L'objet de la présente invention est un dispositif d'asservissemen pour moteur pas à pas.

De nombreux moteurs pas à pas connus sont alimentés en boucl ouverte, c'est-à-dire que l'alimentation ne fait que fournir au moteur de impulsions de tension électrique par un circuit de commande associé une source d'énergie, afin que ce moteur développe un couple mécaniqu de nature à entraîner une certaine charge.

Dans ce type d'alimentation en boucle ouverte, l'énergie délivré par la dite source est approximativement la même pour chaque impulsio de tension. Autrement dit, la durée des impulsions et leur niveau d tension sont constants. Pour entraîner une charge déterminée, les impul sions de tension sont choisies de manière que le moteur développe un couple mécanique suffisamment élevé pour garantir l'entraînement de cette charge.

Pour différentes raisons , le couple nécessaire à l'entraînement de la charge peut, toutefois, varier dans une large mesure. Pour garantir l'entraînement de la charge sans coup férir, l'énergie délivrée par la source doit être assez élevée pour que le couple développé par le moteur à chaque impulsion qu'il reçoit soit supérieur à la plus grande résistance qu'il peut arriver à la charge d'opposer à son entraînement. Cette éner¬ gie est cependant bien trop élevée dans tous les cas, les plus nombreux, où la résistance opposée par la charge est plus faible. Il en résulte donc une consommation d'énergie électrique excessive. Cela est gênant dans certaines applications, en particulier lorsque l'encombrement de l'ensem-

ble d'un appareil avec source d'énergie doit être réduit et lorsque, de surcroît, cet appareil doit fonctionner de façon autonome et absolument fiable pendant un temps relativement long , comme dans le cas d'appareils médicaux implémentables dans le corps humain. L'inconvénient de l'ali- mentation du moteur pas à pas en boucle ouverte réside donc dans la consommation d'énergie électrique trop élevée, nécessitée par le fait que le moteur doit entraîner sa charge de façon sûre lors de chaque impul¬ sion reçue.

II est connu de remédier à cet inconvénient en alimentant le mo¬ teur en boucle fermée par un dispositif d'asservissement. Ce dernier ré¬ side en un détecteur de position qui renseigne le circuit de commande sur la position de la charge. Lorsque la charge n'est pas entraînée à la suite de l'une des impulsions envoyées normalement au moteur, le détec- teur de position le signale au circuit de commande qui envoie alors une nouvelle impulsion de tension suffisamment forte pour entraîner la char¬ ge. Dans ce cas , le circuit de commande est donc agencé de façon à pouvoir envoyer au moteur deux types d'impulsions de tension. Celles du premier type ont un niveau d'énergie relativement faible, soit que la du- rée des impulsions est courte soit que le niveau de leur tension est bas. Les impulsions de ce type sont celles qui alimentent normalement le mo¬ teur. Le moteur ne consomme alors que peu d'énergie et le couple méca¬ nique qu'il développe, s ^r il suffit pour entraîner la charge dans la majo¬ rité des cas , ne garantit cependant pas cet entraînement à chaque impul- sion de ce premier type. Celles du second type ont un niveau d'énergie élevé, soit que leur durée est longue soit que le niveau de leur tension est élevé. En recevant une impulsion de ce second type, le moteur con¬ somme beaucoup d'énergie électrique, mais il développe alors un couple mécanique qui garantit l'entraînement de la charge.

Si le moteur avance d'un pas à la suite d'une impulsion du pre¬ mier type, le détecteur de position ne provoque aucune réaction du cir¬ cuit de commande. En revanche, si la charge n'est pas entraînée à la suite d'une de ces impulsions du premier type, le_ détecteur de position fait réagir le circuit de commande, qui envoie alors aussitôt au moteur une impulsion du second type, dite impulsion de correction.

Le dispositif d'asservissement qui ferme ainsi la boucle d'alimen¬ tation du moteur pas à pas permet donc de réduire la consommation d'é-

nergie électrique du moteur tout en garantissant absolument l'entraîne ment de la charge.

Les dispositifs d'asservissement connus ne sont toutefois pas sa tisfaisants . La plupart d'entre eux n'assurent que l'entraînement de l charge après chaque impulsion du premier type , grâce à celle du secon type qui la suit , le cas échéant , mais ils ne garantissent pas la précisio de marche de la charge . Les déplacements que cette dernière peut effec tuer en l'absence d'impulsion , dans l'intervalle entre deux impulsions par exemple lorsque le moteur subit un choc à ce moment-là, comme cel peut se produire dans une montre à quartz à affichage analogique , é chappent totalement au détecteur de position du dispositif d'asservisse ment . Il faudrait donc contrôler non seulement que le moteur entraîn bien sa charge lorsque cela est désiré, mais aussi que la charge ne soi pas entraînée lorsque cela n'est pas désiré.

Il a déjà été proposé de garantir la précision de marche à l'aid d'un dispositif d'asservissement, cela en utilisant toutefois des contact électriques avec leurs défauts inhérents .

La présente invention , définie par la revendication 1 , vise à crée un dispositif d'asservissement qui permette d'actionner un moteur pas pas en consommant une énergie électrique réduite tout en garantissant, au choix , l'entraînement de la charge ou la précision de marche de cett dernière .

Les particularités définies par les revendications 2 et 3 , spécifi fiées par celles définies par les revendications 4 à 7 sont relatives à u dispositif d'asservissement garantissant l'entraînement de la charge; tan- dis que celles qui sont définies par la revendication 8 et sont spécifiées par celles définies par les revendications 9 et 10 sont relatives à un dis¬ positif d'asservissement garantissant la précision de la marche.

