DE2354676C3 - Berührungslos wirkendes elektronisches Schaltgerät - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf ein berührungslos wirkendes Schaltgerät mit einem Fühlerkreis und einem Schaltkreis, das über insgesamt zwei Ansch'ußleitungen an eine Spannungsquelle und an einen Verbraucher anschließbar ist enthaltend wenigstens einen vom Laststrom oder der Netzspannung gespeisten Oszillator, dessen gleichgerichtete, bei Annäherung eines Gegenstandes sich ändernde Ausgangsspannung über eine Signalauswerteschaltung einen elektronischen Schalter, wie Thyristor oder Triac, steuert, wobei der den Oszillator enthaltende Fühlerkreis des Schaltgerätes ebenfalls nur über zwei Leitungen mit dem den elektronischen Schalter und die Signalauswerteschaltung enthaltenden Schaltkreis verbunden ist auf denen das Ausgangssignal des Fühlerkreises der Speisespan nung des Fühlerkreises überlagert und im Zuge der Signalauswerteschaltung im Schaltkreis abgegriffen wird.

Ein derartiges bekanntes Schaltgerät (DE-AS 12 86 099) enthält einen Oszillator, der durch Annähern einer Metallfahne zu dessen Spulen bedämpft werden kann. Die an den Außenleitungen stehende Versorgungs-Wechselspannung wird mittels einer Graetzschaltung gleichgerichtet und von dieser Gleichspannung über einen Spannungsteiler, der aus einem Widerstand und einer Zenerdiode besteht die Speisespannung für den Oszillator erzeugt Die Zenerdiode stabilisiert zugleich die Speisespannung für den Oszillator. An dem Steuerwiderstand fällt die Spannung für den steuerbaren Gleichrichter aii der vorzugsweise ein Thyristor ist Im Wege einer Außenleitung liegt die Primärseite eines Stromwandlers, dessen Sekundärseite über den Gleichrichter ebenfalls an dem Oszillator liegt und somit eine Hilfsspeisespannung für den Oszillator liefern kann.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist folgende. Der Oszillator ist so aufgebaut, daß die Last bei seiner Entdämpfung tätig werden soll, wenn also der Oszillator schwingt Bei der Entdämpfung des Oszillators wird dieser niederohmig, was dazu führt daß am

Steuerwiderstand eine Spannung abfällt Hierdurch

wird der Thyristor durchgeschaltet und der Kreis über die Last und die Graetzschaltung wird geschlossen, so daß die Last Strom führt und anspricht.

Wenn der Oszillator bedämpft, d. h. hochohmig wird,

ist der Spannungsabfall am Steuerwiderstand gleich Null und der Thryristor sperrt, so daß der Kreis für die Last auch gesperrt wird.

Das vorstehend beschriebene Schaltgerät nach der DE-AS 12 86 099 hat wegen seiner Zweidraht-Ausbil-

w dung grundlegende Bedeutung, Für besondere Anwendungsfälle bleiben jedoch noch Probleme offen, die mit diesem Schaltgerät nicht zu lösen sind. So ist z. B. das Schaltgerät für Nebenstellenbetrieb, also eine Parallelschaltung mehrerer Oszillatoren über nur zwei Leitun- gen, nicht geeignet. Es würde sich nämlich die Dauerstromaufnahme wegen der statischen Wirkungsweise der Nebenstellen insgesamt derart erhöhen, daß der Verbraucher nicht vollständig eingeschaltet werden

kann, bzw, im ausgeschalteten Zustand Strom verbraucht wird. Auch in bezug auf Störsicherheit würde ein Nebenstellenbetrieb mit dem bekannten Schaltgerät Probleme bringen, da eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen parallelgeschalteten Oszillatoren nicht zu vermeiden ist. Ferner können andere Störfaktoren, wie Temperatur, Feuchtigkeit und Alterung der Bauteile, eine unerwünschte Bedämpfung der Oszillatoren hervorrufen, deren einzelnen Störsignale sich addieren, so daß die Summe dieser Streusignale einen Schaltvorgang auslöst, obwohl keine Betätigung stattgefunden hat

Ein anderes bekanntes Schaltgerät (DE-AS 19 51 137) besteht aus einem von außen durch ein Metallteil beeinflußbaren Oszillator, ein vom Oszillator betätigtes js elektronisches Schaltelement, einem Thyristor und einem zwischen dem Oszillator und dem Thyristor liegenden Kippverstärker, der in Abhängigkeit vom Bedämpfungszustand des Oszillators den Thyristor durchsteuert Femer hat das Schaltgerät eine Speiseschaltung zur Erzeugung der für den Oszillator und den Kippverstärker erforderlichen Hilfsspannung.

