DE2457715C3 - Elektronischer Berührungsschalter - Google Patents

Description

wiederholten Impulsgabe der Transistor durch den Flipflop gesperrt wird, so daß der Triac über einen Vorwiderstand gezündet wird und den Laststromkreis schließt.

Für eine andere Ausbildungsart sieht die Erfindung vor, daß der in den leitenden Zustand versetzte Transistor eine Wicklung für einen Reedschalter schaltet, wodurch der Reedschalter schließt und den Triac zündet, so daß der Lpststromkreis geschlossen wird, während bei wiederholter Impulsgabe der Transistor sperrt, wobei die Wicklung stromlos und der Reedschalter geöffnet wird und somit eine Zündung des Triacs -nicht erfolgt und dadurch den Laststromkreis unterbricht.

Für eine zu den beiden vorgenannten Ausbildungsarten unterschiedliche Ausbildungsart sieht die Erfindung schließlich vor, daß beim Berühren einer von zwei Berührungstasten ein Impuls über eine von zwei zueinander umgekehrt polarisierten Dioden an ein Anodengate einer Thyristortetrode (PUT) gegeben wird, der diesen Thyristor ein- oder ausschaltet, und gleichzeitig ein Relais (22) und somit den l.aststromkreis öffnet und schließt.

Durch diese Anordnung wird der Triac bzw. das Relais nach dem Einschalten ständig erregt, wodurch der Phasenanschnitt so sehr gering wird, daß keine zusätzlichen Entstörmittel erforderlich sind. Wegen dieser Dauererregung wird das Netzteil so groß ausgelegt, daß der Erregerstrom während einer gesamten Periode aufrechterhalten werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in drei Ausführungsbeispielen als Schaltbilder wiedergegeben.

Fig.! zeigt die Schaltung eines elektronischen Berührungsschalters mit nur einer Taste und einem über ein Mono-Flop und Flip-Flop gesteuerten Transistor, der einen im Laststromkreis liegenden Triac schaltet.

Fig.2 zeigt die Schaltung eines elektronischen Berührungsschalters mit nur einer Taste und einem über ein Mono-Flop und Flip-Flop gesteuerten Transistor. der über einen Reedschalter den im Laststromkreis liegenden Triac-Zündkreis schaltet.

Fig.3 zeigt die Schaltung eines elektronischen Berührungsschalters mit zwei Tasten und einem durch einen PUT gesteuerten FET, der über ein Relais den Laststromkreis schaltet.

Gemäß Fig. 1 besteht die Schaltung aus einem Lastkreis I, einem Steuerkreis II, einem Netzteil III und einem Betätigungskreis IV.

Im Lastkreis I ist zwischen der Nulleitung /V und der /?-Phase die Lampe I ah Last angeordnet sowie ein Triac 2 als Schalter und ein Widerstand 3. Außerdem liegt je eire Anschlußklemme 14 bzw. 15 zwischen Lampe 1 und Triac 2 bzw. Triac 2 und Phase R. Der Steuerkreis 11 besteht aus einem Transistor 6 und einem Flip-Flop 7. Der Transistor 6 ist mit seinem Emitter mit der Phase R vor der Anschlußklemme 15 und mit seinem Kollektor mit dem Gate des Triac 2 bzw. dem Vorwiderstand 3 verbunden, während die Basis am Flip-Flop 7 angeschlossen ist.

Das Netzteil III besieht aus einer Z-Diode 8, einem Vorwiderstand 9 Und einer Diode 10 Und einem Kondensator 11. Zwischen der Kathode und der Diode IO und der Nulleitung N ist noch eine Klemme 16 angeordnet. Der Widerstand 9 ist über einen Verbindungspunkt mit dnm Widerstand 3, der Anode der Z-Diode 8 und dem Kondensator 11 verbunden, wobei der Kondensator 11 parallel zur Z-Diode 8 und zusammen mit der Z-Diode und dem Emitter des Transistors 6 an der Anschlußklemme 15 liegt. Der Betätigungskreis IV besteht aus einem Mono-Flop 12 und einer Berührungstaste 13. Hierbei ist der Mono-Flop 12 mit dem Flip-Flop 7 und der Taste 13 verbunden.

Der Schalter funktioniert wie folgt:
Wird die mit einer metallischen Fläche versehene Taste 13 mittels Hand berührt, erhält das Mono-Flop 12

ίο einen Impuls. Diesen Impuls leitet der Mono-Flop an den Flip-Flop 7 weiter. Der Flip-Flop 7 steuert nunmehr den Transistor 6. 1st der Transistor 6 gesperrt, zündet der Triac 2 über den Vorwiderstand 3 und schließt den Laststromkreis. Die Lampe 1 brennt. Erhält der Mono-Flop 12 durch erneutes Berühren der Taste 13 einen neuen Impuls, bringt das Flip-Flop 7 den Transistor 6 in einen leitenden Zustand, wodurch dieser den Zündkreis des Triacs 2 kurzschließt und damit den Laststromkreis unterbricht. Die Lampe 1 verlöscht.

