DE19706167A1 - Schaltungsanordnung für ein Sensorelement - Google Patents
Schaltungsanordnung für ein SensorelementInfo
- Publication number
- DE19706167A1 DE19706167A1 DE19706167A DE19706167A DE19706167A1 DE 19706167 A1 DE19706167 A1 DE 19706167A1 DE 19706167 A DE19706167 A DE 19706167A DE 19706167 A DE19706167 A DE 19706167A DE 19706167 A1 DE19706167 A1 DE 19706167A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- circuit arrangement
- sensor
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/962—Capacitive touch switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/960705—Safety of capacitive touch and proximity switches, e.g. increasing reliability, fail-safe
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/96071—Capacitive touch switches characterised by the detection principle
- H03K2217/960725—Charge-transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
- H03K2217/96076—Constructional details of capacitive touch and proximity switches with spring electrode
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für wenig
stens ein Sensorelement wenigstens eines Berührungsschalters,
bei der ein Ansteuersignal an dem Sensorelement anliegt, das
abhängig vom Betätigungszustand des Sensorelements veränder
bar ist.
In vielen elektrischen Geräten werden heutzutage Berührungs
schalter eingesetzt, vor allem auch in Haushaltsgeräten.
Durch einfaches Antippen des Schalters, der meistens eine
Metalloberfläche aufweist, kann vom Benutzer ein gewünschter
Schaltvorgang ausgelöst werden.
Bei bekannten Berührungsschaltern, die ein Sensorelement auf
weisen, ist eine Beschaltung vorgesehen, die an das Sensor
element eine meist hochfrequente Wechselspannung anlegt, die
bei Betätigung des Berührungsschalters verändert wird. Diese
Veränderung wird detektiert und löst ein Schaltsignal aus.
Dabei gibt es aber erhebliche Probleme mit Störungen, die das
Signal störend überlagern. Diese Störungen rühren zum einen
von der Spannungsversorgung aus dem Netz her, da durch die
zunehmende Anzahl elektrischer Geräte der sogenannte Elek
trosmog stark zugenommen hat. Das bedeutet, daß der Netzspan
nung zahlreiche Störsignale überlagert sind. Genauso strahlen
auch andere Geräte, vor allem im Haushalt, wie Fernseher,
Computer aber auch Mobiltelefone, Störsignale ab, die alle
zusammen auch über den Benutzer das Signal am Sensorelement
störend überlagern.
Aus diesem Grund wurde schon versucht, durch eine Erhöhung
der angelegten Wechselspannung von 5 V (übliche Versorgungs
spannung elektronischer Schaltungen) auf 20 bis 30 V ein
stärkeres Signal zu erzeugen, das gegen Störungen unempfind
licher ist. Das bedeutet aber zum einen die Notwendigkeit
einer zweiten Spannungsversorgung, zum anderen konnten aber
auch dadurch die Probleme nicht vollständig gelöst werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Schaltungsan
ordnung für ein Sensorelement eines Berührungsschalters zu
schaffen, die gegen Störsignale unanfällig ist und insbeson
dere ohne zusätzliche Spannungsversorgung auskommt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ansteuersignal ein
moduliertes, insbesondere ein frequenzmoduliertes, Ansteuer
signal ist. Es durchläuft bevorzugt periodisch einen bestimm
ten Frequenzbereich, wodurch Störsignale, die jeweils eine
bestimmte feste Frequenz aufweisen, nur sehr kurz synchron
zum Ansteuersignal auftreten. Dadurch, daß die Auswertung so
ausgeführt sein kann, daß sie nur über einen längeren Zeit
raum bzw. einen gewissen Frequenzbereich auftretende Verände
rungen des Signalpegels als Schaltzustandsveränderungen
erkennt, spielen Störsignale mit einer festen Frequenz keine
Rolle. Außerdem treten Störsignale meistens nur in bestimmten
Frequenzbereichen auf, und beim Durchlaufen eines weiten
Frequenzbereichs werden diese Bereiche nur kurz überdeckt.
Die Schaltungsanordnung besteht aus wenigstens einer An
steuer-, einer Sensor- und einer Auswerteschaltung, wobei
insbesondere jedes Sensorelement eine zugehörige Sensorschal
tung aufweist. Durch diese Aufteilung ist es möglich, mehrere
Berührungsschalter mit nur einer Ansteuer- und einer Auswer
teschaltung zu kombinieren. Bei voller Funktion kann man die
Anzahl der Bauteile und damit den Aufwand und die Fehleran
fälligkeit senken.
