DE1283886B - Triggerbarer elektronischer Schalter - Google Patents

Description

Kontaktlose Schalter sind schon in verschiedenen io am Kollektor des anderen Transistors hängt. Die Ausführungen bekannt. Beispielsweise verwendet ι beiden- Anschlußklemmen 3 und 4 werden an eine man Transformatoren veränderlicher Induktivität als Batterie angeschlossen. Der Kollektor des Transi-Teil eines Oszillators, der bei einem bestimmten er- storsl ist zur Entkopplung über eine Diode S mit reichten Induktivitätswert einsetzt, um Schwingungen einer Elektrode 10, der Kollektor des Transistors 2 zu erzeugen, und dann seinerseits ein Schaltglied 15 über eine Diode 6 mit einer Elektrode 12 verbunden, betätigt; oder man führt, wie in der deutschen Aus- An die mittlere Elektrode 11 werden Impulse eines legeschrift 1190033 beschrieben, mit Hilfe von axial Rechteckgenerators gelegt.

verschieblichen, an einem Druckknopf befestigten Wenn nun der Transistor 1 leitend und der Tran-

Teilen eines Topfmagneten eine Änderung der Impe- sistor 2 gesperrt sind, so weist der Kollektor von danz des dazugehörigen Schwingkreises durch. 20 Transistor 1 eine gegenüber Masse leicht negative Außerdem werden an Lifttüren oder bei automati- Spannung auf, während die Basis des Transistors 2 sehen Fertigungseinrichtungen zum Zweck des Vor- leicht positive Spannung führt. Die Basis des Tranhandenseins bestimmter Gegenstände oder zur Zäh- sistors 1 ist leicht negativ. Dieser Zustand der Schallung Lichtschrankenschalter verwendet. Den genann- tung ist stabil. Ebenso wäre auf Grund des symmeten Einrichtungen haften aber die Nachteile an, daß 25 trischen Schaltungsaufbaues derjenige Fall denkbar, Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise Druckknöpfe, daß der Transistor 1 gesperrt ist, während der Transistor 2 leitet. Um diesen Zustand zu erreichen, muß der Schaltung Energie zugeführt werden.

Dies geschieht über drei Elektroden 10, 11, 12. 30 Ihre Funktionsweise wird mit gedachten Überbrükkungswiderständen erläutert. Die drei Elektroden liegen in einer Reihe nebeneinander und sind so angebracht, daß sie leicht von einer Bedienungsperson mit dem Finger erreicht werden können.

Der elektrische Widerstand der menschlichen Haut beträgt über eine Strecke von ein paar Millimetern 100 kQ bis 1ΜΩ. Es kann daher nur mit sehr kleinen Strömen gearbeitet werden, die aber ohne weiteres mit Hilfe eines Gleichstromverstärkers verstärkt Diode an den Kollektor eines zweiten Transistors 40 werden können.

angeschlossen ist und zwischen den..beiden Elek-v ■ Die Anordnung der drei Elektroden 10, 11, 12 troden eine dritte flächenförmige Elektrode, die Im- wurde aufgebaut und mit Testpersonen erprobt, pulsspannung führt, liegt. Dabei stellte man fest, daß sie nur bei einigen Nach einer Ausbildung der Erfindung werden wenigen Personen nicht funktionierte; nachdem diese beiden Seiten des Multivibrators Glimmdioden züge- 45 aber ihre Finger leicht angefeuchtet härten, klappte ordnet, die beispielsweise am Kollektor bzw. Emitter es auch bei ihnen. Diese Maßnahme ist keine außerdes betreffenden Transistors liegen. gewöhnliche. Bei Bankangestellten z. B. ist es ja auch Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung durchaus üblich, vor dem Zählen von Banknoten die sind die Elektroden als lange Streifen ausgeführt^ ' Finger mit Hilfe eines Schwammes anzufeuchten. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die 50 Diese Maßnahme dient nur dazu, den an den Finger-Elektroden allseitig elektrisch isoliert. Gemäß einer spitzen haftenden Schweiß zu ersetzen.

