BRPI0713360A2 - estrutura de controle para um sistema de controle elétrico, sistema para controlar energia de uma fonte para uma carga, dispositivo, e, em combinação, indicador de estado e um tubo de luz - Google Patents

Abstract

ESTRUTURA DE CONTROLE PARA UM SISTEMA DE CONTROLE ELéTRICO, SISTEMA PARA CONTROLAR ENERGIA DE UMA FONTE PARA UMA CARGA, DISPOSITIVO, E, EM COMBINAçãO, INDICADOR DE ESTADO E UM TUBO DE LUZ. Uma interfaee de usuário para um dispositivo de controle de carga compreende um bisel, um dispositivo sensível ao toque, e um acionador sensível ao toque. O acionador sensível ao toque é recebido em uma abertura do bisei e compreende uma pluralidade de concentrador de força para acionar o dispositivo sensível ao toque. Uma superficie frontal do acionador sensível ao toque é operável para ser acionada por um usuário do dispositivo de controle de carga, de modo que o acionador sensível ao toque transmite a força a parte da superfície frontal do acionador sensível ao toque para o dispositivo sensível ao toque. Preferivelmente, o acionador sensível ao toque é provido em uma abertura de uma placa frontal do dispositivo de controle de carga ao longo do eixo linear. O dispositivo de controle de carga é operável para controlar uma carga elétrica conectada em resposta ao acionamento do acionador sensível ao toque. O dispositivo de controle de carga ainda compreende uma pluralidade de indicadores de estado montados imediatamente atrás do acionador sensível ao toque e acima do dispositivo sensível ao toque.

Description

"ESTRUTURA DE CONTROLE PARA UM SISTEMA DE CONTROLE ELÉTRICO, SISTEMA PARA CONTROLAR ENERGIA DE UMA FONTE PARA UMA CARGA, DISPOSITIVO, E, EM COMBINAÇÃO, INDICADOR DE ESTADO E UM TUBO DE LUZ" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a dispositivos de controle de carga para controlar a quantidade de energia fornecida a uma carga elétrica a partir de uma fonte de energia. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um graduador de toque tendo um dispositivo sensível ao toque.

Descrição da Arte Relacionada

Um graduador de dois fios convencional tem dois terminais: um terminal "quente" para conexão a uma alimentação de energia de corrente alternada (C.A.) e um terminal "quente graduado" para conexão a uma carga de iluminação. Os graduadores padrões usam um ou mais comutadores de semi-condutores, como triacs ou transistores de efeito de campo (FETs) para controlar a corrente fornecida para a carga de iluminação e, assim, controlar, a intensidade da luz. Os comutadores semi-condutores são tipicamente acoplados entre terminais quentes e quentes graduados do graduador.

Os graduadores inteligentes montados em paredes incluem uma interface do usuário tipicamente tendo uma pluralidade de botões para receber entradas de um usuário e uma pluralidade de indicadores de estado para prover uma realimentação para o usuário. Estes graduadores inteligentes tipicamente incluem um microcontrolador ou outro dispositivo de processamento para prover um conjunto avançado de aspectos de controle e opões de realimentação para o usuário final. Um exemplo de um graduador inteligente é descrito em maiores detalhes em patente US 5 248 919, comumente cedida, expedida em 28 de setembro de 1993, intitulada LIGHTING CONTROL DEVICE, que se incorpora aqui por referência em sua totalidade.

A figura 1 é uma vista frontal de uma interface de usuário de um comutador de graduador inteligente 10 da técnica anterior para controlar a quantidade de energia fornecida de uma fonte de energia de C.A. para uma carga de iluminação. Como mostrado, o comutador 10 do graduador inclui uma placa frontal 12, um bisel 14, um acionador de seleção de intensidade 16 para selecionar um nível desejado de intensidade de luz de uma carga de iluminação (não mostrada) controlado pelo comutador 10 do graduador, e um acionador 18 do comutador de controle. O acionamento da porção superior 16A do acionador de seleção de intensidade 16 aumenta ou eleva a intensidade da luz da carga de iluminação, enquanto o acionamento da porção inferior 16B do acionador de seleção de intensidade 16 diminui ou abaixa a intensidade da luz. O acionador de seleção de intensidade 16 pode controlar um comutador oscilante, dois comutadores de teclas separados, ou semelhantes. O acionador de comutador de controle 18 pode controlar um comutador de teclas ou qualquer outro tipo apropriado de acionador e tipicamente prover realimentação de tato e auditiva para um usuário quando pressionado.

O graduador inteligente 10 também inclui um indicador do nível de intensidade na forma de uma pluralidade de fontes de luz 20, como diodos emissores de luz (LEDs). As fontes de luz 20 podem ser dispostas em um arranjo (como um arranjo linear, como mostrado) representativo de uma faixa de níveis de intensidade de luz da carga de iluminação sendo controlada. O nível de intensidade da carga de iluminação pode estar na faixa de um nível de intensidade mínimo, que é preferivelmente a menor intensidade visível, mas pode ser zero, ou "completamente desligada", para um nível de intensidade máxima, que é tipicamente "completamente ligada". O nível de intensidade de luz é tipicamente expressado como uma porcentagem de intensidade completa. Assim, quando a carga de iluminação está ligada, o nível de intensidade da luz pode estar na faixa de 1% a 100%.

Por iluminação, uma selecionada dentre as fontes de luz 20, dependendo do nível de intensidade de luz, a posição da fonte de luz iluminada dentro do arranjo proporciona uma indicação visual da intensidade de luz com relação à faixa quando a lâmpada ou lâmpadas sendo controlada está ligada. Por exemplo, sete LEDs são ilustrados na figura 1. A iluminação do LED o mais superior no arranjo irá dar uma indicação de que o nível de intensidade de luz está em ou próximo do máximo. A iluminação do LED do centro irá dar uma indicação de que o nível de intensidade de luz está em cerca de do ponto do meio da faixa. Além disso, quando a lâmpada, ou lâmpadas, sendo controlada está desligada, todas as fontes de luz 18 são iluminadas em um nível baixo de iluminação, enquanto o LED representativo do presente nível de intensidade no estado ligado, é iluminado em um nível de iluminação maior. Isto permite que o arranjo de fonte de luz seja mais prontamente percebido pelo olho em um meio escurecido, o que auxilia um usuário a localizar o comutador em um quarto escuro, por exemplo, a fim de acionar o comutador para controlar as luzes no ambiente, e proporciona um contraste suficiente entre o LED indicador de nível e os LEDs restantes de modo a permitir ao usuário perceber o nível de intensidade relativa em uma olhadela.

Os graduadores de toque (ou graduadores "zip") são conhecidos na arte. Um graduador de toque geralmente inclui um dispositivo de entrada operado pelo toque, como um bloco de toque resistivo ou capacitivo. O dispositivo operado por toque responde à força e posição de um acionamento de ponto sobre a superfície do dispositivo e, por sua vez, controla os comutadores semicondutores do graduador. Um exemplo de um graduador de toque é descrito em maiores detalhes na patente US comumente cedida no. 5.196.782, expedida em 23 de março de 1993, intitulada "TOUCH- OPERATED POWER CONTROL, cuja descrição completa é incorporada aqui por referência.

A figura 2 é uma vista em seção transversal de um dispositivo operado por toque 30 da técnica anterior, especificamente, um divisor de tensão de membrana. Um elemento condutivo 32 e um elemento resistivo 34 são co-extensivamente suportados em proximidade íntima por uma armação de espaçamento 36. Uma tensão de entrada, Ventrada, é aplicada através do elemento resistivo 34 para prover um gradiente de tensão através de sua superfície. Quando pressão é aplicada em um ponto 38 ao longo do elemento condutivo 32 (por um dedo ou semelhante), o elemento condutivo flexiona para baixo e contata eletricamente um ponto correspondente ao longo da siiperfície do elemento resistivo 34, provendo uma tensão de saída, Vsaída, cujo valor está entre a tensão de entrada Ventrada e massa. Quando a pressão é liberada, o elemento condutivo 32 recupera sua forma original e se torna eletricamente isolado do elemento resistivo 34. O dispositivo operado por toque 30 é caracterizado por uma resistência de contato Rcontato entre o elemento condutivo 32 e o elemento resistivo 34. A resistência de contato Rcontato é dependente da força do acionamento do dispositivo operado por toque 30 e é tipicamente substancialmente pequena para uma força de acionamento normal.

