FR3159232A1 - Objet codant une information par permutation de potentiels électriques - Google Patents

Abstract

Accessoire individualisé comprenant un corps isolant ou diélectrique à l’intérieur duquel est présent un pont diviseur de tension (100), l’accessoire comprenant de plus, accessibles, deux bornes de référence (25, 26) polarisables électriquement indépendamment l’une de l’autre et reliées électriquement chacune à une des deux extrémités du pont diviseur de tension (100) pour former un gradient de potentiel. L’accessoire comprend de plus une pluralité de bornes pour lecture de potentiel électrique ordonnables sinon ordonnées en sorte de former une suite de bornes pour lecture, l’accessoire comprenant des conducteurs (33, 3i , 3n) reliant chacun une borne de la suite de bornes pour lecture (50) à un point respectif du pont diviseur de tension (100) en sorte de permettre la lecture sur la suite de bornes pour lecture d’une suite de potentiels pris dans ledit gradient. Figure d’abrégé : 4

Description

Objet codant une information par permutation de potentiels électriques Domaine de l’invention – contexte technique

L’invention s’inscrit dans le domaine du marquage codé, et trouve des applications par exemple dans le domaine de l’authentification de produits ou de services, ou la transmission de toute information placée dans un support de petite taille facilement déplaçable.

On utilise couramment des objets de petite taille, légers, comme accessoire pour le marquage. Il peut s’agir par exemple d’étiquettes apposées sur - ou reliées à - un produit du commerce ou un produit industriel. Il peut aussi s‘agir de tout autre objet d’ornement ou d’individualisation relié à un objet plus important de par sa taille ou sa fonction.

Sur ces accessoires, on a pris l’habitude de placer des codes lisibles par machine, comme les codes-barres, qui sont lisibles optiquement, avec un lecteur qui repère les alternances de lignes noires et blanches. Plus récemment, sont apparus les codes-barres à deux dimensions de type QR code (QR signifiant réponse rapide, quick response en anglais). Les codes-barres classiques ou les QR codes sont lisibles optiquement – sans contact, mais en présence de lumière visible, et ils sont décodés par un programme informatique. Un QR code courant intègre un peu moins d’une centaine de caractères alphanumériques. Il y a un intérêt à coder ainsi ces caractères, par exemple pour rendre disponible aisément une adresse URL pour accéder à un site sur internet. D’autres applications existent, mais la quantité d’information stockée est limitée par la technologie utilisée.

Les techniques modernes d’impression en trois dimensions ouvrent maintenant des perspectives de création d’objets divers, y compris dans le domaine des accessoires. On recherche en permanence une maîtrise des coûts et des aspects pratiques originaux, incluant versatilité et performance.

La demande de brevet FR2211305 du 28.10.2022 enseigne d’utiliser la fabrication additive et l’encodage, pour générer un objet tridimensionnel multicouches, disposant de points de mesure en surface et de chemins internes permettant d’effectuer des mesures en lien avec des longueurs qui, ensemble, ont été déterminées avant la fabrication par l’encodeur. L’ensemble de longueurs, allié à une méthode de mesure rendue possible par l’utilisation de chemins, comme la mesure d’une résistance électrique, permet d’encoder dans le corps de l’objet des informations. La mesure d’une résistance électrique est basée sur un rapport entre une tension entre deux extrémités d’un chemin et une intensité de courant circulant sur le chemin.

Globalement, les méthodes disponibles restent limitées en quantité d’informations pouvant être encodées, ou compliquées à mettre en œuvre avec rapidité, maîtrise des coûts et fiabilité. On souhaite aussi des solutions qui soient adaptables aux situations particulières des utilisateurs finaux, qui ont souvent des besoins différents. La question des méthodes et des appareillages de codage et de lecture est importante, naturellement.

Caractéristiques et avantages de l’invention

Pour résoudre ces questions, il est proposé un accessoire individualisé comprenant un corps isolant (ou diélectrique) à l’intérieur duquel est présent un pont diviseur de tension à deux extrémités, l’accessoire comprenant de plus, accessibles, deux bornes reliées électriquement chacune à une des extrémités du pont diviseur de tension pour former un gradient de potentiel à l’intérieur du corps isolant (diélectrique), l’accessoire comprenant de plus une pluralité de bornes accessibles pour lecture de potentiel électrique, lesdites bornes étant ordonnables en sorte de former une suite de bornes pour lecture, l’accessoire comprenant des conducteurs reliant via l’intérieur du corps chacun une borne de la suite de bornes à un point respectif du pont diviseur de tension en sorte de permettre la lecture sur la suite de bornes d’une suite de potentiels pris dans ledit gradient.

Le matériau utilisé pour le corps est isolant, diélectrique, et/ou plusieurs ordres de grandeurs moins conducteur que la matière des conducteurs.

Grâce à ces principes, on dispose d’une information codée dans l’accessoire individualisé, puisque l’ordre des potentiels, qu’on lit sur les bornes pré-ordonnées conventionnellement constitue une permutation qui constitue l’information codée. Le destinataire de l’information codée peut donc lire avec un dispositif de lecture capable d’appliquer une tension aux bornes du pont diviseur de tension, et connaissant la convention d’ordre des bornes, la permutation présente à l’intérieur de l’accessoire, et en déduire le message encodé dans l’accessoire.

Ainsi, une information est codée dans l’accessoire sous la forme d’une permutation de potentiels, compte tenu d’une convention préétablie d’ordre des bornes de lecture.

On choisit des conducteurs ayant une résistance d’au moins quelques ohms par mètre, et on effectue des lectures de potentiels, en faisant circuler un courant très faible, qu’on peut assimiler à un courant nul, au sens où il ne produit pas de perte de potentiel mesurable ou significative entre les deux extrémités du conducteur.

