EP0059164A1 - Montre multifonctionnelle - Google Patents
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- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
- G04C3/146—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors
Definitions
- the object of the present invention is to provide an electronic watch in which the second hand can be used to display information other than that of the seconds.
- Figure 2 shows a circuit for controlling the movement of the second hand described above, during correction of the seconds display.
- the input d of the memory 13 is connected to the output of the delay circuit 12 and the input e is connected to the output of the comparator 10.
- the input Q1 of the memory 13 is connected to the output of a flip- FF15 type D flop whose input D is connected to output q1 of the memory and whose clock input receives a signal of 1 kHz for example delivered by the frequency divider 2.
- the input Qo of the memory is connected to the output of a FF16 type D flip-flop whose input D is connected to the output qo of the memory and whose clock input receives the 1 kHz signal.
- the Q1 output of FF15 is connected to a first input of each of the AND gates 17, 19 and 20 and through an inverter to a first input of an AND gate 18.
- Memory 13 flip-flops FF15 and FF16 and gates 17, 18, 19, 20 and 23 form a sequential circuit delivering signals k and 1 to the output of circuit 5 to control the reversible counter 9 and the control circuit 7 of motor 8.
- the truth table below indicates the conditions or the logical states in memory 13.
- fig.4 shows a circuit determining every 4 seconds a rapid advance of the second hand by 4 steps at a frequency of 32 Hz.
- Such a circuit could be used for example to indicate the end of battery life, as an alternative to the solution proposed above and in which the second hand is definitively stopped in position 30 of the dial.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne une montre multifonctionnelle comprenant un premier et un second moteur, ledit premier moteur entraînant l'aiguille des secondes et le second moteur entraînant d'autres éléments de l'affichage, des circuits électroniques délivrant des signaux de base de temps et des signaux de commande desdits premier et second moteurs, et des organes de commande pour sélectionner les fonctions de la montre.
- Dans une montre électronique conventionnelle à affichage analogique, le moteur pas à pas entraîne normalement simultanément tous les éléments d'affichage, c'est-à-dire les aiguilles de seconde, de minute et d'heure. En conséquence, les mouvement de ces aiguilles sont liés par des rapports d'engrenage fixes ne permettant pas de dissocier le mouvement d'une des aiguilles relativement à celui des autres aiguilles, à l'exception toutefois du mouvement de l'aiguille des secondes par rapport à celui des aiguilles des minutes et d'heures, lors de l'opération de mise à l'heure.
- Par contre, dans une montre électronique comportant deux moteurs commandés de manière indépendante et entraînant séparément l'aiguille des secondes d'une part et les aiguilles des minutes et d'heures d'autre part, le mouvement de l'aiguille des secondes n'est plus lié rigidement à celui des autres aiguilles, de sorte qu'elle peut être utilisée indépendamment de ces dernières, sans perturber l'affichage de l'heure et de la minute.
- Dans une montre multifonctionnelle par exemple, il est particulièrement utile de disposer de moyens d'identification des fonctions que l'on va commander, c'est-à-dire de quittancer par un affichage approprié l'appel d'une fonction.
- Le but de la présente invention est de réaliser une montre électronique dans laquelle l'aiguille des secondes peut être utilisée pour afficher d'autres informations que celles des secondes.
- Pour atteindre ce but, la montre selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre des moyens de contrôle dudit premier moteur permettant en réponse auxdits signaux de base de temps et auxdits organes de commande de commander des mouvements et des déplacements de ladite aiguille de manière qu'elle affiche des informations différentes de celle qu'elle affiche normalement.
- L'invention va être décrite ci-après à titre d'exemple et à l'aide du dessin dans lequel
- - la figure 1 montre le schéma-bloc des circuits électroniques de la montre selon l'invention,
- - la figure 2 montre le schéma-boc d'un circuit électronique commandant un mouvement alterné en avant et en arrière de l'aiguille des secondes,
- - la figure 3 montre un diagramme d'impulsions du signal 1 de la fig.2,
- - la figure 4 montre le schéma-bloc d'un circuit électronique permettant de commander périodiquement un nombre de pas de l'aiguille des secondes à une fréquence plus grande que 1 Hz, et
- - la figure 5 montre un diagramme d'impulsions du signal b de la fig.4.