A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma interface de usuário de um graduador de toque 40 da técnica anterior. O graduador 40 compreende um dispositivo operado por toque 30, que está localizado diretamente atrás de uma placa frontal 42. A placa frontal 42 inclui uma área flexível 44 localizada diretamente acima do elemento condutivo 32 do dispositivo operado por toque 30 para permitir ao usuário acionar o dispositivo operado por toque através da placa frontal 42. Um circuito graduador com controle de fase convencional está localizado dentro de um recinto 46 e controla a energia de uma fonte para uma carga de acordo com pressão aplicada em um ponto selecionável sobre a área flexível 44. A placa frontal 42 pode incluir marcações opcionais 48, 50, 52 para indicar, respectivamente, a localização da área flexível 44, o nível de intensidade menor obtenível da carga, e a localização de um controle de "energia desligada". Um arranjo de LEDs opcional 54 provê uma indicação visual do nível de intensidade da carga. Quando a carga é uma fonte de luz, existe preferivelmente uma relação linear entre o número de LEDs iluminados e o nível de luz percebido correspondente. A área flexível 44 pode opcionalmente incluir uma área transmissiva de luz através da qual o arranjo de LEDs 54 é visível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, uma estrutura de controle para um sistema de controle elétrico para produzir um sinal elétrico de saída variável para uma carga elétrica para variar, de modo controlável, a saída da referida carga, compreende: (1) um volume encerrado que contém eletrônica de controle; (2) uma placa de cobertura sobre uma superfície do referido volume encerrado tendo uma superfície frontal planar e tendo uma abertura retangular na mesma; (3) um bloco de toque alongado disposto na referida abertura retangular e acoplado à referida eletrônica de controle e adaptado para produzir um sinal de saída que está relacionado com a posição dentro do comprimento do referido bloco de toque em que referido bloco de toque é tocado por um operador;e (4) referido bloco de toque tem um comprimento em excesso de cerca de 6,35 cm, uma largura menor do que cerca de 0,47 cm e uma altura acima da superfície da referida placa de cobertura menor do que 0,238 cm. De acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção, um sistema para controlar a energia de uma fonte para uma carga compreende, em combinação: (1) uma placa de cobertura que tem uma superfície frontal com uma abertura retangular; (2) um bloco de toque atrás da referida abertura retangular tendo uma área de superfície contínua acessível para prover um sinal em resposta à pressão aplicada em algum ponto ao longo do comprimento da referida área, o sinal tendo pelo menos uma característica que é uma função do local presente sobre a área em que a referida pressão é aplicada; (3) meio de circuito para ajustar a energia provida da referida fonte para referida carga de acordo com o referido sinal; e (4) referido bloco de toque tendo um comprimento em excesso de cerca de 8,89 cm, uma largura de cerca de 0,47 cm, e uma altura acima da superfície da referida placa de cobertura de cerca de 0,16 cm.

Além disso, a presente invenção provê uma estrutura de controle para um sistema de controle elétrico para produzir um sinal elétrico de saída variável par uma carga elétrica para variar, de modo controlável, a saída da referida carga. A estrutura de controle compreende: (1) um volume encerrado que contém eletrônica de controle; (2) uma placa frontal tendo uma ranhura alongada estreita na mesma; (3) uma tela de toque alongada que é pelo menos parcialmente co-extensiva com referida ranhura alongada estreita e mais larga do que referida ranhura e suportada atrás e espaçada da superfície traseira da referida placa frontal; (4) uma placa de suporte fina de indicador de estado montada no topo da referida tela de toque alongada e co-extensiva com a mesma; (5) uma pluralidade de indicadores de estado montados na referida placa de suporte fina do indicador de estado ao longo de uma linha que é centrada sobre o centro projetado de referida ranhura alongada estreita; (6) um membro acionador flexível compreendendo um flange fino se estendendo tendo uma extensão central se estendendo a partir de uma superfície do mesmo, referido flange posicionado acima da referida placa de suporte do indicador de estado e referida extensão central se estendendo através da referida ranhura alongada e acima da superfície frontal da referida placa frontal, referida extensão central tendo folga em sua superfície de fundo no local de cada um dos referidos indicadores de estado, assim referido acionador flexível pode ser pressionado em qualquer local ao longo de seu comprimento para aplicar pressão à referida tela de toque em um local relacionado sobre a referida tela de toque; (7) uma pluralidade de tubos de luz se estendendo perpendicularmente através da referida extensão central e tendo superfícies de fundo adjacentes a e espaçadas da superfície de topo dos respectivos dentre os indicadores de estado e tendo extremidades de topo na superfície externa da referida extensão central; e (8) meio de circuito acoplando referida tela de toque aos referidos indicadores de estado para iluminar um dos respectivos indicadores de estado respondente à aplicação de pressão à tela de toque em locais adjacentes à mesma.

A presente invenção ainda provê, em combinação, um indicador de estado e um tubo de luz para conduzir a luz do referido indicador de estado a um local remoto; referido indicador de estado produzindo um cone de luz tendo um eixo perpendicular à sua superfície de saída em resposta à sua energização; referido tubo de luz tendo uma superfície de extremidade de entrada que é paralela e a espaçada da referida superfície de saída do indicador de estado; referida superfície de extremidade interseccionando referido cone de luz em um local axial, de modo que a área completa de interseção de referido cone de luz em um local axial é tal que a área completa do cone interseccionado é alinhada com a área completa de referida superfície de extremidade de entrada do referido tubo de luz.

Outros aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes da seguinte descrição da invenção com referência aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista frontal de uma interface de usuário de um graduador da técnica anterior;

A figura 2 é uma vista em seção transversal de um dispositivo operado por toque da técnica anterior;

A figura 3 é uma vista em perspectiva de uma interface de usuário de um graduador de toque da técnica anterior;

A figura 4A é uma vista em perspectiva de um graduador de toque de acordo com a presente invenção;

A figura 4B é vista frontal do graduador de toque da figura 4A,

A figura 5A é uma vista em seção montada parcial de um bisel e o dispositivo sensível ao toque do graduador de toque da figura 4A;

A figura 5B é uma vista em seção explodida parcial do bisel e o dispositivo sensível ao toque da figura 5A;

A figura 6 mostra os perfis de força dos componentes e um perfil de força cumulativa do graduador de toque da figura 4A;

A figura 7 é um diagrama em bloco simplificado do graduador de toque da figura 4A;

A figura 8 é um diagrama esquemático simplificado de um circuito estabilizador e um circuito de detecção de uso do graduador de toque da figura 7, de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção;

A figura 9 é um diagrama esquemático simplificado de um gerador de som audível do graduador de toque da figura 7;

A figura 10 é um fluxograma de um procedimento de graduador de toque executado por um controlador de graduador da figura 4A;

A figura 11 é um fluxograma do procedimento Ocioso do procedimento do graduador de toque da figura 10;

As figuras 12A e 12B são fluxogramas de um procedimento de Espera Ativa do procedimento de graduador de toque da figura 10;

A figura 13 é um fluxograma do procedimento de Liberação do procedimento do graduador de toque da figura 10;

As figuras 14A e 14B são diagramas esquemáticos simplificados do conjunto de circuitos para um dispositivo sensível ao toque de quatro fios e um controlador do graduador de toque da figura 4A de acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção;

A figura 15 é um diagrama esquemático simplificado do conjunto de circuitos para um dispositivo sensível ao toque de quatro fios e um controlador do graduador de toque da figura 4A de acordo com uma terceira forma de realização da presente invenção;

A figura 16A é uma vista em perspectiva de um graduador de toque de acordo com uma quarta forma de realização da presente invenção;

A figura 16B é uma vista frontal do graduador de toque da figura 16 A;

A figura 17A é uma vista em seção transversal de fundo do graduador de toque da figura 16B;

A figura 17B é uma vista parcial aumentada da vista em seção transversal de fundo da figura 17A;

A figura 18A é uma vista em seção transversal lateral à esquerda do graduador de toque da figura 16B;

A figura 18B é uma vista parcial aumentada da vista em seção transversal lateral à esquerda da figura 18A;

A figura 19 é uma vista em perspectiva de uma placa de circuito impresso de monitor do graduador da figura 16A; e

A figura 20 é uma vista em seção transversal de fundo parcial aumentada de um acionador sensível ao toque fino de acordo com uma quinta forma de realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O sumário acima, assim como a seguinte descrição detalhada das formas de realização preferidas, é melhor entendido quando lido em conjunto com os desenhos anexos. Para os fins de ilustrar a invenção, mostra-se nos desenhos uma forma de realização que é atualmente preferida, em que números semelhantes representam partes similares em todas as várias vistas dos desenhos, sendo entendido, no entanto, que a invenção não é limitada aos métodos e instrumentalidades específicos descritos.

