il associe à ce signal reçu une adresse de la mémoire vive RAM et il applique le code correspondant au circuit de sortie qui lui délivre un signal codé (a) à l'entrée de l'oscillateur 25.

[0042] Avantageusement, ce signal (a) peut être une succession d'un mot composé d'une suite d'absences ou de présences de créneaux de l'ordre de 5 V. La première partie du mot peut caractériser la famille de codes utilisée alors que la seconde partie caractérise plutôt la touche effectivement enfoncée. Par exemple, un demi-mot peut être constitué d'une succession de huit créneaux dont l'un est répété, la position de ce créneau doublé par rapport aux autres étant caractéristique de l'information : famille de codes, touche.

[0043] Compte-tenu d'une part que l'oscillateur 25 démarre dès que sa porte d'entrée est portée à un potentiel suffisant et s'arrête dès que sa porte d'entrée est ramenée à un potentiel proche de zéro et d'autre part que cet oscillateur fonctionne à une fréquence élevée nettement supérieure à celle du signal codé (a), on comprend alors qu'à la réception de ce signal (a) cet oscillateur 25 émet un signal radio-électrique (b) composé d'une suite de présences ou d'absences de paquets identiques d'impulsions, chacun de ces paquets correspondant à un créneau. En d'autres termes, le signal radio-électrique (b) reproduit le signal codé (a) à la différence que les créneaux sont maintenant remplacés par des paquets d'impulsions à haute fréquence.

[0044] Compte-tenu de la vitesse de génération d'ondes radio-­électriques par le radio-émetteur 400 par rapport à celle du mouvement d'un doigt sur la touche même très bref, il est bien évident qu'une série de mots semblables sera systématiquement émis et non pas un seul mot unique. Ce phénomène est essentiellement dû à la fréquence de fonctionnement du micro-procésseur aisément suivi par la fréquence de l'oscillateur qui a été volontairement choisie particulièrement élevée pour des considérations de normes et d'interférences avec d'autres émissions radio-électriques permanentes. Par exemple, cette fréquence d'émission est largement supérieure au 110 MHz constituant la limite supérieure d'émission des radio en "modulation de fréquence". Enfin, il faut noter que la puissance appliquée dans l'antenne est faible de l'ordre 0,5 mW assurant une grande économie de batterie 50, limitant d'autant les interférences possibles à l'extérieur du bâtiment tout en assurant une émission suffisante pour le récepteur 450. Une lampe à faible consommation LED en relation avec l'antenne permet de vérifier le bon fonctionnement de l'émetteur.

[0045] Ce signal radio-électrique (b) est reçu par une antenne 200b à l'entrée de l'oscillateur 215 dont il altère la fréquence d'oscillation. Par exemple, cet oscillateur passe d'une fréquence normale de 4 Mhz à une seconde fréquence de 2 Mhz lors de la réception de paquets d'impulsions. Le signal (c) modulé en fréquence est alors appliqué à un démodulateur-décodeur comprenant un comparateur de fréquence et délivrant une tension de 5 V pour la fréquence normale et de 0 V pour l'autre ce qui, à la sortie, reconstitue le signal (a) généré précédemment dans l'émetteur-radio 400. Ce signal (a) est alors appliqué à l'entrée du micro-­contrôleur 270′.

[0046] Lors de la première mise sous tension de la console centrale, donc du micro-contrôleur 270′, celui-ci est également d'abord entré dans une procédure d'auto-initialisation lue dans sa mémoire ROM. Durant cette procédure, son micro-processeur a d'abord testé l'état de ses portes 27 et 28 pour constater qu'un rôle "récepteur" lui a été affecté lors de son installation. Puis, ce micro-processeur attend la réception d'un premier signal pour n'en lire que la première partie caractéristique de la famille de codes établie dans l'émetteur et qu'il écrit de son côté à l'identique dans sa mémoire vive avec les codes de touches associées. Une fois cette phase d'auto-initialisation achevée, les signaux (a) suivants seront interprétés pour reconnaître la touche correspondante enfoncée. Lors de cette interprétation, des tests peuvent être effectués quant à la véracité d'un signal reçu. Par exemple, compte-tenu que la durée des créneaux a été établie à une valeur nettement supérieure à la durée usuelle des parasites, un test peut consister à vérifier qu'un créneau présent dans le signal (a) transmis par le démodulateur-décodeur 225 présente une certaine durée au minimum.

[0047] Le signal (a) suivant est lu par le micro-processeur du micro-contrôleur 270′ qui le compare alors aux codes préalablement enregistrés dans les moyens de stockage (tel que RAM). Si aucun code ne correspond au second demi-mot reçu, le micro-processeur conclut à la présence d'un parasite et le rejette, c'est-à-dire qu'il attend une nouvelle réception. Si à l'inverse le second demi-­mot reçu ressemble à l'un des codes prédéterminés, le micro-­processeur conclut que telle ou telle autre touche de l'émetteur-­radio est enfoncée. Il peut alors agir selon les ordres de l'utilisateur.