- Le circuit de la figure 1 comprend un oscillateur 1 délivrant une fréquence de référence à l'entrée a d'un diviseur de fréquence 2. Celui-ci délivre sur sa sortie b un signal des minutes pour le circuit de commande 3 du moteur 4 entraînant les aiguilles de minute m et d'heure h et sur sa sortie c un signal déterminant la durée des impulsions motrices. Le diviseur 2 délivre encore par sa sortie d un signal des secondes et sur sa sortie e des signaux de base de temps appliqués à un circuit logique 5 permettant la commande de l'aiguille des secondes. Dans la figure 1, les signaux de base de temps ne sont délivrées schématiquement que par une seule sortie e du diviseur, mais il est clair qu'en réalité ces signaux de base de temps sont délivrés par un certain nombre de sorties du diviseur. Le circuit logique 5 contient entre autres une pluralité de circuits réagissant d'une part aux signaux de base de temps et d'autre part à des signaux de commande délivrés par des organes de commande susceptibles d'être actionnés manuellement. Ces organes de commande sont par exemple des contacts S1, S2, actionnés par des boutons-poussoir extérieurs au circuit électronique de la montre ou encore un contact C actionné par la couronne de la montre. Il est aussi possible de prévoir des moyens de commande du circuit 5 internes au circuit électronique. C'est le cas par exemple d'un détecteur 6 de la tension de pile Ba délivrant un signal au circuit 5 lorsque la pile, arrivant à fin de vie, sa tension baisse en-dessous d'une valeur de référence. Le circuit logique 5 délivre des signaux au circuit de commande 7 du moteur 8 entraînant l'aiguille des secondes s indépendamment des autres aiguilles. Le circuit 7 commande le moteur 8 en marche avant et en marche arrière. En fonctionnement normal de la montre, c'est-à-dire lorsque l'aiguille des secondes affiche effectivement les secondes, le circuit 5 délivre par sa sortie k au circuit 7 le signal des secondes qu'il reçoit du diviseur 2. Par contre, lorsque l'aiguille des secondes est utilisée pour quittancer l'appel d'une fonction particulière de la montre, différente de l'affichage des secondes, le circuit logique 5 délivre au circuit 7, en réponse aux signaux de base de temps et au nombre d'organes de commande actionnées et éventuellement au nombre d'actions exercées sur ces organes, un signal différent de celui de la seconde. Le passage à 60 de l'aiguille des secondes s est détecté soit par un contact mécanique Cs sur l'axe de cette aiguille, soit par un compteur du circuit électronique. Cette détection produit la remise à zéro d'un compteur réversible 9 qui reçoit sur son entrée d'horloge c le signal de la sortie k du circuit logique 5. L'entrée U/D de commande du sens de comptage du compteur 9 reçoit un signal délivré par la sortie 1 du circuit 5. Ce qui précède montre que le contenu du compteur réversible 9 est toujours représentatif de la position de l'aiguille des secondes sur le cadran. Ce contenu, présent aux sorties a du compteur 9, est appliqué d'une part aux entrées j du circuit logique 5 et aux entrées A d'un comparateur 10. Dans la figure, les sorties a du compteur 9 et les entrées j et A du circuit 5 et du comparateur 10 ne sont représentées schématiquement que sur une seule borne. L'entrée B du comparateur 10 est reliée à la sortie d'un compteur 11 des secondes recevant sur son entrée d'horloge c le signal seconde de la sortie d du diviseur 2. Le comparateur 10 délivre à l'entrée e du circuit logique 5 un signal d'égalité des signaux A et B. Il délivre aussi sur une autre ligne de sortie, aussi reliée à l'entrée e du circuit 5, un signal déterminant le mouvement en avant ou en arrière de l'aiguille des secondes. Ce signal détermine un mouvement normal dans le sens conventionnel de rotation de l'aiguille des secondes lorsque le contenu du compteur des secondes 11 est plus grand que celui du compteur 9 et un mouvement en arrière dans le cas contraire. Un circuit de retard 12, commandé par les organes de commande S1, S2 ou C, est branché à l'entrée d du circuit 5.
- Examinons maintenant le fonctionnement du circuit pour différents exemples d'utilisation de l'aiguille des secondes pour afficher des informations autres que la seconde.
