DE102004058731A1 - Measurement system for control keys in smart fabrics, for garments with wearable electronics e.g. music systems, has an ohmmeter to measure the key resistance to determine if it is pressed deliberately or accidentally - Google Patents

Measurement system for control keys in smart fabrics, for garments with wearable electronics e.g. music systems, has an ohmmeter to measure the key resistance to determine if it is pressed deliberately or accidentally

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DE102004058731A1
DE102004058731A1 DE200410058731 DE102004058731A DE102004058731A1 DE 102004058731 A1 DE102004058731 A1 DE 102004058731A1 DE 200410058731 DE200410058731 DE 200410058731 DE 102004058731 A DE102004058731 A DE 102004058731A DE 102004058731 A1 DE102004058731 A1 DE 102004058731A1
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DE
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Application
Patent type
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key
counter
capacitor
button
coupled
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DE200410058731
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Rupert Glaser
Markus Strecker
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Infineon Technologies AG
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    • HELECTRICITY
    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -braking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -braking characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/9625Touch switches using a force resistance transducer
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00Garments
    • A41D1/002Garments adapted to accommodate electronic equipment

Abstract

The control key system (100) for smart fabrics, in garments e.g. where music can be played by the wearer, has keys (10) with an electrical resistance R(p) (11) which varies in reverse proportion to pressure when pressed or when the fabric is creased. Increased pressure gives a lower electrical resistance. An ohmmeter (20) measures the resistance, which generates a threshold value (27). The threshold value is compared at a comparator (40) with a reference value (28) from a memory (30) to determine if the key has been pressed.

Description

  • Die Erfindung schafft eine Tasteneinrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Tastendrucks. The invention provides a key device and a method for detecting a keystroke.
  • Elektronische Komponenten, die in Textilien, angeordnet sind, sogenannte "Wearable Electronics" oder "Smart Textiles", können mittels Tastaturen bedient werden, die aus Polymeren aufgebaut sind und Tasten aufweisen, deren elektrischer Widerstand veränderbar ist. Electronic components which are arranged in textiles, so-called "wearable electronics" or "smart textiles", can be operated by means of keyboards, which are constructed from polymers and comprise keys whose electrical resistance is variable. Das heißt, es wird aufgrund des elektrischen Widerstands einer Taste festgestellt, ob die Taste gedrückt worden ist oder nicht. That is, it is found as a result of the electrical resistance of a button, whether the button is not pressed. Der elektrische Widerstand der Taste verändert sich mit dem Drücken der Taste, einem Knittern der Textilien, dh wenn die Taste verformt wird, und auch altersbedingt, dh vor allem durch wiederholtes Waschen der Textilien. The electrical resistance of the key changed by pressing the button, a wrinkling of the textiles, ie when the key is deformed, and also due to age, that is especially by repeated washing of textiles. Aufgrund dieser altersbedingten Veränderung des elektrischen Widerstands zum Beispiel im Gedrückt-Zustand einer Taste ist es schwierig, einen geeigneten Schwellenwert anzugeben, bei dem ein falsches Tastendruck-Signal unterdrückt wird und andererseits ein richtiges Tastendruck-Signal sicher erkannt wird. Because of these age-related change in electrical resistance, for example, in the press state of a button it is difficult to provide a suitable threshold value at which a false keystroke signal is suppressed, and on the other hand a real keystroke signal is reliably detected. Das gilt insbesondere, da sich der elektrische Widerstand der Taste mit dem Verschleiß der Tastatur ändern kann. This is especially true because the electrical resistance of the key can change with the wear of the keyboard.
  • Herkömmliche Tasteneinrichtungen messen den elektrischen Widerstand der Taste und vergleichen ihn mit einem vorgegebenen Referenzwert, der in der Tasteneinrichtung gespeichert ist. Conventional key devices measure the electrical resistance of the key and compare it with a predetermined reference value which is stored in the key device. Beispielhafte Widerstandswerte der Taste sind 100 Ω–1 kΩ, wenn die Taste gedrückt ist, mehrere 10 kΩ, wenn die Textilie, in der die Taste eingebettet ist, geknittert ist und die Taste nicht gedrückt ist, und mehrere MΩ im Ruhezustand, wenn die Textilie weder geknittert ist, noch die Taste gedrückt ist. Exemplary resistance values ​​of the key are 100 Ω-1 kΩ when the button is pressed several 10 k when the fabric, in which the key is embedded, is wrinkled and the button is not pressed, and a plurality of milliohms in the idle state when the fabric neither wrinkled nor the button is pressed.
  • Aufgrund der Änderung des elektrischen Widerstands solcher Tasten mit dem Altern, ändern sich jedoch auch die Widerstandsbereiche, die einem Gedrückt-Zustand der Taste, bzw. einem Knittern der Textilie entsprechen. Due to the change in electrical resistance of such buttons with aging, however, the resistance regions corresponding to a press state of the key, or a wrinkling of the fabric to change. Änderungen des elektrischen Widerstands der Taste im Gedrückt-Zustand können z. Changes in electrical resistance of the key in the press state z can. B. in der Größenordnung von 1:10 bis 1:50 liegen. , On the order 1:10 to 1:50 are. Wenn also der Referenzwert für die Erkennung eines Tastendrucks fest voreingestellt ist, so führt das mit der Zeit dazu, dass ein Tastendruck fehlerhaft erkannt wird, obwohl ein Benutzer keine Taste gedrück hat, bzw. dass der Tastendruck nicht erkannt wird, obwohl der Benutzer eine Taste gedrückt hat. Thus, if the reference value for the detection of a key press is permanently preset, this leads over time to being a keystroke will be defective, although a user has gedrück no key or that the key press is not recognized, although the user presses a key has pressed.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Tasteneinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, ein falsches Tastendruck-Signal zu unterdrücken und ein richtiges Tastendruck-Signal sicher zu erkennen, insbesondere dann, wenn sich der elektrische Widerstand der Taste aufgrund des Verschleisses der Tastatur ändert. The invention is based on the problem to provide a key device that makes it possible to suppress a false keystroke signal and detect a real keypress signal sure especially if the electrical resistance of the key changes due to the wear of the keyboard.
  • Das Problem wird durch eine Tasteneinrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Tastendrucks mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen, gelöst. The problem is solved by a key device and a method for detecting a key press with the features according to the independent claims.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Preferred developments of the invention emerge from the dependent claims.
  • Es ist eine Tasteneinrichtung geschaffen, die eine Taste aufweist, wobei deren elektrischer Widerstand vom Zustand der Taste abhängig ist, und einen mit der Taste gekoppelten Messschaltkreis, der eingerichtet ist, den elektrischen Widerstand der Taste zu messen und eine von dem elektrischen Widerstand abhängige Kenngröße auszugeben. There is provided a key device comprising a key, wherein the electrical resistance of the state of the key is dependent, and a processor coupled to the key measurement circuit adapted to measure the electrical resistance of the key and outputting a dependent on the electrical resistance characteristic , Ferner weist die Tasteneinrichung eine mit dem Messschaltkreis gekoppelte Speichervorrichtung, in der ein Referenzwert gespeichert ist, und die eingerichtet ist, zu einem bestimmten Zeitpunkt die Kenngröße als einen neuen Referenzwert zu speichern, und einen Vergleicher auf, der eingerichtet ist, die Kenngröße mit dem Referenzwert zu vergleichen und entsprechend dem Vergleichsergebnis ein Tastendruck-Signal auszugeben, mit dem angezeigt wird, ob ein Tastendruck erfolgt ist. Further, the Tasteneinrichung coupled to said measurement circuit memory device, in which a reference value is stored and which is arranged to store at any given time the characteristic value as a new reference value, and a comparator which is set up, the parameter with the reference value to compare and output according to the comparison result, a key press signal is displayed on whether a keystroke has been made.
