EP0954770B1 - Watch comprising sensing and saving means in case of insufficiency of supply source - Google Patents
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- EP0954770B1 EP0954770B1 EP98900263A EP98900263A EP0954770B1 EP 0954770 B1 EP0954770 B1 EP 0954770B1 EP 98900263 A EP98900263 A EP 98900263A EP 98900263 A EP98900263 A EP 98900263A EP 0954770 B1 EP0954770 B1 EP 0954770B1
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
- G04C10/04—Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply
Definitions
- EOL insufficiency of the power source
- This detection essentially based on the measurement of a minimum voltage of the battery, generally generates a particular behavior of the watch second hand level, behavior likely to attract attention of the user on the fact that he must change his battery as soon as possible.
- Document EP-A-591557 relates to an electronic watch comprising at at least two needles driven by at least one motor, means electronic devices arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said means electronic, including hourly data, as well as a source Power.
- Detection means deliver signals in case of Insufficient power source. During this detection, the position needles and the value of the corresponding electronic counters are stored in a non-volatile memory provided for this purpose.
- Document EP-A-285838 relates to an electronic watch comprising at at least two needles driven by at least one motor, means electronic devices arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said means electronic, including hourly data, as well as a source Power. According to this document, detection means deliver signals corresponding to insufficient power source.
- the object of the present invention is precisely to provide a simple and effective at this problem. It relates to an electronic watch comprising at least two needles driven by at least one motor, electronic means arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said electronic means, in particular hourly data, as well as a power source and means for detecting the insufficiency of this food source, characterized by the fact that said electronic means are arranged so as to bring and maintain all of the hands on reference positions when the voltage of said source insufficient to ensure correct display at all times said internal information by said needles but still sufficient to ensure proper functioning of said electronic means and allow these last to automatically restore said correct display of said information internal by the needles when the voltage of said power source becomes again sufficient to ensure such a display.
- Figure 1 shows by way of example and schematically the circuit of a watch according to the invention.
- Figure 2 shows by way of example and schematically means of detecting the insufficiency of the power source and the means associated with them.
- Figure 3 shows by way of example and schematically the different operating zones of the means of FIG. 2.
- Figure 4 shows by way of example and schematically a circuit allowing to put the means of Figure 2 in conditions of correct start-up when re-establishing the power source.
- Figure 5 shows by way of example and schematically a safety device allowing the position of the hands to be blocked during a battery change.
- FIG. 1 shows by way of example and schematically the circuit of a watch according to the invention.
- a watch 1 comprising three needles 2, 3, and 4, mounted on concentric axes.
- This watch includes control means in the form, inter alia, of the two buttons 5 and 6.
- the different needles 2, 3 and 4 are driven independently of each other by their own 7, 7 'and 7 "motor, but the invention also applies to watches where several needles are driven by the same motor as on the TWO TIMER.
- each motor is controlled by a combination of electronic circuits, 8, 8 'and 8 ", arranged in such a way to position the corresponding hands on the dial so as to display internal data, 9, 9 'and 9 ", delivered by the counting and control of watch 10.
- all of the functions of the electronic means represented on figure 1 can be carried out in sequential logic programmed by means of a microprocessor. They have have been represented schematically as a combination of circuits to facilitate understanding of the invention.
- the counting and control circuit 10 is connected to the pushers 5 and 6, and has a time base regulated by the quartz resonator 11 adjusted by the capacitive trimmer 12.
- the entire watch is powered by a source which could be either a battery, a Gold Cap or a accumulator charged by a generator or a battery of solar cells.
- a source which could be either a battery, a Gold Cap or a accumulator charged by a generator or a battery of solar cells.
- the Gold Cap 13 charged through the diode 14 by a group of photovoltaic cells 15, generally arranged on the watch face.
- the counting circuit and control supplies data 9 to the combination of circuits 8 for position the needle 2.
- This combination of circuits 8 includes a circuit for selection 16 whose output is connected to a comparator 17 also connected to the output of a logic circuit 18 whose state is representative of the position of hand 2 on the dial.
- Comparator 17 is connected to the control circuit of the motor 7, itself connected to the input of the logic circuit 18. We have here a control loop which tends to keep the outputs of the circuits equal 16 and 18. In the event of an inequality, comparator 17 acts on the control circuit of motor 7 and on logic circuit 18 so as to advance them step by step until the equality between the outputs of circuits 16 and 18 is restored. Thus needle 2 displays internal data determined by the electronic means as they are delivered to the output of the circuit selection 16. Likewise, needle 3 displays the data delivered at the outlet of the selection circuit 16 'via comparator 17' and circuit logic 18 ', while hand 4 displays the data delivered at the output of the 16 "selection circuit via the 17" comparison circuit and the 18 "logic circuit.
- Such systems have already been described and operate on watches which have been mentioned above. To make the system work correctly, it is necessary, as we said, that the state of the logic circuit 18 is representative of the position of the corresponding hand on the dial.
- the logic circuit 18 must have 60 states corresponding to the possible 60 positions of the hand on the dial, and its state 0 must correspond, for example, to the position of the hand at 12 o'clock (noon).
- 12h corresponds to the reference position of the hand corresponding to state 0 of logic circuit 18. This is the one we will use in the description, but we can theoretically choose as a reference any needle position corresponding to any state of the logic circuit 18.
- the motor 7 and the logic circuit 18 evolve in concert, and the synchronization between the display and the circuit 18 can be maintained without problem. It is not the same when the supply voltage drops below a critical threshold, or disappears. Thus after a battery change, the logic circuit 18 is put either in any state, or in state 0 if you do a POR (power on reset). Gold in the watches known and cited above, there is no way of knowing in which position the corresponding needle stopped. So there is the most often offset and the logic circuit 18 is no longer representative of the position of the needle on the dial. The same goes for the 18 'and 18 "circuits.