Selon des caractéristiques avantageuses et optionnelles :

• le pont diviseur de tension peut être un pont diviseur de tension continu constitué par une bande ou tout fil de matière conductrice résistive ; ainsi, toutes les valeurs de potentiels entre les deux potentiels appliqués aux deux extrémités du pont diviseur de tension peuvent être choisies ;
• le corps peut comprendre une arête, le pont diviseur de tension étant positionné le long de ladite arête ; le corps peut comprendre une face, les bornes pour lecture étant positionnées sur ladite face ; La construction et la manipulation sont alors facilitées.
• des conducteurs peuvent être en au moins deux portions rectilignes successives de part et d’autre d’un ou plusieurs coudes ; le corps peut être plan et, dans l’épaisseur dudit corps, des conducteurs sont alors en deux portions successives chacune de cote (prise orthogonalement au plan, ou coordonnée sur un axe perpendiculaire aux faces) constante de part et d’autre d’un raccord transversal de changement de cote, qui rapproche le conducteur d’une des faces de l’objet et l’éloigne de l’autre face ; Ainsi, le corps est organisé en couches associée à une cote (une altitude), et cela facilite la fabrication et la disposition des éléments dans le corps.
• des conducteurs peuvent être constitués de pistes ou câbles de matière conductrice résistive de longueurs encodant une information à lire par mesure de la résistance des conducteurs entre le pont diviseur de tension et la borne pour lecture associée – il est alors nécessaire de faire circuler dans les conducteurs un courant non-négligeable, suffisant pour une mesure d’une perte de potentiel et indirectement de la résistance, dans le cadre d’une lecture secondaire, menée en plus de la lecture des potentiels qui est faite avec un courant négligeable (ne produisant pas de perte de potentiel); l’information codée dans la longueur des conducteurs peut être totalement indépendante (ou additionnelle) vis-à-vis de l’information codée dans la permutation des potentiels ; et dans ce mode de réalisation, on privilégie des conducteurs résistifs, par exemple en acide polylactique chargé, pour faciliter la mesure de la résistance ;
• le corps peut comprendre plusieurs bords, les bornes pour lecture étant alors toutes réparties sur deux bords opposés du corps, et les deux bornes reliées aux extrémités du pont diviseur de tension étant également positionnées chacune sur un desdits deux bords opposés ; ainsi comme le pont diviseur de tension a deux bornes, on sépare les bornes pour lecture en deux groupes, ce qui donne une symétrie, et donc une praticité d’utilisation à l’accessoire ;
• les conducteurs et le pont diviseur de tension peuvent être constitués d’un ou plusieurs matériaux déposés, par exemple par extrusion, et par exemple d’un mélange extrudé et déposé, le mélange étant par exemple à base d’acide polylactique (PLA) et contenant une charge pour assurer la conductivité du mélange; l’acide polylactique est une matière facile à déposer par impression en trois dimensions ou fabrication additive par utilisation de fil fondu ; d’autres bases plastiques sont possibles ;
• la suite de potentiels pris dans le gradient peut être une suite de potentiels espacés régulièrement, ou une suite de potentiels dans laquelle des différences entre des paires de potentiels consécutifs codent une information par encodage binaire ou par encodage à plus de deux symboles. On peut ainsi introduire encore une information additionnelle dans l’accessoire, dissimulée dans la structure mais lisible par la lecture des potentiels sur les bornes (cette lecture se fait avec un courant négligeable et donc sans perte de potentiel mesurable, comme la lecture de la permutation des potentiels) ;

Il est aussi proposé un procédé de transmission d’une information comprenant la fabrication additive d’un accessoire individualisé tel qu’évoqué plus haut, dans lequel l’information est codée sous la forme d’une permutation de potentiels, les conducteurs étant reliés au pont diviseur de tension en sorte de permettre la lecture sur la suite de bornes de ladite permutation de potentiels, compte tenu d’une convention préétablie d’ordre des bornes de lecture.

Liste des figures

Les figures 1 et 2 sont une représentation schématique des principes de l’invention.

LaFIG. 3est une vue de trois-quarts d’un accessoire selon un mode de réalisation de l’invention.

LaFIG. 4est un vue, sous le même angle, des structures internes de l’accessoire de laFIG. 3, le corps isolant (diélectrique) étant, pour la figure, non représenté.

LaFIG. 5est une vue de face des structures internes de l’accessoire des figures 3 et 4, et laFIG. 6est une vue de face vue de l’autre côté.

LaFIG. 7représente un autre mode de réalisation d’un accessoire selon l’invention, vu sous le même angle que laFIG. 5.

LaFIG. 8représente des extraits des vues des figures 5 et 7, permettant la comparaison des deux modes de réalisation.

LaFIG. 9est une représentation de plusieurs variantes d’un aspect de l’invention.

Description détaillée des figures

FIG. 1LaFIG. 1représente les principes généraux de l’invention. Celle-ci est fondée sur un pont diviseur de tension 100 dont les extrémités 101 et 102 sont polarisées aux potentiels Vcc et Vgnd respectivement.

Un pont diviseur de tension peut être construit par une succession de résistances en série, des bornes étant accessibles chacune entre deux résistances successives du pont pour obtenir des potentiels en nombre fini, compris entre Vcc et Vgnd.