- Le premier exemple se rapporte à la détection de la fin de vie de la batterie Ba. Lorsque la tension de cette dernière tombe en-dessous d'un seuil déterminé, le détecteur 6 envoie un signal à l'entrée h du circuit logique 5. En réponse à ce signal, le circuit 5 commande par exemple l'arrêt de l'aiguille des secondes sur une position bien déterminée du cadran, par exemple la position 30. Dans ce but, et dans le cas de fonctionnement normal de la montre, le circuit 5 compare le contenu du compteur 9 présent sur ses entrées j à une première grandeur de référence interne fixe correspondante et le signal d'égalité obtenu par cette comparaison interrompt définitivement le signal sur la sortie de ce circuit logique 5, de sorte que l'aiguille des secondes reste définitivement bloquée sur la position 30 du cadran. L'utilisateur sait alors qu'il doit prochainement changer la batterie de sa montre.
- Dans le cas où l'utilisateur désire effectuer un changement de fuseau horaire, il actionne par exemple la couronne de la montre. L'actionnement de la couronne permet d'une part la fermeture d'un contact C et d'autre part l'entrainement des aiguilles d'heure et de minute. La fermeture du contact C commande le circuit de retard 12 et délivre un signal à l'entrée c du circuit logique 5. En réponse à ce signal et aux signaux de base de temps, le circuit 5 délivre sur sa sortie k des impulsions de fréquence de répétition plus grande que 1 HZ pour commander l'avance rapide de l'aiguille des secondes jusqu'à un repère fixe F (comme fuseau) sur le cadran. Lorsque l'aiguille des secondes arrive en face du repère F, le résultat de la comparaison entre le signal du compteur 9 présent sur les entrées j du circuit 5 et une deuxième grandeur de référence interne correspondant à la position de F sur le cadran, interrompt le signal sur la sortie k du circuit 5 et l'aiguille des secondes s'arrête en face de F. Le circuit de retard 12 détermine une durée, par exemple de 30 secondes, nécessaire pour permettre à l'utilisateur d'effectuer le changement de fuseau horaire. A la fin de cette durée de 30 secondes, le circuit 12 délivre un signal à l'entrée d du circuit 5 ce qui remet l'aiguille des secondes en marche rapide, en arrière ou en avant, jusqu'au moment où le comparateur 10 délivre un signal d'égalité A = B signifiant que l'aiguille des secondes est à nouveau sur une une position correspondant à l'affichage normal des secondes. A partir de cet instant, l'aiguille des secondes reprend sa fonction d'affichage des secondes en marche normale.
- Ce qui précède montre que lors d'un changement de fuseau horaire, l'aiguille des secondes vient en marche rapide en face d'un repère F désignant cette fonction et qu'elle y reste un certain temps pour permettre à l'utilisateur d'effectuer la manoeuvre. Après quoi, elle revient rapidement jusqu'à la position correspondant à l'affichage de la seconde et continue ensuite son mouvement en marche normale.
- Dans une montre à quartz, il est possible d'effectuer une correction de l'affichage de la seconde (remise à zéro) avec une correction simultanée de la fréquence de sortie du diviseur de fréquence (mise à la fréquence ou correction fine) si l'erreur ne dépasse pas + 30 secondes. L'appel de cette fonction, par exemple par des organes de commande tels que S1 et/ ou S2 peut être quittancé par exemple par un mouvement alterné de l'aiguille des secondes entre les positions 59 et 1 du cadran. Dans ce cas, et en réponse à l'actionnement des organes de commande et aux signaux de base temps, le circuit 5 délivre sur sa sortie k premièrement un signal d'avance rapide (fréquence plus grande que 1 Hz) de l'aiguille des secondes puis, dès que l'aiguille sera en face de la position 59 du cadran et en réponse à l'égalité entre le signal sur les sorties j et une troisième grandeur de référence interne fixe correspondant à la valeur 59, par exemple des impulsions de 2 HZ produisant un mouvement de l'aiguille des secondes deux fois plus rapide que normal. Simultanément, le circuit 5 délivre sur sa sortie 1 un signal rectangulaire d'une période de 2 secondes commandant alernativement à chaque seconde l'avance en avant et en arrière du moteur 8 et du compteur réversible 9 de manière que l'aiguille des secondes fasse deux sauts chaque seconde, pendant la première seconde en marche avant de la position 59 à la position 60 et à la position 1 du cadran et pendant la deuxième seconde en marche arrière de la position 1 à la position 60 et à la position 59 du cadran, etc. Après un certain temps, déterminé par exemple par le circuit de retard 12, une fonction de rattrapage comme celle décrite dans l'exemple précédent est effectuée et l'aiguille des secondes reprend sa fonction normale d'indication des secondes du temps réel.