Une forme d'exécution du dispositif d'asservissement selon l'inven- tion est représentée schematiquement et à simple titre d'exemple au des¬ sin qui en illustre deux applications .

La Fig . 1 est une vue en perspective de cette forme d'exécution .

; OM

La Fig. 2 en est une vue en coupe.

La Fig. 3 est un schéma-bloc d'un dispositif garantissant l'entraî¬ nement de la charge.

La Fig. 4 est un schéma-bloc d'un dispositif garantissant la pré¬ cision de marche de la charge.

Les Fig. 1 et 2 représentent un dispositif d'asservissement dont le détecteur de position est associé à un moteur du type Lavet, qui ef¬ fectue deux pas par tour. Ce moteur est composé d'un rotor aimanté 1, d'un stator 2 et d'un noyau bobiné 3. Une impulsion de tension dans l bobine du moteur produit une rotation de 180° du rotor 1, qui transmet ce mouvement par un pignon (non représenté) , qui en est solidaire, à un train d'engrenage (non représenté) .

Le détecteur de position du dispositif d'asservissement est compo¬ sé d'un electret 4, d'une électrode fixe 5 et d'un circuit de détection 6.

Pour mémoire, un electret est un élément fait en un matériau qu conserve une polarisation électrique même en l'absence de champ électri que. Autrement dit, c'est l'analogue électrique d'un aimant permanent. De tels éléments sont déjà utilisés industriellement, en particulier dan des microphones miniatures.

L'électret 4 est fixé au rotor 1. Quant à l'électrode 5 , elle es disposée de façon que l'électret 4 s'arrête en regard de son extrémité chaque tour du rotor 1. Le circuit de détection 6 est sensible à la pré sence de l'électret 4 en regard de l'électrode 5 et il délivre des signau de tension au circuit de commande, qui lui indiquent si le moteur a fai son pas ou non, selon l'influence de l'électret 4 sur l'électrode 5. Si l circuit de commande reçoit un signal lui indiquant que le moteur n'a pa fait son pas, il envoie au moteur une impulsion de correction nettemen plus forte, qui le fait avancer d'un pas .

Le schéma-bloc de la Fig. 3 illustre l'application du dispositi d'asservissement destinée à garantir l'entraînement de la charge. Cett figure représente le circuit de commande 7 , la source d'énergie électri que 8 , le moteur 9 et le dispositif d'asservissement 10 , qui se résume a

détecteur de position comprenant l'électret 4, qui est associé au moteu 9, l'électrode 5 et le circuit de détection 6. Les traits interrompus indi quent la ligne par laquelle le circuit de détection 6 envoie ses signau de tension au circuit de commande 7 pour lui indiquer si le moteur a fai son pas ou non.

Dans le cas d'un moteur dont le rotor effectuerait N pas pa tour, le détecteur de position pourrait ne comprendre qu'une seule élec trode; mais il faudrait alors répartir N/2 électrets à la périphérie du ro tor. Le rotor pourrait aussi ne porter qu'un seul electret; il faudrait a lors disposer N/2 électrodes autour du rotor.

Le rotor n'est pas le seul mobile auquel le détecteur de positio puisse être associé. Ce dernier pourrait l'être à n'importe quel mobile d train d'engrenage entraîné par le moteur pas à pas.

Ainsi, dans le cas d'une montre à quartz à affichage analogiqu (Fig . 4) , où c'est la précision de marche qui importe au premier chef, l détecteur de position du dispositif d'asservissement selon l'invention es avantageusement associé au mobile portant l'aiguille des secondes 11 Pour atteindre le but visé, il suffit de fixer un electret unique sur c dernier mobile, qui effectue soixante pas par tour, et de disposer un électrode à un endroit tel que l'électret arrive en regard d'elle lorsqu l'aiguille des secondes 11 arrive, par exemple, sur "12 h. " . Dans ce cas , il y a aussi un circuit de commande 7 , une source d'énergie électrique et un moteur 9 , identiques à ceux de la Fig . 3. Ce dernier entraîne u rouage 12 et finalement l'aiguille 11.

Le dispositif d'asservissement comprend en outre une base d temps 13 , qui pilote simultanément le circuit de commande 7 et un comp teur 14 modulo "60" , soit le nombre N de pas par tour du mobile auquel le détecteur de position 15 est associé. Un discriminateur 16 reçoit une information particulière, d'une part, du détecteur de position 15 , quand l'électret est en regard de l'électrode, et, d'autre part, du compteur 14, quand celui-ci arrive à "60" . S'il reçoit ces deux informations en même temps, il ne réagit pas; mais si celle du compteur 14 lui parvient avant celle du détecteur de position 15 , c'est-à-dire si l'aiguille 11 est en re¬ tard, il en informe le circuit de commande 7 de telle façon par la ligne 17 en traits interrompus, que ce dernier envoie au moteur un train d'im-

pulsions rapides, pour rattraper le retard de l'aiguille 11. En revanche, si l'information particulière du détecteur de position 15 lui parvient avant celle du compteur 14, c'est-à-dire si l'aiguille 11 est en avance, il en in¬ forme le circuit de commande 7 de telle façon que celui-ci suspens ses impulsions normales au moteur, le temps de compenser l'avance de l'ai¬ guille 11.

OM

^L