DE102011105076B4 - System und Verfahren zur Auswertung eines Moduls - Google Patents

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Abstract

System aufweisend – ein Modul (M), das einen ersten mechanischen Schalter (S1) und eine Elektrode (E1) umfasst, und – eine Schaltungsanordnung (8) aufweisend – einen Anschluss (9), der mit dem Modul (M) verbunden ist, – eine mit dem Anschluss (9) verbundene Ansteuereinheit (A) zum Bereitstellen eines Ansteuersignals (Sa), – eine mit dem Anschluss (9) verbundene erste Auswerteeinheit (B) zur Tastenerkennung, und – eine mit der ersten Auswerteeinheit (B) verbundene zweite Auswerteeinheit (C) zur Annäherungserkennung, – wobei das Ansteuersignal (Sa) eingerichtet ist, die Elektrode (E1) eines kapazitiven Näherungssensors in dem Modul (M) auszusteuern, – wobei die erste Auswerteeinheit (B) zum Bereitstellen eines Tastsignals (Sb) in Abhängigkeit einer Betätigung des Moduls (M) durch eine Person eingerichtet ist, und – wobei die zweite Auswerteeinheit (C) zum Bereitstellen eines Annäherungssignals (Sc) in Abhängigkeit einer Annäherung einer Person an das Modul (M) eingerichtet ist, – wobei ein Kontakt des ersten Schalters (S1) des Moduls (M) elektrisch mit der Elektrode (E1) des Moduls (M) verbunden ist, und wobei der Kontakt des ersten Schalters (S1) die Elektrode (E1) bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Auswertung eines Moduls mit einem ersten mechanischen Schalter und einer Elektrode.
  • Bei elektronischen Geräten, wie zum Beispiel Mobiltelefonen, Schnurlostelefonen, Personal Digital Assistants, PDA, und ähnlichen, die auch als Endgeräte bezeichnet werden, steigt die Nachfrage nach immer kleineren Geräten. Durch die Verkleinerung der Geräte ist der Platz, der für Bedienelemente, wie verschiedene Tasten verfügbar ist, stark begrenzt. Dies gilt auch für Näherungssensoren, beispielsweise kapazitive Näherungssensoren, die inzwischen ebenfalls als Bedienelemente in solchen Endgeräten implementiert werden. Die für diese Sensoren benötigten Elektroden beanspruchen zusätzlichen Platz an der Außenseite der Geräte, was der Entwicklung in Richtung immer kleinerer Geräte zuwiderläuft.
  • Das Dokument DE 10 2006 035 837 A1 beschreibt ein Bedienelement mit einem Betätigungselement mit einer elektrisch nicht leitenden Oberfläche, das auf ein Schaltelement, in dem ein elektrisch leitendes Sensorelement eines kapazitiven Näherungssensors angeordnet ist, einwirkt.
  • Das Dokument DE 10 2005 025 021 A1 zeigt ein Schalterelement mit einem integrierten kapazitiven Näherungssensor.
  • In Dokument DE 10 2007 029 322 A1 ist eine Schaltvorrichtung mit mehreren Komponenten, die in einem Sensorbildschirm zusammengefasst sind, dargelegt.