- this circuit 16 includes a input 19 which switches the output to 0 regardless of the state of input 9, which brings hand 2 to 12 o'clock and logic circuit 18 to 0.
- input 19 could switch the output of selection circuit 16 to any reference value chosen other than 0.
- the 16 'and 16 "selection circuits have 19 'and 19 "inputs allowing the hands 3 and 4. So hands 2, 3 and 4 can be returned at 12 o'clock either together or separately.
- Figure 2 shows by way of example and schematically means detection of insufficient power source and means associated with them.
- the circuit of selection 16 is formed by 6 doors AND receiving on their first entries the internal data to display. The second entries of these 6 doors AND are connected to the output of an AND gate 20. When this output is 1, the 6 AND gates 16 are busy and internal data 9 is transmitted on their outputs and thereby to the input of comparator 17 so as to be displayed. On the other hand, when the output of the AND gate 20 is at 0, the outputs of the gates AND 16 are at 0.
- the needle driven by the motor 7 moves until that the state of logic circuit 18 is also at 0, which corresponds to needle positioning at 12 o'clock. This condition is maintained as long as the output of AND gate 20 is 0. If this output returns to 1, the data internal 9 will be transmitted again by the output of AND gates 16 to the input of the comparator 17 and the needle driven by the motor 7 returns to the position of the dial corresponding to the display of this data.
- the output of the AND gate 20 goes to 0 when one or other of its inputs goes to 0. Let's see under what conditions this happens.
- the first entry of this gate 20 is connected to the output of an OR gate 21 whose first input is connected to a voltage comparator 22 connected on the one hand to a reference of internal voltage 23 and on the other hand to a network of resistors 24, 25 and 26 connected to the terminals of the power source.
- a voltage comparator 22 When the tension of the power source is correct the output of the voltage comparator 22 is to 1.
- this voltage drops below a first level, the output of the voltage comparator 22 goes to 0.
- the other two inputs of the door OR 21 are connected to the contacts of buttons 5 and 6. These inputs are normally 0 when these contacts are open, and momentarily pass to 1 when the user presses them.
- one of the needles for example the needle 4
- FIG 3 shows by way of example and schematically the different operating zones of the means in Figure 2.
- our watch is powered by photovoltaic cells at a voltage nominal of 1.6 Volts, and that we have a first level of detection at 1.35 volts and a second detection level at 1.15 volts.
- the consumption of the circuit is 0.2 ⁇ A and that of the motors 0.6 ⁇ Coulomb by step. These motors operate correctly up to 1 volt.
- the total consumption is 0.8 ⁇ A. In classic watch, this consumption is constant and remains even when an insufficiency in the voltage of the power source is noted and that the EOL (end of life) system works.
- the Gold Cap which ensures the power reserve will continue to discharge at the same rate and the watch will stop after a few hours.
- Figure 4 shows by way of example and schematically a circuit allowing to put the means of Figure 2 in conditions of correct start-up when re-establishing the power source.
- the motor 7 the logic circuit 18 whose state is representative of the position on the dial of the needle driven by the motor, and the comparison circuit 17.
- the terminal S corresponding to the output of the AND gate 26 in Figure 2 is connected to a first input of a NOR gate 40 whose output is connected to the reset inputs of circuits 17 and 18.
- terminal S is 1 and output from door 40 to 0.
- terminal S goes at 0.
- the logic outputs representing the state of circuit 18 are connected to a OR gate 41 whose output is connected to the second input of the NOR gate 40.
- circuits 17 and 18 must be reset to 0 on power-up, so that prevent these circuits from returning to any state.
- the output of door 40 is connected by a very low current source 42 and a capacity 43 at the positive pole of food.
- These two elements force the reset inputs of circuits 17 and 18 to 1 when switching on power on and set them to 0 before normal operation of the electronic circuits is not restored. So the logic circuit 18 is put in state 0 corresponding to the 12 o'clock position of the hand and it is not necessary to carry out the reshaping procedure.
- Figure 5 shows by way of example and schematically a safety device allowing the position of the hands to be blocked during a battery change. Indeed we have shown that it is possible to keep the logic circuits 18 in phase with the hands by bringing and blocking these at 12 noon. But what happens if you disconnect the battery while the voltage is still sufficient. The needles will not time to come into the correct position and synchronization will be lost. To avoid this, you can use a safety contact like contact 27 of Figure 2, contact that must be opened before you can disconnect the battery. So we tell the circuit that the source food is likely to disappear quickly, and it is left to time to bring the hands to the 12 o'clock position.