  • Anschaulich ermöglicht diese Anordnung, dass ein elektrischer Widerstand der Taste gemessen wird und davon abhängig ein Schwellenwert bestimmt wird, der einen Schwellenwert darstellt, anhand dessen festgestellt wird, ob eine Taste einer Wearable-Elektronics-Tastatur gedrückt ist oder nicht. Clearly, this arrangement allows that an electric resistance of the key is measured and dependent on a threshold value is determined, which represents a threshold value, it is determined based on whether a button of a wearable Elektronics keyboard is depressed or not. Zum Feststellen eines Tastendrucks wird der Schwellenwert mit einem gespeicherten Referenzwert verglichen. For detecting a key press, the threshold value is compared with a stored reference value. Um die altersbedingte Änderung des elektrischen Widerstands der Taste zu berücksichtigen, können zu geeigneten Zeitpunkten die gemessenen Schwellenwerte als Referenzwerte gespeichert werden, so dass immer ein aktueller Referenzwert verwendet wird, welcher dem aktuellen Zustand der Taste angepasst ist. To account for the age-related change in the electrical resistance of the key, the measured threshold values ​​may be stored as a reference value at appropriate timings, so that a current reference value is always used, which is adapted to the current state of the key.
  • In einer Weiterbildung ist die Kenngröße eine Zeitkonstante, die für ein Zeitglied charakteristisch ist, das den elektrischen Widerstand der Taste und einen Kondensator aufweist. In an embodiment, the parameter is a time constant, which is characteristic of a timer that has the electric resistance of the key and a capacitor.
  • Beispielsweise kann die Kenngröße eine Zeitkonstante sein. For example, the parameter can be a time constant. Diese Zeitkonstante kann die charakteristische Zeitkonstante eines RC-Glieds sein, das aus dem elektrischen Widerstand der Taste und einem Kondensator gebildet ist. This time constant may be the characteristic time constant of an RC element which is formed from the electrical resistance of the key and a capacitor. Durch Verwenden des RC-Glieds wird ausgenutzt, dass die Zeitkonstante, die zum Laden des Kondensators nötig ist, umso länger ist, je größer der elektrische Widerstand der Taste ist. By using the RC element is used, the time constant, which is necessary for charging the capacitor, the longer, the greater the electrical resistance of the key.
  • Das Verwenden einer Zeitkonstante als Kenngröße hat den Vorteil, dass solch ein Zeitkonstante mit einer einfachen und wenig fehleranfälligen Schaltung bestimmt werden kann. Using a time constant as a parameter has the advantage that such a time constant can be determined with a simple and less error-prone circuit. Durch Verwenden eines RC-Glieds ist diese Zeitkonstante auch direkt proportional zu dem Widerstand der Taste. By using an RC element, this time constant is directly proportional to the resistance of the key.
  • Vorzugsweise weist der Messschaltkreis einen Spannungskomparator und einen Zähler auf, wobei ein Eingang des Spannungskomparator mit dem Zeitglied gekoppelt ist, so dass eine Kondensatorspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert verglichen wird und ein Ausgang des Spannungskomparators mit einem Zähleingang des Zählers gekoppelt ist, so dass der Zähler abhängig vom Vergleichsergebnis einen Zählvorgang ausführt. Preferably, the measuring circuit comprises a voltage comparator and a counter, an input of the voltage comparator coupled to the timer, so that a capacitor voltage with a predetermined voltage value is compared and an output of the voltage comparator is coupled to a count input of the counter so that the counter depending the comparison result, performs a counting operation.
  • Anschaulich gesprochen wird die Kondensatorspannung während des Zählvorgangs mit einer vorgegebenen Spannung verglichen und der Zählvorgang beendet, sobald die Kondensatorspannung die vorgegebene Spannung z. Figuratively speaking, the capacitor voltage is compared during the counting operation with a predetermined voltage and the counting ends when the capacitor voltage, the predetermined voltage z. B. überschreitet. B. exceed. Eine entsprechende Schaltung dazu kann aus wenigen Bauteilen einfach und robust aufgebaut werden. A corresponding circuit to be made up of a few components simple and robust.
  • In einer Weiterbildung ist ein Schaltelement zum Entladen des Kondensators enthalten. In one development, a switching element for discharging the capacitor is included.
  • Vorzugsweise weist die Tasteneinrichtung eine Steuereinheit auf, deren Eingang zum Aufnehmen des elektrischen Widerstands mit der Taste gekoppelt ist und die eingerichtet ist, das Schaltelement derart zu steuern, dass der Kondensator entladen wird und dass der Zähler zurückgesetzt und der Zählvorgang gestartet wird, wenn der ermittelte elektrische Widerstand ein vorgegebenes Rücksetzkriterium aufweist. Preferably, the key means a control unit whose input is coupled for receiving the electrical resistance with the button and which is adapted to control the switching element such that the capacitor is discharged, and that the counter is reset and the counting operation is started when the detected electrical resistor having a predetermined reset criterion.
  • Diese Funktion kann auf einfache Weise z. This feature can easily z. B. in einem Mikrocontroller integriert sein, so dass die Schaltung der Tasteneinrichtung vereinfacht wird. B. be integrated in a microcontroller, so that the circuit of the key device is simplified.
  • Vorzugsweise weist die Tasteneinrichtung ferner eine bistabile Kippstufe auf, wovon ein Setz-Eingang mit dem Ausgang des Spannungskomparators gekoppelt ist, ein Ausgang mit dem Zähler gekoppelt ist und ein Takteingang mit der Steuereinheit gekoppelt ist, so dass mittels eines Signals der Steuereinheit der Zähler mit einem Zählvorgang beginnt. Preferably, the key means further comprises a bistable flip-flop on, of which a set input is coupled to the output of the voltage comparator, an output coupled to the counter and a clock input coupled to the control unit, so that by means of a signal of the control unit of the counter with a counting begins.
  • Eine bistabile Kippstufe ist zum Starten des Zählvorgangs besonders geeignet, da der Zählvorgang in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Spannungskomparators und dem Steuersignal der Steuereinheit gestartet wird, der Zählvorgang aber nur in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Spannungskomparators gestoppt wird. A bistable flip-flop is particularly suitable, since the counting operation in response to the output of the voltage comparator and the control signal of the control unit is started, the counting operation is stopped but only in response to the output of the voltage to start the counting operation. Das heißt, das Steuersignal kann gleichzeitig zum Steuern des Ladezustands des Kondensators und zum Zurücksetzen des Zählers verwendet werden, wodurch die Schaltung vereinfacht wird. That is, the control signal can be used simultaneously for controlling the state of charge of the capacitor and for resetting the counter, whereby the circuit is simplified.
  • In einer Weiterbildung weist die Tasteneinrichtung eine Mehrzahl von Tasten auf. In a further development, the key means to a plurality of keys.
  • Es ist vorteilhaft, die Tasteneinrichtung zum Bedienen verschiedener damit verbundener Geräte mit einer Mehrzahl von Tasten auszubilden, wobei die Anzahl der Tasten zum Bedienen der Geräte geeignet sein soll. It is advantageous to design the key means to operate various devices associated with a plurality of keys, the number of keys should be suitable to operate the devices. Insbesondere kann eine Tasteneinrichtung, die zum Steuern eines Abspielgeräts für Multimediadateien, wie z. In particular, a key means that for controlling a player for multimedia files such. B. Musikstücke, Filme, Text usw., verwendet wird, Tasten zum Abspielen von Multimediadateien, zum Laden der nächsten bzw. der vorherigen Datei und zum Ändern der Lautstärke aufweisen. As music, movies, text, etc., used that have buttons for playing multimedia files to load the next or the previous file and to change the volume.
