Titre de l'invention : Relais d’antenne de communication en champ proche

[0001] Domaine Technique

[0002] La présente invention se rapporte à un relais d’antenne de communication en champ proche. Plus particulièrement, l’invention concerne un relais qui permet de transformer l’antenne d’un lecteur en champ proche en une pluralité d’antennes de communication en champ proche.

[0003] Arrière-Plan Technologique

[0004] La demande de brevet WO 2021/038167 décrit un dispositif de localisation d’objets sur un plateau qui utilise une communication en champ proche plus connue sous l’acronyme NFC (de l’anglais Near Field Communication). Le principe mis en œuvre consiste à disposer une pluralité d’antennes NFC dans un plateau destiné à recevoir des objets munis d’une étiquette électronique. Le plateau comporte un ou plusieurs lecteurs NFC connectés aux antennes afin de communiquer avec les étiquettes électroniques des objets posés sur le plateau. Une sélection successive de chaque antenne est réalisée pour interroger les étiquettes se trouvant dans le champ de l’antenne sélectionnée. En fonction des réponses des étiquettes obtenues pour chaque antenne il est possible de déterminer la position de chaque étiquette sur le plateau. Un tel plateau de localisation peut être utilisé comme présentoir ou étagère de magasin afin de permettre un inventaire précis des produits sans se déplacer. Également, il est possible d’utiliser de tels plateaux comme plateau de jeu pour repérer des figurines. Cependant l’utilisation comme plateau de jeu est actuellement freinée par le coût d’un tel plateau. En effet, le coût total du plateau intègre une alimentation pour l’électronique comportant un ou plusieurs lecteurs NFC et une ou plusieurs interfaces pour interagir avec les joueurs ou un ordinateur des joueurs.

[0005] Par ailleurs, en matière de jeux, il est en outre connu d’utiliser un téléphone intelligent de type smartphone pour interagir avec un jeu de plateau. La demande de brevet US 2019/0370621 décrit un plateau de jeu dans lequel l’intelligence est déportée. Un tel plateau de jeu correspond à un relai d’antenne qui comporte un réseau d’antennes secondaires sélectionnable et une antenne primaire destinée à communiquer avec un lecteur NFC, par exemple le lecteur NFC d’un smartphone. Ainsi, il est possible de télécharger une application sur le téléphone pour utiliser celui-ci conjointement au plateau de jeu avec l’intelligence du plateau déportée dans le smartphone. Néanmoins, le coût plateau de jeu décrit dans cette demande reste encore assez élevé car le plateau intègre toujours une alimentation pour l’électronique de sélection des antennes et plusieurs interfaces pour interagir avec le smartphone.

[0006] Résumé de l’Invention

[0007] L’invention propose un relais d’antenne de communication en champ proche qui permet de transformer un simple lecteur de communication en champ proche en lecteur disposant d’une pluralité d’antennes à bas coût. Ainsi, un lecteur de communication en champ proche peut être transformé en lecteur pilotant un plateau de repérage disposant d’une pluralité d’antennes à l’aide d’un programme adapté. Le relais d’antenne proposé par l’invention permet notamment de fournir un plateau de jeu qui peut être couplé à un téléphone intelligent qui dispose d’une fonction de lecteur en champ proche en téléchargeant une application dans le téléphone et en posant simplement celui-ci sur le plateau de jeu. Le plateau est simplifié au maximum et l’alimentation du plateau est fournie par le téléphone. Cependant l’invention n’est pas limitée aux plateaux de jeu mais peut être utilisée pour transformer tout type de lecteur en champ proche en lecteur disposant de plusieurs antennes sélectionnâmes individuellement.

[0008] Plus particulièrement, l’invention propose un relais d’antenne de communication en champ proche comprenant une antenne primaire, au moins un circuit de contrôle et de récupération d’énergie, au moins un premier multiplexeur et au moins deux antennes secondaires. L’antenne primaire est destinée à être placée dans le champ d’un lecteur en champ proche, l’antenne primaire disposant d’une première borne et d’une deuxième borne. L’au moins un circuit de contrôle et de récupération d’énergie est connecté aux première et deuxième bornes de l’antenne primaire afin d’une part de produire une tension d’alimentation et d’autre part de communiquer avec le lecteur, le circuit de contrôle disposant d’au moins une sortie de commande. L’au moins un premier multiplexeur est alimenté par la tension d’alimentation et dispose d’au moins une entrée de commande d’une entrée/sortie de signal primaire et d’au moins deux entrées/sorties de signal secondaire, l’entrée de commande étant reliée à la sortie de commande du circuit de contrôle et l’entrée/sortie de signal primaire étant reliée à la première borne de l’antenne primaire. Les au moins deux antennes secondaires disposent chacune d’une première borne et d’une deuxième borne, la première borne de chaque antenne secondaire étant reliée à l’une des entrées/sorties de signal secondaire du premier multiplexeur et la deuxième borne de chaque antenne secondaire étant reliée à la deuxième borne de l’antenne primaire.