Die Speiseschaltung zur Erzeugung der Hilfsspannung für den Oszillator und dem Kippverstärker besteht aus einer in Reihe mit der Schaltstrecke des Thyristors liegenden Zenerdiode und einem parallel zur Schaltstrecke des Thyristors liegenden, relativ hochohmigen Hilfswiderstand.

Unabhängig davon, ob der Thyristor geschlossen ist oder nicht, wird immer ein Strom über die Zenerdiode geführt der an der Zenerdiode in Form der Zenerspannung die für den Oszillator erforderliche Speisespannung erzeugt

Der Oszillator dieses bekannten Schaltgerätes besteht aus einem in Emitterschaltung betriebenen Transistor und einem im Kollektorkreis liegenden L-C-Schwingkreis. Die Oszillatorspannung wird am Kollektor des Transistors über einen Koppelkondensator abgegriffen und entsprechend gleichgerichtet geglättet u.id dem Kippverstärker zugeführt Zum Beispiel läßt sich durch das Steuersignal eine zwischen dem Thyristor und dem Kippverstärker geschaltete bistabile Kippstufe (Flip-Flop) gemäß DE-AS 21 16 413 ansteuern, so daß durch das erste Annähern an den Oszillator das Gerät eingeschaltet und durch das zweite Annähern ausgeschaltet werden kann.

Dem bekannten Schaltgerät wird also von der Wechselspannungsquelle eine Außenleitung über die Last und nur eine weitere Außenleitung direkt zugeführt und die Speiseschaltung für den Oszillator im Schaltgerät selbst vom Laststrom abgeleitet Das Ausgangssignal des Oszillators wird innerhalb des Gerätes über einen separaten Steuerstromkreis ausgewertet

Aufgabe der Erfindung ist es, den Anwendungsbereich eines Schaltgerätes der eingangs beschriebenen Art durch den Anschluß weiterer, ebenfalls nur über je zwei Leitungen parallelgeschalteter gleichartiger Fühlerkreise zu erweitern, wobei sich die Oszillatoren der verschiedenen Fühlerkreise nicht gegenseitig beeinflussen sollen und eine länger dauernde gewollte oder ungewollte Anregung eines Fühlerkreises nicht die Wirksamkeit der anderen Fühlerkreise beeinträchtigt

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Fühlerkreis neben dem Oszillator zusätzlich einen diesem nachgeschaiteten Signalgeber mit Impulsgeber aufweist und eine eigene Baugruppe bildet, daß mehrere solcher Fühlerkreise an den Schaltkreis anschließbar sind und daß die Signallänge des Impulsgebers unabhängig von der Dauer der Annäherung und des Wiederentfernens eines Gegenstands vom Oszillator ist

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Spaltgerät wird somit die bei Annäherung eines Gegenstandes sich ändernde Ausgangsspannung des Oszillators unmittelbar einem nachgeschalteten Signalgeber zugeführt, der bei einer bestimmten Annäherung an den Oszillator ein Schaltsignal erzeugt, das unabhängig von der Dauer der Annäherung und vom Zeitpunkt des Wiederentfernens vom Oszillator ist

Dadurch, daß der Zignalgeber dem Oszillator für jede separate Nebenstelle eine Baueinheit bildet, erfolgt keine Addition aller unerwünschten Signalerhöhungen jedes Oszillators am Ende aller parallelgeschalteten Oszillatoren, sondern eine unerwünschte Signalanhebung eines Oszillators bleibt durch den erst bei einer bestimmten Bedämpfung ansprechenden Signalgeber für jeden Oszillator für sich so lange unwirksam, bis der vorgegebene Grad der Bedämpfung für jeden einzelnen Oszillator überschritten wird. Dieser Bedämpfungsgrad ist selbstverständlich so einzustellen, daß die unerwünschten Bedämpfungen, z. B. durch Feuchtigkeit der Signalgeber, nicht aktivieren.