Mais alternativement et astucieusement, et comme est représenté sur laFIG. 1, le pont diviseur de tension 100 est un pont continu, constitué par une unique structure allongée, de section transversale constante d’une extrémité à l’autre, et formée d’un matériau résistif homogène sur la longueur. Le matériau résistif est conducteur d’électricité, sans qu’il soit nécessaire qu’il s’agisse d’un très bon conducteur d’électricité. Il peut s’agir par exemple d’acide polylactique PLA, déposé par une technique de fabrication additive - impression en trois dimensions, de type dépôt de filament fondu. Sa surface, par exemple une de ses surfaces latérales, est le point de départ de connecteurs électriques longs et fins, prévus pour la transmission chacun d’un potentiel compris entre Vcc et Vgnd à distance du pont diviseur de tension 100. La surface du pont diviseur de tension étant potentiellement accessible en tout point de la structure allongée entre les deux extrémités 101 et 102, et la taille des connecteurs étant petite vis-à-vis de la longueur de la structure allongée, il est possible de sélectionner un nombre élevé de potentiels différents, entre Vcc et Vgnd. La valeur de chacun de ces potentiels se déduit des deux valeurs extrêmes Vcc et Vgnd par une relation linéaire fondée sur la distance à l’une ou à l’autre des extrémités 101, 102 de la structure allongée à laquelle est placé le connecteur.

LaFIG. 1montre ainsi trois connecteurs 110, 111 et 112. Ils ont chacun une extrémité reliée au pont diviseur de tension, déjà évoquée, et une extrémité libre. Ces connecteurs sont suffisamment conducteurs électriquement pour permettre la communication, pour chacun d’entre eux, du potentiel prélevé sur le pont diviseur de tension par le conducteur jusqu’à l’extrémité libre de celui-ci. Ils peuvent être bons conducteurs, comme un fil de cuivre, ou résistifs. L’utilisation de fils constitués par dépôt d’acide polylactique PLA chargé est privilégiée, dans le cadre d’une fabrication conjointe de l’ensemble constitué par le pont diviseur de tension et les connecteurs par fabrication additive.

Les trois connecteurs 110, 111 et 112 sont connectés au pont diviseur de tension 100 en trois points distincts entre eux et distincts des potentiels d’extrémité, permettant de prélever les potentiels U0, U1 et U2, avec Vgnd < U2 < U1 < U0 < Vcc. Les connecteurs 110, 111 et 112 sont chacun disposés selon un trajet propre qui ne crée pas de contact électrique avec les autres connecteurs, du fait notamment de la présence de matériau isolant (diélectrique) entre les conducteurs, jusqu’à leurs extrémités libres respectives qui portent chacune une borne de lecture qui peut être une surface plane rectangulaire ou carrée sur laquelle un contacteur électrique rapporté peut être apposé.

Les bornes de lecture 120, 121 et 122 sont référencées pour l’utilisateur ou une machine de lecture selon un ordre qui est défini par convention.

Mais elles sont reliées aux conducteurs 110, 111 et 112 selon un ordre identique à l’ordre présenté ci-dessus des potentiels U0, U1 et U2, ou qui peut différer de l’ordre des potentiels U0, U1 et U2 par une permutation.

Sur laFIG. 1, il n’y a pas eu de permutation : les bornes de lecture 120, 121 et 122 sont reliées aux conducteurs 110, 111 et 112 dans cet ordre et donc portent les potentiels U0, U1, U2 dans cet ordre.

FIG. 2Sur laFIG. 2, il y a eu une permutation, et cette permutation est telle que

• la borne 120, positionnée en première place, est reliée au conducteur 110 et présente le potentiel U0 (cela est inchangé par rapport à la configuration de laFIG. 1),
• mais un croisement 140 – sans contact - entre les conducteurs 111 et 112 fait que la borne 121 est reliée au conducteur 112 et porte le potentiel U2, et que la borne 122 est reliée au conducteur 111 et porte le potentiel U1.

Ainsi, les potentiels U0, U1 et U2 sont permutés dans l’ordre U0, U2, U1.

Il y aurait eu d’autres permutations possibles, qui sont présentées ici :

U0, U1, U2 (FIG. 1), U0, U2, U1 (FIG. 2), U1, U0, U2 (non représente), U1, U2, U0 (non représenté), U2, U0, U1 (non représenté) et U2, U1, U0 (non représenté), soit 6 permutations.

Ce nombre de 6 est la factorielle du nombre de potentiels, c’est-à-dire la factorielle de 3 : 3! = 3x2x1 = 6

FIG. 3EnFIG. 3, on a représenté un mode de réalisation d’un accessoire 1 selon l’invention. Il est constitué d’un corps 10 de matériau isolant (diélectrique), plat avec deux faces rectangulaires sensiblement carrées opposées et quatre fines tranches latérales reliant les deux faces. Le rapport longueur de côté de face sur épaisseur est de plus de 20, cette valeur, mentionnée à titre d’exemple n’étant pas limitative – essentiellement on discute ici d’un objet assez fin, même si cela n’est pas essentiel.

Le produit a donc deux faces, et pour les besoins de la discussion, on qualifiera la face visible sur la figure de face supérieure 11, mais comme le produit peut être retourné, cela est largement une convention de langage. L’autre face, bien sûr, sera qualifiée ici de face inférieure. Sur deux bords opposés de la face supérieure 11 sont présentes des bornes se succédant d’un bout à l’autre de la pièce sur son bord, et formant ainsi deux lignes de bornes 21 et 22, les bornes au sein d’une ligne étant naturellement ordonnées par leur position dans la succession qu’elles constituent, le long d’un des bords concernés. Sur la figure on distingue 12 bornes sur chaque rangée, soit 24 bornes au total. Le nombre de bornes et leurs positions exactes peuvent être librement ajustés pour créer des variantes de produits.