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Description
Dans une bonne partie des montres électroniques actuelles, il existe des moyens de détection de l'insuffisance de la source d'alimentation appelés EOL pour "end of live" et qui indiquent que la batterie arrive en fin de vie. Cette détection, basée essentiellement sur la mesure d'une tension minimum de la batterie, engendre généralement un comportement particulier de la montre au niveau de l'aiguille de seconde, comportement susceptible d'attirer l'attention de l'utilisateur sur le fait qu'il doit changer sa batterie dans les meilleurs délais. Il existe également des montres comportant deux aiguilles entraínées par au moins un moteur où la position des aiguilles est gérée par le circuit électronique de manière à afficher des données internes du circuit, par exemple des données horaires. Ainsi en est-t-il de la montre TWO TIMER de Tissot où les positions des aiguilles d'heure et minute doivent correspondre à un compteur électronique interne pouvant également être affiché digitalement. Il en est de même pour les affichages du chono de la montre Swatch Chrono, ainsi que pour les montres STOP Swatch et Swatch Musicall où les aiguilles peuvent afficher soit l'heure et la minute, soit une heure de réveil, soit un compteur interne. Ce genre de disposition demande une parfaite synchronisation entre les compteurs électroniques internes et le mouvement des aiguilles sur le cadran. Or, dans les montres citées ci-dessus, cette synchronisation ne peut plus être assurée lorsque l'alimentation a été interrompue. Ainsi il est nécessaire, par exemple lors du changement de batterie, d'effectuer une procédure de mise en phase des aiguilles assez complexe et qui n'est pas vraiment facile pour l'utilisateur moyen. In a good part of current electronic watches, there are means of detecting the insufficiency of the power source called EOL for "end of live" and which indicate that the battery is reaching the end of its life. This detection, essentially based on the measurement of a minimum voltage of the battery, generally generates a particular behavior of the watch second hand level, behavior likely to attract attention of the user on the fact that he must change his battery as soon as possible. There are also watches with two hands driven by at minus one motor where the position of the hands is managed by the circuit electronic so as to display internal circuit data, for example example of hourly data. So it is with the TWO TIMER watch by Tissot where the positions of the hour and minute hands must correspond to an internal electronic counter that can also be displayed digitally. It is the same for the displays of the chono of the Swatch Chrono watch, as well as for STOP Swatch and Swatch Musicall watches where the hands can display either the hour and minute, a wake-up time, or a internal counter. This kind of arrangement requires perfect synchronization between internal electronic meters and movement hands on the dial. However, in the watches cited above, this synchronization can no longer be ensured when the power has been interrupted. So it is necessary, for example when changing battery, to perform a procedure of phasing the hands enough complex and not easy for the average user.
Cela n'est pas grave dans la mesure où le changement de batterie n'intervient généralement qu'après plusieurs années, et où ledit utilisateur s'adresse pour ce changement de batterie à un revendeur agréé qui effectuera lui-même l'opération. Cela serait beaucoup plus gênant dans le cadre de montres à recharge automatique de la source d'alimentation par cellules solaires ou génératrice. En effet ce type de montre a une réserve de marche beaucoup plus limitée et il serait très contraignant pour l'utilisateur de devoir effectuer cette opération de remise en phase des aiguilles chaque fois qu'il a mis sa montre de côté pendant quelques jours.This does not matter as long as the battery change does not occur generally only after several years, and where said user applies for this change of battery to an authorized dealer who will carry out himself the operation. It would be much more annoying in the context of watches to automatic recharging of the power source by solar cells or generator. Indeed this type of watch has a much more power reserve limited and it would be very burdensome for the user to have to perform this resetting the hands every time he puts his watch on aside for a few days.
Le document EP-A-591557 concerne une montre électronique comportant au moins deux aiguilles entraínées par au moins un moteur, des moyens électroniques agencés de manière à positionner lesdites aiguilles sur le cadran de façon à afficher des données internes déterminées par lesdits moyens électroniques, notamment des données horaires, ainsi qu'une source d'alimentation. Des moyens de détection délivrent des signaux en cas d'insuffisance de la source d'alimentation. Lors de cette détection, la position des aiguilles et la valeur des compteurs électroniques correspondants sont mémorisés dans une mémoire non-volatile prévue à cet effet.Document EP-A-591557 relates to an electronic watch comprising at at least two needles driven by at least one motor, means electronic devices arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said means electronic, including hourly data, as well as a source Power. Detection means deliver signals in case of Insufficient power source. During this detection, the position needles and the value of the corresponding electronic counters are stored in a non-volatile memory provided for this purpose.
Le document EP-A-285838 concerne une montre électronique comportant au moins deux aiguilles entraínées par au moins un moteur, des moyens électroniques agencés de manière à positionner lesdites aiguilles sur le cadran de façon à afficher des données internes déterminées par lesdits moyens électroniques, notamment des données horaires, ainsi qu'une source d'alimentation. Selon ce document, des moyens de détection délivrent des signaux correspondant à l'insuffisance de la source d'alimentation. Document EP-A-285838 relates to an electronic watch comprising at at least two needles driven by at least one motor, means electronic devices arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said means electronic, including hourly data, as well as a source Power. According to this document, detection means deliver signals corresponding to insufficient power source.
Les fonctions supplémentaires sont alors arrêtées et l'aiguille des minutes peut être amenée dans la position zéro pour indiquer à l'utilisateur la situation End of Life (EOL). Par contre l'aiguille des heures continue à indiquer l'heure courante. Quand il y a à nouveau suffisamment d'énergie, le récepteur radio est enclenché et la procédure d'initialisation habituelle aux montres Junghans est exécutée (mise à zéro des aiguilles, attente de la réception d'un télégramme de temps valable, puis mise à l'heure automatique). The additional functions are then stopped and the minute hand can be brought to the zero position to indicate to the user the situation End of Life (EOL). On the other hand, the hour hand continues to indicate the time common. When there is enough energy again, the radio receiver is engaged and the usual initialization procedure for Junghans watches is executed (zeroing the hands, waiting for reception of a valid time telegram, then automatic time setting).