- La figure 2 montre un circuit pour commander le mouvement de l'aiguille des secondes décrit ci-dessus, pendant la correction de l'affichage des secondes.
- Dans la figure 2, les éléments similaires à ceux de la fig.1 portent les mêmes désignations. Les autres éléments sont incorporés au circuit logique 5. Le circuit de la fig.2 comprend une mémoire 13, par exemple de type ROM mais qui peut aussi être réalisée par des portes logiques. La mémoire 13 a des entrées d'adresses S1, Z, d, e, Q1 et Qo et elle délivre son contenu sur les bornes q1 et qo. L'entrée S1 est connectée à l'organe de commande S1, l'entrée Z est connectée à la sortie d'un comparateur interne 14 recevant sur son entrée A' le contenu du compteur réversible 9 présent sur la borne d'entrée j du circuit 5 et sur son entrée B' la troisième grandeur de référence correspondant à "59". L'entrée d de la mémoire 13 est connectée à la sortie du circuit de retard 12 et l'entrée e est reliée à la sortie du comparateur 10. L'entrée Q1 de la mémoire 13 est connectée à la sortie d'un flip-flop FF15 de type D dont l'entrée D est connectée à la sortie q1 de la mémoire et dont l'entrée d'horloge reçoit un signal de 1 kHz par exemple délivré par le diviseur de fréquence 2. L'entrée Qo de la mémoire est connectée à la sortie d'un flip-flop FF16 de type D dont l'entrée D est connectée à la sortie qo de la mémoire et dont l'entrée d'horloge reçoit le signal de 1 kHz. La sortie Q1 de FF15 est connectée à une première entrée de chacune des portes ET 17, 19 et 20 et à travers un inverseur à une première entrée d'une porte ET 18. La sortie Qo de FF16 est connectée à une deuxième entrée de chacune des portes 18 et 19 et à travers un inverseur à une deuxième entrée de chacune des portes 17 et 20. Les troisièmes entrées des portes 18, 19 et 20 reçoivent respectivement des signaux de 1 Hz, 32 Hz et 2 Hz délivrés par le diviseur de fréquence 2. Les sorties des portes 18, 19 et 20 sont connectées aux entrées d'une porte OU 23 dont la sortie k est reliée à l'entrée d'horloge du compteur 9. La sortie 1 de la porte 17 est connectée à l'entrée U/D du compteur 9. Les sorties k et 1 sont celles indiquées dans le circuit 5 de la fig.1
- La mémoire 13, les flip-flops FF15 et FF16 et les portes 17, 18, 19, 20 et 23 forment un circuit séquentiel délivrant les signaux k et 1 à la sortie du circuit 5 pour commander le compteur réversible 9 et le circuit de contrôle 7 du moteur 8. La table de vérité ci-après indique les conditions ou les états logiques dans la mémoire 13.
- Dans la table de vérité précédente, le symbole indique que l'état logique correspondant peut être indifféremment 0 ou 1. La première ligne représente le mouvement normal (indiqué par 0 1) de l'aiguille des secondes, d'un pas par seconde. La ligne 2 montre que le contact S1 sélectionnant la fonction de correction de l'affichage des secondes est fermé (Sl = 1). Ceci produit, comme indiqué en ligne 3, une avance rapide de l'aiguille des secondes (indiqué par 1 1). Dans la ligne 4, l'aiguille des secondes a atteint la position 59 sur le cadran et le comparateur 14 délivre un signal d'égalité Z = 1 à la mémoire. En raison de l'apparition de ce signal d'égalité, et comme indiqué en ligne 5 par la condition logique 1 0, le mouvement de l'aiguille des secondes est commandée de manière à lui faire effectuer deux pas rapides (fréquence 2 Hz) en avant, de la position 59 à la position 1 du cadran et deux pas rapides en arrière, de la position 1 à la position 59, comme indiqué précédemment. La ligne 6 montre que le circuit de retard 12 délivre à la mémoire un signal d = 1 indiquant que le temps imparti à l'utilisateur pour corriger sa montre est terminé. Ceci produit, comme indiqué en ligne 7 (condition 1 1) le mouvement rapide de l'aiguille des secondes, en avant ou en arrière, pour rattraper les secondes perdues pendant la correction. En ligne 8, le comparateur 10 délivre un signal d'égalité e = 1 à la mémoire, indiquant que l'aiguille des secondes est revenue dans une position du cadran correspondant à l'affichage des secondes du temps réel. A partir de cet instant, l'aiguille des secondes indique de nouveau les secondes du temps réel en faisant des pas normaux de une seconde chaque seconde. A partir de la table de vérité, il est possible de calculer les relations logiques pour les signaux de sortie aux bornes 1 et k de la fig.2.