Ces éléments sont les principaux éléments visibles de l’extérieur du produit. Des conducteurs sont enfouis dans le corps, et ne sont donc pas visibles, même si dans une variante, une partie de la structure conductrice interne peut être apparente. Il est prévu de produire des pièces ayant cette apparence extérieure en grands nombres, mais en encodant différentes informations à l’intérieur de la pièce, d’une manière qui n’est pas apparente immédiatement à l’œil nu.

Le mode d’utilisation de l’objet est connu par convention, et notamment matérialisé dans un outil de lecture. Il est prévu notamment que certaines des bornes, en nombre limité, aient un rôle particulier et que d’autres forment un ensemble de bornes de lecture, dont il est important que le nombre ne soit pas trop faible, au contraire. En particulier, sur la vue de laFIG. 2, les deux bornes les plus à gauche, qui se font face sur deux bords opposés, sont des bornes de polarisation 25 et 26 pour appliquer Vcc et Vgnd de part et d’autre du pont diviseur de tension qui a été mentionné précédemment. L’application de ces deux potentiels dans cet ordre est en général imposée, et par conséquent, les bornes de polarisation 25 et 26 sont différentiables l’une de l’autre, par la géométrie de l’objet, et c’est par convention qu’on applique Vcc sur l’une et Vgnd sur l’autre, et pas l’inverse.

Les autres bornes sont des bornes de lecture de potentiel. Les bornes de lecture de potentiel sont donc au nombre de 22 (là où elles étaient au nombre de 3 en figures 1 et 2), en deux rangées de 11. La présence des bornes n’implique pas nécessairement qu’elles sont toutes utilisées – certaines peuvent être laissées de côté, c’est-à-dire non connectées à l’intérieur du corps de la pièce, sans que cela ne se voit depuis l’extérieur de celui-ci.

Les bornes présentes sur les deux lignes – abstraction faite des bornes de polarisation 25 et 26- sont toutes des bornes de lecture qui doivent être ordonnées – et elles peuvent être ordonnées de différentes façons, selon une convention qui doit être préétablie et qui peut découler assez simplement et naturellement de la géométrie du corps 10 et de la disposition sur celui-ci des bornes de lecture. Cette convention est préférentiellement matérialisée dans l’outil de lecture, ou exceptionnellement, elle figure dans un mode d’emploi.

Un exemple de convention pour ordonner ces deux lignes de bornes de lecture est, par exemple et sans que ce soit nécessairement la solution la plus avantageuse, le fait de parcourir de bout en bout les deux lignes de bornes 21 et 22 dans un certain sens fixé à l’avance dans la convention – abstraction faite des bornes de polarisation, qui n’étant pas des bornes de lecture, n’ont pas à être ordonnées dans la succession de bornes de lecture – elles sont par contre identifiées, y compris l’une par rapport à l’autre.

On peut définir aussi dans la convention celle des deux lignes de bornes 21 et 22 qui constitue la première ligne, ainsi que l’extrémité à laquelle une ligne doit commencer à être lue. Pour cela, on utilise par exemple une dissymétrie quelconque dans la structure de la pièce. Une telle dissymétrie est visible sur la figure, puisque sur chacune des deux lignes de bornes, on voit qu’une extrémité se termine par la présence d’une borne affleurant sur la tranche transversale à la ligne de bornes, alors qu’à l’autre extrémité de la ligne de bornes, la dernière borne avant la tranche de la pièce est à distance de celle-ci. Cela permet de différencier les deux extrémités de la ligne.

Cette dissymétrie permet aussi de reconnaître les bornes de polarisation 25 et 26, qui sont par exemple les deux bornes qui sont affleurantes sur une tranche – on précise d’ailleurs qu’elles se font face, ce qui facilite la présence du pont diviseur de tension dans le corps 10 de la pièce, perpendiculairement aux deux côtés qui portent les deux successions de bornes, et parallèlement aux côtés du carré qui ne portent pas de bornes, et plus précisément le long d’un de ces deux côtés, qui est le côté le plus à gauche sur la figure. Le positionnement exact du pont diviseur de tension apparaitra plus loin.

Les bornes présentes sur les deux lignes de bornes 21 et 22 peuvent éventuellement être ordonnées en prenant les deux lignes l’une dans la continuité de l’autre : on peut ainsi parcourir continûment une première des deux lignes de bornes dans un certain sens fixé à l’avance dans la convention, puis dans un deuxième temps la deuxième ligne de bornes également dans un sens fixé à l’avance dans la convention, et également de bout en bout et continument, et tout au long du parcours, donner des numéros d’ordre aux bornes en incrémentant de 1 le numéro à chaque nouvelle borne.

Néanmoins, d’autres conventions d’ordre des bornes peuvent être utilisées, et notamment il peut être choisi avantageusement d’ordonner les bornes en prenant les bornes une par une alternativement sur les deux lignes de bornes 21 et 22, à raison d’une borne de la première ligne, puis d’une borne de la deuxième ligne, puis d’une borne de la première ligne et à nouveau d’une borne de la deuxième ligne, et ainsi de suite, notamment en ayant débuté le parcours du côté des bornes de polarisation 25 et 26, et en s’éloignant de celles-ci, au même rythme sur les deux côtés du corps 10. Le tableau Tab.1 présente cette numérotation.

[Tab.1]

	Bornes de lecture
Ligne 21	Vcc borne de polarisation 25	N°1	N°3	N°5	N°7	N°9	N°11	N°13	…
Ligne 22	Vgnd borne de polarisation 26	N°2	N°4	N°6	N°8	N°10	N°12	N°14	…

A titre de variante, au lieu de s’intéresser aux bornes une par une alternativement sur les deux lignes, il est aussi possible de s’intéresser aux bornes toujours alternativement sur les deux lignes mais par groupes de n bornes, par exemple n= 2.