As figuras 4A e 4B apresentam uma vista em perspectiva e uma vista frontal, respectivamente, de um graduador de toque 100 de acordo com a presente invenção. O graduador 100 inclui uma placa frontal 102, isto é uma placa de cobertura , tendo uma superfície frontal planar e uma abertura 104. A abertura 104 pode definir uma abertura definida na indústria como padrão, como uma abertura tradicional ou uma abertura decorada, ou outra abertura de tamanho singular, como mostrado na figura 2. Um bisel 106 tendo uma superfície frontal planar sensível ao toque 108 se estende através da abertura 104 da placa frontal 102. A superfície frontal 108 do bisel 106 é posicionada imediatamente acima de um dispositivo sensível ao toque 110 (mostrado nas figuras 5A e 5B, isto é, um elemento sensível ao toque), de modo que um usuário do graduador 100 aciona o elemento sensível ao toque 110 ao pressionar a superfície frontal 108 do bisel 106. Como mostrado na figura 4A, a superfície frontal 108 do bisel 106 é substancialmente rente com a superfície frontal 103 da placa frontal 102, isto é, o plano da superfície frontal 108 do bisel 106 é coplanar com o plano da superfície frontal 103 da placa frontal 102. No entanto, o bisel 106 pode se estender através da abertura 104 da placa frontal 102 de modo que a superfície frontal 108 do bisel está provida em um plano acima do plano da superfície frontal 103 da placa frontal 102. A placa frontal 102 é conectada a um adaptador 109, que é conectado a um cabeçote (não mostrado). O cabeçote é adaptado para montar o graduador 100 a uma caixa de parede elétrica padrão.

O graduador 100 ainda compreende um monitor visual, por exemplo, uma pluralidade de marcadores de estado 112 providos em um arranjo linear ao longo de uma borda da superfície frontal 108 do bisel 106. Os marcadores de estado 112 são preferivelmente iluminados de trás pelos indicadores de estado 114, por exemplo diodos emissores de luz (LEDs) localizados internos ao graduador 100 (ver figura 7). O graduador 100 preferivelmente compreende um tubo de luz (não mostrado) tendo uma pluralidade de condutores de luz para conduzir a luz dos indicadores de estado 114 dentro do graduador para os marcadores 112 na superfície frontal 108 do bisel 106. Os indicadores de estado 114 atrás dos marcadores 112 são preferivelmente azuis. Como mostrado nas figuras 4A e 4B, o graduador 100 compreende sete (7) marcadores de estado 112. No entanto, o graduador 100 pode compreender qualquer número de marcadores de estado. Além disso, os marcadores de estado 112 podem ser dispostos em um arranjo linear vertical ao longo do centro da superfície frontal 108 do bisel 106. Os marcadores 112 podem compreender sombras aparentes sobre a superfície frontal 108 devido aos vazios atrás da superfície frontal.

A superfície frontal 108 do bisel 106 ainda inclui um ícone 116. O ícone 116 pode ser qualquer tipo de marcador visual, como por exemplo, um ponto. Quando do acionamento da porção inferior da superfície frontal 108 circundando o ícone 116, o graduador 100 leva uma carga de iluminação conectada 208 (figura 7) a mudar de ligada para desligada (e vice-versa), isto é, para chavear. Preferivelmente, um indicador de estado azul e um indicador de estado laranja estão localizados imediatamente atrás do ícone 116, de modo que o ícone 116 é iluminado com luz azul quando a carga de iluminação 208 está ligada e iluminada com luz laranja quando a carga de iluminação está desligada. O acionamento da posição superior da superfície frontal 108, isto é, acima da porção circundando o ícone 116, leva a intensidade da carga de iluminação 208 a mudar. Os indicadores de estado 114 atrás dos marcadores de estado 112 são iluminados para exibir a intensidade da carga de iluminação 208. Por exemplo, se a carga de iluminação 208 estiver em uma intensidade de iluminação de 50%, o indicador de estado do meio será iluminado. Preferivelmente, o graduador 100 não responde a acionamentos em uma região de exclusão 118 da superfície frontal 108. Região de exclusão 118 evita acionamento inadvertente da porção indesejada da superfície frontal 108 durante operação do graduador 100.

O graduador 100 ainda inclui um acionador de comutador com entreferro 119. Puxar o acionador de comutador com entreferro 119 abre um comutador de entreferro mecânico 219 (figura 7) dentro do graduador 100 e desconecta a carga de iluminação 208 de uma fonte de tensão de C.A. conectada 204 (figura 7). O acionador de comutador com entreferro 119 se estende somente suficientemente acima da superfície frontal 103 da placa frontal 102 a ser agarrada pela unha de um usuário. O conjunto de circuitos eletrônicos do graduador 100 (a ser descrito em maiores detalhes abaixo) é montado em uma placa de circuito impresso (PCB) (não mostrada). A PCB é alojada em um recinto (não mostrado) isto é, um volume encerrado, que é fixado ao cabeçote do graduador 100.

A figura 5A é uma vista em seção montada parcial e a figura 5B é uma vista em seção explodida parcial do bisel 108 e o dispositivo sensível ao toque 110 do graduador 100 de acordo com a presente invenção. O dispositivo sensível ao toque 110 compreende, por exemplo, um divisor resistivo, e opera em um modo similar ao dispositivo operado por toque 30 do graduador de toque 40 da técnica anterior. O dispositivo sensível ao toque 110 inclui um elemento condutivo 120 e um elemento resistivo 122 suportado por uma armação de espaçamento 124. No entanto, o dispositivo sensível ao toque 110 pode compreender uma tela de toque capacitiva ou qualquer outro tipo de elemento respondente ao toque. Estes dispositivos sensíveis ao toque são com freqüência referidos como blocos de toque ou telas de toque.

Um elastômero 126 é recebido por uma abertura 128 na superfície traseira do bisel 106. O elastômero 126 está posicionado entre o bisel 106 e o dispositivo sensível ao toque 110, de modo que o aperto sobre a superfície frontal 108 do bisel é transmitido para o elemento condutivo 120 do dispositivo sensível ao toque 110. Preferivelmente, o elastômero 126 é feito de borracha e tem 0,1016 cm espessura. O elastômero 126 preferivelmente tem um durômetro de 40A, mas pode ter um durômetro na faixa de 20A a 80A. O elemento condutivo 120 e o elemento resistivo 122 do dispositivo sensível ao toque 110 e o elastômero 126 são preferivelmente fabricados de um material transparente modo que a luz de uma pluralidade de indicadores de estado 114 dentro do graduador 100 seja operável para brilhar através do dispositivo sensível ao toque IlOeo elastômero 126 para a superfície frontal 108 do bisel 106.

A posição e tamanho do dispositivo sensível ao toque 110 são demonstrados pela linha pontilhada na figura 4B. O dispositivo sensível ao toque 110 tem um comprimento L1 e uma largura W1 que são maiores do que um comprimento L2 e uma largura W2 da superfície frontal 108 do bisel 106. Consequentemente, uma primeira área A1 da superfície do dispositivo sensível ao toque 110 (isto é, A1 = L1 - W1) é maior do que uma segunda área A2 da superfície frontal 108 do bisel 106 (isto é, A2 = L2 - W2). Uma projeção ortogonal da segunda área A2 sobre a primeira área A1 é englobada pela primeira área A1, de modo que um acionamento por ponto em qualquer ponto sobre a superfície frontal 108 do bisel 106 é transmitido para o elemento condutivo 120 do dispositivo sensível ao toque 110. Como mostrado nas figuras 4A e 4B, o comprimento L2 da superfície frontal 108 do bisel 106 é aproximadamente quatro (4) vezes maior do que a largura W2.

Preferivelmente, o comprimento L2 da superfície frontal 108 do bisel 106 é quatro (4) a seis (6) vezes maior do que a largura W2. Alternativamente, a superfície frontal 108 do bisel 106 pode ser provida em uma abertura de uma placa frontal de estilo decorado.

A figura 6 mostra os perfis de força dos componentes do graduador 100 mostrados nas figuras 5A e 5B e um perfil de força cumulativa para o dispositivo sensível ao toque 110 do graduador 100. Cada um dos perfis de força mostra a força requerida para acionar o dispositivo sensível ao toque 110 com relação à posição do acionamento por ponto. O perfil de força representa a quantidade de força requerida para deslocar o elemento por uma dada quantidade. Apesar dos perfis de força na figura 6 serem mostrados com relação às larguras dos componentes do graduador 100, um perfil de força similar é também provido ao longo do comprimento dos componentes.

Figura 6(a) mostra um perfil de força do bisel 106. O bisel 106 tem paredes laterais 129 substancialmente finas, por exemplo de 0,025 cm de espessura, de modo que o bisel 106 demonstra um perfil de força substancialmente plano. A figura 6(b) mostra um perfil de força de dispositivo sensível ao toque 110. A força requerida para acionar o dispositivo sensível ao toque 110 aumenta próximo das bordas devido às armações de espaçamento 124. A figura 6(c) mostra um perfil de força do elastômero 126.