Die Ansteuerschaltung weist einen Frequenzgenerator zur
Erzeugung des frequenzmodulierten Ansteuersignales mit einer
Arbeitsfrequenz auf wobei diese Arbeitsfrequenz mit einem
festen Frequenzhub vorzugsweise periodisch veränderbar
zwischen einem Minimalwert und einem Maxmalwert, wobei
insbesondere der Minimalwert ca. 5 kHz und der Maximalwert
ca. 50 kHz beträgt, wobei die Modulationsfrequenz insbesonde
re etwa 20 bis 1000 Hz betragen kann. Durch den weiten
Frequenzbereich von 5 kHz bis 50 kHz wird sichergestellt, daß
auch ausreichende Bereiche durchlaufen werden, in denen keine
Störsignale vorhanden sind. Vor allem niederfrequente Störun
gen, beispielsweise Oberschwingungen der Netzfrequenz, werden
so ausgeschlossen. Die feste Modulationsfrequenz sorgt dafür,
daß der Frequenzbereich ausreichend schnell durchlaufen wird.
Der Aufwand für einen solchen Frequenzgenerator ist nicht
wesentlich größer als für einen mit einer festen Ausgangs
frequenz, da solche Frequenzgeneratoren in anderen Anwen
dungsgebieten üblich sind.
Bevorzugt ist das Ansteuersignal als Rechtecksignal, ins
besondere als Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von
etwa 70% bis 95% und einem Signalpegel von etwa 5 V,
ausgebildet. Das hohe Tastverhältnis sorgt dafür, daß die
Dauer des Nullpegels nicht zu lang ist, so daß die am Schluß
entstehende Gleichspannung ausreichend hoch ist. Durch die
Verwendung eines Signalpegels von 5 V kann man die für die
elektronischen Bauelemente verwendete Betriebsspannung
benutzen und braucht keine weitere Spannungsversorgung. Damit
reduziert sich der Aufwand, die Betriebssicherheit wird
erhöht und Störeinflüsse von einer weiteren Spannungsversor
gung werden vermieden.
Vorteilhaft bildet ein Bauelement, insbesondere ein Speise
kondensator, einen ersten Teil eines Spannungsteilers, insbe
sondere eines kapazitiven Spannungsteilers, wobei das Sensor
element den zweiten Teil des Spannungsteilers bildet. Der
Berührungsschalter wird über die Fingerkapazität des Benut
zers betätigt, und deswegen bietet sich ein kapazitiver
Spannungsteiler an. Mit diesem Spannungsteiler kann auf sehr
einfache Weise durch Überwachung der Teilspannungen eine
Veränderung einer der beiden Kapazitäten, in diesem Fall der
Kapazität des Sensors, detektiert werden. Der Speisekonden
sator muß dabei eine konstant bleibende Kapazität aufweisen.
Um die Ansteuerung mehrerer Sensorschaltungen mit einer
einzigen Ansteuerschaltung zu ermöglichen, ist das Bauele
ment, das den ersten Teil des Spannungsteilers bildet, in der
Sensorschaltung enthalten. Über Abzweigleitungen, die von
einem Speiseknoten abgehen, werden die Sensorschaltungen an
die Ansteuerschaltung angeschlossen, so daß an allen Sensor
schaltungen dasselbe Ansteuersignal anliegt.
Die Schaltungsanordnung enthält vorteilhaft einen Schalter,
insbesondere einen Schalter aus einem Halbleiterbauelement,
der für das Kurzschließen jeweils einer Phase des am Sensor
element anliegenden Ansteuersignals an eine konstante Span
nung, insbesondere die Nullspannung, ausgebildet ist. Bevor
zugt wird die Nullphase des Ansteuersignals auf Null gelegt.
Dadurch werden Störsignale, die in dieser Phase auftreten und
sich bei einer Überlagerung der Nullphase besonders störend
bemerkbar machen, auf einfache Weise unterdrückt. Das Signal
wird also teilweise bereinigt. Das Halbleiterbauelement kann
beispielsweise ein Transistor sein.