  • Eine Aufgabe ist es daher, eine platzsparende Lösung für die Implementierung eines beispielsweise kapazitiven Näherungssensors anzugeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
  • In einer Ausführungsform weist ein System ein Modul mit einem ersten mechanischen Schalter und einer Elektrode und eine Schaltungsanordnung auf. Die Schaltungsanordnung weist einen Anschluss, der mit dem Modul verbunden ist, eine Ansteuereinheit, eine erste und eine zweite Auswerteeinheit auf. Ein Kontakt des ersten Schalters des Moduls ist elektrisch mit der Elektrode des Moduls verbunden. Die Ansteuereinheit und die erste Auswerteeinheit sind jeweils mit dem Anschluss verbunden. Die Ansteuereinheit ist zum Bereitstellen eines Ansteuersignals ausgelegt. Die erste Auswerteeinheit ist zur Tastenerkennung ausgelegt. Die zweite Auswerteeinheit ist mit der ersten Auswerteeinheit verbunden und ist zur Annäherungserkennung ausgelegt. Das Ansteuersignal ist dazu eingerichtet, eine Elektrode eines kapazitiven Näherungssensors in dem Modul auszusteuern. Die erste Auswerteeinheit ist zum Bereitstellen eines Tastsignals in Abhängigkeit einer Betätigung des Moduls durch eine Person eingerichtet. Die zweite Auswerteeinheit ist zum Bereitstellen eines Annäherungssignals in Abhängigkeit einer Annäherung einer Person an das Modul eingerichtet. Dabei bildet der Kontakt des ersten Schalters die Elektrode.
  • Das Modul wird von der Ansteuereinheit mittels des Ansteuersignals gesteuert. Die Ansteuereinheit betreibt die Elektrode des anschließbaren Moduls als Elektrode eines kapazitiven Näherungssensors. Das Betätigen des Moduls durch eine Person wird von der ersten Auswerteeinheit erkannt und in Form des Tastsignals wiedergegeben. Die Annäherung einer Person an das Modul wird von der zweiten Auswerteeinheit erkannt und mittels des Annäherungssignals dargestellt.
  • Das Modul vereint den mechanischen Schalter und die Elektrode. Das kombinierte Modul kann mit der angegebenen Schaltungsanordnung aufgrund der getrennten Auswerteeinheiten für Annäherungserkennung und Tastenerkennung zuverlässig ausgewertet werden. Dies ermöglicht eine platzsparende Lösung für die Implementierung eines Näherungssensors. Bei dieser besonders platzsparenden Ausgestaltung wird der eine Kontakt des ersten Schalters als Elektrode des Näherungssensors verwendet und mit dem Ansteuersignal entsprechend betrieben.
  • Dadurch, dass das Modul den mechanischen Schalter und die Elektrode umfasst und von der Schaltungsanordnung wie oben beschrieben betrieben und ausgewertet wird, wird vorteilhaft erweise kein zusätzlicher Platz an der Außenseite eines Geräts benötigt.
  • Zudem ist es mit Vorteil möglich, eine bereits in einem Endgerät vorhandene Elektrode eines Näherungssensors mit beispielsweise einem mechanischen Schalter zu kombinieren, ohne dass dafür zusätzlicher Platz an der Außenseite des Geräts benötigt würde. Der Schalter und die Elektrode des Moduls sind dabei mechanisch miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Ein Kontakt des Schalters ist elektrisch mit der Elektrode verbunden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung einen Interruptgenerator auf, welcher zum Bereitstellen eines Interruptsignals in Abhängigkeit des Annäherungssignals und/oder des Tastsignals eingerichtet ist.
  • Der Interruptgenerator erzeugt das Interruptsignal, dessen Impulse die Annäherung einer Person an das Modul oder/und das Betätigen des Moduls durch eine Person anzeigen.
  • Eine übergeordnete Schaltung kann somit entsprechend auf diese Interruptimpulse reagieren.
  • In einer Weiterbildung weist die Schaltungsanordnung einen weiteren Anschluss auf, der zum Verbinden mit dem Modul eingerichtet ist. Die zweite Auswerteeinheit ist in dieser Ausführungsform zusätzlich mit dem weiteren Anschluss verbunden.
  • Die Annäherungserkennung erfolgt in Abhängigkeit eines Signals am weiteren Anschluss der Schaltungsanordnung.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der erste Schalter innerhalb der Elektrode implementiert.
  • In dieser Ausführungsform sind Schalter und Elektrode so angeordnet, dass der mechanische Schalter im Bereich der Elektrode angebracht, zum Beispiel aufgeklebt, ist.
  • Dadurch ist es mit Vorteil möglich, den Platz der sonst durch einen zusätzlichen mechanischen Schalter benötigt würde, einzusparen und für andere Funktionen freizulassen.