Dadurch, daß der Signalgeber unabhängig von der Dauer der Annäherung an den Oszillator arbeitet, erfolgt keine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Nebenstellen untereinander, d. h„ auch wenn im Extremfall ein Oszillator ständig bedämpft wird, kann nur ein zeitlich begrenztes Signal durch den Signalgeber erzeugt werden, so daß jedenfalls eine Nichtbereitschaft der übrigen Nebenstellen nur während der Dauer des Signales eintritt Auch wenn die Dauer des Ausgangssignales des Signalgebers extrem lang ist, z. B. 100 ms, kann davon ausgegangen werden, daß eine gegenseitige Beeinflussung praktisch nicht eintritt, denn es ist unwahrscheinlich, daß innerhalb dieser Zeitspanne (100 ms) eine Betätigung von verschiedenen Nebenstellen erfolgt

Durch die Erfindung wird mit dem Signalgeber, der unabhängig von der Dauer der Betätigung des Oszillators ein Schaltsignal erzeugt im wesentlichen nur während der Dauer des Schaltsignals ein zusätzlicher Strom verbraucht

Würde beispielsweise kein derartiger Signalgeber bzw. gar kein Signalgeber vorhanden sein, käme während der gesamten Zeitspanne, die zwischen der Annäherung und Wiederentfernung vom Oszillator vergeht, ein erhöhter Stromfluß zustande, der unter Umständen bei voller Ausnutzung aller Nebenstellen so groß sein kann, daß der Verbraucher nicht seine volle Helligkeit erreicht bzw. nicht vollständig abgeschaltet wird. Bei einem für Installationszwecke konzipierten Schalter, also ein auf Handannäherung wirkender Schalter, muß eine relativ große Zeitspanne zugrunde gelegt werden, innerhalb der die Hand ungewollt im Ansprechbereich des Oszillators verbleibt.

Die Dauerstromaufnahme bleibt unabhängig davon, ob der Oszillator bedämpft ist oder nicht, nahezu konstant und kann so klein sein, daß sie gerade ausreicht, um den Oszillator zu speisen. Ferner läßt sich das Schaltsignal durch eine geeignete Beschallung so formen, daß diese zusätzliche Belastung durch das Schaltsignal nur sehr kurze Zeit auftritt.

Durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Schaltgerätes lassen sich mehrere Nebenstellen, bestehend aus Oszillator und Signalgeber, parallel schalten und an eine gemeinsame Haupistelle anschließen, ohne für eine bestimmte Anzahl von Nebenstellen die Ansprech-

schwelle im Schaltkreis neu einstellen zu müssen. Vielmehr ist bei dem erfindungsgemäBen Schaltgerät die Ansprechschwelle unabhängig von der Dauerstromaufnahme der Nebenstellen. Sie ist eingestellt auf das der Speisespannung überlagerte Schaltsignal. Die Grenze für die Anzahl der parallel zu schaltenden Nebenstellen ist theoretisch erst dann erreicht, wenn die Dauerstromaufnahme aller Nebenstellen die Ansprechschwelle erreicht.

Um Störeinflüsse auszuschalten, ist es vorteilhaft, nur so viele Nebenstellen parallel zu schallen, daß die Summe aller Dauerströme (Betriebsstromgröße aller Nebenstellen) mit einem Sicherheitsabstand unter der Signalstromschwelle in der Signal-Auswertung bleibt.

Vorteilhaft dient als Schaltsignal ein kurzer Impuls (auch Nadelimpuls), der immer dann ausgelöst wird, wenn eine bestimmte Annäherung an den Oszillator gegeben ist, unabhängig von der Dauer der Annäherung und dem Zeitpunkt des Wiederentfernens vom Oszillator.

