Annäherungsschalter
Ein bekannter Annäherungsschalter besitzt eine Annäherungselektrode, die von einem Schirm umgeben ist. Die Annäherungselektrode ist über einen Kondensator mit einer Zündelektrode einer Kaltkathodenröhre der Type ZC 1010 verbunden. Bei Annäherung eines eine Kapazität gegenüber dem Erdpotential bildenden Körpers, beispielsweise einer Person, an die Annäherungselektrode auf einen bestimmten Abstand fliesst über die Zündelektrode der Kaltkathodenröhre ein geringer Wechselstrom, der ausreicht, die Kaltkathodenröhre durchzuzünden. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der Körper Erdpotential haben muss und zwar muss er etwa das Potential der Stromversorgung haben. Diese Bedingung ist manchmal nicht erfüllt.
Der Annäherungsschalter bekannter Art ist so ausgeführt, dass die Annäherungselektrode in eine Kunststofffliese eingebaut ist, die zwischen anderen Fliesen an der Wand befestigt ist.
Elektrostatische Aufladungen, die sich beim Putzen dieser Fliesen ergeben, können völlig undefiniert ein Einschalten, Ausschalten und Wiedereinschalten des Annäherungsschalters verursachen, wodurch völlig nutzlos Wasser verbraucht wird, wenn der Annäherungsschalter z. B. in einem Krankenhaus zum berührungslosen Ein- und Ausschalten von Wasser Absperrmagnetventilen benutzt wird. Auch wenn Wassertropfen an den Fliesen herunterlaufen, schaltet dieser Annäherungsschalter. Ausserdem kann man den bekannten Schalter durch ein zweites Annähern nicht mehr ausschalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Annäherungsschalter zu schaffen, der von solchen Nachteilen frei ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Annäherungselektrode des Annäherungsschalters über eine gesteuerte Wechselspannungsquelle an einen Auswertungsschaltkreis angeschlossen ist, und dass die Annäherungselektrode von der Speisequelle des Annäherungsschalters galvanisch getrennt ist.
Diese Art Annäherungsschalter sollte nicht mit solchen Warnanlagen verwechselt werden, durch die in einem Raum ein hochfrequentes Wechselfeld erzeugt wird. Hierbei stört die in einen solchen Raum eintretende Person die Feldverhältnisse enorm. Ausserdem benötigt man bei solchen Anlagen hochfrequente Schaltungen und ganz spezielle und teure Antennen. Zum Schalten von Magnetventilen für Wasserleitungen z. B. in Krankenhäusern wären solche Anlagen untauglich und auch viel zu teuer.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 ein genaueres Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels.
In eine gestrichelt dargestellte Kunststofffliese 11 ist eine Annäherungselektrode 12 eingegossen, die über den Mittelleiter 13 eines Koaxialkabels 14 mit der einen Elektrode einer Glimmröhre 16 verbunden ist.
Hinter der Elektrode 12 und in der Kunststofffliese 11 liegt eine Abschirmung 17, durch die der Mittelleiter 13 hindurchgeführt wird. Über eine Leitung 18 ist die Abschirmung 17 an das Abschirmgeflecht 19 des Koaxialkabels 14 angeschlossen. Auf der anderen Seite ist das Abschirmgeflecht über eine Leitung 21 mit einem Bezugspunkt 22 und der anderen Elektrode der Glimmröhre 16 verbunden. Über einen Arbeitswiderstand 23 ist die Glimmröhre 16 mit einer Stromversorgungsklemme 24 verbunden. Die Glimmröhre 16 bildet zusammen mit dem Arbeitswiderstand 23 und der Kapazität des Koaxialkabels 14 eine durch die Annäherungselektrode 12 gesteuerte Wechselspannungsquelle 31. Auf die Glimmröhre 16 folgt ein Verstärker-lmpedanzwandler 28, dessen Eingang wegen des hochohmigen Ausgangs der gesteuerten Wechselspannungsquelle 31 ebenfalls hochohmig ist und dessen Ausgang niederohmig ist.
Der Auswertungsschaltkreis nach Fig. list derart ausgebildet, dass auf den Verstärker-lmpedanzwandler 28 ein Amplitudendiskriminator 32 und ein Frequenzdiskriminator 33 folgt. Der Rest des Auswertungsschaltkreises wird zugleich mit seiner Funktionsbeschreibung erläutert.