  • In einer Weiterbildung ist das Annäherungssignal in Abhängigkeit einer Änderung eines Werts einer Massekapazität zwischen dem Modul und einem Bezugspotentialanschluss bereitgestellt.
  • Das Modul wird in dieser Ausführungsform als Näherungssensor nach dem Prinzip des sogenannten Loading-Mode ausgeführt und mit dem Ansteuersignal in geeigneter Art und Weise betrieben. Dabei wird eine Änderung einer Kapazität, die sich aufgrund des Ansteuersignals zwischen der Elektrode des Moduls und einem Massepotential der Umgebung des Geräts, in dem die Schaltungsanordnung und das Modul betrieben werden, ausgewertet. Die Annäherung einer Person an das Gerät bewirkt eine solche Änderung der Kapazität.
  • In einer Weiterbildung weist das Modul einen zweiten mechanischen Schalter, der mit der ersten und der zweiten Auswerteeinheit der Schaltungsanordnung gekoppelt ist, und eine zweite Elektrode auf. Ein Kontakt des zweiten Schalters ist elektrisch mit der zweiten Elektrode verbunden.
  • Diese Ausführungsform des Moduls umfasst einen Näherungssensor, der im Transmissions- oder Absorptionsmodus betrieben wird. Demzufolge umfasst das Modul beziehungsweise der Sensor zwei Elektroden. Mittels des Ansteuersignals der Schaltungsanordnung wird das Modul so betrieben, dass sich zwischen erster und zweiter Elektrode ein elektrisches Feld und eine Kapazität, hier bezeichnet als Sende-Empfangs-Kapazität, ausbilden.
  • In einer weiteren Ausführungsform bildet der Kontakt des zweiten Schalters die zweite Elektrode.
  • In dieser besonders platzsparenden Ausführungsform ist die zweite Elektrode in Form eines Kontakts des zweiten Schalters, also desjenigen Kontakts des Schalters, der sich an der Oberfläche des Geräts befindet, realisiert.
  • Der erste und der zweite Schalter sind vorzugsweise jeweils als Schalter mit Druckpunkt ausgeführt. Die Schalter weisen jeweils einen koppelförmigen mechanischen Aufbau und einen darunter liegenden zentralen Druckpunkt auf. Aufgrund ihrer Form werden sie auch als englisch dome switch bezeichnet. Diese Schalter sind zudem unter dem Namen ”Knackfrosch” bekannt. An der Außenseite des Geräts ist also eine kuppelförmige Schalteroberfläche zu sehen, welche in manchen der beschriebenen Ausführungsformen als Elektrode des kapazitiven Näherungssensors verwendet wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist der zweite Schalter innerhalb der zweiten Elektrode implementiert.
  • Der zweite Schalter, welcher auch hier als Kuppelschalter realisiert ist, wird in dieser Ausführungsform innerhalb der Fläche der zweiten Elektrode angebracht.
  • In einer Weiterbildung ist das Annäherungssignal in Abhängigkeit einer Änderung eines Werts einer Sende-/Empfangskapazität zwischen dem ersten Schalter und dem zweiten Schalter oder zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des Moduls bereitgestellt.
  • Bei der Ausführung des Moduls als Näherungssensor im Transmissions- oder Absorptionsmodus zeigt das Annäherungssignal eine Änderung einer Kapazität, die sich zwischen erster und zweiter Elektrode aufgrund des Ansteuersignals ausbildet, also der Sende-/Empfangskapazität, an.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Tastsignal in Abhängigkeit einer Betätigung des zweiten Schalters durch eine Person bereitgestellt.
  • Das Tastsignal zeigt in diesem Fall auch die Betätigung des zweiten Schalters an.