[0009] Dans un mode de réalisation particulier, le relais peut comporter au moins un deuxième multiplexeur alimenté par la tension d’alimentation et disposant d’au moins une entrée de commande d’une entrée/sortie de signal primaire et d’au moins deux entrées/sorties de signal secondaire, l’entrée de commande étant reliée à la sortie de commande du circuit de contrôle et l’entrée/sortie de signal primaire étant reliée à la deuxième borne de l’antenne primaire, la deuxième borne de chaque antenne secondaire étant reliée à la deuxième borne de l’antenne primaire par l’intermédiaire de l’une des entrées/sorties de signal secondaire du deuxième multiplexeur.

[0010] Selon un mode de réalisation, l’antenne primaire peut comporter au moins une spire connectée en parallèle sur un condensateur d’accord primaire, les bornes du condensateur correspondant aux première et deuxième bornes de l’antenne primaire.

[0011] Selon un autre mode de réalisation, l’antenne primaire peut comporter une pluralité de spires connectée en parallèle sur le condensateur d’accord primaire.

[0012] Dans un mode de réalisation préféré, chaque antenne secondaire peut comporter une spire en parallèle sur un condensateur d’accord secondaire.

[0013] Pour éviter des interférences entre antennes secondaires, le relais peut comporter au moins un troisième multiplexeur et au moins deux circuits de neutralisation d’antenne secondaire couplées à chacune des antennes secondaires, le troisième multiplexeur et les circuits de neutralisation étant alimenté par la tension d’alimentation une entrée de commande de chaque circuit de neutralisation étant connectée à une sortie du troisième multiplexeur.

[0014] Préférentiellement, chaque circuit de neutralisation peut comporter au moins un transistor mettant en court-circuit le condensateur d’accord secondaire de l’antenne secondaire.

[0015] Pour faciliter le positionnement du circuit lecteur par rapport à l’antenne primaire, le relais peut comporter un circuit indicateur de couplage qui donne une information visuelle en fonction du couplage électromagnétique de l’antenne primaire avec le circuit lecteur.

[0016] Selon un mode de réalisation, le circuit indicateur de couplage peut être un circuit thermométrique à diode électroluminescente qui allume un nombre de diodes proportionnel à la tension d’alimentation fournie par le circuit de contrôle.

[0017] L’invention propose également un plateau intégrant un relais d’antenne de communication en champ proche, ledit plateau comportant une zone de localisation correspondant à une matrice d’antennes secondaire permettant de localiser une étiquette électronique lorsqu’un lecteur en champ proche est positionnée sur l’antenne primaire.

[0018] En variante, l’invention propose aussi un plateau intégrant un relais d’antenne de communication en champ proche, ledit plateau comportant une pluralité de zones de communication correspondant chacune à une antenne secondaire, les antennes secondaires étant suffisamment espacées afin de ne pas pouvoir communiquer avec une étiquette électronique se trouvant dans une zone de communication voisine.

[0019] Brève Description des figures

[0020] L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et faisant référence aux dessins annexés, parmi lesquels :

[0021] [Fig. 1] montre un exemple de schéma fonctionnel du relais selon l’invention, [0022] [Fig. 2] et [Fig. 3] montrent une modélisation du circuit résonnant équivalent au schéma de la figure 1 selon différents modes de fonctionnement,

[0023] [Fig. 4] montre un schéma fonctionnel d’un circuit d’aide au couplage du dispositif lecteur,

[0024] [Fig. 5] montre un exemple préféré de réalisation d’une antenne primaire,

[0025] [Fig. 6] montre une variante du schéma de la figure 1 utilisant une matrice d’antennes,

[0026] [Fig. 7] montre une autre variante du schéma de la figure 1,

[0027] [Fig. 8] et [Fig. 9] illustrent des exemples d’utilisation du relais selon l’invention.

[0028] Description détaillée

[0029] La description qui va suivre va décrire un exemple principal de réalisation ainsi que des variantes et améliorations possibles à partir de l’exemple principal. Afin de simplifier la description qui va suivre, une même référence sera utilisée sur différentes figures dès lors que l’objet référencé sera le même ou de même nature. De plus, certains éléments seront omis sur certaines figures afin d’éviter de les surcharger inutilement.