weiteren Ausbildung der Erfindung ist ein Metall- Wenn also die Elektroden 10, U, 12 mit dem

streifen über die Elektroden gleitbar so angeordnet, ''. Finger -überbrückt werden, so gelangen die an der daß er bei Betätigung nacheinander die drei Elek- mittleren Elektrode 11 stehenden positiven Impulse P troden passiert und daß er eine solche flächenmäßige 55 an die Elektroden 10 und/oder 12, vorausgesetzt, die Ausdehnung aufweist, daß er den zwischen zwei be- Finger bewegen sich von der Elektrode 10 bis zur nachbarten Elektroden befindlichen Zwischenraum Elektrode 12. Solange man nur die Elektrode 10 beüberragt, rührt, passiert zunächst in derMultivibratorschaltung Nach einer Weiterbildung der Erfindung setzt sich nichts. Wird der Finger dann weiterbewegt und sind der Schalter aus mehreren Multivibratoren zusam- 60 die Elektroden 10 und 11 überbrückt, so gelangen men, deren Elektroden parallel liegen. über den Kondensator 7 und die Diode 5 positive Der Schalter nach der Erfindung weist die Vorteile Impulse an den Kollektor des Transistors 1. Wenn auf, daß er ohne Verwendung von Hilfseinrichtungen, jedoch die Basis von Transistor 2 bereits positiv ist wie z. B. Druckknöpfen oder -tasten, betätigt werden und der Transistor 1 leitet, so passiert nichts weiter, kann, daß er als Diebstahlsicherung unsichtbar ein- 65 Wird der Finger weiter in oben angegebener Richgebaut werden kann und daß sein Betätigungsorgan, rung bewegt und überbrückt er schließlich alle drei das nicht in einer Einheit mit der elektronischen Elektroden 10,11 und 12, so gelangen positive Im-Schaltung verwendet werden muß, auf Grund seiner pulse an die Kollektoren beider Transistoren 1 und 2.

Drehknöpfe usw., verwendet werden müssen bzw. daß die Schalter, wie besonders im Fall der Lichtschranke, nicht versteckt zur Diebstahlsicherung angebracht werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schalter zu schaffen, der die beschriebenen Nachteile vermeidet und ohne besondere Hilfsmittel, wie Druck-* knöpfe u. dgl., betätigt werden und außerdem unsichtbar untergebracht werden kann. Erfindungs- 35 gemäß geschieht dies dadurch, daß eine fiächenförmige Elektrode über einen Kondensator und eine Diode an den Kollektor eines Transistors und eine zweite Elektrode über einen Kondensator und eine

Da sich aber die Schaltung bereits in stabilem Betriebszustand befindet, so hat ein Triggersignal, das beiden Seiten gleichzeitig angeboten wird, keinen Einfluß auf den augenblicklichen Zustand.

Wenn man nun den Finger in gleicher Richtung weiterbewegt, so kommt der Augenblick, da die Elektrode 10 nicht mehr berührt wird, sondern nur noch die beiden Elektrodenil und 12 überbrückt _. werden. Dadurch gelangen positive Impulse nur noch an den Kollektor des Transistors 2. Nun beginnt die Basisspannung des Transistors 1 zu steigen, und der Transistor 1 beginnt weniger zu leiten. Dabei fällt die Kollektorspannung des Transistors 1. Da der Kollektor des Transistors 1 mit der Basis des Transistors 2 verbunden ist, beginnt der Transistor 2 zu leiten. Hierbei steigt die Kollektorspannung des Transistors 2 und dadurch gleichzeitig die Basisspannung des Transistors 1, da ja der Kollektor von Transistor 2 rückgekoppelt ist auf die Basis des Transistors 1. Das Umkippen geht aber rasch vor sich, d. h., der Tran- ao sistorl wird plötzlich gesperrt, gleichermaßen wird der Transistor 2 plötzlich leitend. Die Schaltung befindet sich jetzt in ihrem zweiten stabilen Zustand.

Steht nur die Elektrode 12 mit dem Finger der Bedienungsperson in Verbindung, so ereignet sich in der Schaltung ebenso wie bei Berührung der Elektrode 10 allein nichts.

Durch Gleitenlassen der/des Finger(s) über die Elektroden 10, 11, 12 in bestimmter Richtung bzw. Überbrückung der genannten Elektroden in bestimmter Reihenfolge wird das Flip-Flop von einer stabilen Lage in die andere gebracht.

Wenn man die Elektroden zweimal in gleicher Reihenfolge überbrückt, so stellt sich beim zweitenmal in der Schaltung keine Veränderung ein. Für einen kurzen Augenblick, da die Impulse P nur an die Elektrode 10 gelangen, wird der Sperrschwinger aus seiner Ruhelage kippen, er wird aber sofort bei Überbrückung der Elektroden 11 und 12 wieder in seine Ausgangslage zurückfallen. Wenn andererseits Transistor 1 leitet und der Finger in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, so gelangen zuletzt an die Elektrode 10 Impulse, wodurch die Schaltung in ihre zuerst besprochene stabile Lage gebracht wird.