  • In einer Weiterbildung weist das System einen dritten mechanischen Schalter, der innerhalb der ersten Elektrode des Moduls angeordnet ist und über einen Widerstand mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist, und einen vierten mechanischen Schalter, der innerhalb der zweiten Elektrode des Moduls angeordnet ist und über einen weiteren Widerstand mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist, auf. Das Tastsignal ist in Abhängigkeit einer Aktivierung des dritten und/oder vierten Schalters durch eine Person bereitgestellt.
  • In dieser Ausführungsform wird vorteilhafterweise innerhalb der Fläche der ersten und zweiten Elektrode jeweils noch ein zusätzlicher mechanischer Schalter in platzsparender Art und Weise realisiert. Mit Hilfe des jeweiligen Widerstandes ist die Auswertung des dritten und/oder vierten Schalters im Tastsignal möglich. Der dritte und der vierte Schalter ist jeweils ähnlich dem ersten und zweiten Schalter als Schalter mit Druckpunkt realisiert.
  • In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zur Auswertung eines Moduls mit einem ersten mechanischen Schalter und einer Elektrode folgende Schritte auf:
    • – Zuführen eines Ansteuersignals zu der Elektrode des Moduls zur Aussteuerung der Elektrode als Elektrode eines kapazitiven Näherungssensors,
    • – Erfassen einer Änderung eines Kapazitätswerts an dem Modul in Abhängigkeit einer Annäherung einer Person an das Modul,
    • – Bereitstellen eines Annäherungssignals in Abhängigkeit der Änderung des Kapazitätswerts,
    • – Erfassen einer Änderung einer Amplitude eines Stromsignals an dem Modul in Abhängigkeit einer Betätigung des Moduls durch eine Person, und
    • – Bereitstellen eines Tastsignals in Abhängigkeit der Amplitudenänderung des Stromsignals.
  • Dabei ist ein Kontakt des ersten Schalters des Moduls elektrisch mit der Elektrode des Moduls verbunden. Der Kontakt des ersten Schalters bildet die Elektrode.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Bauelemente und Schaltungsteile tragen gleiche Bezugszeichen. Insoweit sich Schaltungsteile oder Bauelemente in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht in jeder der folgenden Figuren wiederholt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine beispielhafte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung und eines Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
  • 2 beispielhafte Signaldiagramme zur Ausführungsform von 1,
  • 3 eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
  • 4 eine dritte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
  • 5 eine vierte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip,
  • 6 eine fünfte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip, und
  • 7 eine beispielhafte Ausführungsform eines Designs für ein Modul nach dem vorgeschlagenen Prinzip.
  • 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Schaltungsanordnung und eines Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Schaltungsanordnung 8 umfasst eine Ansteuereinheit A, eine erste Auswerteeinheit B zur Tastenerkennung, eine zweite Auswerteeinheit C zur Annäherungserkennung sowie einen Anschluss 9. Die Ansteuereinheit A, die erste Auswerteeinheit B und die zweite Auswerteeinheit C sind jeweils mit dem Anschluss 9 verbunden. Zusätzlich umfasst die Schaltungsanordnung 8 einen Interruptgenerator D, der mit der ersten und der zweiten Auswerteeinheit A, B verbunden ist. Die Ansteuereinheit A ist zum Bereitstellen eines Ansteuersignals Sa eingerichtet. Die erste Auswerteeinheit B ist zum Bereitstellen eines Tastsignals Sb eingerichtet. Die zweite Auswerteeinheit C ist zum Bereitstellen eines Annäherungssignal Sc eingerichtet.
  • Des weiteren ist dargestellt ein anschließbares Modul M, welches eine Elektrode E1 und einen ersten mechanischen Schalter S1 umfasst. Das anschließbare Modul M ist mit dem Anschluss 9 der Schaltungsanordnung 8 verbindbar. Sofern Modul M und die Schaltungsanordnung 8 miteinander verbunden sind, bilden sie zusammen das System nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Ein Kontakt des ersten Schalters S1 bildet in dieser Ausführungsform die Elektrode E1. Der andere Kontakt des ersten Schalters S1 ist mit einem Bezugspotentialanschluss 10 verbunden.