- Ces signaux logiques 1 et k sont produits par les portes 17, 18, 19, 20 et 23.
- A partir de la relation pour k, on remarque que le mouvement rapide de l'aiguille des secondes est commandé par une fréquence de 32 Hz, correspondant à 32 pas par . seconde de l'aiguille des secondes. Les circuits 22 et FF21 produisent une synchronisation assurant que lorsque l'aiguille des secondes atteint pour la première fois la position 59 sur le cadran, le signal 1 commandant le mouvement avant / arrière de l'aiguille est dans un état déterminant une marche en avant de cette aiguille.
- La figure 3 illustre la relation entre le signal de 2 HZ commandant le mouvement de l'aiguille des secondes pendant son va et vient alterné entre les positions 59 et 1 du cadran et le signal 1 déterminant le mouvement en avant et en arrière de cette aiguille. Lorsque Z = 1, et en raison de la synchronisation, le signal 1 commence toujours dans son état 0, ce qui permet en u et v deux pas en avant de l'aiguille. Une seconde plus tard, le signal 1 passe de l'état 0 à l'état 1, permettant en u' et v' deux pas en arrière de l'aiguille des secondes, etc.
- Ce qui précède montre que le circuit de contrôle 5 est capable de contrôler des mouvements rapides et normaux, en avant et en arrière de l'aiguille des secondes en réponse aux signaux de base de temps et aux activations d'organes de commande internes ou externes au circuit électronique. Il est évident que le circuit permet aussi en principe de commander l'aiguille des secondes à un rythme plus lent que un pas par seconde.
- Il est clair que d'autres fonctions peuvent être identifiées par des mouvements différents de l'aiguille des secondes, tels que: mouvement rapide de l'aiguille des secondes pour un nombre n déterminé de pas, puis arrêt de l'aiguille sur la position atteinte pour un nombre n de secondes égal au nombre n de pas effectués précéde- ment, etc. Ceci produit un mouvement de l'aiguille des secondes interprêté par l'utilisateur de la montre comme un déplacement angulaire de l'aiguille par pas plus grands que celui correspondant à un pas par secpnde, ces grands pas étant effectués toutes les n secondes. Il est aussi possible de produire un tel mouvement dans le sens inverse des aiguilles de la montre ou de varier périodiquement ou en fonction d'une grandeur changeant dans le temps le nombre n de pas exécutés toutes les n secondes par l'aiguille pour indiquer d'autres fonctions possibles de la montre.
- A titre d'exemple, la fig.4 montre un circuit déterminant toutes les 4 secondes une avance rapide de l'aiguille des secondes de 4 pas à une fréquence de 32 Hz. Un tel circuit pourrait être utilisé par exemple pour indiquer la fin de vie de la batterie, comme alternative à la solution proposée plus haut et dans laquelle l'aiguille des secondes est définitivement arrêtée dans la position 30 du cadran.
- Le circuit de la fig.4 comprend une porte ET 24 connectée à un sélecteur électronique 25 délivrant le signal de sortie k du circuit 5 pour commander l'avance de l'aiguille des secondes et du compteur réversible 9. La porte 24 reçoit du diviseur de fréquence 2 des signaux ayant les fréquences de 1/4 Hz, 1/2 Hz, 1 Hz, 2 Hz, 4 Hz, et 32 Hz et elle combine ces signaux de manière à délivrer à l'entrée b du sélecteur 25 le signal b indiqué en fig.5 et formé d'un train de 4 impulsions de 32 HZ toutes les 4 secondes. Lorsque la batterie arrive à fin de vie, le détecteur 6 délivre un signal au sélecteur 25 qui connecte sa sortie k à son entrée b recevant en permanence de la porte 24 le signal b correspondant indiqué en fig.5.
- Il est aussi clair que le circuit logique 5 ou la combinaison des circuits 5, 9, 10, 11 et 12 peut avoir une structure de microprocesseur comprenant dans sa mémoire toutes les informations relatives aux fonctions de la montre qui sont nécessaires pour contrôler différents mouvements de l'aiguille des secondes en réponse à l'activation d'organes de commande externes.
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