[0030] La figure 1 représente un schéma fonctionnel d’un mode de réalisation d’un relais 1 selon l’invention. Le relais 1 comporte une antenne primaire 10 et deux antennes secondaires 20. L’antenne primaire 10 dispose d’une première borne 11 et d’une deuxième borne 12. Chaque antenne secondaire 20 dispose également d’une première borne 21 et d’une deuxième borne 22. Les premières bornes 21 des antennes secondaires 20 sont reliées à la première borne 11 de l’antenne primaire 10 par l’intermédiaire d’un premier multiplexeur 30. Les deuxièmes bornes 22 des antennes secondaires 20 sont reliées à la deuxième borne 12 de l’antenne primaire 10 par l’intermédiaire d’un deuxième multiplexeur 40. Les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 disposent en outre d’une entrée de commande reliée à une sortie de commande d’un circuit de contrôle 50, les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 recevant les mêmes signaux de commande afin de sélectionner l’antenne secondaire 20 à mettre en contact avec l’antenne primaire 10. [0031] En variante, il est possible de supprimer l’un des premier ou deuxième multiplexeurs 30 ou 40. Dans ce cas, toute les première bornes 11 et 21 ou deuxième bornes 12 et 22 des première et deuxième antennes 10 et 20 sont reliées ensemble, la sélection d’antennes secondaire ne se faisant respectivement que par le deuxième ou le premier multiplexeur.

[0032] Le circuit de contrôle 50 est un circuit intégré de type microcontrôleur, ou de type automate en logique câblée, disposant de deux bornes pour être connecté à une antenne de communication en champ proche et qui dispose en outre d’entrées/sorties configurables de type GPIO (de l’anglais General Purpose Input Output). Le circuit de contrôle 50 peut en outre s’autoalimenter sur le champ magnétique de communication et fournir une tension d’alimentation VCC à d’autres circuits. A titre d’exemple, le circuit de contrôle peut être le circuit SIC4310 proposé par la société Silicon Craft, ou un circuit équivalent proposé par la société NXP. Les deux bornes de communication en champ proche du circuit de contrôle 50 sont respectivement connectées aux première et deuxième bornes 11 et 12 de l’antenne primaire 10 afin de pouvoir récupérer de l’énergie provenant d’un champ magnétique et également pour communiquer sur le champ magnétique. Les bornes d’entrées/sorties configurables constituent la sortie de commande qui est connectée à l’entrée de commande des multiplexeurs 30 et 40. Suivant le type de multiplexeur 30 et 40 utilisé, le nombre d’entrées/sorties utilisé peut être variable suivant qu’il s’agisse d’un bus de commande de type série ou de type parallèle. Un condensateur réservoir 51 peut être connecté en parallèle entre les sorties de tension d’alimentation VCC et de masse du circuit de contrôle 50 afin de stabiliser la tension d’alimentation fournie aux multiplexeurs 30 et 40.

[0033] Le principe général de fonctionnement du relais 1 consiste à placer un circuit lecteur dans le champ de l’antenne primaire 10 afin de recevoir un champ magnétique modulé. L’antenne primaire 10 transforme le champ magnétique en signaux électriques fournis au circuit de contrôle 50. Le circuit de contrôle 50 transforme les signaux électriques en énergie d’alimentation stockée dans le condensateur réservoir 51 et s’identifie auprès du circuit lecteur. Le circuit lecteur peut alors envoyer une commande de sélection au circuit de contrôle 50. La commande de sélection est ensuite transformée par le circuit de contrôle 50 en commande pour les multiplexeurs 30 et 40. La commande reçue par les multiplexeurs 30 et 40 permet de mettre en contact une antenne secondaire sélectionnée 20 avec l’antenne primaire 10. Toutes les commandes subséquentes du circuit lecteur reçues par l’antenne primaire 10 sont alors réémises par l’antenne secondaire 20 sélectionnée.

[0034] Afin d’assurer l’alimentation du relais 1 et une bonne transmission de signal au niveau d’une antenne secondaire 20, il convient de s’assurer que l’antenne primaire 10 et l’antenne secondaire 20 soient en permanence accordées sur le champ du circuit lecteur afin d’entrer en résonnance pour amplifier le champ reçu du lecteur et restituer un champ amplifié au niveau de l’antenne secondaire 20. Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, l’antenne primaire 10 comporte une spire 13 et un condensateur d’accord 14 et les antennes secondaires 20 comportent chacune une spire 23 et un condensateur d’accord 24. L’homme du métier comprendra que la taille et le nombre de spires 14 et 24 des antennes 10 et 20 peut être variable en fonction de la fréquence du champ magnétique de communication et également en fonction de valeurs envisageables pour les condensateurs d’accord 14 et 24.

[0035] Afin de permettre à un homme du métier de dimensionner au mieux les antennes 10 et 20, il convient de considérer trois modes de fonctionnement. Un premier mode de fonctionnement est relatif à l’approche d’un lecteur de l’antenne primaire 10. Durant ce premier mode de fonctionnement les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 ne sont pas alimentés. Un deuxième mode de fonctionnement correspond à une communication établie entre le lecteur et le circuit de contrôle 50 dans lequel les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 sont alimentés mais n’établissent aucune connexion avec une antenne secondaire 20. Un troisième mode de fonctionnement correspond à une communication établie entre le lecteur et le circuit de contrôle 50 dans lequel les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 sont alimentés et établissent une connexion avec une antenne secondaire 20. La figure 2 correspond à une modélisation du circuit résonnant équivalent au schéma de la figure 1 dans les premier et deuxième modes de fonctionnement et la figure 3 correspond à une modélisation du circuit résonnant équivalent au schéma de la figure 1 dans le troisième mode de fonctionnement.