[0048] Si l'un des boutons "1"-"4" est enfoncé, le micro-­contrôleur 270′ applique soit une impulsion, soit un état de saturation à la borne de sortie liée à l'interrupteur correspondant du boîtier inférieur 275. L'accessoire associé est alors basculé de manière usuelle.

[0049] Si le micro-contrôleur 270′ comprend que la touche "+" est enfoncée, il modifie l'état des interrupteurs contenus dans le boîtier 275 supérieur pour augmenter d'une valeur discrète, c'est à dire d'un échelon, la tension de commande apparaîssant à la porte i du modulateur 312 qui augmente donc d'un cran la tension appliquée au réseau de rail donc la vitesse de la locomotive. Si après un temps de latence fixé à 8/10 de seconde par exemple, le mot correspondant à la touche "+" est toujours présent à l'entrée du micro-contrôleur 270′, celui-ci comprend qu'il doit poursuivre l'accélération et remodifie l'état des interrupteurs jusqu'à ce que les cinq portes soient à l'état 1. Ce temps de latence a été établi de telle sorte qu'une pleine accélération de la locomotive s'effectue en cinq secondes.

[0050] A l'inverse, si le micro-contrôleur 270′ établi que la touche "-" est enfoncée, il modifie l'état des interrupteurs contenus dans le boîtier 275 supérieur pour diminuer d'une valeur discrète la tension de commande sur la porte i. De plus, le micro-­contrôleur 270′ teste si cette dernière porte basculée n'est pas aussi la première de la série correspondant à une vitesse nulle. Dans ce cas, la persistance du mot correspondant à la touche "-" à l'entrée du micro-contrôleur 270′ signifie qu'une inversion de sens de déplacement de la locomotive doit être effectuée et la porte correspondante à l'entrée i′ du relais inverseur 320 est elle-même changée.

[0051] Il est à noter que l'enfoncement simultané des touches "+" et "-" correspond à un code particulier générant une série de mots caractéristiques interprétée par la suite dans le micro-­contrôleur 270′ comme un arrêt d'urgence.

[0052] En comparaison au dispositif de télécommande connu pour modèle réduit d'avion, le nombre de circuits présent dans ce dispositif est réduit alors que la forme prise par le signal radio-électrique favorise l'immunité de la transmission aux parasites de l'environnement.

[0053] Comme on a pu le constater, ce dispositif de commande à distance permet à un utilisateur de se déplacer tout autour de son installation de train miniature tout en continuant à transmettre des ordres à la centrale d'alimentation décrite dans le bloc 460 précédemment. Outre la commodité dans la prise de décision du fait d'une meilleure vision d'une situation locale, ce dispositif éveille surtout l'intérêt de nombreuses personnes pouvant maintenant apprécier et admirer leur installation complexe dans les moindres détails, et ce à faible coût. De plus, ce dispositif permet maintenant la réalisation d'installations non plus confinées dans une pièce unique, mais pouvant déborder dans tout un appartement entier ou à l'extérieur augmentant d'autant le plaisir.

Revendications

1. Dispositif de commande à distance pour une installation de jouet électrique sur circuit comprenant :
- au moins un circuit de rail (600) de guidage et d'apport en énergie électrique pour une ou plusieurs motrices (610) ainsi que des premiers moyens électrotechniques et/ou électroniques associés de transformation (500) de l'énergie électrique du secteur, de régulation, de modulation (275, 276, 312), et d'alimentation (320) du circuit (600) en énergie électrique adaptée au moteur embarqué dans la ou les motrices (610) respectivement,
- si désiré, un ou plusieurs accessoires de type "tout ou rien" (620) ainsi que des seconds moyens électroniques associés d'alimentation (500) et de contrôle (275) de ces accessoires en énergie électrique permanente,
- si désiré, un ou plusieurs accessoires (630) réagissant à des impulsions électriques ainsi que des troisième moyens électroniques associés de génération (500, 318) et de contrôle (275) de ces accessoires en impulsion électrique,
lequel dispositif de commande à distance comprend :
- un émetteur-radio portatif (400) contenant une suite d'interrupteurs ("1"-"5", "+", "-") reliée à une source de tension (60) ; et un micro-contrôleur (270) dont les circuits d'entrée sont respectivement reliés aux interrupteurs, qui inclut des moyens de stockage de différents codes préétablis et qui inclut un micro-­ processeur associant à un signal reçu d'un interrupteur basculé par l'utilisateur exprimant son choix une adresse des moyens de stockage contenant un code correspondant, puis appliquant sur un circuit de sortie un signal binaire codé (a)correspondant,
- un récepteur-radio fixe (450) contenant un micro-contrôleur (270′) recevant sur un circuit d'entrée un signal binaire codé (a) qu'il interprète pour déclencher les premiers et/ou second et/ou troisième moyens de contrôle de l'installation,
caractérisé en ce que l'émetteur-radio (400) comprend de plus des quatrièmes moyens électroniques (25) amplifiant et reconditionnant le signal binaire codé (a) en un signal émis (b) moins sensible aux parasites électriques environnants et en ce que le récepteur-radio fixe (450) comprend des cinquièmes moyens électroniques (215, 225) convertissant le signal reçu (b) en un signal binaire codé (a) qu'il applique à l'entrée de son micro-contrôleur (270′).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur-radio (400) n'émet de signal radio-électrique (b) que lors d'un choix de l'utilisateur.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un signal radio-électrique (b) émis par l'émetteur-radio (400) est essentiellement formé d'une répétition d'un mot binaire composé, selon un signal codé (a) associé au choix de l'utilisateur, d'une suite de présences ou d'absences de paquets identiques d'impulsions électriques