La présente invention a précisément pour but d'apporter une solution simple et efficace à ce problème. Elle concerne une montre électronique comportant au moins deux aiguilles entraínées par au moins un moteur, des moyens électroniques agencés de manière à positionner lesdites aiguilles sur le cadran de façon à afficher des données internes déterminées par lesdits moyens électroniques, notamment des données horaires, ainsi qu'une source d'alimentation et des moyens de détection de l'insuffisance de cette source d'alimentation, caractérisée par le fait que lesdits moyens électroniques sont agencés de manière à amener et maintenir l'ensemble des aiguilles sur des positions de référence lorsque la tension de ladite source d'alimentation devient insuffisante pour assurer en permanence un affichage correct desdites informations internes par lesdites aiguilles mais encore suffisante pour assurer un fonctionnement correct desdits moyens électroniques et permettre à ces derniers de rétablir automatiquement ledit affichage correct desdites informations internes par les aiguilles lorsque la tension de ladite source d'alimentation redevient suffisante pour assurer un tel affichage.The object of the present invention is precisely to provide a simple and effective at this problem. It relates to an electronic watch comprising at least two needles driven by at least one motor, electronic means arranged so as to position said hands on the dial so as to display internal data determined by said electronic means, in particular hourly data, as well as a power source and means for detecting the insufficiency of this food source, characterized by the fact that said electronic means are arranged so as to bring and maintain all of the hands on reference positions when the voltage of said source insufficient to ensure correct display at all times said internal information by said needles but still sufficient to ensure proper functioning of said electronic means and allow these last to automatically restore said correct display of said information internal by the needles when the voltage of said power source becomes again sufficient to ensure such a display.
La figure 1 représente à titre d'exemple et de manière schématique le circuit d'une montre selon l'invention.Figure 1 shows by way of example and schematically the circuit of a watch according to the invention.
La figure 2 représente à titre d'exemple et de manière schématique des moyens de détection de l'insuffisance de la source d'alimentation et les moyens électroniques qui leur sont associés. Figure 2 shows by way of example and schematically means of detecting the insufficiency of the power source and the means associated with them.
La figure 3 représente à titre d'exemple et de manière schématique les différentes zones de fonctionnement des moyens de la figure 2.Figure 3 shows by way of example and schematically the different operating zones of the means of FIG. 2.
La figure 4 représente à titre d'exemple et de manière schématique un circuit permettant de mettre les moyens de la figure 2 dans des conditions de démarrage correctes lors du rétablissement de la source d'alimentation.Figure 4 shows by way of example and schematically a circuit allowing to put the means of Figure 2 in conditions of correct start-up when re-establishing the power source.
La figure 5 représente à titre d'exemple et de manière schématique un dispositif de sécurité permettant de bloquer la position des aiguilles lors d'un changement de batterie.Figure 5 shows by way of example and schematically a safety device allowing the position of the hands to be blocked during a battery change.
La figure 1 représente à titre d'exemple et de manière schématique le circuit
d'une montre selon l'invention. Sur cette figure est représentée une montre 1
comportant trois aiguilles 2, 3, et 4, montées sur des axes concentriques. Cette
montre comporte des moyens de commande sous forme entre autres des deux
poussoirs 5 et 6. Dans notre description, nous admettrons que les différentes
aiguilles 2, 3 et 4 sont entraínées indépendamment les unes des autres par leur
propre moteur 7, 7' et 7", mais l'invention s'applique aussi à des montres où
plusieurs aiguilles sont entraínées par le même moteur comme sur la TWO
TIMER. Dans la configuration de la figure 1, chaque moteur est commandé
par une combinaison de circuits électroniques, 8, 8' et 8", agencés de manière
à positionner les aiguilles correspondantes sur le cadran de manière à afficher
des données internes, 9, 9' et 9", délivrées par le circuit de comptage et de
commande de la montre 10. A l'heure actuelle, l'ensemble des fonctions des
moyens électroniques représentés sur la figure 1 peuvent être réalisées en
logique séquentielle programmée au moyen d'un microprocesseur. Elles ont
été représentées de manière schématique sous forme d'une combinaison de
circuits pour faciliter la compréhension de l'invention. Figure 1 shows by way of example and schematically the circuit
of a watch according to the invention. In this figure is shown a
Le circuit de comptage et de commande 10 est relié aux poussoirs 5 et 6, et
comporte une base de temps régulée par le résonnateur à quartz 11 ajusté par
le trimmer capacitif 12. L'ensemble de la montre est alimenté par une source
d'alimentation qui pourrait être soit une batterie, soit une Gold Cap ou un
accumulateur chargé par une génératrice ou une batterie de cellules solaires.
Sur la figure 1 nous avons représenté cette dernière solution par la Gold Cap
13, chargée à travers la diode 14 par un groupe de cellules photovoltaïques 15,
généralement disposées sur le cadran de la montre. Le circuit de comptage et
de commande délivre des données 9 à la combinaison de circuits 8 pour
positionner l'aiguille 2. Cette combinaison de circuits 8 comporte un circuit de
sélection 16 dont la sortie est branchée à un comparateur 17 relié également à
la sortie d'un circuit logique 18 dont l'état est représentatif de la position de
l'aiguille 2 sur le cadran. Le comparateur 17 est relié au circuit de commande
du moteur 7, lui-même relié à l'entrée du circuit logique 18. On a là une
boucle d'asservissement qui tend à maintenir à égalité les sorties des circuits
16 et 18. En cas d'inégalité, le comparateur 17 agit sur le circuit de commande
du moteur 7 et sur le circuit logique 18 de manière à les faire progresser pas-à-pas
jusqu'à ce que l'égalité entre les sorties des circuits 16 et 18 soit rétablie.
Ainsi l'aiguille 2 affiche-t-elle des données internes déterminées par les
moyens électroniques telles qu'elles sont délivrées à la sortie du circuit de
sélection 16. De même l'aiguille 3 affiche les données délivrées à la sortie du
circuit de sélection 16' par l'intermédiaire du comparateur 17' et du circuit
logique 18', alors que l'aiguille 4 affiche les données délivrées à la sortie du
circuit de sélection 16" par l'intermédiaire du circuit de comparaison 17" et du
circuit logique 18". De tels systèmes ont déjà été décrits et fonctionnent sur les
montres qui ont été citées plus haut. Pour que le système fonctionne
correctement, il faut, comme nous l'avons dit, que l'état du circuit logique 18
soit représentatif de la position de l'aiguille correspondante sur le cadran. The counting and
Ainsi, si cette aiguille fait 60 pas par tour, le circuit logique 18 doit avoir 60
états correspondant aux 60 positions possible de l'aiguille sur le cadran, et son
état 0 doit correspondre par exemple à la position de l'aiguille sur 12h (midi).