[0036] Pour ces deux figures 2 et 3, l’antenne primaire 10 est modélisée par une inductance L13 et une capacité C14 correspondant respectivement à la spire 13 et au condensateur d’accord 14 en parallèle. Une capacité C50 correspond à la capacité des entrées du circuit de contrôle 50 qui vient en parallèle sur la capacité C14. Les premiers et deuxième multiplexeurs 30 et 40 sont modélisés respectivement par des capacités C30 et C40 placées entre l’une des bornes de la capacité C14 et la ligne de masse. Sur la figure 3, la modélisation de l’antenne secondaire 20 connectée consiste à rajouter en parallèle sur la capacité C14 une capacité C24 et une inductance L23 correspondant respectivement au condensateur d’accord 24 et à la spire 23. Les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 étant identique et recevant les mêmes tensions d’alimentation et les mêmes signaux de commandes, les capacités C30 et C40 sont identiques.

[0037] La fréquence de résonnance F du circuit de la figure 2 correspond à la formule suivante :

[0038] [math 1]

[0040] Bien que la formule de détermination de la fréquence de résonnance soit la même, il convient de noter que les capacité C30 et C40 varient suivant l’état d’alimentation des premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40. Pour s’affranchir de la variation des capacités C30 et C40, il convient de dimensionner le condensateur d’accord 14 de sorte que sa capacité C14 soit suffisamment importante pour rendre la variation des capacités C30 et C40 négligeable. A titre d’exemple, la variation des capacités C30 et C40 étant de quelques picofarads, on peut choisir une capacité C14 supérieure à 500 picofarads de sorte que la variation de fréquence de résonnance soit inférieure à un pour cent. Une fois que la valeur de la capacité C14 est choisie, il convient de déterminer l’inductance L13 en fonction de la fréquence de résonnance souhaitée et de la valeur des capacité C14, C30, C40 et C50. L’inductance L13 étant déterminée, l’homme du métier peut dimensionner la spire 13. [0041] La fréquence de résonnance F du circuit de la figure 3 correspond à la formule suivante :

[0042] [math 2]

[0044] Dans le cas de la figure 3, il convient de noter que les spires 23 peuvent être dessinées en fonction de la surface que celles-ci doivent occuper sur un plateau et l’inductance résultante L23 sera calculée en fonction du dessin desdites spires 23. Une fois l’inductance L23 calculée, la capacité C24 est déterminée pour ramener la fréquence F à la valeur de la fréquence du champ produit par le lecteur. Il est à noter que, si les spires 24 ont une surface relativement faible avec des longueurs de conducteur importantes pour les relier aux premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40, les conducteurs devront également être pris en compte pour le calcul de l’inductance L23 de chaque antenne secondaire 20. Ainsi, les capacités C24 des condensateurs d’accord 24 pourront être différents pour chaque antenne secondaire 20.

[0045] Comme indiqué précédemment, le dimensionnement de la spire 13 de l’antenne primaire 10 est contraint par le dimensionnement du condensateur d’accord 14. Typiquement la valeur de l’inductance est donnée par la formule suivante :

[0046] [math 3]

1

[0047] L13 =

(27TF) ² X(C14+C50+— )

[0048] A titre d’exemple, la norme ISO/IEC 14443 définit une fréquence du champ de communication à une fréquence de 13,56 MHz. Ayant défini un condensateur d’accord ayant une capacité supérieure à 500pF, la somme des capacités C14, C30, C40 et C50 sera également supérieure à 500pF. Ainsi, l’inductance L13 doit être inférieure à 275 nanohenrys. Un calcul simplifié de l’inductance L d’une spire rectangulaire de cotés A et B imprimée sur un circuit imprimé avec des conducteurs ayant une largeur E peut se faire à l’aide de la formule suivante :

[0049] [math 4]

[0051] avec mq qui correspond à la constante magnétique. L’homme du métier peut calculer qu’une spire rectangulaire réalisée avec des conducteurs de 2 mm de large doit être inférieure à un rectangle de 6 cm par 8 cm. L’homme du métier prendra soin d’ajuster la taille de la spire 13 afin d’obtenir la valeur d’inductance qui lui conviendra au mieux. Il est à noter que pour une si petite inductance, il convient également de prendre en considération l’inductance correspondant aux conducteurs reliés à la spire 13. Un ajustement de la capacité C14 peut également être réalisé après avoir réalisé le dessin définitif de la spire 13 et des conducteurs la reliant au condensateur d’accord 14.