Das Ein- und Ausschalten der Lampe 1 erfolgt aufgrund der Impuls-Zuordnung. Erhäl· der Flip-Flop 7 einen geradezahligen Impuls, dann öfii.iit der Transistor 6 und die Last (Lampe 1) schaltet au;.. Erhält der Flip-Flop 7 einen ungeraden Impuls, dann sperrt der Transistor 6 und die Last 1 wird eingeschaltet. Das Netzteil III versorgt die Elektronik mit der benötigten Speisespannung.

Nach Fig. 2 ist die Schaltung ähnlich wie in F i g. 1 aufgebaut. Nur ist in den Laststromkreis noch zusätzlich

jo ein Reed-Kontakt 4 mit einer Wicklung 5 eingefügt. Hierbei ist der Reedschalter über seinen einen Kontakt mit dem Gate des Triacs 2 und mit seinem anderen Kontakt über den Widerstand 3 mit der Anschlußklemme 14 verbunden. Die Wicklung 5 ist einerseits am Kollektor des Transistors 6 und andererseits am Verbindungspunkt von Widerstand 9. Z-Diode 8 und Kondensator 11 des Netzteils III angeschlossen.

Der Lastkreis I ist hier dann eingeschaltet, wenn der durch Impulsgabe beim Berühren der Taste 13 über den Mono-Flop 12 und den Flip-Flop 7 gesteuerte Transistor 6 leitend wird und die Wicklung 5 erregt, welche den Reedschalter 4 schließt, so daß der Triac 2 gezündet wird und die Lampe 1 einschaltet. Bei nochmaliger Impulsgabe sperrt der Transistor 6, die Wicklung 5 wird stromlos, und der Reedschalter 4 öffnet. Dadurch kann auch der Triac 2 nicht gezündet werden, so daß der Laststromkreis unterbricht bzw. die Lampe 1 verlöscht.

Bei beiden Schaltungsausführungen lassen sich vom

·" Punkt P aus Nebenbedienstellen anschließen. Diese bestehen lediglich jeweils aus einer Berührungstaste 13 und einem Mono-Flop 12.

Nach Fig. 3 besteht die Schaltung aus den-; Laststromkreis I, dem Sieuerkreis II, dem Netzteil IM

vi und djffi Betätigungskreis IV. In dem Lastkreis I ist wieder eine Lampe 1 als Last angeordnet und anstelle eines Triacs nunmehr ein Relais 22. Zwischen der Lampe 1 und dem Relais-Kontakt 22i> befindet sich die Anschlußklemme 14, und zwischen dem Relais-Kontakt

wi 22a und der Phase R liegt die Anschlußklemme 15.

Der Steuerkreis 11 besteht aus einem Feldeffekttransistor 23. einem Widerstand 24, einem Thyristor 25, einem Kondensator 26 und einem Widerstand 27.

Hierbei liegt der FET 23 mit seiner Source-Anode an

»·'> der Anschlußklemme 15, mit seinem Drain an der Wicklung des Relai? 22 und mit seinem Gate an der Kathode des Thyristors 25. Das zweite Ende der Wicklung des Relais 22 liegt am Kondensator 11 des

Netzteils III. Der Thyristor 25 liegt in Reihe mit dem Widerstand 24, wobei das eine Ende am Verknüpfungspunkt vom Gate des FET 23 und der Kathode des Thvristors 25 und das andere Ende an der Speisespannung liegt. F'arallel zur Anode-Gate-Strecke des Thyristors 25 liegen ein Kondensator 26 und ein Widerstand 27.

Das Netzteil III weist die gleiche Reihenschaltung wie bei den vorhergehenden Schaltungen der Fig. I und 2 auf. An dem Nulleiter liegt die Klemme 16, dann folgt die Diode 10, die mit der Kathode an der Klemme und mit der Anode am Widerstand 9 liegt. Der Widerstand 9 liegt an der Anode der /.-Diode 8. welche mit ihrer Kathode an der Anschlußklemme 15 der Phase R liegt. Der Widerstand 9 ist außerdem mit dem Widerstand 24 und dem Relais 22 sowie mit dem Netzkondensator Il verbunden, wobei letzterer parallel zur Z-Diode 8 liegt. Die bistabile Schaltung 7 besteht hierbei aus den Elementen Thyristor 25 mit dem in Serie geschalteten Widerstand 24 und Kondensator 26 mit Parallelwiderstand 27