Wenn zur Ansteuerung des Schalters zwei invertierende Bauele
mente hintereinander an einer beliebigen Stelle im Signalpfad
zwischen Frequenzgenerator und Speisekondensator vorgesehen
sind, wobei das einfach invertierte Signal am Ausgang des
ersten invertierenden Bauelements zu dem Schalter geführt ist
und dessen Ansteuerung bildet, ist eine automatische Ankoppe
lung des Schalters und seiner Funktion an die Arbeitsfrequenz
gewährleistet. Durch die Serienschaltung zweier Inverter
erhält man am Ausgang des zweiten wieder das unveränderte
Ansteuersignal. Die Inverter arbeiten schnell und zuverlässig
und stellen keine Fehlerquelle dar.
Bevorzugt ist dem Ausgang der Sensorschaltung ein Filter,
insbesondere ein R-C-Filter, vorgeschaltet. Durch diesen
Filter wird das Signal des Sensorelements in eine Gleich
spannung umgewandelt, die vom Tastverhältnis, dem Signalpegel
und dem Betätigungszustand des Berührungsschalters abhängt.
Da die beiden ersten Größen fest sind, kann durch eine
Auswertung der Gleichspannung ein Betätigen des Berührungs
schalters detektiert werden. Vorteilhaft ist in jeder Sensor
schaltung ein Filter vorgesehen, wodurch Störungen vermieden
werden. Solch ein Filter ist leicht aufzubauen und die
entstandene Gleichspannung ist leicht auszuwerten.
Zur Auswertung mehrerer Signale weist die Auswerteschaltung
an ihrem Eingang einen Signal-Multiplexer mit wenigstens
einem Eingang zum Anschluß wenigstens eines Ausgangs einer
Sensorschaltung und einem Ausgang auf, an dem über einen
Signalverstärker eine Signalauswerteeinheit, insbesondere ein
Mikrokontroller, angeschlossen ist. So braucht man nur eine
Auswerteschaltung für alle verwendeten Sensorelemente und der
Aufwand wird dadurch reduziert.
Eine besonders günstige Ausführung der Erfindung sieht vor,
daß das Sensorelement ein in sich flexibler, blockartiger,
elektrisch leitfähiger Körper ist und für den Einsatz in
einem Berührungsschalter eines Hartglas- oder Glaskeramik
kochfeldes vorgesehen ist. Bevorzugt handelt es sich um einen
elektrisch leitfähigen Schaumstoff. Die Verwendung eines
derartigen Sensorelements für diesen Zweck bietet eine Reihe
von Vorteilen. Das Sensorelement kann Materialeigenschaften
aufweisen, die das Auftreten von Störeinflüssen unterdrücken
helfen.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu
mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh
rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht
sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun
gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie
Zwischenüberschriften beschränken die unter diesen gemachten
Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung, bestehend aus
Aussteuer-, Sensor- und Auswerteschaltung, mit
einem an einem Glaskeramikkochfeld angebrach
ten Sensorelement;
Fig. 2 bis 4 ein üblicherweise verwendetes Sensorelement,
zum Einbau an ein Glaskeramikkochfeld;
Fig. 5 bis 7 ein neuartiges Sensorelement nach einem
Merkmal der Erfindung zum Einbau an ein
Glaskeramikkochfeld.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 11 für ein Sensor
element 12, die aus einer Ansteuerschaltung 13, einer Sensor
schaltung 14 und einer Auswerteschaltung 15 besteht. Die
Ansteuerschaltung 13 enthält einen Frequenzgenerator 16, der
ein Ansteuersignal 17 mit einer Arbeitsfrequenz erzeugt, das
an einem Ausgang 18 des Frequenzgenerators 16 ausgegeben
wird. Das Ansteuersignal 17 besteht aus einem frequenz
modulierten Rechtecksignal. Es wird zu einem ersten Inverter
19 geführt und von dort aus zu einem zweiten Inverter 20.
Danach geht es über einen Speisewiderstand 21 an einen
Speiseknoten 23. Von dem Speiseknoten 23 geht eine erste
Abzweigleitung 24 ab, an die eine Anzahl von Sensorschaltun
gen 14 angeschlossen sein können, von denen jedoch nur eine
dargestellt ist. Von der ersten Abzweigleitung 24 geht eine
Verbindung über einen Speisekondensator 22 zu einem Signal
knoten 25 in der Sensorschaltung 14 ab.
Hinter dem ersten Inverter 19 befindet sich ein Abzweig 26,
der zu einem Schalterknoten 27 führt. Von dem Schalterknoten
27 geht eine zweite Abzweigleitung 28 ab, an die eine Viel
zahl von Schaltern 29 angeschlossen werden können. Jede
Sensorschaltung 14 enthält einen Schalter 29, der an seinem
einen Schaltanschluß mit dem Signalknoten 25 verbunden ist,
und an seinem anderen Schaltanschluß mit dem Nullpegel der
Schaltungsanordnung 11, der auf Masse liegt.