[0052] La spire 13 déterminée est relativement petite. Considérant un circuit lecteur de type téléphone portable qui comporte également une antenne dont la surface est du même ordre de grandeur, il convient de positionner au mieux le téléphone portable sur l’antenne primaire afin d’assurer un couplage optimum. Considérant que la position d’une antenne de communication en champ proche peut être placée à différents endroit à l’intérieur d’un téléphone portable en fonction du modèle, des marques de repérage peuvent ne pas suffire pour positionner correctement un téléphone sur l’antenne primaire 10.

[0053] Une amélioration permettant d’assurer un couplage optimum peut être l’ajout d’un circuit d’aide au couplage. Le circuit d’aide au couplage peut être un circuit de type thermométrique à diodes électroluminescentes (ci-après LED) qui va permettre d’indiquer en éclairant un nombre de LEDs proportionnel au couplage entre le lecteur et l’antenne primaire 10. Grâce à un tel circuit, un utilisateur peut déplacer le lecteur au niveau de l’antenne primaire jusqu’à l’éclairage de la totalité des LEDs.

[0054] La figure 4 montre un schéma fonctionnel d’un exemple de circuit d’aide au couplage 400. Typiquement, le circuit d’aide au couplage 400 vient se connecter sur les sorties de tension d’alimentation VCC et de masse du circuit de contrôle 50 qui fournit une tension d’alimentation qui est proportionnelle au couplage réel entre l’antenne primaire 10 et le lecteur. L’homme du métier comprendra que le circuit d’aide au couplage de la figure 4 est donné à titre d’exemple et peut être remplacé par d’autres types de circuits thermométriques.

[0055] Le circuit d’aide au couplage 400 comporte un régulateur de tension 410 qui permet d’alimenter des LEDs 420, par exemple au nombre de trois. A cet effet, chaque LED 420 est montée en série avec une résistance 430 et le canal d’un transistor 440. La branche ainsi constituée est connectée entre une sortie de tension régulée du régulateur de tension 410 et la masse. Chaque résistance 430 est dimensionnée pour limiter le courant dans la LED 420 lorsque le canal du transistor 440 est saturé. Chaque transistor 440, par exemple de type MOSFET (de l’anglais Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), a sa source connectée à la masse et sa grille connectée au point milieu d’un pont diviseur de tension 450 qui est connecté entre la tension d’alimentation VCC et la masse. Chaque pont diviseur de tension 450 comporte deux résistances R1 et R2 en série dont les valeurs sont ajustées pour que le point milieu corresponde à la tension de seuil du transistor 440 auquel il est connecté lorsque la tension d’alimentation correspond à un seuil d’allumage de la diode 420 associée. Les seuils d’allumage sont différents pour chaque pont diviseur de tension 450 afin d’allumer une, deux ou trois LED 420 en fonction de la tension d’alimentation VCC.

[0056] Une autre possibilité d’amélioration du couplage peut consister à adapter l’antenne primaire pour que celle-ci occupe une surface plus importante sans toutefois changer l’inductance de ladite antenne. Une telle amélioration peut être utilisée à la place ou en combinaison avec un circuit d’aide au couplage.

[0057] A titre d’exemple non limitatif, la figure 5 montre une antenne primaire 10 comportant quatre spires 13’ connectées en parallèle sur le condensateur d’accord 14. Les quatre spires 13’ sont juxtaposées de sorte à couvrir une surface plus importante qu’une unique spire. En outre le montage en parallèle des spires 13’ a pour effet de présenter une inductance équivalente au quart de l’inductance d’une seule spire 13’, ce qui permet d’utiliser des spires de taille plus importante. De nombreuses autres configurations d’antenne utilisant des spires juxtaposées peuvent être utilisées en couplant les spires en parallèle ou en connectant en parallèle des branches de spires montées en série. [0058] Le circuit de la figure 1 montrait un exemple de réalisation utilisant deux antennes secondaires. Cependant pour réaliser un plateau de localisation, il convient d’utiliser une matrice d’antennes secondaires 20, à l’image de ce qui est mis en œuvre dans la demande de brevet WO 2021/038167. La figure 6 montre un exemple de réalisation d’un relais 1 selon l’invention disposant d’une pluralité d’antennes secondaires 20 disposées en lignes et colonnes d’une matrice permettant de repérer une étiquette électronique sur un plan. Les antennes secondaires 20 sont réalisées sur deux faces d’un circuit imprimé ou sur deux couches de circuit imprimé afin de les isoler électriquement. Le circuit imprimé ou les couches de circuit imprimé peuvent être réalisé à l’aide de l’une des nombreuses technologies connues, utilisant un substrat en résine époxy, en polyimide, en papier, en carton recouverte d’une couche conductrice en cuivre gravé, en encre conductrice sérigraphiée, en feuille d’aluminium découpée, L’homme du métier, pouvant choisir ce qui est le plus adapté en fonction de l’application souhaitée. Cependant, lorsqu’une antenne secondaire 20 est activée le champ magnétique va avoir pour effet d’exciter les antennes secondaires 20 qui lui sont superposées et de faire entrer celles-ci en résonnance. Pour éviter un tel couplage entre les antennes secondaires 20, il convient de neutraliser les antennes qui ne sont pas sélectionnées. Le même phénomène de couplage peut également se produire avec des antennes juxtaposées lorsque celles-ci sont trop proches les unes des autres. Si la configuration des antennes secondaires présente un risque important de couplage il convient alors de rajouter des circuits de neutralisation. Afin de ne pas surcharger la figure 6, un exemple de réalisation de circuits de neutralisation est représenté sur la figure 1 bien qu’il ne soit pas nécessaire de neutraliser les antennes secondaires 20 si celles-ci sont au nombre de deux et si elles sont suffisamment éloignées l’une de l’autre. L’homme du métier pourra aisément les transposer sur le schéma de la figure 6.