Nähert man der Annäherungselektrode 12 z. B. eine Hand, so ändert sich die Grösse des parallel zur Glimmröhre 16 geschalteten Kondensators, was sich darin äussert, dass sich sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der Impulse 27 ändern. Die Amplitudenänderung wird im Ampli tudendiskriminator 32 festgestellt und der Betrag der Änderung wird dann in einem Vergleicher 34 mit einem Sollwert verglichen. Weicht der Istwert von dem Sollwert ab, so erzeugt der Vergleicher 34 ein Ausgangssignal.
Ebenfalls erzeugt ein zweiter Vergleicher 36 ein Ausgangssignal, wenn das Ausgangssignal des Frequenzdiskriminators 33 von einem Sollwert abweicht.
Nur wenn sowohl eine Verstimmung der Frequenz als auch der Amplitude stattfindet, gibt ein UND-Tor 37 ein Ausgangssignal ab, das eine bistabile Kippstufe 38 in einen solchen Zustand versetzt, dass ihr Ausgangssignal einen Thyristor 39 leitend macht. Dann kann von einer Klemme 41 aus über einen Lastwiderstand 42 und den leitenden Thyristor 39 ein Strom zum Bezugspunkt 43 fliessen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Lastwiderstand 42 die Spule eines Magnetventils in einer Wasserleitung zu einem Wasserhahn eines Waschbeckens. Es kann nun Wasser aus dem Wasserhahn fliessen.
Hat die Person ihre Hände gewaschen, so nähert sie ihre Hand wiederum der Annäherungselektrode 12 und es erscheint nochmals ein Ausgangssignal am Ausgang des UND Tores 37, wodurch die bistabile Kippstufe 38 in ihren anderen Zustand kippt, der Thyristor 39 gesperrt wird und durch den Lastwiderstand 42 kein Strom mehr fliesst. Dies bedeutet, dass auch kein Wasser mehr aus dem Hahn fliesst
Vergisst die Person, nach dem Waschen ihre Hand der Annäherungselektrode 12 zu nähern, so sorgt ein Zeitglied 44 dafür, dass die bistabile Kippstufe 38 wieder zurückgekippt wird. Der den Thyristor 39 einschaltende Impuls wurde nämlich vorher auch dem Zeitglied 44 zugeführt. Das Zeitglied 44 gibt nun nach einer bestimmten Zeitdauer an seinem Ausgang einen Impuls an ein ODER-Tor 46 ab, über deren Ausgang die bistabile Kippstufe 38 zurückgestellt wird.
Bei diesem und dem folgenden Ausführungsbeispiel dient die Abschirmung 17 nicht, wie man annehmen könnte, der Steigerung der Empfindlichkeit. Vielmehr dient sie dazu, eine Betätigung von rechts, d. h. von hinter der Kunststofffliese 11, zu verhindern. Es würde sonst eventuell Wasser eingeschaltet, wenn eine Person auf der anderen Seite der Wand, in die die Keramikfliese eingebaut ist, vorübergeht.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird auf das UND Tor 37, den Diskriminator 33 und den Vergleicher 36 im Auswertungsschaltkreis verzichtet. Es gelingt nämlich, auch mit einem einzigen Kriterium, nämlich der Amplitudenänderung den Thyristor 39 zuverlässig zu schalten. Man erkennt in Fig. 2 wiederum die Annäherungselektrode 12, das Koaxialkabel 14 und die gesteuerte Spannungsquelle 31. Der Auswertungsschaltkreis enthält ferner die Kettenschaltung bestehend aus einer Gleichrichterschaltung 47, einer Impedanzwandlerschaltung 48, einem Wechselstromverstärker 49, einer monostabilen Kippstufe 51, der bistabilen Kippstufe 38, einer Schaltstufe 52 und dem Lastwiderstand 42. Diese Baugruppen werden mit Hilfe einer gut stabilisierten Stromversorgung 53 über die gezeichneten Leitungen mit Strom versorgt.
Das Zeitglied 44 liegt parallel zur monostabilen Kippstufe 51 und zur bistabilen Kippstufe 38.