Die gesamte beschriebene Anordnung, bestehend aus der Schaltung und den Elektroden 10, 11, 12, kann in integrierter Schaltkreistechnik hergestellt und in kleinen Hinweisschildern, wie z. B. in Eisenbahnstellwerken, verwendet werden. Nachgeschaltete Schalter werden über die Kollektoren der Transistören angesteuert.

Um den Schaltzustand des Multivibrators anzuzeigen, werden auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Flip-Flops Anzeigelampen angebracht, die entweder bei leitendem oder bei nichtleitendem Transistor aufleuchten. Beispielsweise werden Gallium-Phosphat-Dioden verwendet, die sich wegen ihrer außerordentlich kleinen Bauform leicht in integrierte Schaltkreise einfügen lassen. Zwei solche Lampen werden mit verschiedenfarbigen Filtern versehen und neben den entsprechenden Elektroden 10 und 12 angebracht.

Bei bestimmten Anwendungen werden die Elektroden 10,11,12 und die elektrische Schaltung getrennt voneinander angeordnet. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, sobald bei Temperaturen gearbeitet werden soll, bei denen die Halbleiterbauelemente Schaden leiden würden.

Bei einem' weiteren Ausführungsbeispiel werden die Elektroden 10,11,12 zu langen Streifen ausgebildet. Diese langen Streifen bilden dann quasi eine Linie oder Grenze. Das Flip-Flop spricht auf jedes Überschreiten dieser Grenze an und bildet noch ein Kriterium, das die Richtung der Überschreitung anzeigt.

- Die Schalterbetätigung ist anstatt der Widerstandskopplung auch über kapazitive Kopplung möglich. Verwendet man kapazitive Kopplung, so ist es möglich, die Elektroden 10,11,12 unter Schutzfilme zu legen oder sogar unsichtbar anzubringen, um sie nicht jedermann zugänglich zu machen.

Das Elektrodenfeld kann ebenso mit einem kleinen Metallstreifen versehen werden, der, über die Elektroden gleitend, die kapazitive Kopplung übernimmt und dabei an Stelle von Anzeigelampen die augenblickliche Stellung des Schalters angibt.

Mit der beschriebenen Anordnung ist es auch möglich, mehrere Schalter über nur eine Elektrode, an die ein Impulsgenerator angeschlossen ist, zu versorgen. Jede Kippschaltung weist dabei nur eine Elektrode auf. So können alle Sperrschwinger getrennt zum Kippen gebracht werden, jedoch erfolgt ihre Rückstellung gemeinsam.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Triggerbarer elektronischer Schalter, insbesondere zur Verwendung als Bedienungsschalter oder auch als Anzeigeorgan, der entweder ohne Verwendung von Hilfseinrichtungen bzw. unter Zwischenschaltung von Hilfsmitteln kontaktlos betätigt werden kann, mit einem bistabilen Multivibrator, dessen beide aktiven Elemente, wie z. B. Transistoren, galvanisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächenförmige Elektrode (10) über einen Kondensator (7) und eine Diode (5) an den Kollektor eines Transistors (1) und eine zweite Elektrode (12) über einen Kondensator (8) und eine Diode (6) an den Kollektor eines zweiten Transistors (2) angeschlossen ist und zwischen den beiden Elektroden (10 und 12) eine dritte flächenförmige Elektrode (11), die Impulsspannung führt, liegt.

2. Triggerbarer elektronischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Seiten des Multivibrators Glimmdioden zugeordnet werden, die beispielsweise am Kollektor bzw. Emitter des betreffenden Transistors liegen.

3. Triggerbarer elektronischer Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10,11,12) als lange Streifen ausgeführt sind.

4. Triggerbarer elektronischer Schalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10,11,12) allseitig elektrisch isoliert sind.

5. Triggerbarer elektronischer Schalter nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallstreifen über die Elektroden (10, 11,12) gleitbar so angeordnet ist, daß er bei Betätigung nacheinander die drei Elektroden passiert und daß er eine solche flächenmäßige Ausdehnung aufweist, daß er den zwischen zwei benachbarten Elektroden befindlichen Zwischenraum überragt.

6. Triggerbarer elektronischer Schalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schalter aus mehreren Multivibratoren zusammensetzt, deren Elektroden (10 bzw. 12) parallel liegen.

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