[0059] Afin de neutraliser les antennes secondaires 20, le relais 1 comporte un troisième multiplexeur 60, qui peut être de même nature que les premier et deuxième multiplexeurs 30 et 40 ou qui peut être simplement mono directionnel, l’important étant que le troisième multiplexeur 60 dispose d’une entrée de signal et d’une pluralité de sorties de signal. Le troisième multiplexeur dispose d’une entrée de commande reliée à une sortie de commande d’un circuit de contrôle 50 et reçoit les mêmes signaux de commande que les premier et deuxième multiplexeur 30 et 40 afin de sélectionner une sortie de signal correspondant à l’antenne secondaire 20 sélectionnée. L’entrée de signal du troisième multiplexeur est reliée à un niveau logique de commande, par exemple un niveau bas correspondant à la masse. Chaque sortie de signal du troisième multiplexeur 60 est connectée à une entrée de commande d’un circuit de neutralisation 70 associé à une antenne secondaire 20. Par défaut, si l’entrée de commande du circuit de neutralisation 70 ne reçoit pas un niveau logique de commande qui désactive ledit circuit de neutralisation 70, celui-ci est activé et neutralise l’antenne secondaire qui lui est associée.

[0060] Pour neutraliser une antenne résonnante composée d’une spire en parallèle sur un condensateur, de nombreuses possibilités sont offertes, telles que désaccorder le circuit résonnant ou ouvrir le circuit résonnant. Selon un mode de réalisation préféré, il est proposé de désaccorder le circuit en court-circuitant le condensateur d’accord 24. Un tel court-circuit peut être réalisé à l’aide d’un transistor. Cependant, l’antenne secondaire 20 n’étant pas reliée à un potentiel de référence, il est préféré d’utiliser un circuit de neutralisation 70 qui comporte deux transistors 71 et 72 ayant leur canal respectivement connecté entre l’une des bornes du condensateur d’accord 24 et la masse. Les grilles des deux transistors 71 et 72 sont reliées ensemble à une sortie du troisième multiplexeur 60 et à une première borne d’une résistance de tirage 73. Une deuxième borne de la résistance de tirage 73 est reliée à la tension d’alimentation VCC. Afin de réduire au maximum la consommation des circuits de neutralisation, les transistors 71 et 72 sont préférentiellement de type MOSFET et la résistance de tirage 73 dispose d’une résistance très élevée.

[0061] Lorsqu’une antenne secondaire 20 n’est pas sélectionnée, la sortie de signal correspondante du troisième multiplexeur 60 n’est pas reliée à la masse, les grilles des transistors 71 et 72 reçoivent alors la tension d’alimentation VCC par l’intermédiaire de la résistance de tirage 73 et deviennent passant. Les transistors 71 et 73 étant passant, les bornes du condensateur d’accord 24 se trouvent alors connectées à la masse, ce qui met le condensateur d’accord 24 en court-circuit, neutralisant ainsi l’antenne secondaire 20 qui n’est pas sélectionnée.

[0062] Lorsqu’une antenne secondaire est sélectionnée, la sortie de signal correspondante du multiplexeur 60 est reliée à la masse ainsi que les grilles des transistors 71 et 72, ce qui bloque les transistors. Les transistors étant bloqués, l’antenne secondaire 20 sélectionnée peut résonner librement.

[0063] Selon le mode de réalisation des figures 1 et 6, le nombre d’antennes secondaires 20 peut être limité par les capacités des multiplexeurs 30, 40 et 60 et par le nombre de sorties de commande du circuit de contrôle 50. En effet, le circuit de contrôle 50 ne fait que transcoder des commandes reçues du circuit lecteur en signaux sur ses entrées/sorties. L’adressage d’un bus série nécessite que le circuit lecteur envoie au circuit de contrôle 50 une commande par bit envoyé sur le bus série, ce qui nécessite un nombre de commandes relativement important pour adresser les multiplexeurs 30, 40 et 60. L’utilisation d’un bus parallèle pour commander les multiplexeurs 30, 40 et 60 est toutefois limité par le nombre d’entrées/sorties disponible sur le circuit de contrôle 50. Si le circuit de commande 50 ne dispose que de quatre entrées/sorties de type GPIO, les multiplexeurs ne peuvent adresser au plus que huit antennes secondaires 20.