Der Betätigiingskreis IV besitzt die Glieder Widerstand 21. die zueinander umgekehrt polarisiert angeordneten Dioden 17 und 18 sowie die Berührungstasten 19 und 20. die mit einer metallischen Berührungsfläche ausgerüstet sind. Das Gate vom Thyristor 25 ist über den V'.'iderstand 21 und die Diode 17 oder 18 mit der Berührungstaste 19 oder 20 verbunden. ^vv'i-d die Berührungstaste 19 bei l·' (Einschaltung) mittels de Hand berührt, erhält die bistabile Schaltung 7 einei Impuls. Dieser ist negativ und der Thyristor 25 schalte ein. Dadurch wird auch der FET 23 eingeschaltet um erregt die Wicklung des Relais 22. Das Relais zieht ar so daß die Kontakte 22,7 und 22£> den Lastkrei schließen. Die Lampe I brennt.

Beim Berühren der Taste 20 bei A (Ausschaltung erhält die bistabile Schaltung 7' einen positiven Impul« Der Thyristor 25 schaltet aus, ebenso der FET 23. Dii Wicklung des ReUlis 22 wird stromlos und die Kontakti 22;) und 226 öffnen. Damit wird auch der l.astkrei geöffnet und die Lampe I verlöscht. Die negativen bzw positiven Impulse laden den Kondensator 26 auf. der dii Ladung entsprechend an den Thyristor 25 weitcrgibi Die Anoden-Gate-Widerstand 27 dient einerseits zun Einstellen der Empfindlichkeit des Thyristors 25 un< zum anderen als Ableitwiderstand für den Bctatigungs kreis IV.

Vom Verbindungspunkt 13 aus können noch Neben bedienstcllen «'!geschlossen werden. Diese bestchci jeweils aus den beiden umgekehrt zueinander polarisier angeordneten Dioden 17' und 18' und den beidei Berührunsstastcn 19' und 20'.

Mit Hilfe dieser Schaltungen ist es möglich, seh unempfindliche Berührungsschalter mit einfachen Mit teln und -Viit mehreren Nebenbedicnstellen zu sch;i^rfcr..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronischer Berührungsschalter, dessen Schaltzustand mittels eines Körperteils, z, B, Hand, durch kurzzeitiges Berühren einer Taste veränderbar ist, in dem ein Stromkreis einen Impuls aus einem Netzteil an einen elektronischen Leistungskreis (z. B. Relais oder Reedschalter) abgibt, wodurch Schaltkontakte eines Laststromkreises geschlossen bzw. geöffnet werden, wobei in einem Betätigungskreis wenigstens eine Berührungstaste angeordnet ist, bei deren Berührung ein Impuls an eine im Steuerkreis befindliche bistabile Schaltung abgegeben wird, die einen Transistor steuert, der dem Laststromkreis ein- oder ausschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß nicht mehr als zwei Berührungstasten (13,19,20) angeordnet sind, daß das Netzteil III die Stromversorgung zur Erregung eines Schaltgliedes (2,22) und eine oder mehrere Nebenbedienstellen anschließbar sind, und daß bei Verwendung nur einer Berührungstaste (13) die vom Verbindungspunkt P aus anschließbare Nebenbediensteffe aus einer Berührungstaste (13') und einem Monoflop (12') besteht und bei Verwendung von zwei BenDhrungstasten die vom Verbindungspunkt Saus anschließbare Nebenbedienstelle aus zwei Berührungstasten (19', 20') und zwei zueinander umgekehrt polarisiert angeordneten Dioden (17', 18') bestehen (F i g, I -3).

2. Elektronischer Berührungsschalter, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskreis IV nur eine Berührungstaste (13) aufweist, welche beim Berühren zunächst einen Monoflop (12) steuert, der st-",ierseits einen Flip-Flop 7 steuert (F i g. 1). J5

3. Elektronischer Berührung:» chalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den leitenden Zustand versetzte Transistor (6) den Zündkreis eines im Laststromkreis angeordneten Triacs (2) kurzschließt und dadurch den Laststromkreis unterbricht, während bei einer wiederholten Impulsgabe der Transistor (6) durch den Flip-Flop (7) gesperrt wird, so daß der Triac (2) über einen Vorwiderstand (3) geändert wird und den Laststromkreis schließt (F ig. 1).