Vom Signalknoten 25 geht eine Verbindung zum Anschluß des
Sensorelements 12, wobei der Anschluß durch eine Leiterplatte
38 erfolgt, auf der das Sensorelement 12 sitzt, siehe Fig. 3.
Der Aufbau des Sensorelements 12 kann aus Fig. 2 entnommen
werden. Von der Leiterplatte 38 geht ein Federelement 30, das
leitfähig sein muß und vorzugsweise als metallische Feder
ausgebildet ist, nach oben ab und trägt eine Sensorleitplatte
31, die von dem Federelement 30 gegen ein Hartglas- oder
Glaskeramikkochfeld 34 gedrückt wird. Das Sensorelement 12
weist eine Streukapazität 33 auf, die gegen Masse geht.
Durch die mechanische Ankoppelung des Sensorelements 12 an
das Glaskeramikkochfeld 34 entsteht eine Luftspaltkapazität
35, da die Ankoppelung durch eine herstellungsbedingte
Noppung 32 auf der Unterseite des Glaskeramikkochfeldes 34
mit einem Luftspalt 36 versehen ist. Dies wird in Fig. 4 in
Vergrößerung gezeigt.
Die Kapazität des Glaskeramikkochfeldes 34 wird durch eine
Glaskapazität 37 dargestellt. In Fig. 3 kann man einen Finger
39 erkennen, der das Glaskeramikkochfeld 34 oberhalb des
Sensorelements 12 berührt. Dadurch kommt zur Glaskapazität 37
eine serielle Fingerkapazität 40 hinzu, die gegen Masse geht.
Vom Signalknoten 25 geht eine Verbindung zu einem Filter 41,
der als R-C-Filter aus einem seriellen Filterwiderstand 42
und einem Filterkondensator 43, der gegen Masse geht, be
steht. Vom Filter 41 geht eine Verbindung an einen Ausgang 44
der Sensorschaltung 14.
Dieser Ausgang 44 der Sensorschaltung 14 geht an einen von
mehreren Eingängen 45 eines Signalmultiplexers 46. Der
Signalmultiplexer 46 ist über einen Signalverstärker 47 an
eine Signalauswerteeinheit, insbesondere einen Mikrokon
troller 48, angeschlossen. Diese drei Bauteile bilden die
Auswerteschaltung 15, an die so viele Sensorschaltungen 14
angeschlossen werden können, wie der Signalmultiplexer 46
Eingänge aufweist. Der Mikrokontroller ist mit einem Ausgang
49 an einen nicht dargestellten Teil einer Schaltung ange
schlossen, die die vom Mikrokontroller erzeugten Befehle
umsetzt.
Ein Ersatzschaltbild eines aus einem elektrisch leitfähigen
und flexiblen Schaumstoff bestehenden Sensorelements 12 ist
in Fig. 5 zu sehen. Es kann durch eine Parallelschaltung aus
einem Ersatzwiderstand 50 mit einem seriellen induktiven
Widerstand 51 und einer Parallelkapazität 52 dargestellt
werden.
In Fig. 6 ist ein zwischen Leiterplatte 38 und Glaskeramik
kochfeld 34 angebrachtes Sensorelement 12 dargestellt, das
aus einem elektrisch leitfähigen und flexiblen Schaumstoff
besteht.
In Fig. 7 kann man erkennen, daß sich das Sensorelement 12 so
gut an die genoppte Unterseite des Glaskeramikkochfeldes 34
anpaßt, daß das Entstehen eines Luftspaltes 36 vermieden
wird.
Die Schaltung wird gemäß dem Schaltplan aus Fig 1 aufgebaut,
vorzugsweise in SMD-Technik und auf der Leiterplatte 38, die
auch die Abstützung und gleichzeitig den Anschluß für das
Sensorelement 12 bildet. Die Verwendung eines Signalpegels
von 5 V hat den großen Vorteil, daß nur eine Spannungsversor
gung mit 5 V benötigt wird, da dies die Betriebsspannung des
Signalmultiplexers 46 und des Mikrokontrollers 48 ist.
Der Frequenzgenerator 16 erzeugt erst ein Rechtecksignal mit
einem Signalpegel von 5 V, einem Tastverhältnis von etwa 70
bis 95% und einer Frequenz von 20 bis 500 kHz. Dieses
Rechtecksignal wird mit einer Modulationsfrequenz von 20 bis
1000 Hz frequenzmoduliert, und zwar zwischen Eckwerten von
typischerweise 5 bis 50 kHz. Dadurch erhält man das Ansteuer
signal 17.