[0064] Si l’on souhaite adresser un nombre d’antennes supérieur à huit, il est possible d’ajouter un deuxième circuit de contrôle 50’ comme représenté sur la figure 7 qui montre une autre variante des schémas des figures 1 et 6. Le deuxième circuit de contrôle 50’ est identique au circuit de contrôle 50. Les deux bornes de communication en champ proche du deuxième circuit de contrôle 50’ sont connectées en parallèle sur les deux bornes de communication en champ proche du circuit de contrôle 50. Ainsi le circuit lecteur peut adresser l’un ou l’autre des circuits de contrôle 50 et 50’. En outre, le deuxième circuit de contrôle 50’ dispose également de sorties de tension d’alimentation VCC et de masse connectées également en parallèle sur les sorties de tension d’alimentation VCC et de masse du circuit de contrôle 50. Ainsi les circuits de contrôle 50 et 50’ contribuent tous les deux à l’alimentation des multiplexeurs 30, 40 et 60. Les entrées/sorties configurables du deuxième circuit de contrôle 50’ peuvent être juxtaposées avec les entrées/sorties du circuit de contrôle 50 ce permet de doubler la taille d’un bus parallèle de commande, faisant passer la taille maximale du bus de quatre à huit signaux de commande, ce qui peut permettre d’adresser jusqu’à 128 antennes secondaires. A cet effet il est possible d’utiliser des multiplexeurs disposant d’un plus grand nombre d’entrées/sorties voire même de rajouter des multiplexeurs supplémentaires 30’, 40’ et 60’ venant augmenter la capacité d’adressage d’antennes secondaires 20.

[0065] Sur la figure 7, les premier, deuxième et troisième multiplexeurs 30, 40 et 60 sont doublés. Les entrées de commandes des multiplexeurs 30, 30’, 40, 40’, 60 et 60’ recevant seulement une partie du bus de commande. Il est toutefois possible de rajouter un nombre plus important de multiplexeurs à condition de rester dans la limite de capacité d’alimentation que l’on peut obtenir à partir du champ de communication fourni par le lecteur.

[0066] Selon un premier exemple de mise en œuvre, la figure 8 montre un plateau de jeu 800 destiné à coopérer avec un téléphone portable intelligent 810, communément appelé smartphone. A cet effet, le plateau de jeu 800 intègre dans son épaisseur un circuit imprimé sur lequel les différents composants constituant le relais 1 objet de l’invention ont été dessinés ou soudés suivant le type de composant. A titre d’exemple, le plateau de jeu comporte une zone de jeu 820 elle-même imprimée en fonction du jeu. Huit spires 23 d’antennes secondaires 20 sont disposées en matrice et placées sous la zone de jeu 820 afin de repérer la position d’une pièce munie d’une étiquette d’identification électronique placée sur ladite zone de jeu 820. Des spires 13’ d’une antenne primaire 10 sont placées sous une zone de dépose 830 localisée sur une partie latérale du plateau de jeu 800. Les autres composants du relais 1 sont regroupés dans une zone neutre 840 du plateau de jeu 800, de préférence la plus éloignée possible des spires 13’ et 23 afin de réduire les risques d’interférence. Une zone d’indication 850 peut regrouper les LEDs 420 à l’intérieur de la zone neutre 840.

[0067] Préalablement à la mise en œuvre du jeu, il convient de télécharger une application dans le smartphone 820 qui inclut un procédé de localisation d’étiquettes électronique tel que par exemple décrit dans la demande de brevet WO 2021/038167 et modifié pour prendre en compte le relais 1. Une fois le programme chargé, le smartphone 820 est placé par un utilisateur sur la zone de dépose 830. Le smartphone 820 est ensuite déplacé sur cette zone de dépose jusqu’à ce que les trois LEDs 420 soient allumées. Le smartphone 820 établit une première communication avec le circuit de contrôle 50 lors d’une initialisation du jeu. Par la suite, chaque fois qu’une antenne secondaire 20 doit être sélectionnée le smartphone 820 va envoyer une commande au circuit de contrôle 50 lui indiquant la valeur des signaux de sortie qui doivent être positionnés sur les sorties de commande. Le reste du procédé de localisation peut ensuite être mis en œuvre par le smartphone 820 à l’identique de ce qui décrit dans la demande WO 2021/038167. L’homme du métier pourra apprécier que l’utilisation d’un tel procédé permet d’avoir une précision de localisation qui est environ quatre fois inférieure à la largeur d’une spire 23 d’antennes secondaires, ce qui permet d’éviter d’utiliser un nombre d’antennes secondaires 20 plus important.