Dans cet exemple 12h correspond à la position de référence de l'aiguille
correspondant à l'état 0 du circuit logique 18. C'est celle que nous utiliserons
dans la description, mais on peut théoriquement choisir comme référence
n'importe quelle position de l'aiguille correspondant à n'importe quel état du
circuit logique 18.Thus, if this needle takes 60 steps per revolution, the
Lorsque le circuit est alimenté normalement le moteur 7 et le circuit logique
18 évoluent de concert, et la synchronisation entre l'affichage et l'état de ce
circuit 18 peut être maintenu sans problème. Il n'en est pas de même lorsque la
tension d'alimentation descend en dessous d'un seuil critique, ou disparaít.
Ainsi après un changement de batterie, le circuit logique 18 se met soit dans
un état quelconque, soit dans l'état 0 si l'on fait un POR (power on reset). Or
dans les montres connues et citées plus haut, il n'y a aucun moyen de savoir
dans quelle position s'est arrêtée l'aiguille correspondante. Il y a donc le plus
souvent décalage et le circuit logique 18 n'est plus représentatif de la position de
l'aiguille sur le cadran. Il en va de même pour les circuits 18' et 18". Pour
corriger cela, il est nécessaire d'effectuer une procédure de remise en phase
qui consiste à amener d'abord les différentes aiguilles à 12h, puis à remettre
les circuits logiques correspondants à 0. Cette procédure est relativement
complexe et beaucoup d'utilisateurs ne savent pas l'utiliser. Nous ne la
décrirons pas plus en détail dans la mesure où ce type de procédure est connu
dans les montres que nous avons cité. Cette contrainte a peu d'importance en
cas de changement de batterie, car la personne qui effectue cette opération est
censée avoir les compétences nécessaires pour effectuer la procédure de
remise en phase. Cest beaucoup plus critique dans le cas décrit à la figure I,
où la source d'alimentation est assurée par une Gold Cap rechargée par des
cellules solaires. On sait en effet que la réserve de marche de telles montres
n'est actuellement que de quelques jours, et il est impensable que l'utilisateur
se rende chez un agent agréé chaque fois qu'il a mis sa montre de côté un peu
trop longtemps et qu'elle s'est arrêtée. Un moyen d'éviter cette remise en phase
des circuits logiques 18 et des aiguilles correspondantes à chaque fois serait de
faire une mise à 0 lorsque la source d'alimentation devient insuffisante, mais
est encore assez élevée pour assurer le fonctionnement des moteurs. Cette
mise à 0 consiste à amener les aiguilles dans leur position de référence, et de
bloquer les aiguilles et les circuits logiques dans cette position, ceci jusqu'à ce
que la source d'alimentation redevienne normale. C'est précisément l'objet de
la présente invention. Cette mise à 0 peut se faire très simplement en bloquant
la sortie du circuit de sélection 16 à 0. Pour cela ce circuit 16 comporte une
entrée 19 qui commute la sortie sur 0 quelle que soit l'état de l'entrée 9, ce qui
amène l'aiguille 2 à 12h et le circuit logique 18 à 0. Bien sûr l'entrée 19
pourrait commuter la sortie du circuit de sélection 16 sur n'importe quelle
valeur de référence choisie autre que 0. Les circuits de sélection 16' et 16"
comportent des entrées 19' et 19" permettant de mettre à 12h les aiguilles 3 et
4. Ainsi les aiguilles 2, 3 et 4 peuvent être remises à 12h soit ensemble, soit
séparément.When the circuit is supplied normally the
La figure 2 représente à titre d'exemple et de manière schématique des moyens
de détection de l'insuffisance de la source d'alimentation et les moyens
électroniques qui leur sont associés. Sur cette figure on retrouve le
comparateur 17 et le circuit logique 18 qui agissent sur le moteur 7 de manière
à gérer la position de l'aiguille correspondante sur le cadran. Le circuit de
sélection 16 est formé de 6 portes AND recevant sur leurs premières entrées
les données internes à afficher. Les deuxièmes entrées de ces 6 portes AND
sont reliées à la sortie d'une porte AND 20. Quand cette sortie est à 1, les 6
portes AND 16 sont passantes et les données internes 9 sont transmises sur
leurs sorties et par là à l'entrée du comparateur 17 de manière à être affichées.