O perfil de força do elastômero 126 é substancialmente plano, isto é, uma força em qualquer ponto na superfície frontal do elastômero 126 irá resultar em uma força substancialmente igual no ponto correspondente sobre a superfície traseira. A figura 6(d) é um perfil de força total do graduador de toque 100. Os perfis de força individuais, como mostrado nas figuras 6(a) - 6(c) são aditivos para criar um perfil de força total. O perfil de força total é substancialmente plano através da segunda área A2 da superfície frontal 108 do bisel 106. Isto significa que uma força de acionamento mínima, substancialmente igual, fMIN é requerida para acionar o dispositivo sensível ao toque 110 em todos os pontos da superfície frontal 108 do bisel 106, mesmo em torno das bordas. Assim, o graduador 100 da presente invenção provê um área operacional máxima na abertura de uma placa frontal, isto é, substancialmente toda a segunda área A2 da superfície frontal 108 do bisel 106, que é um aperfeiçoamento sobre os graduadores de toque da técnica anterior. A força de acionamento mínima fMIN é substancialmente igual em todos os pontos da superfície frontal 108 do bisel 106. Por exemplo, a força de acionamento mínima fMIN pode ser de 20 gramas.

A figura 7 é um diagrama em bloco simplificado do graduador de toque 100, de acordo com a presente invenção. O graduador 100 tem um terminal quente 202 conectado a uma fonte de tensão de C.A. 204 e um terminal quente graduado 206 conectado a uma carga de iluminação 208. O graduador 100 emprega um comutador semicondutor bi-direcional 210 acoplado entre o terminal quente 202 e o terminal quente graduado 206, para controlar a corrente através de e, assim, a intensidade de, carga de iluminação 208. O comutador semicondutor 210 tem uma entrada de controle (ou porta), que é conectada a um circuito acionador de porta 212. A entrada da porta torna o comutador semicondutor 210 seletivamente condutivo ou não condutivo, que controla por sua vez a energia fornecida à carga de iluminação 208. O circuito acionador de porta 212 provê uma entrada de controle para o comutador semicondutor 210 em resposta a um sinal de controle de um controlador 214. O controlador 214 pode ser qualquer controlador apropriado, como um microcontrolador, um microprocessador, um dispositivo lógico programável (PLD), ou um circuito integrado específico da aplicação (ASIC).

Um circuito de detecção de cruzamento zero 216 determina os pontos de cruzamento zero da tensão de fonte de C.A. a partir da alimentação de energia de C.A. 204. Um cruzamento zero é definido como o tempo em que a tensão de alimentação de C.A. transita de polaridade positiva para negativa, ou de uma polaridade negativa para positiva, no começo de cada meio-ciclo. A informação de cruzamento zero é provida como uma entrada para o controlador 214. O controlador 214 gera os sinais de controle de porta para operar o comutador semicondutor 210 para assim prover tensão da alimentação de energia de C.A. 204 para a carga de iluminação 208 em tempos predeterminados com relação aos pontos de cruzamento zero da forma de onda de C.A. Uma alimentação de energia 218 gera uma tensão de corrente direta (C.C.) Vcc5 por exemplo, 5 volts, para energizar o controlador 214 e outro conjunto de circuitos de tensão baixa do graduador 100.

O dispositivo sensível ao toque 110 é acoplado ao controlador 214 através de um circuito estabilizador 220 e um circuito de detecção de uso 222. O circuito estabilizador 220 é operável para estabilizar a saída da tensão do dispositivo sensível ao toque 110. Assim, a saída da tensão do circuito estabilizador 220 não é dependente da grandeza da força do acionamento de ponto sobre o dispositivo sensível ao toque 110, mas ao contrário é dependente apenas da posição do acionamento de pontos. O circuito de detecção de uso 222 é operável para detectar quando um usuário está acionando a superfície frontal 108 do graduador 100. O controlador 214 é operável para controlar a operação do circuito estabilizador 220 e o circuito de detecção de uso 222 e para receber sinais de controle tanto do circuito de estabilização como do circuito de detecção de uso. Preferivelmente, o circuito estabilizador 220 tem um tempo de resposta lento, enquanto o circuito de detecção de uso 222 tem um tempo de resposta rápido. Assim, o controlador 214 é operável para controlar o comutador semicondutor 210 em resposta a um sinal de controle provido pelo circuito estabilizador 220 quando o circuito de detecção de uso 222 detectou um acionamento do dispositivo sensível ao toque 110.

O controlador 214 é operável para acionar a pluralidade de indicadores de estado 114, por exemplo diodos emissores de luz (LEDs) que estão localizados atrás dos marcadores 112 sobre a superfície frontal 108 do graduador 100. Os indicadores de estado 114 também compreendem o indicador de estado azul e o indicador de estado laranja e estão localizados imediatamente atrás do ícone 116. O indicador de estado azul e o indicador de estado laranja podem ser implementados como LEDs azul e laranja, respectivamente, ou como um LED bi-colorido único.

O graduador 100 ainda compreende um gerador de som audível 224 acoplado ao controlador 214, de modo que o controlador é operável para levar o gerador de som a produzir um som audível em resposta a um acionamento do dispositivo sensível ao toque 110. Uma memória 225 é acoplada ao controlador 214 e é operável para armazenar informação de controle do graduador 100.

A figura 8 é um diagrama esquemático simplificado do conjunto de circuitos para o dispositivo sensível ao toque IlOeo controlador 214, isto é, o circuito estabilizador 220 e o circuito de detecção de uso 222, de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção. O elemento resistivo 122 do dispositivo sensível ao toque 110 é acoplado entre tensão de C.C. Vcc da alimentação de energia 218 e circuito comum, como que a tensão de C.C. Vec provê uma tensão de polarização para o dispositivo sensível ao toque. A resistência do elemento resistivo 122 pode ser, por exemplo, 7,6 kΩ. A posição de contato entre o elemento condutivo 120 e o elemento resistivo 122 do dispositivo sensível ao toque 110 é determinada pela posição de um acionamento de ponto sobre a superfície frontal 108 do bisel 106 do graduador 100. O elemento condutivo 120 é acoplado tanto ao circuito estabilizador 220 como no circuito de detecção de uso 222. Como mostrado na figura 7, o dispositivo sensível ao toque 110 do graduador 100 da primeira forma de realização é um dispositivo de três fios, isto é, o dispositivo sensível ao toque tem três conexões ou eletrodos. O dispositivo sensível ao toque provê uma saída que é representativa da posição do acionamento de ponto ao longo do eixo Y, isto é, eixo longitudinal do graduador 100, como mostrado na figura 4B.

O circuito estabilizador 220 compreende um capacitor C230 de alta energia de descarga (isto é, um capacitor tendo um valor elevado de capacitância) e um primeiro comutador 232. O controlador 214 é operável para controlar o primeiro comutador 232 entre um estado condutivo e um estado não condutivo. Quando o primeiro comutador 232 é condutivo, o capacitor C230 é acoplado à saída do dispositivo sensível ao toque 110, de modo que a tensão de saída é filtrada pelo capacitor C230. Quando um toque está presente, a tensão sobre o capacitor C230 será forçada a uma tensão em estado estável representando a posição do toque sobre a superfície frontal 108.

Quando nenhum toque está presente, a tensão sobre o capacitor irá permanecer em uma tensão representando a posição do último toque. O dispositivo sensível ao toque 110 e o capacitor C230 forma um circuito de amostragem-e-espera. O tempo de resposta do circuito de amostragem-e- espera é determinado por uma resistência Rd do dispositivo sensível ao toque (isto é, a resistência Re do elemento resistivo e uma resistência de contato Rc) e a capacitância do capacitor C230. Durante o acionamento típico, a resistência de contato Rc é pequena comparada com o valor de Re, de modo que uma primeira constante do tempo de carga τι é aproximadamente igual a Re · C230· Esta constante de tempo τ1 é preferivelmente 13 ms, mas pode estar em algum ponto entre 6 ms e 15 ms.