  • Die Ansteuereinheit A erzeugt das Ansteuersignal Sa mit Hilfe eines ersten Transistors T1 und eines zweiten Transistors T2, welche zwischen einem Versorgungsspannungsanschluss VBat und dem Bezugspotentialanschluss 10 miteinander in Reihe verschaltet und von der Ansteuerschaltung A gesteuert sind. Das Ansteuersignal Sa wird derartig erzeugt, dass die Elektrode E1 des Moduls M als Elektrode eines kapazitiven Näherungssensors ausgesteuert wird. Es bildet sich eine Massekapazität zwischen der Elektrode E1 und einem externen Bezugspotential 10' aus. Das Modul M wird in dieser Ausführungsform also als kapazitiver Näherungssensor im so genannten Loading-Mode und gleichzeitig als mechanischer Schalter S1 betrieben. Das Erkennen einer Annäherung einer Person oder Betätigen des Schalters S1 durch eine Person erfolgt durch Auswertung eines Phasensignals, welches an einem mit dem Anschluss 9 gekoppelten Widerstand Ra abgegriffen wird. Die erste Auswerteeinheit B zur Tastenerkennung wertet dazu ein Stromsignal I am Widerstand Ra aus. Das Tastsignal Sb zeigt eine Betätigung des ersten Schalters S1 durch eine Person an. Das Signal Sb wird zusätzlich an den Interruptgenerator D geleitet, welcher ein entsprechendes Interruptsignal Si erzeugt.
  • Die zweite Auswerteeinheit C zur Annäherungserkennung ermittelt eine Änderung der Massekapazität und stellt das Annäherungssignal Sc bereit. Das Annäherungssignal Sc zeigt die Annäherung einer Person an das Modul M insbesondere an die Elektrode E1 an. Das Annäherungssignal Sc wird ebenfalls an den Interruptgenerator D weitergeleitet, welcher eine Annäherung durch einen entsprechenden Impuls des Interruptsignals Si anzeigt.
  • Durch die vorteilhafte Realisierung des kapazitiven Näherungssensors im Modul M in Form eines Kontakts des Schalters S1 ist es in Verbindung mit der Schaltungsanordnung 8 möglich, Platz an der Oberfläche eines elektronischen Geräts einzusparen und dabei trotz allem eine große Vielfalt an Funktionen anzubieten.
  • 2 zeigt beispielhafte Signaldiagramme zur Ausführungsform von 1. Die verschiedenen Signale sind jeweils im Verlauf der Zeit t in Zeilen untereinander dargstellt. Die erste Zeile zeigt das Ansteuersignal Sa, die zweite Zeile zeigt ein Phasensignal Sk, die dritte Zeile zeigt das Stromsignal I, die vierte Zeile zeigt das Annäherungssignal Sc, die fünfte Zeile zeigt das Tastsignal Sb und die sechste Zeile zeigt das Interruptsignal Si.
  • Das Ansteuersignal Sa umfasst trapezförmige Impulse, welche periodisch mittels der Elektrode E1 ausgesendet werden. Die zweite Auswerteeinheit C von 1 überprüft die Phase des Phasensignals Sk am Widerstand Ra. Überschreitet die Änderung der Phase einen gewissen Grenzwert G, welcher hier gestrichelt dargestellt ist, so wurde die Annäherung einer Person festgestellt, die eine Kapazitätsänderung und damit eine Phasenänderung bewirkt. Dies wird mittels eines Impulses des Annäherungssignals Sc dargestellt.
  • Sobald die Person den ersten Schalter S1 drückt, steigt der die Amplitude des Stromsignals I am Widerstand Ra rapide an.