Par contre, quand la sortie de la porte AND 20 est à 0, les sorties des portes
AND 16 sont à 0. L'aiguille entraínée par le moteur 7 se déplace jusqu'à ce
que l'état du circuit logique 18 soit également à 0, ce qui correspond au
positionnement de l'aiguille sur 12h. Cette condition est maintenue tant que la
sortie de la porte AND 20 est à 0. Si cette sortie repasse à 1, les données
internes 9 seront à nouveau transmises par la sortie des portes AND 16 à
l'entrée du comparateur 17 et l'aiguille entraínée par le moteur 7 revient sur la
position du cadran correspondant à l'affichage de ces données.Figure 2 shows by way of example and schematically means
detection of insufficient power source and means
associated with them. In this figure we find the
La sortie de la porte AND 20 passe à 0 quand l'une ou l'autre de ses entrées
passe à 0. Voyons dans quelles conditions cela arrive. La première entrée de
cette porte 20 est reliée à la sortie d'une porte OR 21 dont la première entrée
est reliée à un comparateur de tension 22 relié d'une part à une référence de
tension interne 23 et d'autre part à un réseau de résistances 24, 25 et 26
branché aux bornes de la source d'alimentation. Lorsque la tension de la
source d'alimentation est correcte la sortie du comparateur de tension 22 est
à 1. Lorsque cette tension descend au-dessous d'un premier niveau, la sortie
du comparateur de tension 22 passe à 0. Les deux autres entrées de la porte
OR 21 sont reliées aux contacts des poussoirs 5 et 6. Ces entrées sont
normalement à 0 quand ces contacts sont ouverts, et passent momentanément
à 1 lorsque l'utilisateur les presse.The output of the AND
Admettons que la deuxième entrée de la porte AND 20 soit à 1 et les contacts
5 et 6 soient ouverts. Lorsque la source d'alimentation a une tension
suffisante, la sortie du comparateur de tension 22 est à 1 de même que la
sortie de la porte OR 21 et la sortie de la porte AND 20. L'aiguille entraínée
par le moteur 7 affiche les données 9. Lorsque la tension de la source
d'alimentation passe au-dessous d'un premier niveau, la sortie du comparateur
de tension 22 passe à 0, de même que les sorties des portes 21, 20 et 16, et
l'aiguille entraínée par le moteur 7 vient se positionner sur 12h et s'y
maintenir. Il suffit toutefois que l'utilisateur presse sur l'un des poussoirs 5
ou 6 pour que la sortie des portes 21 et 20 repasse à 1 et que l'affichage
corrrect des données 9 soit rétabli. On a là une situation intermédiaire dans
laquelle on amène les aiguilles à 0, ce qui permet d'attirer l'attention de
l'utilisateur sur le fait que la source d'alimentation devient insuffisante, tout en
lui permettant de rétablir momentanément l'affichage correct de sa montre par
pression sur l'un des poussoirs. Dans le cas particulier où l'une des aiguilles,
par exemple l'aiguille 4, est utilisée pour indiquer la seconde, on peut se
contenter dans cette situation intermédiaire de donner un mouvement
particulier à cette aiguille de seconde, ou de n'amener que cette aiguille de
seconde à 0. Dans le cas décrit, nous admettrons toutefois que les trois
aiguilles sont remises à 0.Let us assume that the second input of AND
Voyons maintenant ce qui se passe sur la deuxième entrée de la porte AND 20
reliée à la borne S et à la sortie de la porte AND à trois entrées 26. La
première entrée est reliée à un contact de sécurité 27 dont nous expliquerons
l'utilité à la figure 5. Lorsque ce contact est ouvert, la sortie des portes AND
26, 20 et 16 passent à 0. L'affichage est mis à 0 et les aiguilles viennent se
positionner sur 12h. Les deux autres entrées de la porte AND 26 définissent
des conditions qui peuvent être soit cumulées comme c'est le cas ici, soit
utilisées isolément. La deuxième entrée de la porte AND 26 est reliée à la
sortie d'un comparateur de tension 28 dont une entrée est reliée à la référence
de tension 23, et l'autre au réseau de résistances 24, 25 et 26. Lorsque la
tension de la source d'alimentation est suffisante, la sortie du comparateur de
tension 28 est à 1. Lorsque cette tension passe au-dessous d'un deuxième
niveau, cette sortie passe à 0, de même que les sorties des portes AND 26, 20
et 16. L'affichage est mis à 0 et les aiguilles viennent se positionner à 12h.
Enfin la troisième entrée de la porte 26 est reliée à la sortie inverse d'une ligne
de retard 29 formée par exemple par un registre à décalage qui reçoit du
circuit de comptage sur son entrée horloge des impulsions toutes les 12h. Ce
registre 29 est maintenu à 0 tant que la sortie du comparateur de tension 22 est
à 1 et devient actif lorsqu'elle passe à 0, c'est à dire lorsque la tension de la
source d'alimentation passe en dessous du premier niveau de détection.
Lorsque le délai fixé par le registre à décalage est atteint, sa sortie inverse
passe à 0, de même que les sorties des portes AND 26, 20 et 16. L'affichage
est mis à 0 et les aiguilles viennent se positionner à 12h. Notons que les
conditions qui déterminent le passage à 0 de la sortie de la porte AND 26, qui
provoque la mise à 0 de l'affichage et le maintien des aiguilles sur 12h, ne
peuvent en aucun cas être annulées en pressant les poussoirs 5, ou 6 comme
c'est le cas lorsque l'on se trouve dans la situation intermédiaire. Si sa montre
est alimentée par une batterie, l'utilisateur est obligé de la faire changer. Dans
ce cas le comportement de sa montre pendant la situation intermédiaire devrait
avoir attiré son attention et lui avoir permis de changer sa batterie avant que sa
montre ne soit complètement bloquée. Si sa montre comporte un système de
recharge par cellules solaires ou par génératrice, il doit soit l'exposer à la
lumière, soit lui imprimer des mouvements de rotation suffisants. Dans ces
deux derniers cas, le passage par la situation intermédiaire n'est pas
indispensable dans la mesure où l'utilisateur peut rétablir lui-même une
situation normale sans aller chez un agent. Notons que le circuit électronique
de la montre continue de fonctionner à une tension beaucoup plus basse que
les moteurs. Ainsi on peut retrouver l'affichage correct de la montre, même si
celui-ci a été complètement bloqué, ce que nous développerons à la figure 3.Now let's see what happens on the second entrance of gate AND 20
connected to terminal S and to the output of the AND gate with three
La figure 3 représente à titre d'exemple et de manière schématique les différentes zones de fonctionnement des moyens de la figure 2. Admettons que notre montre est alimentée par des cellules photovoltaïques à une tension nominale de 1,6 Volts, et que nous avons un premier niveau de détection à 1,35 volts et un deuxième niveau de détection à 1,15 volts. Par ailleurs la consommation du circuit est de 0,2 µA et celle des moteurs de 0,6 µCoulomb par pas. Ces moteurs fonctionnent correctement jusqu'à 1 volt. Pour une montre qui bat la seconde, la consommation totale est de 0,8 µA. Dans une montre classique, cette consommation est constante et demeure même quand une insuffisance de la tension de la source d'alimentation est constatée et que le système EOL (end of life) fonctionne. Ainsi la Gold Cap qui assure la réserve de marche va continuer à se décharger au même rythme et la montre va s'arrêter au bout de quelques heures.Figure 3 shows by way of example and schematically the different operating zones of the means in Figure 2. Let us assume that our watch is powered by photovoltaic cells at a voltage nominal of 1.6 Volts, and that we have a first level of detection at 1.35 volts and a second detection level at 1.15 volts. Furthermore the consumption of the circuit is 0.2 µA and that of the motors 0.6 µCoulomb by step. These motors operate correctly up to 1 volt. For a watch beating the second, the total consumption is 0.8 µA. In classic watch, this consumption is constant and remains even when an insufficiency in the voltage of the power source is noted and that the EOL (end of life) system works. Thus the Gold Cap which ensures the power reserve will continue to discharge at the same rate and the watch will stop after a few hours.