FIG. 4EnFIG. 4, on a représenté les structures conductrices d’électricité internes à la pièce de laFIG. 2, vue sous le même angle. Le corps diélectrique est absent de la représentation, pour permettre la visualisation, artificiellement, des structures internes. On reconnait les bornes qui sont alignées sur deux lignes de bornes 21 et 22 parallèles, de part et d’autre du carré. Le pont diviseur de tension 100 est présent à gauche, et relie les deux bornes les plus à gauche sur la figure, à savoir les bornes de polarisation 25 et 26, qui sont aux extrémités gauche des lignes de bornes 21 et 22. Le pont diviseur de tension 100 est enfoui dans l’épaisseur de matériau diélectrique du corps, qui le protège des contacts intempestifs, notamment. Il se situe plus près de la face inférieure que de la face supérieure (la face supérieure étant la face 11 sur laFIG. 2). Il est constitué d’une piste ininterrompue de matière conductrice. Les bornes de lecture forment un ensemble de bornes en deux parties référencé 50.

Des conducteurs prennent naissance à différentes côtes du pont diviseur de tension 100 et s’étendent perpendiculairement à celui-ci, tous du même côté de celui-ci, parallèlement aux faces de la pièce. Ces conducteurs sont protégés des contacts intempestifs dans le volume du corps diélectrique. Ils sont au nombre de 16, ce qui est inférieur (strictement, mais une égalité aurait été possible) au nombre des bornes de lecture qui est de 22 – l’invention prévoit en effet de manière générale que le nombre de conducteurs est inférieur ou égal au nombre des bornes de lecture.

On a référencé trois de ces conducteurs sur la figure : le troisième conducteur qui prend naissance le plus près de la borne de polarisation 25, référencé 33, le deuxième conducteur prenant naissance le plus près de la borne de polarisation 26, référencé 3n et un conducteur en position intermédiaire, référencé 3i.

Ces conducteurs présentent chacun, à une certaine distance du pont diviseur de tension 100, cette distance étant différente pour chacun des conducteurs, une succession de coudes rapprochés, dont la présence contribue à définir, en les séparant, deux sections principales rectilignes, séparées l’une de l’autre dans la continuité de matière conductrice par les coudes et une courte structure joignant les coudes.

Chacun des conducteurs est constitué d’une piste ininterrompue de matière conductrice, qui forme comme indiqué des coudes.

Pour chacun des conducteurs, les sections principales rectilignes sont une première section principale rectiligne prenant naissance sur le pont diviseur de tension 100 et se développant perpendiculairement à celui-ci, et une deuxième section principale rectiligne aboutissant à une borne de lecture (sélectionnée dans les lignes de bornes 21 et 22) et abordant celle-ci perpendiculairement à la ligne de bornes de lecture dont fait partie cette borne de lecture. Cette architecture en deux sections principales rectilignes n’est néanmoins pas la seule possible – elle constitue tout de même une solution facile à mettre en œuvre.

FIG. 5LaFIG. 5montre une vue de dessus de la structure des figures 3 et 4, à nouveau sans que le corps diélectrique soit représenté, pour faciliter l’observation des structures internes. Le pont diviseur de tension 100 est à gauche, partiellement caché car en arrière-plan.

Toutes les premières sections rectilignes principales des différents conducteurs sont, comme annoncé, parallèles les unes aux autres et parallèles aux côtés du carré portant les lignes de bornes, puisque perpendiculaires au pont diviseur de tension. EnFIG. 5, on a référencé les premières sections rectilignes principales des conducteurs 33, 3i et 3n – elles sont référencées 331, 3i1 et 3n1.

Toutes les deuxièmes sections rectilignes principales sont quant à elles parallèles les unes aux autres et parallèles au pont diviseur de tension 100. EnFIG. 5, on a référencé les deuxièmes sections rectilignes principales des conducteurs 33, 3i et 3n – elles sont référencées 332, 3i2 et 3n2.

De plus les premières sections rectilignes principales sont disposées avec le pont diviseur de tension 100 dans un zone interne proche de la face de la pièce ne portant pas les bornes, c’est-à-dire la face dite inférieure, alors que les deuxièmes sections rectilignes principales sont disposées dans une zone interne proche de la face de la pièce portant les bornes, c’est-à-dire la face dite supérieure (face supérieure 11 enFIG. 3). Pour chaque conducteur des coudes à angle droit permettent de définir un chemin de matière conductrice entre les deux sections rectilignes principales et d’accommoder les changements de hauteur et de direction. Les coudes sont au nombre de deux au moins, ce qui est nécessaire pour changer de profondeur dans la pièce c’est à dire s’écarter d’une face et se rapproche de l’autre tout en poursuivant ensuite le chemin jusqu’à une borne, mais d’autres coudes peuvent être intégrés pour utiliser au mieux le volume interne de la pièce en améliorant la répartition des deuxièmes parties rectilignes principales des conducteurs dans la zone interne proche de la face supérieure 11, y compris au droit du pont diviseur de tension 100 (voir plus loin pour des commentaires complémentaires sur cet aspect de mise en œuvre).

Les conducteurs n’ont pas de contact entre eux, et sont enfouis dans le volume de la pièce, séparés les uns des autres par le matériau diélectrique qui les isole électriquement, leur permettant chacun d’adopter sur toute leur longueur le potentiel électrique qui leur est appliqué par leur extrémité reliée au pont diviseur de tension 100.