Für das erfindungsgemäße Schaltgerät eignet sich am besten ein hochohmiger Oszillator, bei dem die aus der Schwingungsamplitude erzeugte Ausgangsgleichspannung sich in weiten Grenzen analog zum sich nähernden Gegenstand verhält. Ferner können kapazitiv oder induktiv wirkende Oszillatoren verwendet werden. Mit kapazitiven Oszillatoren läßt sich das erfindungsgemäße Schaltgerät z. B. in der Hausinstallationstechnik verwenden. Es spricht z. B. auf Annäherung des menschlichen Körpers, z. B. der Hand an. Dabei beeinträchtigen Handschuhe die Schaltfunktion nicht. Mit mehreren parallelgeschalteten Nebenstellen lassen sich ein oder mehrere Verbraucher von verschiedenen Stellen ein- und aus- sowie umschalten.

Der Impulsgeber läßt sich besonders einfach mit einem Halbleiter mit negativer Kennlinie aufbauen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ausgang des Oszillators mit dem Eingang (Gate) eines Unijuction-Transistors verbunden, dessen Anoden-Kathoden-Strecke in Reihe mit einem Kondensator an Betriebsspannung (Speisespannung) und außerdem mit

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liegt.

Im ungedämpften Zustand des Oszillators ist der Unijunction-Transistor gesperrt. Sobald eine Annäherung an den Oszillator stattfindet, sinkt die Spannungsschwelle am Gate unter den Wert der Anodenschwelle, so daß die Anoden-Kathoden-Strecke durchgezündet wird. Dadurch kommt ein starker Ladungsstoß über den Kondensator zustande, der nur von einem ohmschen Widerstand im Zuge der Signalauswertungsschaltung begrenzt wird.

Die Signalauswertung erfolgt in der Hauptstelle gemeinsam für alle Nebenstellen. Hierzu dient ein niederohmiger Widerstand, der im Betriebsstromkreis liegt. Er ist so dimensioniert, daß sein Spannungsabfall sehr viel kleiner als die Betriebsspannung ist. Schaltet der Unijunction-Transistor durch, wird für eine gewisse Zeit volle Betriebsspannung an dem Widerstand anstehen. Dieser hohe Spannungspegel, der, wie bereits beschrieben, als Impuls am Widerstand ansteht, läßt sich z. B. über eine Zenerdiode als Schwelle abgreifer und der Basis eines Schalttransistors zuführen. Am Kollektor des Schalttransistors entsteht ein kurzer Schaltimpuls mit voller Betriebsspannung. Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird demgemäß vorgeschlagen, daß die Signalwerteschaltung im Zuge der Plus- oder Minusleitung zu den parallelgeschalteten Oszillatoren einen niederohmigen Widerstand aufweist, dem die Reihenschaltung einer Zenerdiode, des Basisvorwiderstandes und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors parallel geschaltet sind, der das Ausgangssignal der Signalauswerteschaltung liefert.

Der Schaltimpuls des Schalttransistors dient in an sich bekannter Weise als Setzsignal für einen bistabilen Multivibrator (Flip-Flop).
Der bistabile Multivibrator ist so beschaltet, daß

to durch Annäherung an den Oszillator der Steuerimpuls am Setzeingang den Multivibrator jeweils in die andere Lage bringt, durch die das elektronische Schaltelement, z. B. ein Triac leitend oder gesperrt, also der Verbraucher ein- oder ausgeschaltet ist.

Diese Schaltzustände werden bei Netzausfall ebenso fixiert wie bei Netzstörungen aller Art während des Betriebes. Der Einschaltzustand des elektronischen Schalters (Triac) kann nur durch Annäherung an den Oszillator ausgelöst werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß parallel zur Spannungsversorgung des im Schaltkreis enthaltenen, von der Signalauswerteschaltung gesteuerten bistabilen Multivibrators (Flip-Flop) ein Kondensator und in Reihe zur Parallelschaltung von Kondensator und Multivibrator eine Diode geschaltet sind.