4. Elektronischer Berührungüschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den leitenden Zustand versetzte Transistor (6) eine Wicklung (5) für einen Reedschalter (4) schaltet, wodurch der Reedschalter (4) schließt und den Triac so (2) zündet, so daß der Laststromkreis geschlossen wird, während bei wiederholter Impulsgabe der Transistor (6) sperrt, wobei die Wicklung (5) stromlos und der Reedschalter (4) geöffnet wird und somit eine Zündung des Triacs (2) nicht erfolgt, und « dadurch der Laststromkreis unterbricht (F i g. 2).

5. Elektronischer Berührungsschalter nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Berühren einer von zwei Berührungstasten (19 oder 20) ein Impuls über eine von zwei zueinander M) umgekehrt polarisierten Dioden (17 oder (18) an ein Anodengate einer Thyristortetmde (RUT25) gege= bcn wird, der diesen Thyristoi ein- oder ausschaltet und gleichzeitig ein Relais (22) und somit den Laststromkreis öffnet oder schließt (F i g. 3). (>■)

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Berührungsschalter, dessen Schaltzustand mittels eines Körperteiles, z, B. Hand, durch kurzzeitiges Berühren einer Taste veränderbar ist, indem ein Stromkreis einen Impuls aus einem Netzteil an einen elektronischen Leistungskreis (z. B. Relais oder Reedschalter) abgibt, wodurch Schaltkontakte eines Laststromkreises geschlossen bzw. geöffnet werden, wobei in einem Betätigungskreis wenigstens eine Berührungstaste angeordnet ist, bei deren Berührung ein Impuls an eine im Stromkreis befindliche bistabile Schaltung abgegeben wird, die einen Transistor steuert, der den Laststromkreis ein- oder ausschaltet.

Es sind elektronische Berührungsschalter bekannt, bei denen die Leistung über ein Relais geschaltet wird. So zeigt z. B. das DE-GM 73 24 858 eine Schaltungsanordnung, bei der ein Verbraucher über eine Berührungstaste schaltbar ist und wobei ein Relaiskontakt auch in Ausbildung eines Reedkontaktes das Relais steuert. Bei dieser bekannten Einrichtung ist das Relais ein Stromstoßschalter, dessen Anwendung aufwendig und ohne zusätzliche Mittel störempfindlich ist. Außerdem ist bei Anwendung nur einer Berührungstaste auch der Aufwand für das Relais zu groß, da ein solches zwei Wicklungen besitzen muß.

Es ist auch ein elektronischer Berührungsschalter mit nur einer Taste bekannt (DE-OS 23 20 330), bei dem durch kurzzeitiges Berühren der Taste eine Zustandsveränderung (ein oder aus) hervorgerufen wird. Hierbei gibt ein Stromkreis einen Impuls an einen elektronischen Leistungskreis, nämlich eine bistabile Kippstufe, ab, die einen Transistor steuert, der den Laststromkreis ein- oder ausschaltet und hierbei ein Netzteil die Gleichspannung liefert.

Bei dieser Einrichtung wird der Triac im Laststromkreis in jeder Halbwelle durch einen Impuls gezündet. Dadurch werden durch den bisher entstehenden geringen Phasenanschnitt Störspannungen hervorgerufen, die durch besondere Entstörmhtel auf das zulässige Maß begrenzt werden müssen.

An die Erfindung wurde daher die Aufgabe gestellt, einen Berührungsschalter mit einfachem Aufbau ohne Verwendung von Funkentstörgliedern mit geringer Störempfindlichkeit zu schaffen.

Außerdem sollen an die Hauptbedienstellen noch Nebenbedienstellen anschließbar sein.

Die Aufgabe wurde ausgehend von der zuletzt genannten Einrichtung dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung nicht mehr als zwei Berührungstasten angeordnet sind, daß das Netzteil die Stromversorgung zur Erregung eines Schaltgliedes liefert, und eine oder mehrere Nebenbedienstellen anschließbar sind, und daß bei Verwendung nur einer Berührungstaste die vom Verbindungspunkt aus anschließbare Nebenbedientstcl-Ie aus einer Berührungstaste und einem Monoflop besteht und bei Verwendung von zwei Berührungstasten die vom Verbindungspunkt aus anschließbarc Nebenbedienstelle aus zwei Berührungstasten und zwei zueinander umgekehrt polarisiert angeordneten Dioden bestehen.

Für eine Ausbildungsart sieht die Erfindung weiterhin vor, daß der Betätigungskreis nur eine Berührungstaste aufweist, welche beim Berühren zunächst einen Monoflop steuert, der seinerseits einen Flipflop steuert. Hiernach schließt der in den leitenden Zustand versetzte Transistor den Zündkreis einem im Laststromkreis angeordneten Triacs kurz, wodurch der Laststromkreis unterbrochen wird, wahrend hei einrr