Dans notre cas, on voit qu'il y a une première zone où le fonctionnement
normal de la montre est assuré. Puis, entre les niveaux de détection 1 et 2, on
a une zone 2 où au moins l'aiguille de seconde, voire l'ensemble des aiguilles,
est bloqué à 12h. Bien que l'utilisateur puisse rétablir l'affichage normal
sur demande, la consommation moyenne des moteurs devient très faible, et la
consommation de l'ensemble de la montre est ramenée à 0,25 µA, soit une
réduction de plus de 3 fois. Cela signifie non seulement que la décharge de la
Gold Cap va être ralentie du même facteur, mais qu'il suffit d'un éclairage 3
fois plus faible des cellules photovoltaïques pour stabiliser la tension et
maintenir la montre dans cet état. Quand on passe en dessous du deuxième
niveau de détection, on passe en zone 3 et toutes les aiguilles sont bloquées à
12h. Il ne reste que la consommation du circuit de 0,2 µA. Dans cette zone, le
fonctionnement des moteurs ne pourrait plus être assuré et une montre
classique perdrait définitivement l'heure. Dans notre cas les aiguilles sont
bloquées dans des positions connues et la consommation est réduite au
maximum, mais le circuit électronique continue d'assurer ses différentes
fonctions, particulièrement ses fonctions horaires. Il est connu que les circuits
CMOS basse tension actuels peuvent couramment fonctionner jusqu'à 0.8
volts. NEC a même annoncé des circuits fonctionnant à 0,4 volts. Ainsi, si la
tension de la source d'alimentation remonte de la zone 3 dans les zones
supérieures, l'affichage Correct des fonctions par les aiguilles est
automatiquement rétabli. En zone 3 comme en zone 2, il suffit d'un très faible
éclairage des cellules photovoltaïques pour stabiliser la tension et conserver un
fonctionnement correct des fonctions du circuit. Si toutefois la tension
continue de baisser, on entre en zone 4 où le circuit ne peut plus assurer ces
fonctions. Quand la tension remonte à son niveau normal, il sera donc
nécessaire de remettre la montre à l'heure. Par contre, dans cette zone 4, les
états logiques des circuits 18 représentatifs de la position des aiguilles sur le
cadran peuvent être conservés, et il ne sera pas nécessaire d'effectuer la
procédure de mise en phase lorsque la tension redevient normale. Par contre si
la tension continue de descendre et que l'on passe en zone 5, on ne peut plus
garantir que les états logiques des circuits 18 soient conservés. Bien sûr toutes
les aiguilles sont à 12h, mais les circuits 18 risquent fort de ne pas se trouver
dans l'état correspondant lorsque la tension remonte. Il est donc nécessaire
d'introduire une procédure de POR (power on reset), c'est à dire une procédure
de mise à 0 de ces circuits logiques 18 lorsque la tension remonte, procédure
dans laquelle il faut tenir compte que cette tension peut remonter très
lentement. C'est ce que nous allons voir à la figure suivante. In our case, we see that there is a first zone where the functioning
normal watch is assured. Then, between
La figure 4 représente à titre d'exemple et de manière schématique un circuit
permettant de mettre les moyens de la figure 2 dans des conditions de
démarrage correctes lors du rétablissement de la source d'alimentation. On
retrouve sur cette figure le moteur 7, le circuit logique 18 dont l'état est
représentatif de la position sur le cadran de l'aiguille entraínée par le moteur,
et le circuit de comparaison 17. La borne S correspondant à la sortie de la
porte AND 26 de la figure 2 est reliée à une première entrée d'une porte NOR
40 dont la sortie est reliée aux entrées reset des circuits 17 et 18. Quand la
tension de la source d'alimentation est correcte, la borne S est à 1 et la sortie
de la porte 40 à 0. Quand on passe en zone 2 de la figure 3, la borne S passe
à 0. Les sorties logiques représentant l'état du circuit 18 sont reliées à une
porte OR 41 dont la sortie est branchée à la deuxième entrée de la porte NOR
40. Si l'état du circuit 18 est différent de 0, la sortie de la porte OR 41 est à 1
et la sortie de la porte NOR 40 reste à 0. Le fait que le circuit 18 ne soit pas à
0 signifie que l'aiguille n'a pas encore atteint la position 12 h sur laquelle elle
doit venir se bloquer. Dès qu'elle atteint cette position, l'état du circuit 18
passe à 0. La sortie de la porte OR 41 passe à 0 et la sortie de la porte NOR 40
à 1. Les circuits 17 et 18 sont alors bloqués à 0 de même que toute la boucle
d'asservissement qui détermine l'envoi d'impulsions au moteur. Il faut repasser
en zone 2 pour que que la borne S repasse à 1 et que ce bloquage disparaisse.