Der erste Inverter 19 wird zur Ansteuerung des Schalters 29
benötigt. Wenn das Ansteuersignal 17 auf Null zurückgeht, so
wird es vom Inverter 19 invertiert und auf 5 V gesetzt, und
durch dieses Hochsetzen wird der Schalter 29 aktiviert und
schließt den Signalknoten 25 gegen Masse. Somit ist das am
Signalknoten 25 liegende Signal immer dann genau Null, wenn
das Ansteuersignal 17 auf Null ist. Störungen werden so
während dieser Zeit unterdrückt. Durch den zweiten Inverter
20 hinter dem ersten wird wieder das ursprüngliche Ausgangs
signal 17 hergestellt. Dieses geht über den Speisewiderstand
21 und die Abzweigleitung 24 an den Speisekondensator 22.
Im unbetätigten Zustand weist das Sensorelement 12 nur seine
Streukapazität 33 auf, die mit dem Speisekondensator 22 einen
Spannungsteiler für das am Speisekondensator anliegende
Ansteuersignal bildet. Dabei ist der Speisekondensator 22
vorzugsweise so dimensioniert, daß am Sensorelement 12 die
halbe Spannung anliegt, also die Speisekapazität ungefähr so
groß ist wie die Streukapazität 33. Bei Betätigung des
Berührungsschalters kommen parallel zur Streukapazität 33
noch die Luftspaltkapazität 35, die Glaskapazität 37 und die
Fingerkapazität 40, die seriell geschaltet sind, hinzu. Durch
diese Parallelschaltung wird die Gesamtkapazität des Sensor
elements 12 größer, das Teilerverhältnis der Gesamtkapazität
mit der Kapazität des Speisekondensators 22 verändert sich,
und die Spannung am Sensorelement 12 und damit am Signal
knoten 25 nimmt ab. Am Ausgang des an den Signalknoten 25
angeschlossenen Filters 41 stellt sich eine Gleichspannung
ein, die nur vom Signalpegel, dem Tastverhältnis, das bekannt
und unveränderlich ist, und von der Sensorspannung, die vom
Betätigungszustand des Berührungsschalters abhängig ist,
abhängt.
Diese Gleichspannung wird auf einen Signalmultiplexer 46
gegeben, der eine von mehreren Gleichspannungen von mehreren
Sensorschaltungen 14 auswählt und über einen Signalverstärker
47 auf einen Mikrokontroller 48 gibt. Dieser Mikrokontroller
48 wertet die Gleichspannung aus und detektiert, ob der
Berührungsschalter betätigt wurde oder nicht. Dabei ist die
Auswertung vorzugsweise so ausgelegt, daß über einen gewissen
Zeitraum, entsprechend einen in diesem Zeitraum überstriche
nen Frequenzbereich, hinweg beispielsweise aufsummierend oder
integrierend ausgewertet wird. Erst wenn also eine Verände
rung der Gleichspannung über diesen gewissen Zeitraum hinweg
stattfindet, soll die Auswertung eine Betätigung melden.
Tritt nun ein Störsignal mit einer festen Frequenz auf, so
ändert sich die Gleichspannung wenn überhaupt nur für einen
Moment, und das fällt innerhalb des für die Auswertung
vorgesehenen Zeitraumes nicht ins Gewicht. Von einer Detek
tierung abhängig gibt er an seinem Ausgang 49 Befehle an
eine weitere Schaltung aus, beispielsweise die Steuerschal
tung für die Kochfeldbeheizung.
Weiterhin bildet der Ersatzwiderstand 50 mit dem Speisekon
densator 22 und der Streukapazität 33 einen Filter, der die
Einkoppelung von Störsignalen über den Finger 39 bei der
Betätigung des Berührungsschalters dämpft. Um das Material
des Sensorelementes 12 leitfähig zu machen, können verschie
dene Materialien, z. B. Graphit, Silber o. dgl. beigemischt
werden. Wenn man statt dessen oder zusätzlich ferritische
Materialien bemischt, entsteht der induktive Widerstand 51.
Dieser bewirkt eine weitere Verbesserung der Dämpfung von
Störsignalen.
Auf diese Weise kann mit einem derartigen Sensorelement eine
besonders günstige Ausführung der Erfindung geschaffen
werden.