  • Vorzugsweise wird der Referenzwert ermittelt, wenn eine vorgegebenen Taste gedrückt wird. Preferably, the reference value is determined when a predetermined button is pressed.
  • Da die Drift der Widerstände der Tasten durch das Waschen der Tastatur für alle in der Textilie verwendeten Tasten gleich ist, wurde erkannt, dass es ausreichend ist, wenn der Referenzwert nur anhand einer bestimmten Taste ermittelt wird. Since the drift of the resistors of the key by washing the keyboard for all in the fabric used keys is the same, it was recognized that it is sufficient if the reference value is determined only on the basis of a specific key. Daher können in einer Tasteneinrichtung mit mehreren Tasten die Funktionen des Ermittelns des Referenzwertes und des Erkennens eines Tastendrucks für verschiedene Tasten getrennt werden, und somit die Schaltung vereinfacht werden. Therefore, the functions of determining the reference value and detecting a key press for various buttons are separated with a plurality of keys, and thus the circuit can be simplified in a key means.
  • In einer Weiterbildung ist die vorgegebene Taste eine Ein/Aus-Taste. In one development, the predetermined key is an on / off button.
  • Das Verwenden der Ein/Aus-Taste zum Ermitteln des aktuellen Referenzwertes hat den Vorteil, dass der aktuelle Referenzwert beim Einschalten der Tasteneinrichtung ermittelt wird, und beim anschliessenden Bedienen z. Using the On / Off button for determining the current reference value is that the current reference value when you turn the key device is determined the advantage, and during the subsequent operation for. B. des Multimedia-Abspielgeräts zum Erkennen eines Tastendrucks verwendet werden kann. As the multimedia player can be used to detect a key press.
  • In einer Weiterbildung ist die Tasteneinrichtung in Textilmaterialien eingebettet. In one development, the key device is embedded into textile materials.
  • Vorzugsweise weisen die Textilmaterialien elektrisch leitfähige Fäden auf, welche mit den Tasten gekoppelt sind. Preferably, the textile materials have electrically conductive threads which are coupled to the keys.
  • Beispielsweise ermöglicht es diese Weiterbildung, dass die Tasteneinrichtung mittels dieser elektrisch leitfähigen Fäden mit anderen elektronischen Komponenten in der Textilie gekoppelt werden kann. For example, it enables this development is that the key means can be coupled by means of said electrically conductive fibers with other electronic components in the textile. Zum Beispiel ist es sinnvoll, wenn die Tasteneinrichtung auf einem Ärmel einer Textilie angeordnet ist, während das Multimedia-Abspielgerät, das mittels der Tasteneinrichtung gesteuert wird, in Rumpfnähe in der Textilie angeordnet ist, so dass das Multimedia-Abspielgerät besser geschützt ist und leichter getragen werden kann. For example, it is useful if the key means is arranged on a sleeve of a textile, while the multimedia player that is controlled by means of the key device, is arranged in vicinity of the fuselage in the fabric, so that the multimedia player is better protected and easily worn can be.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen eines Tastendrucks bei einer Taste mit einem druckabhängigen elektrischen Widerstand geschaffen. According to another aspect of the invention, a method for detecting a key press on a key that is provided with a pressure-dependent electrical resistance. Dieses Verfahren weist folgende Schritte auf: This method has the following steps:
    • • Messen des elektrischen Widerstands der Taste, • measuring the electrical resistance of the key,
    • • Bestimmen einer von dem elektrischen Widerstand abhängigen Kenngröße, • determining a quantity dependent on the electrical resistance characteristic,
    • • Speichern der Kenngröße als einen neuen Referenzwert, wenn die Kenngröße zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wurde, • Save the parameter as a new reference value if the parameter at any given time was determined,
    • • Vergleichen der Kenngröße mit dem Referenzwert, und abhängig von dem Vergleichsergebnis, Ausgeben eines Signals, das anzeigt, ob ein Tastendruck erfolgt ist. • comparing the characteristic value with the reference value, and depending on the result of the comparison, outputting a signal indicating whether a keystroke has been made.
  • Vorzugsweise ist die Kenngröße eine Zeitkonstante, die für ein Zeitglied charakteristisch ist, das den elektrischen Widerstand der Taste und einen Kondensator aufweist. Preferably, the parameter is a time constant, which is characteristic of a timer that has the electric resistance of the key and a capacitor.
  • Besonders bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens eines Vergleichswerts folgende Schritte auf: Particularly preferably, the step of determining a comparison value comprises the steps of:
    • • Rücksetzen eines Zählers und Entladen eines Kondensators, • resetting a counter and discharge of a capacitor,
    • • Laden des Kondensators über den Widerstand der Taste und gleichzeitiges Starten eines Zählvorgangs des Zählers, • charging the capacitor through the resistance of the key while starting a counting operation of the counter,
    • • Vergleichen der momentanen Spannung des Kondensators mit einem vorgegebenen Spannungswert und abhängig von dem Vergleichsergebnis, Anhalten des Zählvorgangs und Ausgeben des Zählwerts als Vergleichswert. • comparing the instantaneous voltage of the capacitor with a predetermined voltage value, and depending on the comparison result, stopping the counting operation and outputting the counted value as a comparison value.
  • Mit diesem Verfahren wird erreicht, dass ein Vergleichswert sicher erzeugt werden kann, indem der Zähler und der Kondensator in einen definierten Anfangszustand gebracht werden, und das Bestimmen des Vergleichswerts in einer definierten Weise ausgeführt wird. With this method it is achieved that a comparison value can be surely generated by the counter and the capacitor are brought into a defined initial state, and determining the reference value is carried out in a defined manner.
  • Vorzugsweise wird der Zählvorgang des Zählers angehalten, wenn ein vorgegebener Grenzwert erreicht wird. Preferably, the counting operation of the counter is stopped when a predetermined limit is reached.
  • Mit der beschriebenen Tasteneinrichtung ist es daher möglich, einen Referenzwert zum Erkennen eines Tastendrucks zu erzeugen und zu speichern, der die altersbedingte Änderung des elektrischen Widerstands der Taste berücksichtigt, so dass ein Tastendruck einer Taste, deren elektrischer Widerstand vom Druck auf die Taste abhängt, immer sicher erkennbar ist. With the described button device it is therefore possible to generate a reference value for detecting a keystroke and to store, taking into account the age-related change in the electrical resistance of the key so that a key press of a key, whose electrical resistance depends on the pressure on the button always is certainly recognizable.
  • Weitere Vorteile sind, dass diese Tastenauslesung robust und einfach ist, und einen geringen Energieverbrauch aufweist. Other advantages are that these Tastenauslesung is robust and simple, and has low energy consumption. Außerdem kann diese Tastenauslesung zwischen einem Betätigen einer Taste und einem Knittern der Textilie unterscheiden. In addition, these Tastenauslesung can distinguish between a pressing a button and a wrinkling of the fabric.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below.
  • In der Zeichnung zeigt: In the drawing:
  • 1 1 eine schematische Ansicht einer Tasteneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. a schematic view of a key device according to an embodiment of the invention.
  • 2 2 eine Jacke mit eingebauter Tasteneinrichtung. a jacket with built-button device.