Die soeben beschriebene Schaltung ist der besseren Übersicht halber in Fig. 3 genauer dargestellt. An einer Klemme 54 ist das Abschirmgeflecht 19 angeschlossen, wäh- rend der Mittelleiter 13 an einer Klemme 56 angeschlossen ist Der Emitter eines Unijunction-Transistors Ts9 erhält seine Vorspannung über einen Widerstand R1. Mit Hilfe eines veränderbaren Widerstands RW 1 kann die Vorspannung der Basis 2 des Unijunction-Transistors Ts9 eingestellt werden. Ein Widerstand R2 dient als Schutzwiderstand für den Fall, dass der Widerstand RW1 versehentlich den Wert 0 erhalten hat.
Mit der Basis 2 ist ein spannungsverdoppelnder Spitzengleichrichter 47 verbunden, der die Kondensatoren C1 und C2 sowie die Dioden D9 und D10 umfasst.
An diesen Spitzengleichrichter 47 schliesst sich ein Impedanzwandler 48 an, der aus einem Transistor Ts2 und einem Emitterwiderstand R3 besteht. Diese Kollektorstufe ist über einen Kondensator C3 mit einem zweistufigen Wechselspannungsverstärker 49 verbunden. Der Kondensator C3 hat beim Ausführungsbeispiel, ebenso wie der Kondensator C4 15 ,uF. Die Kondensatoren C3 und C4 haben daher einen sehr niedrigen Wechselstromwiderstand. Für einen Transistor Ts3 dienen Widerstände R 4 und R 5 als Basisspannungsteiler. Ein Widerstand R7 dienst als Gegenkopplungswiderstand, während ein Widerstand R6 der Arbeitswiderstand für den Transistor Ts3 ist. Wie aus dem Schaltbild ersichtlich, ist der Ausgang des Transistors Ts3 galvanisch mit dem Eingang eines Transistors Ts4 gekoppelt.
Widerstände R9 und R28 sowie ein Kondensator C14 stellen eine kombinierte Wechselspannungs- und Gleichspannungsgegenkopplung dar, während ein Widerstand R8 als Arbeitswiderstand für den Transistor Ts4 dient. Ein Kondensator C5 dient als Gegenkopplung für den Transistor Ts4 und unterdrückt Störspitzen, die z. B. vom Ein- und Ausschalten elektrischer Geräte stammen können. Der Kondensator C5 ist in der zweiten Stufe wirksamer als wenn man ihn in der ersten Stufe verwenden würde. Über den Kondensator C4 und den Widerstand R10 ist monostabile Kippstufe 51 an den Wechselspannungsverstärker 49 angeschlossen. Seine Zeitkonstante wird hauptsächlich durch einen Kondensator C6 und einen Widerstand R15 bestimmt.
Die monostabile Kippstufe 51 umfasst Transistoren Ts5, Ts6, einen Koppelungskondensator C7, einen Arbeitswiderstand R13 für den Transistor Ts5, den Basisspannungszuführungswiderstand R15, den Gegenkopplungskondensator C6 und einen Arbeitswiderstand R16. Die monostabile Kippstufe 51 kippt dann um, wenn das Eingangssignal an der Basis des Transistors Ts5 einen bestimmten Betrag überscheitet. Daraufhin gibt die monostabile Kippstufe 51 einen Impuls definierter Dauer am Kollektor des Transistors Ts6 ab. Ein Widerstand R 14 dienst der Rückkopplung über beide Stufen hinweg.
Die nunmehr folgende bistabile Kippstufe 38 umfasst zwei Transistoren Ts7 und Ts8, Widerstände R17, R18, R19 und R20, Kondensatoren C8, C9 und Dioden D3 und D4.
Wie man am Aufbau der an sich bekannten bistabilen Kippstufe 38 erkennt, ist sie mit Vorspeichern in Gestalt der Kondensatoren C8, C9 und der Widerstände R19 und R20 ausgestattet, so dass sowohl zum Steuern in dem EIN-Zustand als in dem AUS-Zustand nur eine einzige Leitung 61 notwendig ist. Jeder zweite Impuls auf der Leitung 61 hat damit die gleiche Wirkung auf die bistabile Kippstufe 38. Als Arbeitswiderstand für den Transistor Ts7 dient ein Widerstand R22 und als Arbeitswiderstand für den Transistor Ts8 dienen Widerstände R21 und R24. Von deren Mittenabgriff aus wird ein Thyristor 1 an seiner Steuerelektrode angesteuert. Die angegebene Schaltung hat den Vorteil, dass der Thyristor 1 dauernd von der bistabilen Kippstufe 38 Strom erhält, wenn sich diese im EIN-Zustand befindet.