Durch das Aufrechterhalten der Betriebsspannung am buiabilen Multivibrator wird der Schaltzustand »Ein« bei Netzausfall also eine gewisse Zeit lang gespeichert, so daß der gleiche Schaltzustand bei Wiederkehr der Netzspannung gegeben ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein zweiter Eingang des bistabilen Multivibrators ein Rücksetz-Eingang, der mit einem hochohmigen Spannungsteiler beschaltet ist, von dem ein Teil ein temperaturabhängiger Widerstand, vorzugsweise PTC-Widerstand, ist und der an Betriebsspannung und mit seinem Abgriff am zweiten Eingang liegt. Solange der temperaturabhängige Widerstand niederohmig ist. liegt am zweiten Eingang ein hohes negatives Potential. Wird durch Erwärmung der Widerstand hochohmig, ernied-

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Multivibrator wird bei einer bestimmten Temperatur auf die Stellung »Schalter Aus« gebracht. Auf diese Weise wird eine Überlastung des Schaltkreises vermieden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vom Abgriff des Spannungsteilers und parallel zu einem Widerstand des Spannungsteilers ein Kondensator auf Bezugspotential geschaltet. Durch diese Maßnahme wird beim Anlegen der Netzspannung an das Scnaltgerät oder nach längerem Netzausfall bzw. beim Einschalten der Netzsicherung durch die Aufladung des Kondensators über den Festwiderstand der bistabile Multivibrator in die Vorzugslage »Schalter Aus« gebracht Diese Wirkung dieser Einschaltsperre erfolgt über den zweiten Eingang.

Mit einem Ausgang des bistabilen Multivibrators wird ein hochohmiger Transistor, z. B. Feldeffekttransistor, angesteuert der zum Zündkreis des elektronischen Schaltelementes (Triac) gehört Der im Lastkreis des Verbrauchers liegende elektronische Schalter (Triac) wird mit geringem Phasenanschnitt betrieben, so daß bei Schalterstellung »Em« der durch den Zündkreis bestimmte Phasenanschnittzipfel als Hilfsspannung für Oszillator, Signalgeber, Signalauswertung und bistabile Kippstufe benutzt werden kann.

Weitere Einzelheiten werden an Hand der Zeichnung

erläutert. Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Die einzige Figur stellt den Schaltplan eines elektronischen Schaltgerätes mit einem berührungslos und kapazitiv wirkenden Fühler dar. Es gliedert sich in zwei Teile, einem Fühlerkreis I und einem Schaltkreis II.

Der Fühlerkreis besteht aus einem von außen durch Anrr_t'.,erung z. B. der menschlichen Hand beeinflußbaren Oszillator 1 und einem Signalgeber 2 und einer Leuchtdiode 3 zur Anzeige des Schaltzustandes.

Der Oszillator 1 des erfindungsgemäßen Schaltgerätes arbeitet mit einem in Kollektorschaltung betriebenen Transistor 4. Der Kollektor liegt über Widerstand 5 an Betriebsspannung Ub (Gleichspannung) und mit seinem Emitterwiderstand 6 (Abgleichwiderstand) an Punkt »A«. einem Abgriff der Schwingkreisinduktivität 7. Der Arbeitspunkt des Transistors 4 wird mit dem Basiswiderstand 8 bestimmt. Den frequenzhcstimmenden Teil des Oszillators 1 bilden die Schwingkrcisinduklivität 7 und die Schwingkreiskapazität 9. eine Spule und ein Kondensator.

Zwischen der Basis des Transistors 4 und dem heißen Ende des Schwingkreises liegt ein Kondensator 10. mit dem die Ankopplung an den Transistor 4 beeinflußbar ist. Durch die Beeinflussung dieser Ankopplung tritt hauptsächlich eine kapazitive Ableitung über den menschlichen Körper ein, dadurch setzt die Schwingung aus.

Der Signalgeber 2 ist als Impulsgeber aufgebaut. Er besteht zunächst aus einer Gleichrichterdiode 11 und eine τι nachfolgenden Ladekondensator 12. Widerstand 13 bestimmt die Ausgangsschwelle am Eingang des Impulserzeugers 14. Als Impulserzeuger dient ein Halbleiter mit negativer Kennlinie, ein Unijunction-Transistor 14, dessen hochohmiger Eingang (Gate) an Widerstand 13 liegt.