[0068] D’autres exemples de mise en œuvre peuvent être envisagés. Il est relativement courant dans les restaurants que les clients demandent à ce que l’addition soit divisée entre eux. La norme EMV (acronyme de Europay MasterCard Visa) n’autorise une transaction bancaire sans contact que s’il n’y a qu’une seule carte bancaire dans le champ de communication d’un terminal de paiement. Un paiement distribué n’est donc pas possible sauf à disposer de plusieurs antennes sur le terminal de paiement.

[0069] Selon un deuxième exemple de mise en œuvre, la figure 9 montre un plateau de paiement 900 destiné à coopérer avec un terminal de paiement 910 pour effectuer un paiement sans contact distribué sur plusieurs cartes bancaires. A cet effet, le plateau de paiement 900 intègre dans son épaisseur un circuit imprimé muni des différents composants constituant le relais 1 objet de l’invention. Le plateau de paiement 900 comporte une pluralité de zones de paiement 920, par exemple huit, repérées par des rectangles d’une taille légèrement supérieure à la taille d’une carte bancaire. Huit spires 23 d’antennes secondaires 20 sont disposées chacune sous chaque zone de paiement 920. Afin de ne pouvoir communiquer qu’avec la carte bancaire située dans la zone de paiement 920, chaque spire 23 est de petite dimension et se trouve placée au centre de chaque zone de paiement 920. L’homme du métier remarquera qu’il n’est pas nécessaire de neutraliser les antennes secondaires 20 dans ce type d’application car celles- ci n’interfèrent pas entre elles. Des spires 13’ d’une antenne primaire 10 sont placées sous une zone de dépose 930 localisée sur une partie latérale du plateau de paiement 900. Les autres composants du relais 1 sont regroupés dans une zone neutre 940 du plateau de paiement 900. Une zone d’indication 850 peut regrouper les LEDs 420 à l’intérieur de la zone neutre 940.

[0070] Pour effectuer un paiement distribué, le terminal de paiement 910 dispose d’un mode de paiement distribué destiné à coopérer avec le plateau de paiement. Lorsque le commerçant veut réaliser un paiement distribué, celui-ci va placer les cartes bancaires sur lesquelles le paiement doit être distribué sur les zones de paiement 920, à raison d’une carte par zone de paiement 920. Ensuite, le commerçant va rentrer dans le terminal de paiement 910 le total à payer. Le terminal de paiement 910 est alors placé sur la zone de dépose 930 en ajustant la position dudit terminal 910 jusqu’à ce que les trois LEDs 420 soient allumées. Le commerçant peut alors lancer l’application de paiement distribué.

[0071] Le paiement distribué fonctionne en deux phases. Une première phase consiste à déterminer combien de cartes bancaires sont présentes. A cet effet, le terminal de paiement va envoyer des commandes de sélection d’antennes secondaires 20 au circuit de contrôle 50 puis détecter si une carte bancaire est présente pour chaque antenne. Après avoir sélectionné et interrogé toutes les antennes secondaires 20, le terminal de paiement 910 connaît le nombre de cartes bancaires à débiter ainsi que l’emplacement correspondant à une antenne secondaire 20. A l’issue de cette première phase, le terminal de paiement affiche le nombre de cartes détectées, calcule le montant à payer pour chaque carte bancaire et demande confirmation du débit. Après confirmation du débit, le terminal de paiement 910 va passer dans une deuxième phase de débit en réalisant des opérations de débit pour chaque carte bancaire. Une commande de sélection d’antenne est envoyée au circuit de contrôle 50 puis une commande de désélection est envoyée au circuit de contrôle afin que celui-ci ne réponde plus aux commandes envoyées par le terminal de paiement. Le paiement selon protocole EMV est ensuite lancé pour réaliser le paiement avec la carte positionnée sur l’antenne secondaire 20 sélectionnée qui se trouve être seule à répondre aux commandes envoyées par le terminal de paiement 910. A l’issue du paiement, le terminal de paiement 910 envoie une commande de sélection au circuit de contrôle 50 afin que celui-ci puisse à nouveau interagir avec le terminal de paiement 910. Une autre antenne secondaire 20 est sélectionnée pour procéder au paiement suivant après avoir à nouveau désélectionné le circuit de contrôle 50. L’opération est ainsi répétée jusqu’à ce que tous les paiements aient été effectués.

[0072] D’autres applications peuvent être envisagées, telles que par exemple une recharge sans contact de dispositifs électroniques que l’on souhaite recharger les uns après les autres. Il est même possible d’envisager des recharges simultanées à condition de prévoir une sélection de plusieurs antennes en même temps, ce qui peut se faire en utilisant deux circuits de contrôles en parallèle et/ou en multipliant le nombre de multiplexeurs.