  • 3 3 eine vergrößerte Ansicht der in eine Jacke eingebauten Tasteneinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. an enlarged view of the built-in a jacket-key device according to the embodiment of the invention.
  • 4 4 ein Schaltdiagramm einer Tasteneinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. a circuit diagram of a key device according to the embodiment of the invention.
  • 5 5 ein Zeitdiagramm von Signalen einer Tasteneinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. a timing chart of signals of a key device according to the embodiment of the invention.
  • 1 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Tasteneinrichtung shows a schematic view of a key device 100 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. according to an embodiment of the invention.
  • In In 1 1 ist eine Tasteneinrichtung is a key device 100 100 gezeigt, die eine Taste shown that a key 10 10 aufweist, deren ohmscher Widerstand R(p) , whose ohmic resistance R (p) 11 11 veränderbar ist. is variable. Der elektrische Widerstand R(p) The electrical resistance R (p) 11 11 ändert sich, wenn die Taste When the key changes 10 10 gedrückt wird, oder die Textilie, in der die Taste is pressed or the fabric, in which the key 10 10 eingebaut ist, geknittert ist. is installed, is wrinkled. Insbesondere ändert sich bei diesem Tastentyp der elektrische Widerstand R(p) In particular, the electrical resistance R (p) changes with this type of button 11 11 umgekehrt proportional zu dem Druck auf die Taste inversely proportional to the pressure on the button 10 10 , dh je stärker auf die Taste Ie the stronger the button 10 10 gedrückt wird, desto kleiner ist der Widerstand R(p) is pressed, the smaller the resistance R (p) 11 11 . , Wie bekannt ist, kann sich der Widerstand R(p) As is known, the resistance R (p) 11 11 der Taste Press 10 10 auch durch Verschleiß und insbesondere aufgrund des Waschens der Textilie ändern. also due to wear and change in particular due to washing of the textile.
  • Ferner ist eine Messvorrichtung Furthermore, a measuring device 20 20 gezeigt, beispielsweise ein Ohmmeter, welche den elektrischen Widerstand R(p) shown, for example, an ohmmeter which the electrical resistance R (p) 11 11 der Taste Press 10 10 , der dem Druck auf die Taste That the pressure on the button 10 10 entspricht, misst. corresponding measures. Die Messvorrichtung The measuring device 20 20 erzeugt in Abhängigkeit von dem elektrischen Widerstand R(p) generated in dependence on the electrical resistance R (p) 11 11 einen Schwellenwert τ a threshold τ 27 27 , anhand dem geprüft wird, ob die Taste , It is checked based on whether the key 10 10 gedrückt ist. is pressed.
  • Die Messvorrichtung The measuring device 20 20 gibt den Schwellenwert τ is the threshold value τ 27 27 zu einem Vergleicher to a comparator 40 40 , gemäß diesem Ausführungsbeispiel einem Komparator, aus. , According to this embodiment, a comparator, from. Zusätzlich kann die Messvorrichtung In addition, the measuring device 20 20 einen Referenzwert τ ref a reference value τ ref 28 28 , der dem Schwellenwert τ , The τ the threshold 27 27 entspricht, in einem Speicher corresponds, in a memory 30 30 speichern. to save. Welcher Schwellenwert τ Which threshold τ 27 27 als Referenzwert τ ref as a reference value τ ref 28 28 in dem Speicher in the memory 30 30 gespeichert wird, kann abhängig vom Anwendungsbereich der Tasteneinrichtung bestimmt werden. is stored, can be determined depending on the scope of the key device. Zum Beispiel kann das derjenige Schwellenwert τ For example, one threshold may τ 27 27 sein, der anhand einer vorgegebenen Taste, z. be the basis of a predetermined button, such. B. der Ein/Aus-Taste der Tastatur, bestimmt wurde. As the keyboard, the on / off button was determined. Alternativ können das auch zeitlich periodisch gemessene Schwellenwerte sein, zum Beispiel kann ein Schwellenwert, der einmal pro Minute gemessen wird, als Referenzwert τ ref Alternatively, the may be periodically measured and time thresholds, for example, a threshold value, which is measured once per minute, as a reference value τ ref 28 28 in dem Speicher in the memory 30 30 gespeichert werden. get saved.
  • Der Vergleicher the comparator 40 40 vergleicht den Schwellenwert τ compares the threshold value τ 27 27 mit dem in dem Speicher with in the memory 30 30 gespeicherten Referenzwert τ ref stored reference value τ ref 28 28 . , Basierend auf dem Vergleichsergebnis wird festgestellt, ob die Taste Based on the comparison result is determined whether the key 10 10 gedrückt wurde. was pressed.
  • Anschaulich gesprochen wird bei jedem Tastendruck gemessen, welche Zeit τ Figuratively speaking, is measured at each key press, what time τ 27 27 vergeht, bis der Kondensator auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen ist. elapses until the capacitor is charged to a predetermined voltage. Falls diese Zeit kleiner als eine Referenzzeit τ ref If this time τ is less than a reference time ref 28 28 ist, so ist auch der elektrische Widerstand der Taste is, so is the electrical resistance of the key 10 10 relativ klein. relatively small. Daraus wird geschlossen, dass die Taste It is concluded that the key 10 10 gedrückt ist. is pressed.
  • 2 2 zeigt eine Jacke mit eingebauter erfindungsgemäßer Tasteneinrichtung. shows a jacket with built-inventive key device.
  • Die oben genannte Tasteneinrichtung The key means above 100 100 gemäß der Erfindung ist geeignet, um in eine Textilie eingebaut zu sein, um elektrische und elektronische Vorrichtung durch Tastendruck bedienen zu können. according to the invention is suitable to be incorporated in a fabric, to operate electrical and electronic device by pressing a button. In der In the 2 2 ist beispielhaft eine Jacke dargestellt, wobei in einen Ärmel vier Tasten is exemplified a jacket, wherein a sleeve in four keys 10A 10A , . 10B 10B , . 10C 10C bzw. or. 10D 10D zum Bedienen eines mp3-Abspielgeräts integriert sind. are integrated for operating an mp3 player. Hierbei dient die Ein-/Aus-Taste Here, the on / off button is used 10A 10A zum Ein- bzw. Ausschalten des mp3-Abspielgeräts und mittels einer REW-Taste for switching on or off of the MP3 player, and by means of a REW 10B 10B kann zum vorhergehenden Lied zurückgesprungen werden. possible to jump back to the previous song. Die PLAY-Taste PLAY button 10C 10C dient zum Abspielen des aktuellen Lieds und mittels der FWD-Taste is used for playing of the current song and by means of the FWD button 10D 10D kann zum nächsten Lied vorgesprungen werden. can be protruded to the next song. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Anwendung beschränkt, sondern die Tasteneinrichtung kann zum Bedienen von beliebigen Vorrichtungen verwendet werden, die mittels eines solchen Tastentyps bedient werden können. The invention is not limited to this specific application, but the key device may be used to operate any devices which can be operated by such a key type.
  • Obwohl andere dazu geeignete Tasteneinrichtungen bekannt sind, hat die Tasteneinrichtung gemäß dieser Erfindung den Vorteil, dass ein Tastendruck auch noch nach einigen Wäschen der Jacke sicher erkannt werden kann, wenn sich die Widerstandseigenschaften der Taste Although other suitable to key devices are known, the key device according to this invention has the advantage that a keystroke can be reliably detected even after a few washes the jacket when the resistance properties of the button 10 10 geändert haben. have changed.
  • 3 3 zeigt einen Ausschnitt der Jacke mit eingebauter Tasteneinrichtung shows a section of the jacket with a built-button device 100 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. according to the embodiment of the invention.