EnFIG. 5les premières sections rectilignes principales, en particulier 331, 3i1 et 3n1 sont en arrière-plan et étendues de la gauche vers la droite. Les deuxièmes sections rectilignes principales sont à l’avant de la représentation, étendues de bas en haut ou de haut en bas. Les bornes sont présentes à l’avant plan également.

FIG. 6LaFIG. 6montre une vue de dessous de la même structure, à nouveau sans que le corps diélectrique soit représenté, selon le même principe que laFIG. 5. Le pont diviseur de tension 100 est à nouveau à gauche, étendu de haut en bas, mais en avant de la figure cette fois, et les premières sections rectilignes principales sont en avant-plan également, étendues de la gauche vers la droite. Les deuxièmes sections rectilignes principales sont cette fois-ci à l’arrière de la représentation, étendues de bas en haut ou de haut en bas. Les bornes sont présentes à l’arrière-plan, que ce soit les bornes de polarisation 25 et 26, ou les bornes de lecture qui constituent l’essentiel des bornes des lignes de bornes 21 et 22.

Le potentiel appliqué sur chaque conducteur est fonction de la position sur le pont diviseur de tension 100 de l’embranchement entre le conducteur et le pont diviseur de tension 100. Cette position est définie par la distance entre cet embranchement et les bornes Vcc et Vgnd – à savoir les bornes de polarisation 25 et 26. Les embranchements pour les conducteurs 33, 3i et 3n sont référencés sur laFIG. 5: il s’agit des embranchements 43, 4i et 4n.

Sur ces figures 5 et 6, on visualise un aménagement général largement lié sinon nécessaire au fonctionnement de l’objet et des aménagements particuliers plus secondaires visant à optimiser l’utilisation du volume de la pièce.

L’aménagement général est que chaque conducteur prend naissance sur le pont diviseur de tension 100, celui-ci portant ainsi plusieurs embranchements qui sont les points de départ des conducteurs – ils sont ici espacés en occupant de préférence toute la longueur du pont diviseur de tension, et sur les figures régulièrement, de manière équidistante, bien que d’autres solutions soient possibles. Les longueurs des premières sections rectilignes principales sont différentes d’un conducteur à l’autre, et les conducteurs, par l’orientation de leurs coudes joignant la première section rectiligne principale à la deuxième section rectiligne principale, sont dirigés soit vers le côté soit vers le côté opposé, et finalement sont connectés à une borne de lecture portée sur le côté concerné. Certaines des bornes peuvent rester non connectées, si elles sont plus nombreuses que les connecteurs. Les connecteurs sont par contre tous connectés à une borne.

Ainsi sur la vue de laFIG. 5, en partant de l’extrémité du pont diviseur de tension 100 placée en partie basse de la figure, les 16 conducteurs successifs sont dirigés vers le côté placé en haut sur la figure (H) ou le côté placé en bas (B) selon la suite suivante : B, H, B, H, B, H, B, B, B, H, H, B, B, H, H, H. Et plus précisément, si l’on référence les 11 bornes du côté placé en haut H1 à H11 et les 11 bornes du côté placé en bas B1 à B11 (B1, B11, H1 et H11 ont été indiquées sur laFIG. 4), alors les 16 conducteurs successifs sont dirigés vers les bornes suivants : B11, H9, B9, H6, B6, H3, B4, B8, B5, H11, B2, B1, H1, H4, H7. Les bornes H2, H5, H8, B3, B7 et B10 ne sont pas connectées électriquement. Naturellement, des choix de sélections et suites de bornes différentes sont possibles et même prévu, puisqu’ils permettent de coder une information différente dans l’objet.

En général, les conducteurs comprennent, en se déplaçant en s’éloignant du pont diviseur de tension 100, un coude qui regarde vers la face supérieure, puis une courte section rectiligne intermédiaire qui amène le conducteur dans un plan proche de la face supérieure sans néanmoins atteindre celle-ci, et à l’approche de cette face supérieure, un coude regardant vers l’un ou l’autre des côtés de la pièce. La deuxième portion rectiligne principale commence à ce niveau et se dirige vers la borne de lecture à laquelle est associé le conducteur, en ligne droite dans le mode de réalisation représenté en figures 3 à 5. Dans le mode de réalisation présenté, l’association du conducteur avec cette borne de lecture est obtenue en plaçant le premier des coudes à la bonne distance du pont diviseur de tension 100, ce qui revient à dire que la longueur de la première section rectiligne principale a été choisie pour atteindre la borne de lecture visée, en s’assurant que le deuxième coude est placé au droit de celle-ci après un simple déplacement dans l’épaisseur de la pièce perpendiculairement aux faces. Les conducteurs sont les plus courts possibles avec cette méthode, tout en permettant d’appliquer les principes de l’invention, à savoir de définir une permutation des potentiels ordonnés définis par les embranchements sur le pont diviseur de tension 100.

Les figures 4 à 6 montrent une permutation, compte tenu de l’ordre donné aux bornes dans le tableau Tab. 1, des 16 potentiels pris entre Vcc et Vgnd, et il existe au total 16 ! ≈ 21 milliards de permutations de ces 16 potentiels, ce qui permet d’encoder 44 bits, puisque log2(16 !) ≈ 44,3.

L’aménagement particulier qui s’ajoute sur la figure à l’aménagement général qui vient d’être décrit relève de l’optimisation de la conception du produit, et est moins essentiel. Il s’agit de fabriquer les conducteurs selon une géométrie facile à mettre en œuvre rapidement et de manière fiable avec la technique d’impression en trois dimensions ou fabrication additive qui est utilisée et d’utiliser de manière habile l’espace interne de la pièce, tout en dimensionnant les conducteurs de manière satisfaisante pour leur fabrication, et leur durabilité dans le temps.