Es braucht der Thyristor Thyl dann nicht dauernd nach jeder Halbwelle gezündet zu werden, wie dies sonst üblich ist. Der Thyristor Thyl gehört zusammen mit einem Schutzkondensator C14 und zwei Dioden Dl und D2 zur Schaltstufe 52. Die Diode Dl sorgt dafür, dass der Strom im Sekundärkreis der Spule des Transformators T immer in der gleichen Richtung fliesst, während die Diode D2 parallel zum Lastwiderstand 42 dazu dient, das Klappern ähnlich einer Selbsthalteschaltung in solchen Fällen zu verhindern, in denen der Lastwiderstand 42 durch Erregerspulen dargestellt ist.
Zur Stromversorgung wird an Klemmen 62 und 63 der Transformator T angeschlossen. Wie man hier sieht, herrscht eine vollständige galvanische Trennung zwischen den beiden Spulen dieses Transformators. Parallel zur Sekundärspule des Transformators liegt ein Übertrager ü1, dessen Sekundärspule mit einer Graetz-Schaltung verbunden ist, die die Dioden D5-D8 umfasst. Ein Glättungskondensator C12 sorgt für die Spannungsglättung und ein Transistor Tsl sorgt zusammen mit Zener-Dioden ZD1 und ZD2 für die Stabilisierung der Gleichspannung. Den Basisstrom führt ein Widerstand R27 zu. Ein weiterer Glättungskondensator C13 glättet die am Ausgang der Stromversorgung 53 anstehende Spannung nochmals.
Es ist hier eine sehr stabile Stromversorgung notwendig, damit nicht von der Stromversorgung kommend Spannungsschwankungen fälschlicherweise von dem Annäherungsschalter als Signale gedeutet werden, die das Annähern eines Gegenstands an die Annäherungselektrode 12 anzeigen sollen.
Vom Ausgang der bistabilen Kippstufe 38 wird über einer Widerstand R26 das Zeitglied 44 angesteuert, welches einen Unijunction-Transistor Ts10 samt seinen Vorspannwiderständen R23 und R15 umfasst. Ein Kondensator C11 ergibt zusammen mit dem Widerstand R26 die Zeitkonstante, nach der der Unijunction-Transistor TslO an der Basis 1 über einen Kondensator C10 und einen Widerstand R12 an den Eingang der monostabilen Kippstufe 51 ein Signal abgibt.
Es ist nicht nur ein Vorzug der soeben beschriebenen Schaltung, dass sie auch auf fliegendem Potential arbeiten kann. Vielmehr hat sie auch noch folgenden Vorteil, der an Hand eines Beispiels beschrieben werden soll:
Stellt man einen Gegenstand wie z. B. einen Eimer mit Wasser in die Nähe des Annäherungsschalters 12, so schaltet der Annäherungsschalter zunächst einmal, weil ja eine Amplitudenänderung im Generator 31 auftritt. Diese Amplitudenänderung teilt sich über den Kondensator C3 dem Wechselspannungsverstärker 49 mit und der Annäherungsschalter schaltet einmal. Bleibt nun der Eimer stehen, so bleibt auch die Verstimmung konstant und da keine Ände- rung mehr auftritt, wirkt der Kondensator C3 als Sperre.
Kommt man nun nochmals zusätzlich mit der Hand in die Nähe der Annäherungselektrode 12, so tritt eine weitere Verstimmung d.h. eine weitere Änderung der Spannungsamplitude auf, die nunmehr der Kondensator C3 überträgt.
Dies bedeutet, dass eine konstante Verstimmung des Generators 31 die Arbeitsweise des Annäherungsschalters nicht nachtteilig beeinflussen kann.
In der monostabilen Kippstufe 51 entkoppelt der Widerstand R10 die Rückkopplung R14 der Transistoren Ts6 und Ts5 sowie die Einspeisung vom Zeitglied 44 über R12. Es wurde herausgefunden, dass die Schaltung vollständig arbeiten kann, da sie durch geschickte Art der Verstärkung und Gegenkopplung sehr unempfindlich in bezug auf Störspannungsspitzen ist.