  • In In 3 3 ist vor dem Hintergrund eines Ausschnittes der in is against the background in a section of the 2 2 gezeigten Jacke eine Taste Jacket shown a button 10 10 dargestellt, die mittels leitfähiger Fäden shown, by means of conductive threads 12 12 mit einem mp3-Player (nicht dargestellt) elektrisch gekoppelt ist. is electrically coupled (not shown) with an MP3 player. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur eine Taste To simplify the presentation is only one button 10 10 dargestellt, obwohl die Jacke nach shown, although the jacket by 2 2 vier Tasten aufweist. having four keys. Die Anzahl der Tasten, die auf der Jacke angebracht sind, richtet sich nach der Anzahl der Funktionen des mp3-Abspielgeräts oder einer anderen angeschlossenen Vorrichtung, die gesteuert werden sollen. The number of keys, which are mounted on the jacket depends on the number of functions of the MP3 player or other device connected to be controlled. Ferner sind in Furthermore, in 3 3 elektronische Bauteile zum Auslesen eines Tastendrucks schematisch dargestellt. electronic components for reading a keystroke represented schematically. Die elektronischen Bauteile sind über leitfähige Drähte The electronic components are via conductive wires 12 12 an die Versorgungsspannung und an Masse angeschlossen. connected to the supply voltage and to ground. Es ist anzumerken, dass es auch möglich ist, eine Spannungsquelle innerhalb der Taste It should be noted that it is also possible to use a power source within the key 10 10 anzubringen, bzw. die elektronischen Bauteile zum Auslesen eines Tastendrucks außerhalb der Taste to install, or the electronic components for reading a key press outside the key 10 10 anzubringen. to install.
  • 4 4 zeigt ein Schaltdiagramm einer Tasteneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. shows a circuit diagram of a key device according to an embodiment of the invention.
  • Diese Figur stellt die Taste This figure represents the key 10 10 als veränderbaren Widerstand dar. Ferner weist in der as a variable resistor. Furthermore, has in the 4 4 eine Schaltungsanordnung zum Auslesen eines Tastendrucks eine Kapazität a circuit arrangement for reading a keystroke a capacity 21 21 , einen Spannungskomparator , A voltage comparator 22 22 , ein Schaltelement , A switching element 23 23 , einen Inverter , An inverter 24 24 , ein Speicherelement , A memory element 25 25 , einen Zähler , Counter 26 26 und einen Mikrocontroller and a microcontroller 50 50 auf. on. Nachfolgend wird der detaillierte Aufbau dieser Schaltungsanordnung zum Auslesen eines Tastendrucks erklärt. Subsequently, the detailed structure of this circuit arrangement will be explained for reading out a key press.
  • Bei einem Tastendruck ist die Taste With one touch button is 10 10 mit einem Versorgungsspannungsanschluss, an welchem die Versorgungsspannung V dd angelegt ist, und einem ersten Kondensatoranschluss eines Kondensators is applied to a supply voltage terminal to which the supply voltage V dd, and a first capacitor terminal of a capacitor 21 21 gekoppelt. coupled. Der zweite Kondensatoranschluss des Kondensators The second capacitor terminal of the capacitor 21 21 ist mit dem Massepotential GND gekoppelt. is coupled to the ground potential GND.
  • Der erste Kondensatoranschluss des Kondensators The first capacitor terminal of the capacitor 21 21 ist mit einem Eingang eines Spannungskomparators is connected to an input of a voltage comparator 22 22 gekoppelt. coupled. Diese Kopplung ist in This coupling is in 4 4 mit "A" gekennzeichnet. marked with "A". Ein zweiter Eingang des Spannungskomparators A second input of the voltage comparator 22 22 weist eine konstante vorgegebene Spannung V 1 auf. has a constant predetermined voltage V1. Die Spannung V 1 liegt in dem Intervall zwischen der Masse GND und der Versorgungsspannung V dd und ist so eingerichtet, dass ein Vergleichsergebnis der Spannung V 1 mit der Kondensatorspannung einen Zählvorgang wirksam starten kann. The voltage V 1 is located in the interval between the ground GND and the supply voltage V dd, and is arranged such that a comparison result of the voltage V 1 can start a counting operation effectively with the capacitor voltage. Der Ausgang des Spannungskomparators The output of the voltage comparator 22 22 (dh der Punkt "B" in (Ie the point "B" in 4 4 ) ist mit dem Setz-Eingang ) Is connected to the set input 251 251 einer bistabilen Kippstufe (dh eines Flip-Flops) a bistable flip-flop (ie, a flip-flop) 25 25 gekoppelt. coupled. Zusätzlich ist der Ausgang des Spannungskomparators Additionally, the output of the voltage comparator is 22 22 mit einem Interrupt-Eingang with an interrupt input 504 504 eines Mikrocontrollers a microcontroller 50 50 gekoppelt. coupled.
  • Ferner sind die beiden Kondensatoranschlüsse des Kondensators Further, the two capacitor terminals of the capacitor 21 21 mit Laststromkontakten eines Schaltelements load current contacts of a switching element 23 23 gekoppelt. coupled. Vorzugsweise ist das Schaltelement Preferably, the switching element 23 23 ein Transistor, wobei der Emitter- und der Kollektor-Anschluss des Transitors die Laststromkontakte sind. a transistor, the emitter and the collector terminal of the transistor, the load current contacts. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kondensatoranschlüsse jeweils mit dem Gate bzw. dem Emitter des Transistors In this embodiment, the capacitor terminals respectively to the gate and the emitter of the transistor 23 23 gekoppelt, so dass der Kondensator coupled, so that the capacitor 21 21 über die Gate-Emitter-Strecke des Transistors via the gate-emitter path of the transistor 23 23 entladbar ist. can be discharged.
  • Am Daten-Eingang At the data input 252 252 und am Rücksetz-Eingang and at the reset input 254 254 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 liegt das Massepotential GND an. the ground potential GND is applied. Der Takteingang The clock input 253 253 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 ist mit dem Ausgang eines Invertierers is connected to the output of an inverter 24 24 gekoppelt, dessen Eingang mit einem Rücksetz-Eingang eines Zählers coupled, its input connected to a reset input of a counter 26 26 , einem Steueranschluss eines Schaltelements , A control terminal of a switching element 23 23 und einem Entlade-Ausgang des Mikrocontrollers and a discharge output of the microcontroller 50 50 gekoppelt ist. is coupled.
  • Die Schaltzustände des Flip-Flops The switching states of the flip-flops 25 25 sind in der folgenden Tabelle gezeigt, wobei nur Zustände berücksichtigt sind, bei denen der Rücksetz-Eingang are shown in the following table, only states are considered where the reset input 254 254 und der Daten-Eingang and the data input 252 252 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 das Massepotential GND aufweisen: the ground potential GND comprise:
    Figure 00140001
  • Tabelle 1: Schaltzustände des Flip-Flops Table 1: Switching states of the flip-flops 25 25 , wobei am Rücksetz-Eingang Wherein the reset input 254 254 und am Daten-Eingang and the data input 252 252 jeweils der L-Pegel (GND) anliegt. each of the L level (GND) is applied. In dieser Tabelle sind die Pegelzustände des invertierten Ausgangs This table shows the level states of the inverted output are 255 255 in Abhängigkeit von den Pegelzuständen des Setz-Eingangs S und des Takteingangs depending on the level states of the set-input S and the clock input 253 253 dargestellt. shown.
  • Der invertierte Ausgang The inverted output 255 255 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 ist mit einem Zähleingang is provided with a counting input 262 262 des Zählers the counter 26 26 gekoppelt. coupled.