Die Anoden-Kathoden-Strecke des Unijunction-Transistors 14 liegt in Reihe mit einem Kondensator 15 an Betriebsspannung Ub und außerdem mit der Anode an Punkt »B« eines ohmschen Spannungsteilers mit den Widerständen 16 und 17. Die Kathode liegt auf Minuspotential. Der Kondensator 18 dient zur Verhinderung aes uurchschaitens Dei ätoreintiussen in der Betriebsspannungsleitung.

Nähert sich dem Kondensator 10 z. B. eine Hand, so wird dadurch die Ankopplung an den Transistor 4 beeinflußt. Proportional zum Annäherungszustand ändert sich auch die Schwingungsamplitude. Durch die nachfolgende Gleichrichtung und Siebung über Diode 11 und Kondensator 12 verhält sich die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Oszillators analog zum Annäherungszustand. Diese Ausgangsgleichspannung wird an den Eingang des Unijunction-Transistors 14 gelegt. Im ungedämpften Zustand des Oszillators Hegt die Spannung an der Anode von Unijunction-Transistor 14 etwas höher als die Gleichspannung am Eingang des Unijunction-Transistors 14. Der Unijunction-Transistor ist gesperrt. Sobald eine Annäherung an den Kondensator 100 stattfindet, sinkt die Spannung am Eingang des Unijunction-Transistors 14 unter den Wert der Anoden-Spannung, so daß es zum Durchzünden der Anoden-Kathoden-Strecke kommt Dadurch kommt ein starker Ladungsstoß über den Kondensator 15 zustande, der als Impuls über die Betriebsspannungsleitung der Signalauswertungsschaltung 19 zugeführt wird. Während des Bedämpfup.gszustandes wirkt der Impuls-Schaltkreis als Impuls-Generator weiter. Diese weiteren Impulse sind jedoch kleiner als die Auswertungsschwelle der Signalauswertungsschaltung 19, so daß ein neuer Schaltimpuls nicht erfolgt.

Der Fühlerkreis I ist zu einer Baueinheit z. B. auf einer Platine zusammengefaßt und über Kontakte 20, 21 direkt mit dem Schaltkreis Il lösbar verbunden. In der Zeichnung sind zwei Fühlerkreise I parallel geschaltet und über Leitungen 22, 23 an die Kontakte 20, 21 geführt. Selbstverständlich können noch weitere Fühler angeschlossen werden, ebenso wie der Anschluß von nur einem Fühlerkreis möglich ist.

Der Schaltkreis Il besteht zunächst aus einer Signalauswertungs-Schaltung 19, in der die der Betriebsspannung überlagerten Impulse abgegriffen werden. Die Signalauswertungs-Schaltung besteht aus einem im Betriebsstromkreis liegenden niederohmigen Widerstand 24. Er ist so dimensioniert, daß sein Spannungsabfall sehr viel kleiner ist als die Betriebsspannung. Im Falle des Durchschaltens des Unijunction-Transistors 14 wird jedoch für eine gewisse Zeit auf Grund der Kurzschlußverhältnisse im Fühlerkreis 1 volle Betriebsspannung an Widerstand 24 anstehen. Dieser hohe Spannungspegel, der als kurzer Impuls an Widerstand 24 ansteht, wird über eine Zenerdiode 25 als Schwelle abgegriffen und der Basis eines Schalttransistors 26 zugeführt. Dem Widerstand 24 isi die Reihenschaltung aus Zenerdiode 25, der Basisvorwiderstand 27 und die Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors 26 parallel geschaltet. Am Kollektor des Transistors 26 entsteht ein kurzer Schaltimpuls mit voller Betriebsspannung, der als Setzsignal für einen bistabilen Multivibrator 28 (Flip-Flop) dient. Zum Schutz gegen Störeinflüsse sind die Kondensatoren 29, 30 parallel zur Basis-Emitter-Strecke bzw. Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 26 geschaltet.