Grundsätzlich könnte man die vom Unijunction-Transistor TslO über den Kondensator C10 und den Widerstand R12 ausgehende Rückkopplung statt an den Eingang der monostabilen Kippstufe 51 an den Eingang der bistabilen Kippstufe 38 legen. Man brauchte hierzu jedoch entweder eine Umkehrstufe, um die richtige Phasenlage zu erhalten, oder aber man müsste die Transistoren Ts7 und Ts8 als npn Transistoren ausbilden.
Beim beschriebenen Annäherungsschalter hat die statische Aufladung der die Annäherungselektrode umgebenden Kunststofffliese überhaupt keinen Einfluss und bei Benetzen mit Flüssigkeit schaltet der Annäherungsschalter einmal, ist dann aber auch im nassen Zustand sofort wieder voll betriebsbereit, so dass ein zweites Annähern an die nasse Fliese ein Ausschalten bewirkt.
Proximity switch
A known proximity switch has a proximity electrode which is surrounded by a screen. The proximity electrode is connected to an ignition electrode of a cold cathode tube of the type ZC 1010 via a capacitor. When a body forming a capacitance with respect to the earth potential, for example a person, approaches the proximity electrode at a certain distance, a small alternating current flows through the ignition electrode of the cold cathode tube, which is sufficient to ignite the cold cathode tube. This arrangement has the disadvantage that the body must have earth potential, namely it must have approximately the potential of the power supply. Sometimes this condition is not met.
The proximity switch of the known type is designed so that the proximity electrode is built into a plastic tile that is attached to the wall between other tiles.
Electrostatic charges that arise when cleaning these tiles can cause the proximity switch to be switched on, switched off and switched on again in a completely undefined manner, which means that water is completely useless when the proximity switch z. B. is used in a hospital for contactless switching on and off of water shut-off solenoid valves. This proximity switch also switches if drops of water run down the tiles. In addition, you can no longer switch off the known switch by approaching it a second time.
The object of the invention is to create a proximity switch which is free from such disadvantages.
According to the invention, this object is achieved in that the proximity electrode of the proximity switch is connected to an evaluation circuit via a controlled alternating voltage source, and that the proximity electrode is galvanically isolated from the supply source of the proximity switch.
This type of proximity switch should not be confused with such warning systems that generate a high-frequency alternating field in a room. The person entering such a room disturbs the field conditions enormously. In addition, such systems require high-frequency circuits and very special and expensive antennas. For switching solenoid valves for water pipes z. B. in hospitals such systems would be unsuitable and much too expensive.
The invention is explained below with reference to the description of preferred exemplary embodiments. In the drawing show:
1 shows a simplified circuit diagram of a first exemplary embodiment,
2 shows a simplified circuit diagram of a second exemplary embodiment,
3 shows a more detailed circuit diagram of the second exemplary embodiment.
A proximity electrode 12, which is connected to one electrode of a glow tube 16 via the central conductor 13 of a coaxial cable 14, is cast into a plastic tile 11 shown in broken lines.
Behind the electrode 12 and in the plastic tile 11 there is a shield 17 through which the center conductor 13 is passed. The shield 17 is connected to the braided shield 19 of the coaxial cable 14 via a line 18. On the other hand, the braided shielding is connected to a reference point 22 and the other electrode of the glow tube 16 via a line 21. The glow tube 16 is connected to a power supply terminal 24 via a working resistor 23. The glow tube 16, together with the load resistor 23 and the capacitance of the coaxial cable 14, forms an alternating voltage source 31 controlled by the proximity electrode 12 Output is low-resistance.
The evaluation circuit according to FIG. 1 is designed such that the amplifier impedance converter 28 is followed by an amplitude discriminator 32 and a frequency discriminator 33. The rest of the evaluation circuit is explained at the same time as its functional description.
If you approach the proximity electrode 12 z. B. one hand, the size of the capacitor connected in parallel with the glow tube 16 changes, which is expressed in the fact that both the amplitude and the frequency of the pulses 27 change. The change in amplitude is determined in the amplitude discriminator 32 and the amount of the change is then compared in a comparator 34 with a target value. If the actual value deviates from the nominal value, the comparator 34 generates an output signal.