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les quatrièmes moyens électroniques (25) de l'émetteur (400) amplifiant et reconditionnant le signal binaire codé (a) en un signal émis (b) comprennent un oscillateur (25) à fréquence fixe incluant un élément faisant office d'antenne et qui est enclenché, respectivement arrêté, par l'application, respectivement la diminution, d'une tension codée (a) sur sa borne d'entrée appliquée par le circuit de sortie du micro-contrôleur (270)

5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cinquièmes moyens électroniques du récepteur-radio fixe (450) comprennent à la suite un oscillateur (215) dont la fréquence du signal de sortie (c) est modulée par les signaux radio-­électriques (b) reçus sur une antenne, et un démodulateur-décodeur (225) comprenant un comparateur de fréquences restituant un signal codé (a) à partir du signal de sortie (c) reçu de l'oscillateur (215), lequel signal codé (a) est appliqué à l'un des circuits d'entrée d'un micro-contrôleur (270′).

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle d'un accessoire (620, 630) comprennent un ou plusieurs interrupteurs électroniques (275) branchés entre l'accessoire et la masse, et directement commandé par un circuit de sortie du micro-contrôleur (270′).

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens électroniques de modulation de l'énergie électrique du circuit de rails (600) comprennent un modulateur (312) dont la porte de commande (i) est reliée à au moins deux résistances (276) chacune branchées à une source de tension au travers d'un interrupteur électronique (275) qui est lui commandé directement par un circuit de sortie du micro-contrôleur (270′).

8. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que au moins l'un des interrupteurs électroniques (275) se présente sous la forme d'un montage en Darlington de transistors.

9. Procédé de commande du micro-contrôleur (270′) du récepteur (450) selon la revendication 7, caractérisé en ce que, à un signal correspondant à un choix d'accélération, le micro-­contrôleur (270′) modifie l'état des interrupteurs (275) associés aux résistances (276) pour augmenter d'un échelon la tension de commande à l'entrée du modulateur (312), et ce jusqu'à l'alimentation de toutes les résistances (276).

10. Procédé de commande du micro-contrôleur (270′) du récepteur (450) selon la revendication 7, caractérisé en ce que, a un signal correspondant à un choix de décélération, le micro-­contrôleur (270′)
- modifie l'état des interrupteurs (250) pour réduire d'un échelon la tension de commande à l'entrée du modulateur (312)
- teste si le dernier interrupteur (275) est ouvert
- si le test précédent est positif, commande le basculement des moyens d'inversion (320) provoquant un arrêt, avec temporisation éventuelle, puis un changement de direction de la motrice (610).

11. Procédé de commande du micro-contrôleur (270) de l'émetteur-radio (400) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de l'auto-initialisation du micro-contrôleur suite à la première mise sous tension, à attendre qu'un premier interrupteur ("1"-"5", "+", "-") soit basculé par l'utilisateur, puis à écrire dans les moyens de stockage une famille de codes pré-enregistrées en fonction de ce premier interrupteur basculé.

12. Procédé de commande du micro-contrôleur (270′) du récepteur-radio (450) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de l'auto-initialisation du micro-contrôleur suite à la première mise sous tension, à attendre la réception d'un premier signal radio-électrique (b), puis à écrire dans les moyens de stockage la famille de codes pré-enregistrées correspondant à ce premier signal.

13. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le micro-contrôleur (270) de l'émetteur-radio (400) et celui (270′) dans le récepteur-radio fixe (450) sont chacun réalisés par une même topographie (270) de semi-conducteurs, le branchement au montage d'une ou de plusieurs bornes d'entrée à un ou plusieurs potentiels de référence déterminant la fonction "micro-contrôleur d'émetteur" ou "micro-contrôleur de récepteur" prise par la topographie.

Dessins