Die Anzahl der parallel an den Schaltkreis Il anschaltbaren Fühlerkreise I hängt von der Dauerstromaufnahme der Fühlerkreise I und von der Grö3e des Schwellenstroms ab, bei dem die Signalauswertungsschaltung anspricht. Beträgt z. B. der Schwellenstrom 100 mA und die Dauerstromaufnahme eines Fühlerkreises I 1 mA, können bei Wahl eines Siehe·. · heitsabstandes von z. B. 50% zwischen Schwellenstrom

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Fühlerkreise I an den Schaltkreis II angeschlossen werden.

Der bistabile Multivibrator 28 bildet einen weiteren Baustein des Schaltkreises II. Der bistabile Multivibrator 28 ist mit seiner Spannungsversorgung 31, 32 an einer von der Netzspannung abgezweigten Hilfsspannung angeschlossen. Er ist so beschaltet, daß bei Annäherung an den Fühlerkreis I (Kondensator 10) die Steuerimpulse am Setzeingang 33 ein Umkippen des bistabilen Multivibrators bewirken. Dem bistabilen Multivibrator 28 ist parallel zu seiner Betriebsspannung ein Kondensator 34 und in Reihe zur Betriebsspannung eine Diode 35 geschaltet. Vorausgesetzt der Flip-Flop mit seiner Beschattung ist hochohmig und der Kondensator 34 hat eine entsprechend große Kapazität dann läßt sich bei Netzausfall für eine gewisse Zeit die Betriebsspannung am Flip-Flop aufrechterhalten, so daß der gleiche Schaltzustand bei Wiederanliegen der Netzspannung gegeben ist wie vor dem Netzausfall. Kondensator 34 und Diode 35 bilden also eine Signalsicherung gegen kurzzeitigen NetzausfalL

Der zweite Eingang 36 des bistabilen Multivibrators 28 ist ein Rücksetz- Eingang und ist mit einem hochohmigen Spannunpteiler 37,38 beschaltet, dessen einer Teil 37 ein temperaturabhängiger Widerstand

(PIC-Widerstand) an Betriebsspannung und an Punkt »C« am zweiten Eingang 36 liegt. Solange der Widerstand 37 niederohmig ist, liegt am zweiten Eingang 36 ein hohes negatives Potential. Der Flip-Flop kippt dann bei jedem Steuerimpuls am Setz-Eingang 33 um. Wird durch Erwärmung der Widerstand 37 hochohmig, sinkt das negative Potential ab, und der Flip-Flop wird ii· die Stellung »Schalter aus« gebracht. Widerstände 37 und 38 bilden eine Sicherung gegen Übertemperatur.

Von Punkt »Ound parallel zu Widerstand 38 liegt ein Kondensator 39 auf Bezugspotential. Beim Anlegen der Netzspannung an den Schaltkreis, wie z. B. nach längerem Netzausfall bzw. beim Einschalten der Netzsicherung, wird durch die Aufladung über Widerstand 37 des Kondensators 39 der Flip-Flop 28 in die Vorzugslage »Schalter Aus« gebracht. Die Wirkung dieser Einschaltsperre erfolgt über den zweiten Eingang "\t\ Παρ V\ner>V*a\t-jt\Ktt\nr\ Vnnn iKftr nur Atirfh

Annäherung an den Fühlerkreis ausgelöst werden.

Mit dem Ausgang 40 des bistabilen Multivibrators 28 wird über einen Vorwiderstand 41 ein hochohmiger Transistor, ein Feldeffekttransistor 42 angesteuert, der zum Zündkreis des elektronischen Schaltelementes (Triac) 43 gehört. Der Zündkreis besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 44 und eines Kondensators 45, dem die Drain-Source-Strecke des FET 42 parallel geschaltet ist. Der Punkt »D« ist über die Triggerdiode 46 an das Gate des Triacs 43 geschaltet. Vor dem Triac in Reihe zum Verbraucher 47 (Glühlampe) ist die Drossel 48 geschaltet, die im Zusammenhang mit dem Netzkondensator 49 eine Entstörmaßnahme bildet.

