DE19706167A1 - Schaltungsanordnung für ein Sensorelement - Google Patents

Schaltungsanordnung für ein Sensorelement

Info

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Withdrawn
Application number
DE19706167A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority to DE19706167A priority Critical patent/DE19706167A1/de
Priority to DE29721213U priority patent/DE29721213U1/de
Priority to ES98101517T priority patent/ES2234042T3/es
Priority to AT98101517T priority patent/ATE282907T1/de
Priority to EP98101517A priority patent/EP0859468B1/de
Priority to DE59812256T priority patent/DE59812256D1/de
Priority to JP4636298A priority patent/JP3889874B2/ja
Priority to US09/024,574 priority patent/US5973417A/en
Publication of DE19706167A1 publication Critical patent/DE19706167A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing 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
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/9607Capacitive touch switches
    • H03K2217/960705Safety of capacitive touch and proximity switches, e.g. increasing reliability, fail-safe
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing 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
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/9607Capacitive touch switches
    • H03K2217/96071Capacitive touch switches characterised by the detection principle
    • H03K2217/960725Charge-transfer
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing 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
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/9607Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96076Constructional details of capacitive touch and proximity switches with spring electrode

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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 UND LÖSUNG
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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.
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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.
FUNKTION
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.
DE19706167A 1997-02-17 1997-02-17 Schaltungsanordnung für ein Sensorelement Withdrawn DE19706167A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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