  • Ferner ist der Takteingang Furthermore, the clock input 261 261 des Zählers the counter 26 26 mit einem Taktausgang to a clock output 501 501 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 gekoppelt und der Datenausgang coupled and the data output 264 264 des Zählers the counter 26 26 ist mit einem Dateneingang is connected to a data input 502 502 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 gekoppelt. coupled.
  • Die Funktion dieser Schaltung wird im Folgenden anhand der The function of this circuit is in reference to the 4 4 und and 5 5 erklärt, wobei explained, wherein 5 5 ein Zeitdiagramm von Signalen ist, die in einer Tasteneinrichtung auftreten. is a timing diagram of signals occurring in a key means.
  • Im Folgenden ist vorgesehen, dass der elektrische Widerstand einer Taste In the following, it is provided that the electric resistance of a key 10 10 , die z. That z. B. in einer Wearable-Electronics-Tastatur angewendet ist, von der Tasteneinrichtung kontinuierlich geprüft wird. As is used in a wearable electronics keyboard is continuously checked by the key device.
  • Wenn festgestellt wird, dass der elektrische Widerstand der Taste If it is determined that the electrical resistance of the key 10 10 unter einen vorbestimmten Wert fällt, wird von dem Entlade-Ausgang falls below a predetermined value, from the discharge outlet 503 503 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 zu einem Zeitpunkt t 0 ein DISCHARGE-Signal at a time t 0 a DISCHARGE signal 62 62 , das ein Hochpegel-Signal, dh ein Logik-High-Signal oder H-Signal ist, an den Steuereingang des Schaltelements Which is a high-level signal, ie, a logic high signal or the H signal, to the control input of the switching element 23 23 , dh die Basis des Transistors ausgegeben, so dass der Kondensator über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors kurzgeschlossen und damit entladen wird. , That is output, the base of the transistor so that the capacitor is short-circuited via the collector-emitter path of the transistor and thus discharged. Dieses DISCHARGE-Signal This DISCHARGE signal 62 62 liegt auch am Eingang des Inverters also present at the input of the inverter 24 24 an, so dass ein Niedrigpegel-Signal, dh ein Logik-Low-Signal oder L-Signal, am Takteingang , so that a low-level signal, ie, a logic-low signal or L-signal at the clock input 253 253 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 anliegt, wobei durch die fallende Flanke die Pegelzustände an den Ausgängen des Flip-Flops rests, wherein by the falling edge of the level states at the outputs of flip-flops 25 25 nicht verändert werden. are not changed. Das DISCHARGE-Signal The DISCHARGE signal 62 62 liegt auch am Rücksetz-Eingang also lies on the reset input 263 263 des Zählers the counter 26 26 an, so dass der Zähler , so that the counter 26 26 zurückgesetzt wird. reset. Der Datenausgang The data output 264 264 des Zählers the counter 26 26 weist daher dann den Wert "0" auf. therefore then has the value "0". Anschaulich gesprochen ist damit der Zähler is spoken clearly so that the counter 26 26 "vorgespannt". "Biased".
  • Das DISCHARGE-Signal The DISCHARGE signal 62 62 des Entlade-Ausgangs the discharge output 503 503 bleibt mindestens so lange auf einem H-Pegel, bis der Kondensator remains at least as long at an H level until the capacitor 21 21 sicher entladen ist. is safely discharged. Der Verlauf der Kondensatorspannung, dh am Punkt A in The course of the capacitor voltage, ie at point A in 4 4 , ist in Is in 5 5 als Eingangs-Signal as the input signal 61 61 dargestellt. shown. Wenn der Kondensator entladen ist, ist die Kondensatorspannung gleich der Massespannung GND bzw. 0% der Versorgungsspannung und somit kleiner als die vorgegebene Spannung V 1 , so dass am Ausgang des Komparators When the capacitor is discharged, the capacitor voltage is equal to the ground voltage GND or 0% of the supply voltage, and thus less than the predetermined voltage V 1, so that at the output of the comparator 22 22 und am Setz-Eingang des Flip-Flops and at the set input of flip-flop 25 25 ein L-Pegel anliegt, was durch das Komparator-Signal an L-level is applied, which by the comparator signal 63 63 dargestellt wird. is pictured.
  • Dann fällt das DISCHARGE-Signal Then the DISCHARGE signal falls 62 62 am Entlade-Ausgang the discharge output 503 503 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 zu einem Zeitpunkt t 1 auf den L-Pegel. at a time t 1 to the L level. Daher wird die Gate-Emitter-Strecke des Transistors sperrend und der Kondensator Therefore, the gate-emitter path of the transistor is off and the capacitor 21 21 lädt sich über den elektrischen Widerstand der Taste charges through the electrical resistance of the key 10 10 auf (vgl. Eingangs-Signal (cf. FIG. input signal 61 61 in in 5 5 ). ). Daher liegt am Rücksetz-Eingang It is therefore the reset input 263 263 des Zählers the counter 26 26 ein L-Pegel an. an L level. Außerdem steigt der Pegelwert am Takteingang In addition, the level value increases at the clock input 253 253 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 wegen des Inverters because the inverter 24 24 von einem L-Pegel auf einen H-Pegel, so dass der invertierte Ausgang from an L level to an H level, so that the inverted output 255 255 und der Zähleingang and Counting 262 262 des Zählers the counter 26 26 auf einen H-Pegel steigen (COUNT-Signal to an H level to rise (COUNT signal 64 64 in in 5 5 ). ). Damit startet der Zähler Thus the counter starts 26 26 den Zählvorgang, wobei die Taktpulse gezählt werden, die von dem Taktausgang the counting, the clock pulses are counted, the output of the clock 501 501 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 ausgegeben werden. be issued.
  • Zum Zeitpunkt t 2 , wenn die Kondensatorspannung größer als die vorgegebene Spannung V 1 ist, liegt am Ausgang des Spannungskomparators At time t 2, when the capacitor voltage is greater than the predetermined voltage V 1, at the output of the voltage comparator 22 22 , dh am Punkt B, ein H-Pegel an. , Ie at the point B, an H level. Die vorgegebene Spannung V 1 kann beispielsweise 75%(?) der Versorgungsspannung V dd sein. The predetermined voltage V 1 may, for example, 75% (?) Be the power supply voltage V dd. Dieser H-Pegel liegt ebenfalls am Setz-Eingang This H-level is also at the set input 251 251 des Flip-Flops the flip-flop 25 25 und am Interrupt-Eingang and the interrupt input 504 504 des Mikrocontrollers the microcontroller 50 50 an. at. Damit fällt der invertierte Ausgang So that the inverted output drops 255 255 des Speicherelements the memory element 25 25 auf einen L-Pegel (vergleiche Tabelle 1) und auch am Zähleingang to an L level (see Table 1) and at the counting input 262 262 des Zählers the counter 26 26 liegt dann ein L-Pegel an. is then up to an L level. Damit stoppt der Zähler For the counter stops 26 26 den Zählvorgang. the counting process.
  • Während des Ladevorgangs des Kondensators During charging of the capacitor 21 21 zählt der Zähler the counter counts 26 26 die Taktpulse des Mikrocontrollers the clock pulses of the microcontroller 50 50 , die am Takteingang Which at the clock input 261 261 des Zählers the counter 26 26 eingegeben wurden. were entered. Wenn der Ladevorgang gestoppt wurde, wird der Zählwert als Schwellenwert τ von dem Zähler When the charging was stopped, the count value as the threshold value τ from the counter 26 26 zu dem Mikrocontroller to the microcontroller 50 50 ausgegeben. output. Somit wird gemäß der vorhergegangenen Beschreibung ein Schwellenwert τ ermittelt. Thus according to the foregoing description, a threshold is τ determined. Da sich eine charakteristische Zeitkonstante τ char des RC-Glieds gemäß τ char = R·C berechnet, ist der Schwellenwert τ umso größer, je größer der elektrische Widerstand der Taste As a characteristic time constant τ char of the RC element according τ char = calculated R · C, the threshold is τ, the greater the greater the electrical resistance of the key 10 10 ist. is.