Claims (11)
1. Schaltungsanordnung für wenigstens ein Sensorelement
(12) wenigstens eines Berührungsschalters, bei der ein
Ansteuersignal (17) an dem Sensorelement (12) anliegt,
das abhängig vom Betätigungszustand des Sensorelements
(12) veränderbar ist, wobei das Ansteuersignal (17) ein
moduliertes, insbesondere ein frequenzmoduliertes,
Ansteuersignal (17) ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schaltungsanordnung (11) aus wenig
stens einer Ansteuer- (13), einer Sensor- (14) und einer
Auswerteschaltung (15) besteht, wobei insbesondere jedes
Sensorelement (12) eine zugehörige Sensorschaltung (14)
aufweist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (13) einen
Frequenzgenerator (16) zur Erzeugung des frequenzmodu
lierten Ansteuersignals (17) mit einer Arbeitsfrequenz
aufweist, wobei diese Arbeitsfrequenz mit einem festen
Frequenzhub vorzugsweise periodisch veränderbar zwischen
einem Minimalwert und einem Maximalwert, wobei insbeson
dere der Minimalwert ca. 5 kHz und der Maximalwert ca.
50 kHz beträgt, liegt, wobei die Modulationsfrequenz
insbesondere etwa 20 bis 1000 Hz beträgt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuer
signal (17) ein Rechtecksignal, insbesondere ein Recht
ecksignal mit einem Tastverhältnis von etwa 70% bis 95%
und einem Signalpegel von etwa 5 V, ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauelement,
insbesondere ein Speisekondensator (22), einen ersten
Teil eines Spannungsteilers, insbesondere eines kapazi
tiven Spannungsteilers, bildet, wobei das Sensorelement
(12) den zweiten Teil des Spannungsteilers bildet.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement,
das den ersten Teil des Spannungsteilers bildet, in der
Sensorschaltung (13) enthalten ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungs
anordnung (11) einen Schalter (29), insbesondere einen
Schalter aus einem Halbleiterbauelement, enthält, der
für das Kurzschließen jeweils einer Phase des am Sensor
element (12) anliegenden Ansteuersignals (17) an eine
konstante Spannung, insbesondere die Nullspannung,
ausgebildet ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung
des Schalters (29) zwei invertierende Bauelemente (19,
20) hintereinander an einer beliebigen Stelle im Signal
pfad zwischen Frequenzgenerator (16) und Speisekon
densator (22) vorgesehen sind, wobei das einfach inver
tierte Signal am Ausgang des ersten invertierenden
Bauelements (19) zu dem Schalter (29) geführt ist und
dessen Ansteuerung bildet.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang (44)
der Sensorschaltung (14) ein Filter (41), insbesondere
ein R-C-Filter, vorgeschaltet ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte
schaltung (15) an ihrem Eingang einen Signal-Multiplexer
(46) mit wenigstens einem Eingang (45) zum Anschluß we
nigstens eines Ausgangs (44) einer Sensorschaltung (14)
und einem Ausgang aufweist, an dem über einen Signalver
stärker (47) eine Signalauswerteeinheit (48), insbeson
dere ein Mikrokontroller, angeschlossen ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement
(12) ein in sich flexibler, blockartiger, elektrisch
leitfähiger Körper, insbesondere ein elektrisch leitfä
higer Schaumstoff-Körper, ist und für den Einsatz in
einem Berührungsschalter eines Hartglas- oder Glaske
ramikkochfeldes (34) vorgesehen ist.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19706167A DE19706167A1 (de) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
DE29721213U DE29721213U1 (de) | 1997-02-17 | 1997-11-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
ES98101517T ES2234042T3 (es) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Conjunto de circuitos para un elemento sensor. |
AT98101517T ATE282907T1 (de) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Schaltungsanordnung für ein sensorelement |
EP98101517A EP0859468B1 (de) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
DE59812256T DE59812256D1 (de) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
JP4636298A JP3889874B2 (ja) | 1997-02-17 | 1998-02-13 | センサー素子の回路機構 |
US09/024,574 US5973417A (en) | 1997-02-17 | 1998-02-17 | Circuit arrangement for a sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19706167A DE19706167A1 (de) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19706167A1 true DE19706167A1 (de) | 1998-08-20 |
Family
ID=7820586
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19706167A Withdrawn DE19706167A1 (de) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
DE29721213U Expired - Lifetime DE29721213U1 (de) | 1997-02-17 | 1997-11-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