Die Speiseschaltung für den Fühlerkreis I, der Signalauswertungs-Schaltung 19 und den Signalspeicher 28 besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 50, eines Kondensators 51 und einer Zenerdiode 52, die zwischen Bezugspotential und Netzspannung geschaltet ist. Parallel zur Zenerdiode 52 ist die Diode 53 in Reihe mit dem Kondensator 54 geschaltet.

Die Speisespannung wird direkt am Kondensator 54 abgegriffen. Bei Schalterstellung »Aus« steht an tier P.eihensch?.!U'ⁿg ühpr Widerstand SO. Kondensator 51 und Zenerdiode 52 die volle Betriebsspannung an. Bei Schalterstellung »Ein« steht der durch den Zündkreis bestimmte Phasenanschnittzipfel der Netzspannung als Speisespannung zur Verfügung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Berührungslos wirkendes elektronisches Schaltgerät mit einem Fühlerkreis und einem Schaltkreis, das über insgesamt zwei Anschlußleitungen an eine Spannungsquelle und an einen Verbraucher anschließbar ist, enthaltend wenigstens einen vom Laststrom oder der Netzspannung gespeisten Oszillator, dessen gleichgerichtete, bei Annäherung eines Gegenstandes sich ändernde Ausgangsspannung über eine Signalauswerteschaltung einen elektronischen Schalter, wie Thyristor oder Triac, steuert, wobei der den Oszillator enthaltende Fühlerkreis des Schaltgerätes ebenfalls nur über zwei Leitungen mit dem den elektronischen Schalter und die Signalauswerteschaltung enthaltenden Schaltkreis verbunden ist, auf denen das Ausgangssignal des Fühlerkreises der Speisespannung des Fühlerkreises überlagert und im Zuge der Signalauswerteschaitung im Schaltkreis abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerkreis (I) neben dem Oszillator (1) zusätzlich einen diesem nachgeschalteten Signalgeber (2) mit Impulsgeber (14) aufweist und eine eigene Baugruppe bildet, daß mehrere solcher Fphlerkreise (I) an den Schaltkreis (II) anschließbar sind und daß die Signallänge des Impulsgebers (14) unabhängig von der Dauer der Annäherung und des Wiederentfernens eines Gegenstands vom Oszillator (1) ist

2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Ausgang des Oszillators (1) mit dem Eingang (Gate) eines Unijunction-Transistors (1^) verbunden ist, dessen Anoden-Kathoden-Strecke in Reihe mit einem Kondensator (15) an Betriebsspannung (Speisespannung Vb) und außerdem mit der Anode am Abgriff (BJ eines ohmschen Spannungsteilers (16,17) liegt

3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteschaltung (19) im Zuge der Plus- oder Minusleitung zu den parallelgeschalteten Fühler kreisen (I) einen niederohmigen Widerstand (24) aufweist, dem die Reihenschaltung einer Zenerdiode (25), des Basisvorwiderstandes (27) und die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (26) parallel geschaltet sind, der das Ausgangssignal der Signalauswerteschaltung liefert

4. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltkreis (II) ein bistabiler Multivibrator (Flip-Flop) (28) enthalten ist, der von dem Ausgangssignal der Signalauswerteschaltung (19) gesteuert wird und seinerseits den im Verbfaucherstromkreis liegenden Schalter (43) steuert, daß parallel zur Spannungsversorgung (31,32) des bistabilen Multivibrators (28) ein Kondensator (34) und in Reihe zur Parallelschaltung von Kondensator (34) und Multivibrator (28) eine Diode (35) geschaltet sind.

5. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang (36) des bistabilen Multivibrators (28) ein Rücksetz-Eingang ist, der mit einem hochohmigen Spannungsteiler (37, 38) beschaltet ist, von dem ein Teil ein temperaturabhängiger Widerstand (37), vorzugsweise PTC-Widerstand, ist und def an Betriebsspannung und mit seinem Abgriff (C) am zweiten Eingang (36) liegt.

6, Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom Abgriff (C) des Spannungsteilers (37,38) und parallel zu dem einen Widerstand (38) des Spannungsteilers (37, 38) ein Kondensator (39) auf Bezugspotential geschaltet ist