  • Bei der Tasteneinrichtung kann es vorteilhaft sein, wenn der Messvorgang des elektrischen Widerstands zum Bestimmen des Schwellenwerts τ abgebrochen wird, wenn der Zählwert einen vorgegebenen Wert übersteigt. In the key device, it may be advantageous when the measurement of the electrical resistance is canceled τ for determining the threshold value when the count value exceeds a predetermined value. Das bedeutet, dass der Messvorgang abgebrochen wird, wenn der Ladevorgang des Kondensators This means that the measuring process is terminated when the charging of the capacitor 21 21 zum Beispiel länger als 1 ms dauert. For example, longer than 1 ms lasts. In diesem Fall wird kein Tastendruck erkannt. In this case, no key is detected. Gründe für so ein langsames Aufladen des Kondensators Reasons for such a slow charging of the capacitor 21 21 können z. z can. B. Leckströme in der Taste B. leakage currents in the button 10 10 oder ein Knittern der Textilie sein. his or wrinkling of the fabric.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wurde vorausgesetzt, dass sich der Kondensator In this embodiment it has been assumed that the capacitor 21 21 während des Zählvorgangs auflädt. charges during the counting process. Die Tasteneinrichtung kann jedoch auch so betrieben werden, dass der Zählvorgang ausgeführt wird, wenn der Kondensator However, the key device may also be operated such that the counting is performed when the capacitor 21 21 von einem vollständig geladenen Zustand aus entladen wird. is discharged from a fully charged state. In diesem Fall gibt der Spannungskomparator In this case, the voltage is 22 22 ein H-Signal aus, wenn die Kondensatorspannung eine vorgegebene Spannung unterschreitet. , An H signal when the capacitor voltage falls below a predetermined voltage. Anschaulich bedeutet das, dass die Zeitspanne gemessen wird, die vergeht, bis sich der Kondensator Clearly, this means that the time period is measured, which passes until the capacitor 21 21 auf den vorgegebenen Spannungswert entladen hat. has discharged to the predetermined voltage value.
  • Der Schwellenwert τ wird von einem Vergleicher mit einem Referenzwert τ ref verglichen, wobei abhängig von dem Vergleichsergebnis angezeigt wird, ob die Taste gedrückt wurde. The threshold τ is compared by a comparator with a reference value τ ref, which is displayed depending on the comparison result whether the key has been pressed.
  • Vorzugsweise wird das Vergleichen des Schwellenwerts τ und des Referenzwerts τ ref von dem Mikrocontroller Preferably, the comparing of the threshold is τ, and τ ref of the reference value from the microcontroller 50 50 ausgeführt. executed.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein Schwellenwert τ, der mittels einer vorgegebenen Taste, wie z. It is also preferred that a threshold τ, by means of a predetermined key such. B. der Ein/Aus-Taste ermittelt wird, als Referenzwert τ ref in einem Speicher gespeichert wird. For example, the on / off button is determined as the reference value τ ref in a memory is stored. Da der Schwellenwert τ proportional zur Größe des Widerstands der Taste Since the threshold value τ proportional to the magnitude of the resistance of the key 10 10 ist, ist auch der Referenzwert τ ref proportional zur Größe des Tastenwiderstands. is, is the reference value ref τ proportional to the size of the key resistance. Anschaulich erklärt ist daher auch ein Zeitfenster, innerhalb dessen sich der Kondensator is explained clearly, therefore, a time window within which the capacitor 21 21 zum Erkennen eines Tastendrucks aufgeladen haben muss, länger, wenn der Tastenwiderstand größer ist. must have charged for recognizing a key press, longer if the key resistance is greater.
  • Ferner kann der Referenzwert τ ref , bevor er gespeichert wird, um eine vorgegebene Zeitkonstante verlängert werden, um eine gewisse Messtoleranz beim Bestimmen des Schwellenwerts τ zu kompensieren, so dass ein sicheres Erkennen eines Tastendrucks gewährleistet ist. Is ensured Further, the reference value may ref τ before it is stored to a predetermined time constant can be extended to compensate for a certain measurement tolerance in determining the threshold value τ, so that a reliable detection of a key press.
  • Ein geeigneter Referenzwert τ ref wird vorzugsweise bereits bei der Produktion dieser Tasteneinrichtung in dem Speicher gespeichert. A suitable reference value τ ref is preferably stored already in the production of the key device in the memory.
  • Die Tasteneinrichtung kann auch modular aufgebaut sein, wobei die genannten Bauelemente, außer die Taste The key device can also be constructed modularly, with the mentioned components except the button 10 10 und der Kondensator and capacitor 21 21 , in einem einzigen Bauteil untergebracht sind. Are housed in a single component.
  • In einer Weiterbildung der Tasteneinrichtung kann der Mikrocontroller In a development of the key means of microcontroller 50 50 von einer Einschaltflanke der Ein/Aus- Taste "aufgeweckt" werden. be "woken up" by a switch-on of the on / off button. Anschließend wird der Referenzwert τ ref auf die oben genannte Weise bestimmt. Subsequently, the reference value is τ ref to the above-mentioned manner determined. Damit kann eine besonders stromsparende Schaltung realisiert werden. Thus possible to realize a particularly energy-saving circuit.
  • Die Tasteneinrichtung kann in einer Wearable-Electronics-Tastatur angewendet werden, wobei diese Schaltung in einer Textilie eingebettet ist und mittels leitfähiger Fäden mit anderen elektronischen Komponenten dieser Textilie gekoppelt ist. The key device can be applied in a wearable electronics keyboard, this circuit being embedded in a textile, and is coupled by means of conductive filaments with other electronic components of the textile.
  • Diese Tastatur kann mehrere Tasten aufweisen, wobei eine Ein/Aus-Taste den anderen Tasten übergeordnet ist, so dass die anderen Tasten nur im eingeschalteten Zustand der Tastatur abgefragt werden. This keyboard may include a plurality of keys, wherein an on / off button to other buttons is superior, so that the other keys are queried only in the switched-on state of the keyboard.