  • Dieser Anstieg wird von der ersten Auswerteeinheit B erkannt und mittels eines Impulses des Signals Sb dargestellt. Das Interruptsignal Si ist low aktiv. Bei jedem auftretenden Impuls des Annäherungssignals Sc und des Tastsignals Sb wird jeweils ein Impuls des Interruptsignals Si ausgelöst. Die Intelligenz der Schaltungsanordnung 8 insbesondere des Interruptgenerators D gewährleistet dabei, dass auch bei gedrücktem Schalter S1 in der Zeit, in der eine Annäherung nicht erkannt werden kann, direkt nach Loslassen des ersten Schalters S1 keine weitere Annäherung erkannt wird.
  • 3 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Diese Ausführungsform stimmt mit der von 1 überein, mit dem Unterschied, dass der erste Schalter S1 innerhalb der Elektrode E1 des Moduls M realisiert ist. Dies bedeutet, wie oben bereits beschrieben, dass der Schalter S1 mit der Elektrode E1, welche in dem elektronischen Gerät bereits vorhanden ist, mechanisch und elektrisch verbunden ist. Die Elektrode E1 ist auch in diesem Beispiel als kapazitiver Näherungssensor im so genannten Loading-Mode angesteuert. Die Erkennung einer Annäherung basiert auf einer Änderung der Massekapazität zwischen Elektrode E1 und dem externen Bezugspotential 10' der Umgebung des elektronischen Geräts, also beispielsweise einem Massepotential.
  • 4 zeigt eine dritte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Im Unterschied zu den Ausführungsformen von 1 und 3 realisiert das Modul M einen Näherungssensor im Transmissions- beziehungsweise Absorptionsmodus. Dazu umfasst das Modul M einen zweiten Schalter S2, dessen einer Kontakt als Elektrode E2 des kapazitiven Näherungssensors ausgeführt ist. Die zweite Elektrode E2 beziehungsweise der zweite Schalter S2 sind über einen weiteren Anschluss 11 mit der Schaltungsanordnung 8 gekoppelt. Die zweite Auswerteeinheit C zur Annäherungserkennung ist mit dem weiteren Anschluss 11 gekoppelt. Das Phasensignal Sk wird hier am weiteren Anschluss 11 abgegriffen. Die zweite Auswerteeinheit C umfasst im Wesentlichen einen Operationsverstärker PDA und einen diesem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler ADC. Der Operationsverstärker PDA wandelt das Phasensignal Sk von einem Strom- in ein Spannungssignal um, welches dem Analog-Digital-Wandler ADC zugeführt wird. Wird das Modul M im Transmissionsmodus betrieben, so steigt die Amplitude des Phasensignals Sk bei Annäherung einer Person. Wird das Modul M im Absorptionsmodus betrieben, so sinkt die Amplitude des Phasensignals Sk bei Annäherung einer Person. Die dargestellte Ausführungsform ist für beide Anwendungsfälle geeignet. Das Annäherungssignal Sc zeigt in jedem Fall die Annäherung einer Person an das Modul M an.
  • 5 zeigt eine vierte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Diese Ausführungsform stimmt mit der von 4 überein, mit dem Unterschied, dass beim Modul M die erste und die zweite Elektrode E1 und E2 mit größerer Fläche ausgebildet ist. Der erste Schalter S1 ist innerhalb des Bereichs der Elektrode realisiert. Der zweite Schalter S2 ist innerhalb des Bereichs der zweiten Elektrode E2 realisiert.
  • Somit werden bereits im Gerät vorhandene Elektroden E1 und E2 mit den mechanischen Schaltern S1 und S2 kombiniert, wodurch vorteilhafterweise Platz eingespart wird.
  • 6 zeigt eine fünfte beispielhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung und des Systems nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Diese Ausführungsform entspricht der von 5, wobei innerhalb der ersten Elektrode E1 ein zusätzlicher dritter Schalter S3 vorgesehen ist und innerhalb der zweiten Elektrode E2 ein zusätzlicher vierter Schalter S4 vorgesehen ist. Ein Kontakt des dritten Schalters S3 ist über einen Widerstand R3 mit dem Bezugspotentialanschluss 10 gekoppelt. Der andere Kontakt des dritten Schalters S3 ist mit der Elektrode E1 verbunden. Ein Kontakt des vierten Schalters S4 ist über einen Widerstand R4 mit dem Bezugspotentialanschluss 10 verbunden. Der andere Kontakt des vierten Schalters S4 ist mit der zweiten Elektrode E2 verbunden. Am weiteren Anschluss 11 wird ein weiteres Stromsignal I' abgegriffen und der ersten Auswerteeinheit B zur Tastenerkennung zugeführt.