Quando um aperto leve ou transiente é aplicado ao dispositivo sensível ao toque 110, o capacitor C230 irá continuar a bloquear a saída na tensão representando a posição do último toque. Durante a liberação do dispositivo sensível ao toque 110, eventos transientes podem ocorrer que produzem tensões de saída que representam posições diferentes da posição de toque real. Os apertos transientes que são mais curtos do que a primeira constante do tempo de carga T1 não irão afetar substancialmente a tensão sobre o capacitor C230 e, assim, não irão afetar substancialmente a percepção da posição do último acionamento. Durante um aperto leve, uma segunda constante do tempo de carga X2 será substancialmente mais longa do que durante os apertos normais, isto é, substancialmente maiores do que a primeira constante de carga X1, devido à maior resistência de contato Rc- No entanto, o valor de estado estável da tensão através do capacitor C230 será igual que para um aperto normal na mesma posição. Assim, a saída do circuito estabilizador 220 é representativa apenas da posição do ponto de acionamento do dispositivo sensível ao toque 110.

O circuito de detecção de uso 222 compreende um resistor R234, um capacitor C236, e um segundo comutador 238, que é controlado pelo controlador 214. Quando o comutador 238 é condutivo, a combinação paralela do resistor R234 e do capacitor C236 é acoplada à saída do dispositivo sensível ao toque 110. Preferivelmente, o capacitor C236 tem uma capacitância C236 substancialmente pequena, de modo que o capacitor C236 carrega substancialmente rapidamente em resposta a todos os acionamentos de pontos sobre a superfície frontal 108. O resistor R234 permite ao capacitor C236 descarregar rapidamente quando o comutador 2348 é não condutivo. Assim, a saída do circuito de detecção de uso 222 é representativa do uso instantâneo do dispositivo sensível ao toque 110.

O controlador 214 controla os comutadores 232, 238 em um modo complementar. Quando o primeiro comutador 232 é condutivo, o segundo comutador 238 é não condutivo, e vice-versa. O controlador 214 controla o segundo comutador 238 para ser condutivo durante um período curto de tempo tUSo uma vez a cada meio-ciclo da fonte de tensão 204 para determinar se o usuário está acionando a superfície frontal 108. Preferivelmente, o período de tempo curto tUSo é de aproximadamente 100 με ou 1% do meio-ciclo (considerando cada meio-ciclo como de 8,33 m segundo de extensão). Pelo restante do tempo, o primeiro comutador 232 é condutivo, de modo que o capacitor C230 é operável para carregar em conformidade com o mesmo. Quando o primeiro comutador 232 é não condutivo e o segundo comutador 238 é condutivo, o capacitor C230 de alta energia de descarga do circuito estabilizador 220 é incapaz de descarregar em uma taxa signifícante, e assim a tensão desenvolvida através do capacitor C230 não irá mudar de modo signifícante quando o controlador 214 está determinando se o dispositivo sensível ao toque 110 está sendo acionado através do circuito de detecção de uso 222.

A figura 9 é um diagrama esquemático simplificado do gerador de som audível 224 do graduador 100. O gerador de som audível 224 usa um circuito integrado com amplificador de áudio (IC) 240), por exemplo, número da peça TPA721, fabricado por Texas Instruments, Inc., para gerar um som de um alto-falante magnético ou piezoelétrico 242. O amplificador IC 240 é acoplado à tensão de C.C. Vcc (pino 6) e circuito comum (pino 7) para energizar o amplificador IC. Um capacitor C244 (preferivelmente tendo uma capacitância de 0,1 μΡ) é acoplado entre a tensão de C.C. Vce e o circuito comum para desacoplar a tensão de alimentação de energia e para assegurar que a distorção harmônica total da saída (THD) seja tão baixa como possível. O gerador de som audível 224 recebe um sinal de ATIVAÇÃO DE SOM 246 do controlador 214. O sinal de ATIVAÇÃO DE SOM 246 é provido em um pino de ativação (isto é, pino 1) sobre o amplificador IC 240, de modo que o gerador de som audível 224 será operável para gerar o som quando o sinal de ATIVAÇÃO DE SOM está em um nível lógico elevado.

O gerador de som audível 224 ainda recebe um sinal de ONDA DE SOM 248 do controlador 214. O sinal de ONDA DE SOM 248 é um sinal de áudio que é amplificado pelo amplificador IC 240 para gerar o som apropriado no alto-falante 242. O sinal de ONDA DE SOM 248 é primeiro filtrado por um filtro passa-baixo compreendendo um resistor R250 e um capacitor C252. Preferivelmente, o resistor R250 tem uma resistência de 1 kQ e o capacitor C252 tem uma capacitância de 0,1 nF. O sinal filtrado é então passado através do capacitor C254 para produzir um sinal de entrada Ventrada- O capacitor C254 permite que o amplificador IC polarize o sinal de entrada Ventrada para o nível de C.C. apropriado para operação ótima e preferivelmente tem uma capacitância de 0,1 μΕ. O sinal de entrada Ventrada é provido em uma entrada negativa (pino 4) do amplificador IC 240 através de um resistor de entrada R1. Uma entrada positiva (pino 3) do amplificador IC 240 e com um pino de desvio (pino 2) são acoplados ao circuito comum através de um capacitor de desvio C256 (preferivelmente, tendo uma capacitância de 0,1 jíF).

O sinal de saída Vsaída do amplificador IC 240 é produzido de uma saída positiva (pino 5) para uma saída negativa (pino 8) e é provido para o alto-falante 242. A entrada negativa (pino 4) é acoplada à saída positiva (pino 5) através de um resistor de saída Rf. O ganho do amplificador IC 240 é fixado pelo resistor de entrada R1 e o resistor de realimentação Rf, isto é,

Ganho = Vsaída/Ventrada = -2 . (Rf/R1).

Preferivelmente, o resistor de entrada Ri e o resistor de saída Rf têm, ambos, resistência de 10 kΩ, de modo que o ganho do amplificador IC 240 é dois negativos (-2).

A figura 10 é um fluxograma de um procedimento de graduador de toque 300 executado pelo controlador 214 do graduador 100 de acordo com a presente invenção. Preferivelmente, o procedimento de graduador de toque 300 é chamado do circuito principal do software do controlador 214 uma vez a cada meio-ciclo da fonte de tensão de C.A. 204. O procedimento do graduador de toque 300 seletivamente executa um de três procedimentos dependendo do estado do graduador 100. Se o graduador 100 estiver em um estado "Ocioso" (isto é, o usuário não está acionando o dispositivo sensível ao toque 110) na etapa 310, o controlador 214 executa um procedimento Ocioso 400. Se o graduador 100 estiver em um estado de "espera ativa" (isto é, o usuário está atualmente acionando o dispositivo sensível ao toque 110) na etapa 320, o controlador 214 executa um procedimento de espera ativa 500. Se o graduador 100 estiver em um estado de "Liberação" (isto é, o usuário recentemente cessou de acionar o dispositivo sensível ao toque 110) na etapa 330, o controlador 214 executa um procedimento de Liberação 600.

A figura 11 é um fluxograma do procedimento Ocioso 400 de acordo com a presente invenção. O controlador 114 usa um "sinalizador de som" e um "contador de som" para determinar quando levar o gerador de som audível 224 a gerar o som audível. O fim do sinalizador de som é levar o som a ser gerado pela primeira vez em que o controlador 214 executa o procedimento de espera ativa 500 após estar no estado Ocioso. Se o sinalizador de som for fixado, o controlador 214 irá levar o som a ser gerado. O contador de som é usado para assegurar que controlador 214 não leva o gerador de som audível 224 a gerar o som audível com muita freqüência. O contador de som preferivelmente tem um valor de contador de som máximo SMAX, por exemplo, aproximadamente 425 msegundo. Assim, se tem um intervalo de aproximadamente 425 msegundo entre as gerações de som audível. O contador de som é iniciado durante o procedimento de liberação 600, como será descrito em maiores detalhes abaixo. Com referência à figura 11, ao entrar no estado Ocioso, o controlador 214 configura o sinalizador de som na etapa 404 se o sinalizador de som não for configurado na etapa 402.

Um "contador LED" e um "modo LED" são usados pelo controlador 214 para controlar os indicadores de estado 114 (isto é os LEDs) do graduador 100. O controlador 214 usa o contador LED para determinar quando um tempo predeterminado tled expirou porque o dispositivo sensível ao toque 110 foi acionado. Quando o tempo predeterminado ^ed tinha expirado, o controlador 214 irá mudar o modo LED de "ativo" para "inativo".

Quando o modo LED está "ativo", os indicadores de estado 114 são controlados de modo que um ou mais dos indicadores de estado são iluminados em um nível Ativo brilhante. Quando o tempo predeterminado tLED expira, o modo LED é mudado para "inativo", isto é, os indicadores de estado 114 são controlados de modo que um ou mais dos indicadores de estado são iluminados em um nível de graduação escura. Com referência à figura 11, se o contador LED for menor do que um valor Lmax do contador LED máximo na etapa 410, o contador LED é incrementado na etapa 412 e o processo se movimenta para a etapa 418. No entanto, se o contador LED não for menor do que o valor Lmax do contador LED máximo, o contador LED é limpo na etapa 414 e o modo LED é configurado para inativo na etapa 416. Porque o procedimento do graduador de toque 300 é executado uma vez a cada meio-ciclo, o tempo predeterminado tLED é preferivelmente igual a

<formula>formula see original document page 24</formula>

onde Tmetade é o período de um meio ciclo.