Sur les figures 5 et 6, on voit que le quatrième conducteur (en partant du haut de laFIG. 5et donc du bas de laFIG. 6) comporte un troisième coude, définissant une deuxième section rectiligne intermédiaire parallèle à la première section principale mais dans un plan plus proche de la face supérieure, ce qui permet de faire débuter la deuxième section rectiligne principale de ce conducteur au-dessus du pont diviseur de tension 100, dans un espace qui sinon serait inutilisé. C’est pourquoi ce conducteur est presque caché sur laFIG. 5. Cette disposition permet aussi de disposer à faible coût le pont diviseur de tension 100 bien à l’abri en profondeur dans le corps diélectrique, et pas juste sous une fine couche de matériau diélectrique, ce qui constituerait une fragilité.

Sur laFIG. 5, on voit aussi que le premier conducteur (en partant du haut) comporte aussi un système de coude supplémentaire, pour faciliter sa fabrication, la première section rectiligne principale étant très proche de la borne de lecture à laquelle le conducteur doit être rattaché.

Sur laFIG. 6, le pont diviseur de tension 100 est visible en premier plan, et il peut être observé que les bornes de polarisation sont décalées vers l’extérieur par rapport au corps du pont, cela étant le résultat que d’une part ces bornes de polarisation sont placées en limite de face et limite de tranche sur la corps de la pièce (voirFIG. 2), ce qui permet de les identifier, et que d’autre part, le corps de pont diviseur de tension est placé en profondeur dans le corps diélectrique, ce qui garantit sa protection, comme cela a déjà été mentionné.

FIG. 7On a représenté enFIG. 7une autre configuration à 22 bornes de lecture et 16 conducteurs prenant naissance toujours sur toute la longueur du pont diviseur de tension et aboutissant aux même bornes de lecture sur les côtés du corps 10. Elle encode donc la même permutation que la configuration des figures 3 à 5. La représentation est selon le même point de vue que celle de laFIG. 4. Les connexions à chaque extrémité des conducteurs restent les mêmes que dans les figures précédentes, et les mêmes bornes sont inutilisées.

De manière originale par rapport aux figures précédentes, de nombreux coudes sont introduits dans les chemins constituant les conducteurs, pour former des boucles supplémentaires qui font que la longueur totale du conducteur est, pour plusieurs des 16 conducteurs sans que ce soit nécessairement pour tous, plus élevée que la longueur qui était utilisée dans les réalisations les plus simples des figures 4 à 6. Cette longueur plus élevée est choisie dans le cadre d’un procédé d’encodage dans les longueurs des chemins, les longueurs pouvant être lues par mesure de la résistance des conducteurs, d’un bout à l’autre de chacun de ceux-ci selon des principes déjà présentés dans la demande FR2211305 du 28.10.2022. Il est alors nécessaire que le matériau conducteur soit résistif, et on ne privilégiera donc pas les très bons conducteurs comme par exemple le cuivre.

FIG. 8Certains chemins sont ainsi allongés pour encoder une information supplémentaire.

On a représenté enFIG. 8, pour comparer les modes de réalisation de laFIG. 5et de laFIG. 7des extraits de ces figures présentant des éléments relatifs à la partie gauche des vues.

L’exemple illustratif qui a été retenu est le cinquième conducteur 3c en partant du haut du pont diviseur de tension 100 sur les vues. On a représenté en plus les troisième et quatrième conducteurs 3a et 3b (toujours définis en partant du haut du pont diviseur de tension).

Ce cinquième conducteur 3c, sur la vue (a) qui est extraite de laFIG. 5, comprend dans cette configuration une première partie rectiligne relativement courte puis deux coudes qui l’amènent dans le plan à proximité de la face supérieure, puis une deuxième partie rectiligne assez longue jusqu’à une borne de lecture.

De manière assez différente, dans la vue (b) qui est extraite de laFIG. 7, ce conducteur, référencé 3c’, après avoir pris naissance au même point du pont diviseur de tension 100 qu’en vue (a), comporte de nombreux coudes, et forme tout d’abord une boucle dans le plan inférieur, puis passe dans le plan supérieur et suit un long chemin en boucles successives, occupant de l’espace dans le plan proche de la face supérieure. Il s’achève à la même borne de lecture que dans la vue (a), mais après un trajet significativement plus long, dont la résistance est plus élevée.

A l’inverse les troisième et quatrième conducteurs référencés 3a’ et 3b’ n’ont pas été modifiés entre les deux configurations.

D’autres conducteurs sont amenés à adapter leur trajet pour, sans nécessairement l’allonger, faire de la place à un autre conducteur dont il a été décidé qu’il aurait un chemin plus long.

Le principe utilisé est celui d’une optimisation stochastique à l’aide d’opérations d’ajouts, de retrait, de modification de segments de conducteurs, préservant la continuité de chaque chemin, l’inclusion des chemins dans le volume de la pièce et l’interdiction des chevauchements et des continuités de chemins.

Les principes ainsi évoqués ont été présentés en n’évoquant que deux plans dans lesquels disposer les sections rectilignes principales – un plan à proximité de la face supérieure et un plan à proximité de la face inférieure - mais il est possible d’en prévoir plus, et notamment de prévoir en premier lieu simplement un unique plan intermédiaire entre les deux précédent, et de profiter de l’espace ainsi créé pour disposer les longueurs souhaitées de conducteurs. Plusieurs plans intermédiaires peuvent être utilisés. Le facteur de forme de l’objet peut être alors un peu différent, puisqu’on a besoin d’une épaisseur plus importante.