A second comparator 36 likewise generates an output signal if the output signal of the frequency discriminator 33 deviates from a desired value.
Only when both the frequency and the amplitude are detuned does an AND gate 37 emit an output signal which puts a bistable multivibrator 38 in such a state that its output signal makes a thyristor 39 conductive. A current can then flow from a terminal 41 to the reference point 43 via a load resistor 42 and the conductive thyristor 39. In the present embodiment, the load resistor 42 is the coil of a solenoid valve in a water line to a water tap of a wash basin. Water can now flow out of the tap.
If the person has washed their hands, they again approach the proximity electrode 12 and an output signal appears again at the output of the AND gate 37, whereby the bistable flip-flop 38 switches to its other state, the thyristor 39 is blocked and through the load resistor 42 no more electricity flows. This means that no more water will flow out of the tap
If the person forgets to approach the proximity electrode 12 with their hand after washing, a timing element 44 ensures that the bistable flip-flop 38 is tilted back again. The pulse that switches on the thyristor 39 was also supplied to the timing element 44 beforehand. After a certain period of time, the timing element 44 sends a pulse to an OR gate 46 at its output, via the output of which the bistable multivibrator 38 is reset.
In this and the following exemplary embodiment, the shield 17 is not used, as one might assume, to increase the sensitivity. Rather, it serves to enable actuation from the right, i. H. from behind the plastic tile 11 to prevent. Otherwise, water might be turned on if someone walks by on the other side of the wall in which the ceramic tile is built.
In the second exemplary embodiment, the AND gate 37, the discriminator 33 and the comparator 36 in the evaluation circuit are dispensed with. It is namely possible to switch the thyristor 39 reliably even with a single criterion, namely the change in amplitude. One recognizes in Fig. 2 again the proximity electrode 12, the coaxial cable 14 and the controlled voltage source 31. The evaluation circuit also contains the ladder circuit consisting of a rectifier circuit 47, an impedance converter circuit 48, an AC amplifier 49, a monostable trigger stage 51, the bistable trigger stage 38, a switching stage 52 and the load resistor 42. These assemblies are supplied with power by means of a well-stabilized power supply 53 via the lines shown.
The timing element 44 lies parallel to the monostable multivibrator 51 and to the bistable multivibrator 38.
The circuit just described is shown in more detail in FIG. 3 for the sake of clarity. The braided shielding 19 is connected to a terminal 54, while the center conductor 13 is connected to a terminal 56. The emitter of a unijunction transistor Ts9 receives its bias voltage via a resistor R1. With the help of a variable resistor RW 1, the bias of the base 2 of the unijunction transistor Ts9 can be adjusted. A resistor R2 serves as a protective resistor in the event that resistor RW1 has inadvertently received the value 0.
A voltage doubling peak rectifier 47 is connected to the base 2 and comprises the capacitors C1 and C2 and the diodes D9 and D10.
This peak rectifier 47 is connected to an impedance converter 48 which consists of a transistor Ts2 and an emitter resistor R3. This collector stage is connected to a two-stage AC voltage amplifier 49 via a capacitor C3. In the exemplary embodiment, the capacitor C3, like the capacitor C4, has 15 μF. The capacitors C3 and C4 therefore have a very low AC resistance. Resistors R 4 and R 5 serve as base voltage dividers for a transistor Ts3. A resistor R7 serves as a negative feedback resistor, while a resistor R6 is the operating resistance for the transistor Ts3. As can be seen from the circuit diagram, the output of the transistor Ts3 is galvanically coupled to the input of a transistor Ts4.
Resistors R9 and R28 as well as a capacitor C14 represent a combined alternating voltage and direct voltage negative feedback, while a resistor R8 serves as an operating resistance for the transistor Ts4. A capacitor C5 serves as negative feedback for the transistor Ts4 and suppresses interference peaks that, for. B. can come from switching electrical devices on and off. The capacitor C5 is more effective in the second stage than if it were used in the first stage. One-shot multivibrator 51 is connected to AC voltage amplifier 49 via capacitor C4 and resistor R10. Its time constant is mainly determined by a capacitor C6 and a resistor R15.