A seguir, o controlador 214 lê a saída do circuito de detecção de uso 222 para determinar se o dispositivo sensível ao toque 110 está sendo acionado. Preferivelmente, o circuito de detecção de uso 222 é monitorado uma vez a cada meio-ciclo da fonte de tensão 204. Na etapa 418, o controlador 214 abre o comutador 232 e fecha o comutador 238 pra acoplar o resistor R234 e o capacitor C236 à saída do dispositivo sensível ao toque 110.

O controlador 214 determina a tensão de C.C. da saída do circuito de detecção de uso 222 na etapa 420, preferivelmente, por uso de um conversor analógico- para-digital (ADC). A seguir, o controlador 214 fecha o comutador 232 e abre o comutador 238 na etapa 422.

Na etapa 424, se ocorrer atividade na superfície frontal 108 do graduador 100, isto é, se a tensão de C.C. determinada na etapa 420 estiver acima de um limiar de tensão mínima predeterminado, então um "contador de atividade" é incrementado na etapa 426. De outra forma, o contador de atividade é limpo na etapa 428. O contador de atividade é usado pelo controlador 214 para determinar se a tensão de C.C. determinada na etapa 420 é o resultado de um acionamento de ponto do dispositivo sensível ao toque 110 em vez de ruído ou algum outro impulso indesejado. O uso do contador de atividade é similar a um procedimento de "proteção contra tecla presa ou contato múltiplo" do software para um comutador mecânico, que é bem conhecido na arte. Se o contador de atividade não for menor do que um valor Amax de contador de atividade máxima na etapa 430, então o estado do graduador é configurado no estado de Espera ativa na etapa 432. Do mesmo modo, o processo simplesmente sai na etapa 434.

As figuras 12A e 12B são fluxogramas do procedimento de espera ativa 500, que é executado uma vez a cada meio-ciclo quando o dispositivo sensível ao toque 110 está sendo acionado, isto é, quando o graduador 100 está no estado espera ativa. Primeiro uma determinação é feita como se o usuário parou de usar, isto é, liberou, o dispositivo sensível ao toque 110. O controlador 214 abre o comutador 232 e fecha o comutador 238 na etapa 510, e lê a saída do circuito de detecção de uso 222 na etapa 512. Na etapa 514, o controlador 214 fecha o comutador 232 e abre o comutador 238. Se não se tem atividade na superfície frontal 108 do graduador 100 na etapa 516, o controlador 214 incrementa um "contador de inatividade " na etapa 518. O controlador 214 usa o contador de inatividade para se certificar de que o usuário não está acionando o dispositivo sensível ao toque 110 antes de entrar no modo de Liberação. Se o contador de inatividade for menor do que um valor Imax do contador de inatividade máxima na etapa 520, o processo sai na etapa 538. De outra forma, o estado do graduador é configurado para o estado de Liberação na etapa 522, e então o processo sai.

Se ocorrer atividade no dispositivo sensível ao toque 110 na etapa 516, o controlador 214 lê a saída do circuito estabilizador 220, que é representativa da posição do acionamento de ponto na superfície frontal 108 do graduador 100. Porque o comutador 232 é condutivo e o comutador 238 não é condutivo, o controlador 214 determina a tensão de C.C. na saída do circuito estabilizador 220, preferivelmente usando um ADC, na etapa 524.

A seguir, o controlador 214 usa um buffer para "filtrar" a saída do circuito estabilizador 220. Quando um usuário aciona o dispositivo sensível ao toque 110, o capacitor C230 irá carregar em aproximadamente a tensão de estado estável representando a posição do acionamento na superfície frontal 108 através de um período de tempo predeterminado pela primeira constante de tempo τι, como previamente descrito. Porque a tensão através do capacitor C230, isto é, a saída do circuito estabilizador 220, está aumentando durante este tempo, o controlador 214 retarda durante um período de tempo predeterminado na etapa 525, preferivelmente, durante aproximadamente três meio-ciclos (3).

Quando um dedo do usuário é removido da superfície frontal 108 do bisel 106, mudanças sutis na força e posição do acionamento de ponto ocorre, isto é, ocorre um evento de "rolar o dedo". Assim, o sinal de saída do dispositivo sensível ao toque 110 não é mais representativo da posição do acionamento de ponto. Para evitar que o controlador 214 processe leituras durante um evento de rolar o dedo, o controlador 214 salva as leituras no buffer e processa as leituras com um atraso, por exemplo, seis meio-ciclos depois. Especificamente, quando o atraso é sobre a etapa 525, o controlador 214 gira a nova leitura (isto é, da etapa 524) no buffer na etapa 526. Se o buffer tem pelo menos seis leituras na etapa 528, o controlador 214 tira a média das leituras nas quinta e sexta posições no buffer na etapa 530 para produzir os dados de posição de toque. Deste modo, quando o usuário para de acionar o dispositivo sensível ao toque 110, o controlador 214 detecta esta mudança na etapa 516 e configura o estado do graduador para o estado de Liberação na etapa 522 antes do controlador processar as leituras salvas no buffer próximo do tempo de transição do dispositivo sensível ao toque.

Na etapa 532, o controlador 114 determina se os dados de posição de toque da etapa 530 estão na região de exclusão 118 (como mostrado na figura 4B). Se os dados da posição de toque estão na região de exclusão 118, o procedimento de espera ativa 500 simplesmente sai na etapa 538. De outra foram, uma determinação é feita na etapa 534 como se o som deveria ser gerado. Especificamente, se o sinalizador de som for configurado e se o contador de som alcançou um valor Smax de contador de som máximo, o controlador 214 aciona o sinal de ATIVAÇÃO DE SOM 246 de modo elevado e provê o sinal de ONDA DE SOM 248 para o gerador de som audível 224 gerar o som na etapa 535. Além disso, o sinalizador de som é limpo na etapa 536 de modo que o som não será gerado desde que o graduador 100 permaneça no estado de Espera Ativa.

Se os dados de posição de toque estiverem na área de chaveamento, isto é, a porção inferior da superfície frontal 108 do bisel 106 circundando o ícone 116 (como mostrado na figura 4A), na etapa 540, o controlador 214 processa o acionamento do dispositivo sensível ao toque 110 como um chaveamento. Se a carga de iluminação 208 estiver atualmente desligada na etapa 542, o controlador 214 liga a carga de iluminação.

Especificamente, o controlador 214 ilumina o ícone 116 com o indicador de estado azul na etapa 544 e gradua a carga de iluminação 208 até o nível pré- configurado, isto é, a intensidade de iluminação desejada da carga de iluminação, na etapa 546. Se a carga de iluminação estiver atualmente na etapa 542, o controlador 214 liga o indicador de estado laranja atrás do ícone 116 na etapa 548 e desvanece a carga de iluminação 208 para desligada na etapa 550.

Se os dados de posição de toque não estiverem na área de chaveamento na etapa 540, o controlador 214 relaciona em escala os dados de posição de toque na etapa 552. A saída do circuito estabilizador 220 está em uma tensão de C.C. entre um valor máximo, isto é, substancialmente a tensão de C.C. Vcc, e um valor máximo, que corresponde à tensão de C.C. provida pelo dispositivo sensível ao toque 110, quando um usuário está acionando a extremidade inferior da porção superior da superfície frontal 108 do bisel 106.

O controlador 214 relaciona em escala esta tensão de C.C. para ser um valor entre desligado (isto é, 1%) e intensidade completa (isto é, 100%) da carga de iluminação 208. Na etapa 554, o controlador 214 gradua a carga de iluminação 208 para o nível escalonado produzido na etapa 552.

A seguir, o controlador 214 muda os indicadores de estado 114 localizados atrás dos marcadores 112 sobre a superfície frontal 108 do bisel 106. A medida que um usuário aciona o dispositivo sensível ao toque 110 para mudar a intensidade da carga de iluminação 208, o controlador 214 decide se mudar o indicador de estado 114 que está atualmente iluminado. Porque se tem sete (7) indicadores de estado para indicar uma intensidade entre 1% e 100%, o controlador 214 pode iluminar o primeiro indicador de estado, isto é, o indicador de estado o mais inferior, para representar uma intensidade entre 1% e 14%, o segundo indicador de estado para representar uma intensidade entre 15% e 28%, e assim em diante. O sétimo indicador de estado, isto é, o indicador de estado o mais superior, pode ser iluminado para representar uma intensidade entre 85% e 100%. Preferivelmente, o controlador 214 usa histerese para controlar os indicadores de estado 114 de modo que se o usuário aciona a superfície frontal 108 em um limite entre duas das regiões de intensidades descritas acima, indicadores de estado consecutivos não chaveiam de um lado para o outro.