  • 10 10
    Taste button
    10A 10A
    Ein-/Aus-Taste On / off button
    10B 10B
    REW-Taste REW
    10C 10C
    PLAY-Taste PLAY button
    10D 10D
    FWD-Taste FWD
    11 11
    R(p) R (p)
    12 12
    leitfähiger Faden conductive thread
    20 20
    Messvorrichtung measuring device
    21 21
    Kondensator capacitor
    22 22
    Spannungskomparator voltage
    23 23
    Schaltelement switching element
    24 24
    Inverters inverter
    25 25
    Speicherelement storage element
    251 251
    Setz-Eingang Set input
    252 252
    Daten-Eingang Data input
    253 253
    Takt-Eingang Clock input
    254 254
    Rücksetz-Eingang Reset input
    255 255
    invertierter Ausgang inverted output
    26 26
    Zähler counter
    261 261
    Zähler-Takt-Eingang Counter clock input
    262 262
    Zähl-Eingang Counter input
    263 263
    Zähler-Rücksetz-Eingang Counter reset input
    264 264
    Daten-Ausgang Data output
    27 27
    τ τ
    28 28
    τ ref τ ref
    30 30
    Speicher Storage
    40 40
    Vergleicher comparator
    50 50
    Mikrocontroller microcontroller
    501 501
    Takt-Ausgang Clock output
    502 502
    Mikrocontroller-Daten-Eingang Microcontroller data input
    503 503
    Entlade-Ausgang Discharge output
    504 504
    Interrupt-Eingang Interrupt input
    61 61
    Eingangs-Signal Input signal
    62 62
    DISCHARGE-Signal DISCHARGE signal
    63 63
    Komparator-Signal Comparator signal
    64 64
    COUNT-Signal COUNT signal
    100 100
    Tasteneinrichtung key means

Claims (15)

  1. Tasteneinrichtung, die aufweist: eine Taste, deren elektrischer Widerstand vom Zustand der Taste abhängig ist; Key device, comprising: a key, the electrical resistance of the state of the key is dependent; einen mit der Taste gekoppelten Messschaltkreis, der eingerichtet ist, den elektrischen Widerstand der Taste zu messen und eine von dem elektrischen Widerstand abhängige Kenngröße auszugeben, eine mit dem Messschaltkreis gekoppelte Speichervorrichtung, in der ein Referenzwert gespeichert ist, und die eingerichtet ist, zu einem bestimmten Zeitpunkt die Kenngröße als einen neuen Referenzwert zu speichern, und ein Vergleicher, der eingerichtet ist, die Kenngröße mit dem Referenzwert zu vergleichen und entsprechend dem Vergleichsergebnis ein Tastendruck-Signal auszugeben, mit dem angezeigt wird, ob ein Tastendruck erfolgt ist. a processor coupled to the key measurement circuit adapted to measure the electrical resistance of the key and outputting a dependent on the electrical resistance characteristic, coupled to said measurement circuit memory device, in which a reference value is stored and which is set up specific to a time to store the parameter as a new reference value, and a comparator adapted to compare the parameter with the reference value and outputting a keypress signal corresponding to the comparison result is displayed on whether a keystroke has been made.
  2. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kenngröße eine Zeitkonstante ist, die für ein Zeitglied charakteristisch ist, das den elektrischen Widerstand der Taste und einen Kondensator aufweist. Key device according to claim 1, wherein the characteristic is a time constant, which is characteristic of a timer that has the electric resistance of the key and a capacitor.
  3. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Messschaltkreis einen Spannungskomparator und einen Zähler aufweist, wobei ein Eingang des Spannungskomparators mit dem Zeitglied gekoppelt ist, so dass eine Kondensatorspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert verglichen wird und ein Ausgang des Spannungskomparators mit einem Zähleingang des Zählers gekoppelt ist, so dass der Zähler abhängig vom Vergleichsergebnis einen Zählvorgang ausführt. Key device according to claim 2, wherein the measurement circuit comprises a voltage comparator and a counter, one input of the voltage comparator coupled to the timer, so that a capacitor voltage with a predetermined voltage value is compared and an output of the voltage comparator is coupled to a count input of the counter, so that the counter performs a counting operation depending on the comparison result.
  4. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, die ein Schaltelement zum Entladen des Kondensators aufweist. Key device according to claim 2 or 3, which has a switching element for discharging the capacitor.
  5. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 4, der eine Steuereinheit aufweist, deren Eingang zum Aufnehmen des elektrischen Widerstands mit der Taste gekoppelt ist und die eingerichtet ist, das Schaltelement derart zu steuern, dass der Kondensator entladen wird und dass der Zähler zurückgesetzt und der Zählvorgang gestartet wird, wenn der ermittelte elektrische Widerstand ein vorgegebenes Rücksetzkriterium aufweist. Key device according to claim 4, having a control unit whose input is coupled for receiving the electrical resistance with the button and which is adapted to control the switching element such that the capacitor is discharged, and that the counter is reset and the counting operation is started when the determined electric resistance has a predetermined reset criterion.
  6. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 5, die ferner eine bistabile Kippstufe aufweist, wovon ein Setz-Eingang mit dem Ausgang des Spannungskomparators gekoppelt ist, ein Ausgang mit dem Zähler gekoppelt ist und ein Takteingang mit der Steuereinheit gekoppelt ist, so dass mittels eines Signals der Steuereinheit der Zähler mit einem Zählvorgang beginnt. Key device according to claim 5, further comprising a bistable flip-flop, of which a set input is coupled to the output of the voltage comparator, an output coupled to the counter and a clock input coupled to the control unit, so that by means of a signal of the control unit, the counter begins with a count.
  7. Tasteneinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die eine Mehrzahl von Tasten aufweist. Button device according to one of claims 1 to 6, having a plurality of keys.
  8. Tasteneinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Referenzwert anhand einer vorgegebenen Taste ermittelt wird. Button device according to one of claims 1 to 7, wherein the reference value is determined based on a predetermined key.
  9. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die vorgegebene Taste eine Ein/Aus-Taste ist. Key device according to claim 8, wherein the predetermined button is an on / off button.
  10. Tasteneinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die in Textilmaterialien eingebettet ist. Button device according to one of claims 1 to 9, which is embedded in textile materials.
  11. Tasteneinrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Textilmaterialien elektrisch leitfähige Fäden aufweisen. Key device according to claim 10, wherein the textile materials comprise electrically conductive filaments.
  12. Verfahren zum Erkennen eines Tastendrucks bei einer Taste mit einem druckabhängigen elektrischen Widerstand, das die Schritte aufweist: Messen des elektrischen Widerstands der Taste; A method for detecting a key press on a button with a pressure-dependent electrical resistance, comprising the steps of: measuring the electrical resistance of the key; Bestimmen einer von dem elektrischen Widerstand abhängigen Kenngröße; Determining a quantity dependent on the electrical resistance characteristic; Speichern der Kenngröße als einen neuen Referenzwert, wenn die Kenngröße zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmt wurde; Storing the parameter as a new reference value when the characteristic variable is determined at a specific time; Vergleichen der Kenngröße mit dem Referenzwert, und abhängig von dem Vergleichsergebnis: Ausgeben eines Signals, das anzeigt, ob ein Tastendruck erfolgt ist. Comparing the parameter with the reference value, and depending on the comparison result: outputting a signal indicating whether a keystroke has been made.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Kenngröße eine Zeitkonstante ist, die für ein Zeitglied charakteristisch ist, das den elektrischen Widerstand der Taste und einen Kondensator aufweist. The method of claim 12, wherein the characteristic is a time constant, which is characteristic of a timer that has the electric resistance of the key and a capacitor.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt des Bestimmens eines Vergleichswerts aufweist: Rücksetzen eines Zählers; The method of claim 13, wherein the step of determining a comparison value comprises: resetting a counter; Entladen eines Kondensators; Discharging a capacitor; Laden des Kondensators über den Widerstand der Taste und gleichzeitig Starten eines Zählvorgangs des Zählers; Charging the capacitor through the resistance of the key and start a counting operation of the counter; Vergleichen der momentanen Spannung des Kondensators mit einem vorgegebenen Spannungswert und abhängig von dem Vergleichsergebnis: Anhalten des Zählvorgangs und Ausgeben des Zählwerts als Vergleichswert. Comparing the instantaneous voltage of the capacitor with a predetermined voltage value, and depending on the comparison result: stopping the counting and outputting the count value as a comparison value.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Zählvorgang des Zählers angehalten wird, wenn ein vorgegebener Grenzwert erreicht wird. The method of claim 14, wherein the counting operation of the counter is stopped when a predetermined limit is reached.
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