The monostable multivibrator 51 comprises transistors Ts5, Ts6, a coupling capacitor C7, a working resistor R13 for the transistor Ts5, the base voltage supply resistor R15, the negative feedback capacitor C6 and a working resistor R16. The monostable multivibrator 51 flips over when the input signal at the base of the transistor Ts5 exceeds a certain amount. The monostable multivibrator 51 then emits a pulse of a defined duration at the collector of the transistor Ts6. A resistor R 14 is used for feedback across both stages.
The bistable multivibrator 38 which now follows comprises two transistors Ts7 and Ts8, resistors R17, R18, R19 and R20, capacitors C8, C9 and diodes D3 and D4.
As can be seen from the structure of the bistable multivibrator 38, which is known per se, it is equipped with pre-stores in the form of capacitors C8, C9 and resistors R19 and R20, so that only one for control in the ON state and in the OFF state single line 61 is necessary. Every second pulse on the line 61 has the same effect on the bistable multivibrator 38. A resistor R22 is used as the working resistance for the transistor Ts7 and resistors R21 and R24 are used as the working resistance for the transistor Ts8. A thyristor 1 is controlled at its control electrode from its center tap. The specified circuit has the advantage that the thyristor 1 continuously receives current from the bistable multivibrator 38 when it is in the ON state.
The thyristor Thyl then does not need to be ignited continuously after each half-wave, as is otherwise usual. The thyristor Thyl belongs together with a protective capacitor C14 and two diodes Dl and D2 to the switching stage 52. The diode Dl ensures that the current in the secondary circuit of the coil of the transformer T always flows in the same direction, while the diode D2 parallel to the load resistor 42 serves to prevent the rattling similar to a self-holding circuit in those cases in which the load resistor 42 is represented by excitation coils.
The transformer T is connected to terminals 62 and 63 for power supply. As you can see here, there is complete galvanic separation between the two coils of this transformer. In parallel with the secondary coil of the transformer there is a transformer ü1, the secondary coil of which is connected to a Graetz circuit which includes the diodes D5-D8. A smoothing capacitor C12 smooths the voltage and a transistor Tsl, together with Zener diodes ZD1 and ZD2, stabilizes the DC voltage. A resistor R27 supplies the base current. Another smoothing capacitor C13 smooths the voltage present at the output of the power supply 53 again.
A very stable power supply is necessary here so that voltage fluctuations coming from the power supply are not incorrectly interpreted by the proximity switch as signals that are intended to indicate that an object is approaching the proximity electrode 12.
The timing element 44, which comprises a unijunction transistor Ts10 together with its bias resistors R23 and R15, is controlled from the output of the bistable multivibrator 38 via a resistor R26. A capacitor C11, together with the resistor R26, results in the time constant after which the unijunction transistor Ts10 at the base 1 emits a signal to the input of the monostable multivibrator 51 via a capacitor C10 and a resistor R12.
It is not only an advantage of the circuit just described that it can also work on flying potential. Rather, it also has the following advantage, which will be described using an example:
If you put an object such as B. a bucket with water in the vicinity of the proximity switch 12, the proximity switch switches first because there is a change in amplitude in the generator 31. This change in amplitude is communicated to the AC voltage amplifier 49 via the capacitor C3 and the proximity switch switches once. If the bucket now stands still, the detuning also remains constant and since there is no longer any change, the capacitor C3 acts as a block.
If you come again with your hand near the proximity electrode 12, a further detuning occurs, i.e. a further change in the voltage amplitude, which is now transmitted by the capacitor C3.
This means that a constant detuning of the generator 31 cannot adversely affect the operation of the proximity switch.
In the monostable multivibrator 51, the resistor R10 decouples the feedback R14 of the transistors Ts6 and Ts5 and the feed from the timing element 44 via R12. It has been found that the circuit can work completely because it is very insensitive to interference voltage peaks due to the skillful type of amplification and negative feedback.
In principle, the feedback emanating from the unijunction transistor Ts10 via the capacitor C10 and the resistor R12 could be applied to the input of the bistable multivibrator 38 instead of the input of the monostable multivibrator 51. However, you either needed an inverting stage to get the correct phase position, or you would have to design the transistors Ts7 and Ts8 as npn transistors.
In the case of the proximity switch described, the static charge of the plastic tile surrounding the proximity electrode has no influence at all and when wetted with liquid, the proximity switch switches once, but is then immediately fully operational again even when it is wet, so that a second approach to the wet tile causes it to switch off.