Com referência à figura 12B, uma determinação é feita como se uma mudança é necessária com relação a qual indicador de estado é iluminado na etapa 556. Se o LED presente (em resultado aos dados de posição de toque da etapa 530) for igual que o LED anterior, então nenhuma mudança no LED é requerida. O LED presente é configurado igual que o LED anterior na etapa 558, um contato de histerese é limpo na etapa 560, e o processo sai na etapa 570.

Se o LED presente não for igual que o LED anterior na etapa 556, o controlador 214 determina se o LED deve ser mudado. Especificamente, na etapa 562, o controlador 214 determina se o LED presente deve mudar se o nível de luz alterado em 2% do nível de luz indicado pelos dados de posição de toque. Se não, o contador de histerese é limpo na etapa 560 e o processo sai na etapa 570. De outra forma, o contador de histerese é incrementado na etapa 564. Se o contador de histerese for menor do que um valor Hmax do contador de histerese máximo na etapa 566, o processo sai na etapa 570. De outra forma, os LEDs são mudados consequentemente com base nos dados de posição de toque na etapa 568.

A figura 13 é um fluxograma do procedimento de Liberação 600, que é executado após o controlador 214 configurar o estado do graduador para o estado de Liberação na etapa 522 do procedimento de Espera Ativa 500. Primeiro, um sinalizador de salvar é configurado na etapa 610. A seguir, o contador de som é reconfigurado na etapa 612 para assegurar que o som não será gerado novamente, por exemplo, durante preferivelmente 18 meio-ciclos. Na etapa 618, uma determinação é feita com relação a se o graduador 100 está atualmente executando um desvanecer-para-desligar. Se não, o nível presente é salvado como o nível preconfigurado na memória 225 na etapa 620. De outra forma, a intensidade de iluminação desejada é configurada para desligar na etapa 622, a contagem regressiva de desvanecer longo é iniciada na etapa 624, e o nível preconfigurado é salvo como desligado na memória 225.

As figuras 14A e figura 14B são diagramas esquemáticos simplificados do conjunto de circuitos para um dispositivo sensível ao toque de quatro fios 710 e um controlador 714 de acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção. O dispositivo sensível ao toque de quatro fios 710 tem quatro conexões, isto é, eletrodos, e provê duas saídas: uma primeira saída representativa da posição de um acionamento de ponto ao longo do eixo Y, isto é, eixo longitudinal do 100, como mostrado na figura 4B, e uma segunda saída representativa da posição de um acionamento de ponto ao longo do eixo X, isto é, um eixo perpendicular ao eixo longitudinal. O dispositivo sensível ao toque de quatro fios 710 provê as saídas dependendo de como a tensão de C.C. Vcc é conectada ao dispositivo sensível ao toque. Um circuito estabilizador 720 é acoplado operativamente à primeira saída e um circuito de detecção de uso 722 é acoplado operativamente à segunda saída.

O controlador 714 controla três comutadores 760, 762, 764 para conectar dispositivo sensível ao toque 710 à tensão de C.C. Vec assim. Quando os comutadores 760, 762, 764 são conectados em posição A, como mostrado na figura 14A, a tensão de C.C. Vcc é acoplada através do resistor de eixo Y, e o resistor de eixo X prove a saída do circuito estabilizador 720. Quando os comutadores 760, 762, 764 são conectados em posição B, como mostrado na figura 14B, a tensão de C.C. Vcc é acoplada através do resistor de eixo X, e o resistor de eixo Y provê a saída para o circuito de detecção de uso 722. Porque o controlador 714 provê um sinal de saída para o controle seja o circuito estabilizador 720 ou o circuito de detecção de uso 722 acoplado ao dispositivo sensível ao toque 110, o software executado pelo controlador 714 é igual que o software executado pelo controlador 214, como mostrado nas figuras 10-13.

A figura 15 é um diagrama esquemático simplificado do conjunto de circuitos para o dispositivo sensível ao toque de quatro fios 710 e um controlador 814, de acordo com uma terceira forma de realização da presente invenção. O controlador 814 é operável para ler a posição de um acionamento de ponto sobre o dispositivo sensível ao toque de quatro fios 710, ao longo tanto do eixo Y como do eixo X. Quando determinando a posição ao longo do eixo Υ, o controlador 814 opera o mesmo como o controlador 714, como mostrado nas figuras 14A e 14B, por controle dos comutadores 760, 762, 764, como descrito acima.

Um circuito estabilizador adicional 870 é provido para determinar a posição do acionamento de ponto ao longo do eixo X. O circuito estabilizador adicional 870 compreende um capacitor de alta energia de descarga C872. O controlador 814 controla um comutador 874 para comutar seletivamente a saída do eixo X entre o circuito de detecção de uso 722 e o circuito estabilizador 870. O controlador 814 controla o comutador 874 em um modo similar a como o controlador 214 controla os comutadores 232, 238 (como mostrado na figura 8).

As figuras 16A e 16B são uma vista em perspectiva e uma vista frontal, respectivamente, de um graduador de toque 900 de acordo com uma quinta forma de realização da presente invenção. A figura 17A é uma vista em seção transversal de fundo e figura 17B é uma vista em seção transversal de fundo aumentada do graduador 900. A figura 18A é uma vista em seção transversal lateral à esquerda e figura 18B é uma vista em seção transversal lateral à esquerda parcial aumentada do graduador 900.

O graduador de toque 900 inclui um acionador sensível ao toque fino 910 compreendendo um membro de acionamento 912 se estendendo através de um bisel 914. O graduador 900 ainda compreende uma placa frontal 916, que tem uma abertura não padrão 918 e se monta em um adaptador 920. O bisel 914 é alojado atrás da placa frontal 916 e se estende através da abertura 918. O adaptador 920 conecta a um cabeçote 922, que é adaptado para montar o graduador 900 a uma caixa de parede elétrica padrão. Uma placa de circuito impresso principal (PCB) 924 é montada dentro de um recinto 926 e inclui alguma parte do conjunto de circuitos elétricos do graduador 200, por exemplo, o comutador semicondutor 210, o circuito acionador de porta 212, o controlador 214, o circuito de detecção de cruzamento zero, a alimentação de energia 218, o circuito estabilizador 220, o circuito de detecção de uso 222, o gerador de som audível 224, e a memória 225, do graduador 200. O acionador sensível ao toque fino 910 preferivelmente se estende além da placa frontal em 0,158 cm, isto é, tem uma altura de 0,158 cm, mas pode ter uma altura na faixa de 0,079 cm a 0,237 cm. Preferivelmente, o acionador sensível ao toque 910 tem um comprimento de 9,2 cm e uma largura de 0,47 cm. No entanto, o comprimento e a largura do acionador sensível ao toque 910 podem estar nas faixas de 6,66 cm - 10,16 cm e 0,31 cm - 0,63 cm respectivamente.

O acionador sensível ao toque 910 opera para contatar um dispositivo sensível ao toque 930 dentro do graduador de toque 900. O dispositivo sensível ao toque 930 está contido por uma base 932. O membro de acionamento 912 inclui uma pluralidade de pilares longos 934, que contatam a superfície frontal do dispositivo sensível ao toque 930 e são dispostas em um arranjo linear ao longo do comprimento do membro de acionamento. Os pilares 934 atuam como concentradores de força para concentrar a força de um acionamento do membro de acionamento 912 para o dispositivo sensível ao toque 930.

Uma pluralidade de indicadores de estado 936 são dispostos em um arranjo linear atrás do membro de acionamento 912. Os indicadores de estado são montados em um monitor PCB 938, isto é, uma placa de suporte do indicador de estado, que é montada entre o dispositivo sensível ao toque 930 e o bisel 914. A figura 19 é uma vista em perspectiva do monitor PCB 938. O monitor PCB 938 inclui uma pluralidade de furos 939, que os pilares longos 934 se estendem através para contatar o dispositivo sensível ao toque 930. O membro de acionamento 912 é preferivelmente construído de um material translúcido de modo que a luz dos indicadores de estado 936 é transmitida para a superfície do membro de acionamento. Uma pluralidade de pilares curtos 940 são providos no membro de acionamento 912 diretamente acima dos indicadores de estado 936 para operar como tubos de luz para o arranjo linear dos indicadores de estado. O monitor PCB 938 compreende uma tira 952 tendo um conector 954 no lado de fundo para conectar o monitor PCB 938 para o PCB 924 principal.

O membro de acionamento 912 compreende um entalhe 942, que separa uma porção inferior 944 e uma porção superior 946 do membro de acionamento. Quando do acionamento da porção inferior 944 do membro de acionamento 912, o graduador 900 leva a carga de iluminação conectada para chavear de ligado para desligado (e vice-versa). Preferivelmente, um indicador de estado azul 948 e um indicador de estado laranja 950 estão localizados atrás da porção inferior 944, de modo que a porção inferior é iluminada com luz azul quando a carga de iluminação está ligada e iluminada com luz laranja quando a carga de iluminação está desligada. O acionamento da porção superior 946 do membro de acionamento 912, isto é, acima do entalhe 942, leva a intensidade da carga de iluminação a mudar para um nível respondente à posição do acionamento sobre o membro de acionamento 912. Os indicadores de estado 936 atrás dos marcadores de estado 112 são iluminados para exibir a intensidade da carga de iluminação como com o graduador de toque 100 previamente discutido.

A figura 20 é uma vista em seção transversal de fundo parcial aumentada de um acionador fino sensível ao toque 960 de acordo com a quinta forma de realização da presente invenção. O acionador sensível ao toque 960 compreende um membro de acionamento 962 tendo dois pilares 964 para acionar o dispositivo sensível ao toque 930. Uma pluralidade de indicadores de estado 966 são montados em um monitor flexível PCB 968, isto é, uma placa de suporte de indicador de estado flexível, cujos pilares 964 do membro de acionamento 962 são operáveis para acionar o dispositivo sensível ao toque 930 sem interrupção. Os indicadores de estado 966 são preferivelmente LEDs azuis e são dispostos ao longo do comprimento do membro de acionamento 962. Preferivelmente, o membro de acionamento 962 é construído de um material translúcido de modo que a luz dos indicadores de estado 966 é transmitida para a superfície do membro de acionamento.

Apesar da presente invenção ter sido descrita em relação a formas de realização particulares da mesma, muitas outras variações e modificações e outros usos se tornarão evidentes para o versado na arte. Prefere-se, assim, que a presente invenção não seja limitada somente pela descrição específica aqui, mas somente pelas reivindicações anexas.

Claims (19)

1. Estrutura de controle para um sistema de controle elétrico para produzir um sinal elétrico de saída variável para uma carga elétrica para variar, de modo controlável, a saída da referida carga, referida estrutura de controle caracterizada pelo fato de compreender: (a) um volume encerrado que contém eletrônica de controle; (b) uma placa de cobertura sobre uma superfície do referido volume encerrado tendo uma superfície frontal planar e tendo uma abertura retangular na mesma; (c) um bloco de toque alongado disposto na referida abertura retangular e acoplado à referida eletrônica de controle e adaptado para produzir um sinal de saída que está relacionado com a posição dentro do comprimento do referido bloco de toque em que referido bloco de toque é tocado por um operador; e (d) referido bloco de toque tem um comprimento em excesso de cerca de 6,35 cm, uma largura menor do que cerca de 0,47 cm e uma altura acima da superfície da referida placa de cobertura menor do que 0,238 cm.

2. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referido bloco de toque tem um comprimento de cerca de 6,66 cm a cerca de 10,16 cm, uma largura de cerca de 0,31 cm a cerca de 0,63 cm e uma altura de cerca de 0,079 a cerca de 0,238 cm.

3. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o referido comprimento é cerca de 9,2 cm, referida largura é cerca de 0,47 cm e referida altura é cerca de 0,158 cm.

4. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referido bloco de toque é um bloco resistivo.

5. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referido bloco de toque é um bloco capacitivo.

6. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referido bloco de toque alongado é reto, e é paralelo aos lados da referida placa de cobertura.

7. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que referido bloco de toque alongado está no centro da largura da referida placa de cobertura.

8. Sistema para controlar energia de uma fonte para uma carga, caracterizado pelo fato de compreender, em combinação: (a) uma placa de cobertura que tem uma superfície frontal com uma abertura retangular; (b) um bloco de toque atrás da referida abertura retangular tendo uma área de superfície contínua acessível para prover um sinal em resposta à pressão aplicada em algum ponto ao longo do comprimento da referida área, o sinal tendo pelo menos uma característica que é uma função do local presente sobre a área em que a referida pressão é aplicada; (c) meio de circuito para ajustar a energia provida da referida fonte para referida carga de acordo com o referido sinal; e (d) referido bloco de toque tendo um comprimento em excesso de cerca de 8,89 cm, uma largura de cerca de 0,47 cm, e uma altura acima da superfície da referida placa de cobertura de cerca de 0,16 cm.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o referido bloco de toque alongado é reto, e é paralelo aos lados da referida placa de cobertura e está no centro da largura da referida placa de cobertura.

10. Estrutura de controle para um sistema de controle elétrico para produzir um sinal elétrico de saída variável para uma carga elétrica para variar, de modo controlável, a saída da referida carga, referida estrutura de controle caracterizada pelo fato de compreender: (a) um volume encerrado que contém eletrônica de controle; (b) uma placa frontal tendo uma ranhura alongada estreita na mesma; (c) uma tela de toque alongada que é pelo menos parcialmente co-extensiva com referida ranhura alongada estreita e mais larga do que referida ranhura e suportada atrás e espaçada da superfície traseira da referida placa frontal; (d) uma placa de suporte fina de indicador de estado montado no topo da referida tela de toque alongada e co-extensivo com a mesma; (e) uma pluralidade de indicadores de estado montados na referida placa de suporte fina do indicador de estado ao longo de uma linha que é centrada sobre o centro projetado de referida ranhura alongada estreita; (f) um membro acionador flexível compreendendo um flange fino se estendendo tendo uma extensão central se estendendo a partir de uma superfície do mesmo, referido flange posicionado acima da referida placa de suporte do indicador de estado e referida extensão central se estendendo através da referida ranhura alongada e acima da superfície frontal da referida placa frontal, referida extensão central tendo folga em sua superfície de fundo no local de cada um dos referidos indicadores de estado, assim referido acionador flexível pode ser pressionado em qualquer local ao longo de seu comprimento para aplicar pressão à referida tela de toque em um local relacionado sobre a referida tela de toque; (g) uma pluralidade de tubos de luz se estendendo perpendicularmente através da referida extensão central e tendo superfícies de fundo adjacentes a e espaçadas da superfície de topo dos respectivos dentre os indicadores de estado e tendo uma extremidade de topo na superfície externa da referida extensão central; e (h) meio de circuito acoplando referida tela de toque aos referidos indicadores de estado para iluminar um dos respectivos indicadores de estado respondentes à aplicação de pressão à tela de toque em locais adjacentes à mesma.

11. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que referido flange e extensão central são formados integralmente em um material flexível fino.

12. Estmtura de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a superfície de topo de referida extensão central é cilíndrica.

13. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que referida extremidade de fundo de referida extensão central tem pontos de pressão salientes para aplicar pressão local à referida tela de toque em resposta à pressão no local de topo correspondente de referida extensão central.

14. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que referida extremidade de fundo de referida extensão central tem pontos de pressão salientes para aplicar pressão local à referida tela de toque em resposta à. pressão no local de topo correspondente de referida extensão central.

15. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que cada um dos referidos indicadores de estado produz cones de luz em resposta à sua excitação, que tem um eixo perpendicular à superfície dos referidos indicadores de estado; referido espaçamento entre referidas superfícies de indicador de estado e as superfícies de fundo de referidos tubos de luz sendo selecionados de modo que a superfície completa de referidos fundos de referidos tubos de luz intercepta a área completa de referidos cones de luz na seção de referidos cones que recebe referidas superfícies de fundo de referidos tubos de luz.

16. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que referida extensão central se estende acima da frente de referida placa frontal em cerca de 0,15 cm.

17. Estrutura de controle de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que referida extensão central se estende acima da frente de referida placa frontal em cerca de 0,15 cm.

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que referidos indicadores de estado são LEDs azuis.

19. Ern combinação, indicador de estado e um tubo de luz, caracterizados por conduzir a luz do referido indicador de estado a um local remoto; referido indicador de estado produzindo um cone de luz tendo um eixo perpendicular à sua superfície de saída em resposta à sua energização; referido tubo de luz tendo uma superfície de extremidade de entrada que é paralela e a espaçada da referida superfície de saída do indicador de estado; referida superfície de extremidade interseccionando referido cone de luz em um local axial, de modo que a área completa de interseção de referido cone de luz em um local axial é tal que a área completa do cone interseccionado é alinhada com a área completa de referida superfície de extremidade de entrada do referido tubo de luz.