FIG. 9En référence à laFIG. 9, on présente plusieurs manières de répartir les potentiels entre Vcc et Vgnd.

Il est tout d’abord possible, et c’est ce qui a été envisagé ci-dessus, de répartir ces potentiels de manière régulière en utilisant tout l’intervalle entre Vcc et Vgnd. C’est ce qui est représenté en partie gauche de la figure – colonne (a) - qui présente une partie quelconque du pont diviseur de tension (interrompue en partie basse et partie haute, les potentiels étant plus nombreux que les seulement 5 potentiels représentés. La répartition est qualifiée d’uniforme.

Il est aussi possible de procéder au codage d’une information plus ou moins complexes dans la suite des différences entre deux potentiels consécutifs de la suite de potentiels, celles-ci pouvant dans ce but prendre plusieurs valeurs, et non plus une seule comme dans le précédent mode de réalisation présenté. Cela est représenté sous la forme d’exemples non limitatifs aux colonnes (b) à (d).

En premier lieu et comme représenté en milieu de figure, il est proposé un codage binaire court-long, en utilisant donc deux valeurs de différences de potentiel, l’une plus faible et l’autre plus élevée. Ainsi, si la valeur faible est symbolisée par 0, et la valeur élevée par 1, alors la figure présente un code 001100 à gauche – colonne (b) - et un code 010101 à droite – colonne (c).

En second lieu, et comme représenté en partie droite de figure, il est possible d’utiliser un code à plus de symboles. Ainsi, il est représenté un codage par permutation avec 6 symboles, et le message 103542 – colonne (d) -, puis le message 314052 – colonne (e).

Remarques conclusives

Au lieu d’une structure en carré, on pourrait avoir une structure en triangle, ou même d’autres formes. Il a été proposé ici de répartir les bornes de lecture en deux groupes, pour prolonger le fait que les bornes du pont diviseur de tension sont au nombre de deux, et qu’il est naturel de les positionner de part et d’autre d’un corps. Néanmoins d’autres dispositions sont envisagées.

On a mentionné que l’invention peut être placée dans un objet d’ornement ou d’individualisation relié à un objet plus important de par sa taille ou sa fonction. Il est ainsi possible de l’incorporer dans des porte-clés, des cartes au format carte bancaire ou des jetons.

L’ensemble de la structure peut être avantageusement fabriquée par impression en trois dimensions par fusion de fil de matériau à déposer avec un matériau très isolant pour le corps, et un matériau légèrement conducteur, par exemple un polymère plastique chargé, pour les pistes.

Claims (9)

1. Accessoire individualisé (1) comprenant un corps isolant ou diélectrique (11) à l’intérieur duquel est présent un pont diviseur de tension (100) à deux extrémités, l’accessoire comprenant de plus, accessibles, deux bornes (25, 26) reliées électriquement chacune à une des extrémités du pont diviseur de tension (100) pour former un gradient de potentiel à l’intérieur du corps, l’accessoire (1) comprenant de plus une pluralité de bornes accessibles pour lecture de potentiel électrique (50) ordonnables en sorte de former une suite de bornes pour lecture, l’accessoire comprenant des conducteurs (33, 3i, 3n, 3a, 3b, 3c ; 3a’, 3b’, 3c’) reliant via l’intérieur du corps (11) chacun une borne de la suite de bornes (50) à un point respectif du pont diviseur de tension (100) en sorte de permettre la lecture sur la suite de bornes (50) d’une suite de potentiels pris dans ledit gradient, une information étant codée dans l’accessoire sous la forme d’une permutation de potentiels, compte tenu d’une convention préétablie d’ordre des bornes de lecture.
2. Accessoire individualisé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pont diviseur de tension (100) est un pont diviseur de tension continu constitué par une bande ou un fil de matière conductrice résistive.
3. Accessoire individualisé (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (11) comprend une arête, le pont diviseur de tension (100) étant positionné le long de ladite arête, le corps (11) comprenant de plus une face, les bornes pour lecture étant positionnées sur ladite face.
4. Accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des conducteurs sont en au moins deux portions rectilignes successives de part et d’autre d’un ou plusieurs coudes, le corps étant par ailleurs plan et, dans l’épaisseur dudit corps, les deux portions rectilignes successives sont chacune dans un plan de cote constante et de part et d’autre d’un raccord transversal de changement de cote.
5. Accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des conducteurs (3a’, 3b’, 3c’) sont constitués de pistes ou câbles de matière conductrice résistive de longueurs encodant une information à lire par mesure de la résistance des conducteurs entre le pont diviseur de tension et la borne pour lecture associée.
6. Accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps comprend plusieurs bords, les bornes pour lecture étant réparties sur deux bords opposés du corps, et les deux bornes reliées aux extrémités du pont diviseur de tension étant également positionnées chacune sur un desdits deux bords opposés.
7. Accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les conducteurs et le pont diviseur de tension sont constitués d’au moins un matériau déposé.
8. Accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la suite de potentiels pris dans le gradient est une suite de potentiels espacés régulièrement, ou une suite de potentiels dans laquelle des différences entre des paires de potentiels consécutifs codent une information par encodage binaire ou à plus de deux symboles.
9. Procédé de transmission d’une information comprenant la fabrication additive d’un accessoire individualisé (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’information est codée sous la forme d’une permutation de potentiels, les conducteurs étant reliés au pont diviseur de tension en sorte de permettre la lecture sur la suite de bornes de ladite permutation de potentiels, compte tenu d’une convention préétablie d’ordre des bornes de lecture.