Maintenant que va-t-il se passer si la tension de la source d'alimentation
descend en zone 5, voire passe à 0 pendant une certaine période. Pour cela il
faut remettre à 0 les circuits 17 et 18 à la remise sous tension, de manière à
éviter que ces circuits ne se remettent dans un état quelconque. Pour cela la
sortie de la porte 40 est reliée par une source de courant de très faible intensité
42 et une capacité 43 au pôle positif de l'alimentation. Ces deux éléments
permettent de forcer les entrées reset des circuits 17 et 18 à 1 lors de la mise
sous tension et de les mettre à 0 avant que le fonctionnement normal des
circuits électroniques ne soit rétabli. Ainsi le circuit logique 18 est mis dans
l'état 0 correspondant à la position 12h de l'aiguille et il n'est pas nécessaire
d'effectuer la procédure de remise en phase.Figure 4 shows by way of example and schematically a circuit
allowing to put the means of Figure 2 in conditions of
correct start-up when re-establishing the power source. We
found in this figure the
La figure 5 représente à titre d'exemple et de manière schématique un
dispositif de sécurité permettant de bloquer la position des aiguilles lors d'un
changement de batterie. En effet nous avons montré qu'il était possible de
maintenir en phase les circuits logiques 18 avec les aiguilles en amenant et en
bloquant ces dernières à 12h. Mais que se passe-t-il si on déconnecte la
batterie alors que la tension est toujours suffisante. Les aiguilles n'auront pas
le temps de venir dans la position correcte et la synchronisation sera perdue.
Pour éviter cela, on peut utiliser un contact de sécurité comme le contact 27 de
la figure 2, contact qu'il faut obligatoirement ouvrir avant de pouvoir
déconnecter la batterie. Ainsi on indique au circuit que la source
d'alimentation est susceptible de disparaítre rapidement, et on lui laisse le
temps d'amener les aiguilles en position 12h. Sur la figure 5 on trouve la
batterie 50 connectée au circuit imprimé 51 par un ressort de contact 52 fixé
au moyen d'une vis 53 qui est vissée dans un caisson isolé 54. La vis 53 est
recouverte par un deuxième ressort de contact 55 fixé par la vis 56. Le ressort
de contact 55 est agencé de manière à établir une liaison électrique entre le
pôle + de la batterie et une zone de contact du circuit imprimé 51 se trouvant
sous la tête de la vis 56, par l'intermédiaire du ressort de contact 52 et la tête
de la vis 53. On voit aisément que si l'on veut déconnecter la batterie, il faut
préalablement dévisser la vis 56 et retirer le ressort 55. Ce faisant on
interrompt la liaison entre la zone de contact du circuit et le pôle plus de
l'alimentation. Cette combinaison fait office de contact de sécurité comme
décrit à la figure 2. Lorsque l'on met la batterie en place, les aiguilles restent
bloquées à 12h jusqu'à ce que ressort de contact 55 ait été mis en place. Figure 5 shows by way of example and schematically a
safety device allowing the position of the hands to be blocked during a
battery change. Indeed we have shown that it is possible to
keep the
Lorsque on enlève la batterie, il faut d'abord enlever le contact 55, ce qui
laisse le temps aux aiguilles de venir se positionner à 12h, avant de pouvoir
déconnecter la batterie.When removing the battery,
Il existe encore de nombreuses combinaisons mettant en oeuvre la présente invention, mais leur description n'apporterait rien à sa compréhension.There are still many combinations implementing the present invention, but their description would bring nothing to its understanding.
Claims (7)
- Electronic watch including at least two hands driven by at least one motor, electronic means arranged for positioning said hands on the dial so as display internal data determined by said electronic means, in particular time data, as well as a power source and means for detecting any voltage insufficiency of said power source, characterized in that said electronic means are arranged for bringing and keeping the set of hands on reference positions when the voltage becomes insufficient to permanently assure a correct display of said internal data by said hands but is still high enough to assure a normal operation of said electronic means and enable the latter to re-establish automatically said correct display of said internal data by the hands when the voltage of the power source becomes again sufficient to assure such a display.
- Watch according to claim 1, characterized in that said reference positions correspond to the 12 o'clock position of the hour scale.
- Watch according to claim 1, characterized in that said detection means are arranged for determining an intermediate situation preceding detection of the insufficiency of the power supply, the electronic means being arranged for determining a particular behaviour of the hands in response to detection of this intermediate situation.
- Watch according to claim 3, characterized in that said electronic means are arranged on the one hand for bringing the set of hands onto reference positions when said detection means supply signals corresponding to said intermediate situation, and on the other hand for re-establishing momentarily and upon request the correct display of the internal data.
- Watch according to claim 3, characterized in that said detection means include two power supply voltage level detectors, these means being arranged for supplying power supply insufficiency signals to the electronic means when the power supply voltage becomes lower than the lowest level, and signals corresponding to the intermediate situation when said voltage is comprised between said two voltage levels.
- Watch according to claim 3, characterized in that said detection means include at least one power supply voltage level detector associated with a time counter, these means being arranged so as to trigger said time counter when the supply voltage becomes lower than said voltage level, and to supply first signals corresponding to said intermediate situation, then power supply insufficiency signals when said time counter reaches a state corresponding to a predetermined period of time.
- Watch according to claim 1, characterized in that said electronic means are arranged for bringing and keeping the set of hands on reference positions in response to the change of state of a safety contact.
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