DE59812256T Expired - Fee Related DE59812256D1 (de) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29721213U Expired - Lifetime DE29721213U1 (de) | 1997-02-17 | 1997-11-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
DE59812256T Expired - Fee Related DE59812256D1 (de) | 1997-02-17 | 1998-01-29 | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (3) | DE19706167A1 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907214A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Schaltungsanordung für ein Sensorelement |
DE10005173A1 (de) * | 2000-02-05 | 2001-08-09 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
EP1195901A3 (de) * | 2000-10-04 | 2005-07-06 | General Electric Company | Verfahren und Systeme zur kapazitiven Bewegungsdetektion und Positionsregelung |
DE102004043415A1 (de) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | E.G.O. Control Systems Gmbh | Sensorvorrichtung |
DE102005041113A1 (de) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungsschalter und Haushaltsgerät mit einem solchen |
DE102005041112A1 (de) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungsschalter und Haushaltgerät mit einem solchen |
DE102004060846B4 (de) * | 2004-12-17 | 2008-12-18 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Kapazitiver Berührungsschalter |
DE102005007939B4 (de) * | 2004-12-11 | 2009-01-29 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Schaltungsanordnung für einen kapazitiven Berührungssensor |
DE102008050186A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Ident Technology Ag | Kapazitive Schaltereinrichtung mit verbesserter Berührungserkennung |
DE102008050181A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Ident Technology Ag | Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern |
WO2011012501A1 (de) | 2009-07-28 | 2011-02-03 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Sensorelementeinrichtung und verfahren zur herstellung eines formkörpers einer sensorelementeinrichtung |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907226A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Berührungsschalter für ein Elektro-Gerät |
DE102005008758A1 (de) | 2004-09-29 | 2006-04-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungs- und/oder Berührungsschalter |
DE102005014933A1 (de) * | 2004-12-17 | 2006-07-06 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Schaltungsanordnung für einen kapazitiven Berührungsschalter |
DE102005041111A1 (de) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungsschalter und Haushaltsgerät mit einem solchen |
DE102018107478A1 (de) * | 2017-09-14 | 2019-03-14 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Auswertesystem zur Auswertung eines kapazitiven Sensors bei einem Fahrzeug |
EP3457569B1 (de) * | 2017-09-14 | 2023-03-29 | HUF Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG | Auswerteanordnung für eine kapazitive sensorvorrichtung |
DE102017124309A1 (de) | 2017-10-18 | 2019-04-18 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Auswerten eines Kapazitätswerts einer kapazitiven Sensorelektrode |
DE102018131856A1 (de) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Anordnung für ein Fahrzeug |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2748806A1 (de) * | 1976-11-26 | 1978-06-01 | Xerox Corp | Kapazitiv erregter wandler |
DE2723558A1 (de) * | 1977-05-25 | 1978-12-14 | Licentia Gmbh | Beruehrungsschalter mit mindestens einer sensortaste |
DE3823018A1 (de) * | 1988-07-07 | 1990-01-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zum entstoeren von mikroprozessor-schaltungen |
DE4125444A1 (de) * | 1991-07-31 | 1993-02-04 | Kastl Electronic Gmbh & Co Kg | Elektronischer annaeherungsschalter |
EP0675600A1 (de) * | 1994-03-30 | 1995-10-04 | The Whitaker Corporation | Ultraschall reflektierender Berührungsschalter |
-
1997
- 1997-02-17 DE DE19706167A patent/DE19706167A1/de not_active Withdrawn
- 1997-11-29 DE DE29721213U patent/DE29721213U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-29 DE DE59812256T patent/DE59812256D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2748806A1 (de) * | 1976-11-26 | 1978-06-01 | Xerox Corp | Kapazitiv erregter wandler |
DE2723558A1 (de) * | 1977-05-25 | 1978-12-14 | Licentia Gmbh | Beruehrungsschalter mit mindestens einer sensortaste |
DE3823018A1 (de) * | 1988-07-07 | 1990-01-11 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zum entstoeren von mikroprozessor-schaltungen |
DE4125444A1 (de) * | 1991-07-31 | 1993-02-04 | Kastl Electronic Gmbh & Co Kg | Elektronischer annaeherungsschalter |
EP0675600A1 (de) * | 1994-03-30 | 1995-10-04 | The Whitaker Corporation | Ultraschall reflektierender Berührungsschalter |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907214A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Schaltungsanordung für ein Sensorelement |