  • Das Tastsignal Sb zeigt zusätzlich zur Erkennung einer Betätigung des ersten und zweiten Schalters S1, S2 auch eine Betätigung des dritten und des vierten Schalters S3, S4 an. Mit den Widerständen R3 und R4 wird dabei eingestellt, welche Amplitude des Stromsignals I beziehungsweise I' am jeweiligen Eingang der ersten Auswerteeinheit B einen Impuls, der die Erkennung eines gedrückten Schalters S1, S2, S3 oder S4 anzeigt, auslöst.
  • Vorteilhafterweise werden hier platzsparend mehrere mechanische Schalter innerhalb der bereits vorhandenen Elektrodenflächen realisiert.
  • Die Realisierung weiterer mechanischer Schalter innerhalb der Elektrodenflächen mit Hilfe geeigneter Widerstände ist für einen Fachmann unter analoger Anwendung der obigen Beschreibung möglich.
  • 7 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Designs für ein Modul nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Beispielhaft dargestellt ist hier die erste Elektrode E1 innerhalb der der erster und der dritter Schalter S1, S3 realisiert sind. Wie aus dem Bild zu erkennen ist, sind der erste und der dritte Schalter S1, S3 auf die Fläche der Elektrode E1 aufgeklebt. Damit wird besonders deutlich, wie viel Platz eingespart wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 8
    Schaltungsanordnung
    9, 11
    Anschluss
    10
    Bezugspotentialanschluss
    10'
    externes Bezugspotential
    A
    Ansteuereinheit
    ADC
    Analog-Digital-Wandler
    B, C
    Auswerteeinheit
    D
    Interruptgenerator
    E1, E2
    Elektrode
    G
    Grenzwert
    I, I'
    Stromsignal
    M
    Modul
    PGA
    Verstärker
    Ra, R3, R4
    Widerstand
    S1, S2, S3, S4
    Schalter
    Sa, Sb, Sc, Sk
    Signal
    T1, T2
    Transistor
    VBat
    Versorgungsspannungsanschluss

Claims (12)

  1. System aufweisend – ein Modul (M), das einen ersten mechanischen Schalter (S1) und eine Elektrode (E1) umfasst, und – eine Schaltungsanordnung (8) aufweisend – einen Anschluss (9), der mit dem Modul (M) verbunden ist, – eine mit dem Anschluss (9) verbundene Ansteuereinheit (A) zum Bereitstellen eines Ansteuersignals (Sa), – eine mit dem Anschluss (9) verbundene erste Auswerteeinheit (B) zur Tastenerkennung, und – eine mit der ersten Auswerteeinheit (B) verbundene zweite Auswerteeinheit (C) zur Annäherungserkennung, – wobei das Ansteuersignal (Sa) eingerichtet ist, die Elektrode (E1) eines kapazitiven Näherungssensors in dem Modul (M) auszusteuern, – wobei die erste Auswerteeinheit (B) zum Bereitstellen eines Tastsignals (Sb) in Abhängigkeit einer Betätigung des Moduls (M) durch eine Person eingerichtet ist, und – wobei die zweite Auswerteeinheit (C) zum Bereitstellen eines Annäherungssignals (Sc) in Abhängigkeit einer Annäherung einer Person an das Modul (M) eingerichtet ist, – wobei ein Kontakt des ersten Schalters (S1) des Moduls (M) elektrisch mit der Elektrode (E1) des Moduls (M) verbunden ist, und wobei der Kontakt des ersten Schalters (S1) die Elektrode (E1) bildet.
  2. System nach Anspruch 1, die Schaltungsanordnung (8) weiter aufweisend einen Interruptgenerator (D), welcher zum Bereitstellen eines Interruptsignals (Si) in Abhängigkeit des Annäherungssignals (Sc) und/oder des Tastsignals (Sb) eingerichtet ist.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, die Schaltungsanordnung (8) weiter aufweisend einen weiteren Anschluss (11), der zum Verbinden mit dem Modul (M) eingerichtet ist, wobei die zweite Auswerteeinheit (C) zusätzlich mit dem weiteren Anschluss (11) verbunden ist.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Schalter (S1) innerhalb der Elektrode (E1) implementiert ist.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Annäherungssignal (Sc) in Abhängigkeit einer Änderung eines Werts einer Massekapazität zwischen dem Modul (M) und einem Bezugspotentialanschluss (10) bereitgestellt ist.
  6. System nach Anspruch 1, wobei das Modul (M) einen zweiten mechanischen Schalter (S2), der mit der ersten und der zweiten Auswerteeinheit (B, C) der Schaltungsanordnung (8) gekoppelt ist, und eine zweite Elektrode (E2) aufweist, und wobei ein Kontakt des zweiten Schalters (S2) elektrisch mit der zweiten Elektrode (E2) verbunden ist.
  7. System nach Anspruch 6, wobei der Kontakt des zweiten Schalters (S2) die zweite Elektrode (E2) bildet.
  8. System nach Anspruch 6, wobei der zweite Schalter (S2) innerhalb der zweiten Elektrode (E2) implementiert ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Annäherungssignal (Sc) in Abhängigkeit einer Änderung eines Werts einer Sende-Empfangs-Kapazität zwischen dem ersten Schalter (S1) und dem zweiten Schalter (S2) oder zwischen der ersten Elektrode (E1) und der zweiten Elektrode (E2) des Moduls (M) bereitgestellt ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Tastsignal (Sb) in Abhängigkeit einer Betätigung des zweiten Schalters (S2) durch eine Person bereitgestellt ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 6 bis 10, weiter aufweisend einen dritten mechanischen Schalter (S3), der innerhalb der ersten Elektrode (E1) des Moduls (M) angeordnet ist und über einen Widerstand (R3) mit dem Bezugspotentialanschluss (10) verbunden ist, und einen vierten mechanischen Schalter (S4), der innerhalb der zweiten Elektrode (E2) des Moduls (M) angeordnet ist und über einen weiteren Widerstand (R4) mit dem Bezugspotentialanschluss (10) verbunden ist, wobei das Tastsignal (Sc) in Abhängigkeit einer Aktivierung des dritten und/oder vierten Schalters (S3, S4) durch eine Person bereitgestellt ist.
  12. Verfahren zur Auswertung eines Moduls (M) mit einem ersten mechanischen Schalter (S1) und einer Elektrode (E1) aufweisend folgende Schritte: – Zuführen eines Ansteuersignals (Sa) zu der Elektrode (E1) des Moduls (M) zur Aussteuerung der Elektrode (E1) als Elektrode eines kapazitiven Näherungssensors, – Erfassen einer Änderung eines Kapazitätswerts (Sk) an dem Modul (M) in Abhängigkeit einer Annäherung einer Person an das Modul (M), – Bereitstellen eines Annäherungssignals (Sc) in Abhängigkeit der Änderung des Kapazitätswerts (Sk), – Erfassen einer Änderung einer Amplitude eines Stromsignals (I) an dem Modul (M) in Abhängigkeit einer Betätigung des Moduls (M) durch eine Person, – Bereitstellen eines Tastsignals (Sc) in Abhängigkeit der Amplitudenänderung des Stromsignals (I) – wobei ein Kontakt des ersten Schalters (S1) des Moduls (M) elektrisch mit der Elektrode (E1) des Moduls (M) verbunden ist, und wobei der Kontakt des ersten Schalters (S1) die Elektrode (E1) bildet.
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