DE10005173A1 (de) * | 2000-02-05 | 2001-08-09 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement |
US6518820B2 (en) | 2000-02-05 | 2003-02-11 | E.G.O. Elektro-Geraetebau Gmbh | Circuit arrangement having a capacitive sensor element for a touch contact switch |
EP1195901A3 (de) * | 2000-10-04 | 2005-07-06 | General Electric Company | Verfahren und Systeme zur kapazitiven Bewegungsdetektion und Positionsregelung |
DE102004043415A1 (de) * | 2004-09-01 | 2006-03-09 | E.G.O. Control Systems Gmbh | Sensorvorrichtung |
DE102005007939B4 (de) * | 2004-12-11 | 2009-01-29 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Schaltungsanordnung für einen kapazitiven Berührungssensor |
DE102004060846B4 (de) * | 2004-12-17 | 2008-12-18 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Kapazitiver Berührungsschalter |
DE102005041112A1 (de) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungsschalter und Haushaltgerät mit einem solchen |
DE102005041113A1 (de) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kapazitiver Annäherungsschalter und Haushaltsgerät mit einem solchen |
DE102008050186A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Ident Technology Ag | Kapazitive Schaltereinrichtung mit verbesserter Berührungserkennung |
DE102008050181A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Ident Technology Ag | Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern |
DE102008050186B4 (de) * | 2008-10-01 | 2010-10-21 | Ident Technology Ag | Kapazitive Schaltereinrichtung mit verbesserter Berührungserkennung |
DE102008050181B4 (de) * | 2008-10-01 | 2015-06-11 | Ident Technology Ag | Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern |
WO2011012501A1 (de) | 2009-07-28 | 2011-02-03 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Sensorelementeinrichtung und verfahren zur herstellung eines formkörpers einer sensorelementeinrichtung |
DE102009036161A1 (de) | 2009-07-28 | 2011-02-03 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Sensorelementeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers einer Sensorelementeinrichtung |
DE102009036161B4 (de) * | 2009-07-28 | 2017-01-12 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Sensorelementeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Sensorelementeinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59812256D1 (de) | 2004-12-23 |
DE29721213U1 (de) | 1998-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0859468B1 (de) | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement | |
DE19706167A1 (de) | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement | |
DE2052520C3 (de) | ||
EP1816747B1 (de) | Kapazitiver Berührungsschalter | |
DE10005173A1 (de) | Schaltungsanordnung für ein Sensorelement | |
WO2010037758A1 (de) | Einrichtung und verfahren zur berührungs- und näherungsdetektion | |
DE2140056B2 (de) | Beruehrungslos steuerbarer naeherungsschalter | |
DE202008013083U1 (de) | Berührungs- und Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern | |
EP1529335B1 (de) | Vorrichtung zur leistungssteuerung durch phasenanschnitt und verfahren zur verringerung von oberwellen | |
DE3245803A1 (de) | Kapazitiver beruehrungsschalter insbesondere fuer elektrische hausgeraete | |
DE2313138A1 (de) | Elektronischer schalter ohne bewegliche teile | |
DE2751917A1 (de) | Elektronische schaltung zur helligkeitssteuerung von leuchtquellen | |
DE2836734B1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen Annaeherungsschalter,insbesondere im Sanitaerbereich | |
DE1955507A1 (de) | Geraet zur Umwandlung von Frequenzen in Gleichspannungssignale | |
DE1541874A1 (de) | Daempfungs-Schaltung | |
DE102008050181B4 (de) | Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern | |
DE2845494C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Berührungsschalters | |
DE102018131573A1 (de) | Bedienvorrichtung | |
DE2114940C3 (de) | Schaltungsanordnung für hochohmige Gleichspannungsverstärker | |
DE2851723A1 (de) | Anordnung zur vermeidung von stoereinfluessen durch hf-einstrahlung bei der verwendung kapazitiver beruehrungsschalter | |
DE2815711A1 (de) | Elektronisches, beruehrungslos wirkendes schaltgeraet | |
DE2400644A1 (de) | Durch beruehrung betaetigbarer elektronischer schalter | |
DE102006019393A1 (de) | Stellungsfühler | |
DE1763928A1 (de) | Verfahren zur beruehrungslosen Steuerung eines Thyristors und Schaltungsanordnung zur Ausfuehrung des Verfahrens | |
DE3511967A1 (de) | Einrichtung zur kontrolle von elektrischen verbrauchern in kraftfahrzeugen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination |