DE2621514A1 - Anzeigegeraet - Google Patents

Description

Anzeigegerät

Die Erfindung betrifft ein Anzeige- oder Sichtgerät zur Anzeige von Analoggrößen (Eingangsdaten) als das Verhältnis der Analoggrößen zu einem vorbestimmten Wert in der Form einer Kurve oder eines Diagramms. Das Anzeigegerät ist insbesondere für die Instrumententafel (Armaturenbrett) von Fahrzeugen, wie z. B..Kraftfahrzeugen (Automobilen) , zur Anzeige von Analogwerten geeignet, die die Drehzahl der Maschine eines Kraftfahrzeugs, die Temperatur an zahlreichen Teilen des Kraftfahrzeugs, den Kraftstoff vorrat und dergleichen darstellen.

Zur Anzeige des erfaßten Verhältnisses des Analogeingangswertes (Eingangsdaten) zu einem vorbestimmten Wert verwendet ein herkömmliches Anzeigegerät eine Schaltung zum Vergleichen der Eingangsdaten und eine andere Schaltung zur Anzeige des Vergleichsergebnisses der Eingangsdaten. Da das herkömmliche Anzeigegerät mit der Anzeige- ·

81-(A 1601-03) Ko-r (7)

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'AL

07^ k

schaltung und der Vergleicherschaltung getrennt ausgestattet ist, erfordert es eine Anzahl von Schaltungsbauelementen, was zu einem hohen Aufwand führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigegerät mit einfachem Schaltungsaufbau anzugeben, das Vergleichsfunktionen erfüllt und,aus empfangenen Eingangsdaten eine gewünschte Art auswählen kann, um diese anzuzeigen.

Die Erfindung ermöglicht eine einzige Schaltungsanordnung, die das gewählte Eingangsdatensignal mit den vorbestimmten Bezugswerten vergleicht und dann das Vergleichsargebnis anzeigt, so daß die Schaltungsanordnung einfach aufgebaut ist.

Vorzugsweise wird eine aus den Eingangsdaten ausgewählte Datenart zu einem ersten gemeinsamen Anschluß als ein Analogsignal (Spannung oder Strom) gespeist. Damit die der Analoggröße des ,gewählten Eingangssignales entsprechen-

^ Leucht-gder Lumineszenz

de Anzahl der 'dioden "aufleuchtet, empfangen diese jede Bezugsstufenspannung, die sich schrittweise ändert, an den Anschlüssen der einen Seite entsprechend der Reihenfolge der in einer Anordnung oder einem Feld vorgesehenen Leuclrfcdioden, während an den Anschlüssen der anderen Seite die Spannung liegt, die dort angelegt wurde und nun am ersten gemeinsamen Anschluß auftritt. Strom fließt durch die Leucktdioden, wenn diese in Durchlaßrichtung durch die Potentialdifferenz vorgespannt sind, die zwischen den Anschlüssen der einen Seite mit der dort angelegten Bezugsspannung und den Anschlüssen der anderen Seite mit den dort eingespeisten Eingangsdaten auftritt, so daß die so vorgespannten Leueiitdioden Licht aussenden.

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Es gibt zwei Möglichkeiten zur Anzeige der Eingangsdaten: Bei der einen Möglichkeit zeigt die Anzahl der Leuchtdioden, die Licht aussenden, den Analogwert der Eingangsdaten an. Bei der anderen Möglichkeit zeigt die Anzahl der

LeuchJL=5

iSioden, die kein Licht aussenden, den Analogwert an.

Diese Möglichkeiten sind abhängig davon wählbar, mit wel-

Jjeuclit}

eher Elektrode die tdioden zwischen den die Bezugsstufenspannungen erzeugenden Anschlüssen und dem ersten gemeinsamen Anschluß liegen, d. h. mit welchem Anschluß die Anode der Ldioden verbunden ist. Bei der Erfindung kann jede Elektrode der " «öfioden mit dem gemeinsamen Anschluß verbunden sein. Wenn die Anode der ^dioden mit dem gemeinsamen Anschluß verbunden ist, wird Licht von den «dioden der dem Analogwert entsprechenden Anzahl ausgesandt, wenn die Bezugsstufenspannung positiv ist. Wenn umgekehrt

Leucht
die Kathode der «dioden mit dem gemeinsamen Anschluß verbunden ist, werden die «dioden, die Licht aussenden, in der dem Analogwert entsprechenden Anzahl ausgeschaltet.

Unter der Bezeichnung " efröae" wird hier ein Bauelement verstanden, das mindestens swei Anschlüsse hat, dessen Impedanz sich stark mit der Polarität der an den beiden Anschlüssen liegenden Spannung ändert und das Licht aussendet, wenn der durchfließende Strom einen vorbestimmten Wert erreicht. "

Bauelemente mit einer hiervon abweichenden Bezeichnung, die derzeit oder später im Handel erhältlich sind, sind auch für das erfindungsgemäße Anzeigegerät verwendbar, wenn sie die oben erläuterten Eigenschaften haben. Derartige Bauelemente werden also auch unter dem Begriff

- achi , „

i foiode " verstanden.

Sin erfindiangsgemäßes Anzeigegerät empfängt also- Ana-

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logsignale, die die erfaßten Werte der Drehzahl der Maschine eines Kraftfahrzeuges, dem Kraftstoffvorrat, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die Temperatur an verschiedenen Teilen des Kraftfahrzeugs und dergleichen darstellen. Ein zur Anzeige gewünschtes Analogsignal wird aus diesen Analogsignalen mit einer Schalteinheit gewählt. Das gewählte Signal wird an einen gemeinsamen Anschluß abgegeben. Mehrere dioden liegen zwischen dem gemeinsamen Anschluß und den Anschlüssen eines Spannungsteilers aus mehreren Widerständen, um die erfaßten Werte anzuzeigen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig» 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anzeigegeräts, und

Fig. 2 ein Schaltbild eines bevorzugten Aus führung s-·· beispiels des Blockschaltbildes der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Anzeigegeräts. In dieser Figur wählt ein Schaltglied 1 eine Datenart aus Eingangsdaten V₁ - V . Die gewählte Eingangsdatenart wird ihrerseits zu einem Vergleichs- und Anzeigeglied 5 übertragen, während gleichzeitig ein Signal zum Wählen der durch die gewählte Eingangsdatenart bestimmten Spannung an einen Bezugssignalgenerator 3 abgegeben wird.-

Das Vergleichs- und Anzeigeglied 5 vergleicht die Eingangsdatenspannung vom Schaltglied 1 mit der Ausgangsspannung vom Bezugssignalgenerator 3. Durch das Vergleichen werden die Eingangsdaten angezeigt, wenn die Eingangsdatenspannung höher als die Ausgangsspannung des Bezugssignalgenera-

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tors 3 ist. Wenn die obige Beziehung in der Amplitude zwischen der Eingangsdatenspannung und der Bezugsausgangsspannung umgekehrt wird, werden die Eingangsdaten nicht angezeigt.

Die Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Blockschaltbildes der Fig. 1. In Fig. 2 sind vorgesehen ein Schaltsignalgenerator 10 zum Erzeugen von Schaltsignalen S₁ - S , Schalter 1I₁ - 11 und 12.. bis 12 , die abhängig von den Schaltsignalen S₁-S ein-

und ausgeschaltet sind, Widerstände 3- - 3, , .., und 5I₁ bis Eeucht· ¹ (m+1) 1

51 und ^dioden 52., - 52 , während Spannungen E₁-E m Im ^ ^ 1 η

durch die Eingangsspannungen V₁-V bestimmt sind.

Die Schalter 1I₁ - 11 empfangen auf der Eingangsseite die Eingangsspannung V₁ - V , während sie auf der Ausgangsseite mit einem gemeinsamen Anschluß A verbunden sind. Der gemeinsame Anschluß A ist über Widerstände 5I₁- 51 mit

Leucht,

1 "m

den Anoden der dioden 52₁ - 52 verbunden.

ι m

Die Schalter 12.. .- 12 empfangen auf der Eingangsseite die Spannungen E₁-E und sind auf der Ausgangsseite gemeinsam mit einer Serienschaltung aus den Widerständen bis 3, . -ι \ verbunden. Die jeweiligen Verbindungspunkte der Widerstände 3., - 3, . _1X sind jeweils mit den Kathodensei-

Leuchtl (m + 1)

ten der 'dioden verbunden. Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß die Spannungen E₁ -E z. B. durch eine Gleichstromquelle 41, Widerstände R. und Dioden D. zusammen erzeugt werden. Wenn der veränderliche Bereich jeder die Eingangsdaten darstellenden Eingangsspannung gleich ist, kann eine gemeinsame Spannung für die Spannungen E₁ -. E verwendet werden. In diesem Fall sind die Schalter 12.. bis · 12 nicht erforderlich. ;

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Ci.

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fc.

Es soll angenommen werden, daß bei der Schaltung der Fig. 2 die g-ten Schalter 11 und 12 gewählt werden. Nach dieser Schalterwahl erzeugt der Schalter 11 eine Eingangsspannung V . Der Schalter 12 erzeugt die Spannung, bestimmt durch die Eingangsspannung V , die ihrerseits an die Widerstände 3.. - 3, .> abgegeben wird.

In diesem Zeitpunkt ist die an den Verbindungspunkten der jeweiligen Widerstände 3.. - 3 , ., auftretende Ausgangsspannung V ₃₁ - V ₃ durch die folgende Gleichung (1) gegeben:

s31

s33

s 3m

(R

R₃₁ +

^R31 ^{+ R}32

₃₁

R₃₁ +

3 (m + 1)

^R32> ^Eg

3(m+1)

3 (m + 1)

(D

mit R₃₁-R₃, ₊₁\ = Widerstandswerte jeweils der Widerstände

³1 " ³(m+ 1) '

Wenn die durch Gleichung (1) erhaltene Spannung V ₃ auf den Maximalwert der durch das g-te Schaltsignal gewählten Eingangsspannung V eingestellt wird, entspricht die Spannung V- mit 100 % dem Maximalwert der Eingangsspannung. Weiterhin sind die Widerstandswerte der Widerstände 3.. - 3 so gewählt, daß die Spannungen V ₃₁ - V -. in Gleichung (1) jeweils die vorbestimmten Verhältnisse der Spannung zum Maximalwert der Eingangsspannung sind.

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■> τ·

Wie oben erläutert wurde, wird die durch den g-ten Schalter 11 gewählte Eingangsspannung V vom Schalter 11 abgegeben und mit den Spannungen Vo₁ - V-, verglichen.

Bei V < V ,., bis V ., leuchtet keine der !dioden 52 _Λ g s31 s3m ι

bis 52 auf. Dagegen senden bei V >^v _S3i ^{bis v} _S3_m ^al^le Dioden 52₁ bis 52 Licht aus.

Wenn die Spannung V zwischen der i-ten Spannung V_g3i

und der j-ten Spannung V -, . liegt, d. h. bei V ·,. < V < V ,.

Leuchte ^ ^g ■*

leuchten die "dioden 52. bis 52_i auf, während die Dioden

52. bis 52 kein Licht aussenden.

Wie oben erläutert wurde, zeigt der lichtaussendende Zustand der jeweiligen "dioden das Verhältnis der Eingangsspannung V zum Maximalwert der Eingangsspannung. Wenn eine größere Genauigkeit für die Anzeige erforderlich ist, werden die Spannungen V ₃₁ bis V _ so gebildet,¹ daß sie diese Genauigkeit erfüllen.

Die Widerstände 5I₁ bis 51 werden zum Einstellen des

¹ Leucijt¹¹¹
durch die entsprechenden 'dioden 5 2.. bis 52 fließenden Stromes verwendet, um dadurch die Helligkeit der jeweiligen LhJ;

ic-den einheitlich zu machen.

Es sei nun angenommen, daß die Eingangsspannung V

ι ■ y

zwischen der i-ten Spannung V _. und der j-ten Spannung Vl.

j., -uj. SjI SjJ

liegt. Durch eine der %ioden von der ersten bis zur i-ten LlJ

liJL,
iode, z. B. durch die Diode 52., fließt der Strom

der durch die folgende Gleichung (2) gegeben ist:

ν — ν
g s31

^r52i ^{+ r}51i

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Leucht-,

mit r„. = Widerstandswert der diode 52. in Durchlaßrichtung, und

r₅₁- = Widerstandswert des Widerstandes r1 ..

Der Term V-J₁ auf der rechten Seite von Gleichung (2) ist für die jeweiligen äioden veränderlich. Um daher die durch die jeweiligen (dioden fließenden Ströme konstant zu machen, müssen die Widerstandswerte der Widerstände 51^ bis 51 geändert werden. Da insbesondere die Spannung, die

^m Leycht-,
eine öiöae anzeigt, näher beim Maximalwert der Eingangs-

i · . «ι · „ · ^ -^j Leuclrt.. ,

spannung liegt, muß der in Reihe mit der 'diode zu verbindende Widerstand einen kleineren Widerstandswert haben. Wenn angenommen wird, daß die Widerstandswerte der Widerstände 5K bis 51 jeweils r₅₁₁ bis r₅₁ betragen, können diese Widerstandswerte wie folgt ausgedrückt werden:

^r511 > ^r512^{> r}513 "* ^>r51m*

Das oben erläuterte Anzeigegerät hat die folgenden Vorteile:

(1) Im herkömmlichen Anzeigegerät sind das Vergleichsglied und das Anzeigeglied getrennt vorgesehen·. Dagegen ist das erfindungsgemäße Anzeigegerät so aufgebaut, daß das Vergleichen und das Anzeigen durch eine einzige Schaltungsanordnung durchgeführt werden können. Daher werden notwendige Bauelemente des bekannten Geräts eingespart.

(2) Die Einsparung von Bauelementen ermöglicht eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des Geräts und eine Verringerung von dessen Aufwand.

(3) Da die Schalter 1I₁ bis 11 verwendet werden, können mehrere Eingangsdaten angezeigt werden.

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Wenn bei dem oben beschriebenen Anzeigegerät die Eingangsdaten zunehmen, ist die Anzahl der Dioden, die Licht aussenden, erhöht. Es sei daran erinnert, daß das erfindungsgemäße Anzeigegerät so aufgebaut sein kann, daß mit zunehmenden Eingangsdaten die Anzahl der Dioden, die Licht aussenden, umgekehrt abnimmt. Ein derartiger Aufbau wird

Leuchte. , leicht verwirklicht, indem die Verbindung der dioden in der Richtung umgekehrt wird, so daß die Stromflußrich-

Leuch/b
tung durch die " diode umgekehrt ist.

Der Schaltsignalgenerator 10 in der oben erläuterten Schaltung besteht z. B. aus einer Gleichstromquelle 14, einem Widerstand R₁, Dioden D. und Schaltern SW₁ bis SW_n-Ein Bediener, wie z. B. ein Kfz-Lenker, schaltet einen,der

Schalter SW₁ bis SW ein. Durch Einschalten des Schalters ι η

werden die entsprechenden Schalter /aus den Gruppen der Schalter 1I₁ bis 11 und 12., bis 12 gewählt. Wenn das erfindungs-1 η 1 η ³

gemäße Anzeigegerät bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, kann ein anderes Steuerglied zum Erzeugen der Schaltsignale S₁ bis S dienen. Das Steuerglied kann aus Zählwerken bzw. Registern, Ringzählern u. dgl. bestehen, die Flipflops aufweisen, die gewöhnlich· als Digital-Schaltungs-Bauelemente verwendet werden. Auch können Halbleiterschalter für die Schalter SW₁ bis SW_n vorgesehen werden. Diese Digital-Schaltungs-Bauelemente können so angeordnet sein, daß sie abhängig von anderen Steuersignalen in lie trieb sind.

Die Schaltung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels ist so aufgebaut, daß sie an ein Kraftfahrzeug angepaßt ist, bei dem dessen Geschwindigkeit, Kühlwassertemperatur und Kraftstoffvorrat den Hauptteil der Eingangsdaten bilden. Die Fühlereinheit für die Eingangsdaten unterscheidet sich vollständig abhängig von den verschiedenen zu erfassenden Eingangsdaten. Demgemäß sind auch der änderbare Be-

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-(Ιο

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reich der Ausgangsspannung und deren Amplitude abhängig von der Art der Eingangsdaten unterschiedlich. Aus diesem Grund wird die Anordnung verwendet, bei der sich die Eingangsspannung am Spannungsteiler aus den Widerständen 3.. bis 3, ... im Bereich von E. bis E mittels der Schalter 12.. bis 12 ändert. Wenn der änderbare Bereich jeder Eingangsspannung V₁ bis V gleich ist, können die Spannungen E₁ bis E die gleiche Größe haben. In diesem Fall sind die Schalter 12. bis 12 nicht erforderlich.
Ί η

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Claims (1)

1. 2 6 2 1 5 U Λ-

   Patentansprüche

   •1. Anzeigegerät mit mehreren Eingangsgliedern, denen mehrere Arten von Eingangsdaten zugeführt werden, wobei jedes Eingangsglied einer Art der Eingangsdaten entspricht,

   gekennzeichnet durch

   ein erstes Schaltglied (H₁ ... 11 ), das die Eingangsdaten aus den jeweiligen Eingangsgliedern wählt,

   einen ersten gemeinsamen Anschluß (A), dem eine Art der Eingangsdaten, ausgewählt aus den Eingangsdaten des Eingangsglieds, mittels des ersten Schaltgliedes (11. ... 11_n) zugeführt ist,

   eine Spannungszuführung (3) zur Abgabe einer zusammen mit der gewählten Art der Eingangsdaten gebildeten Spannung,

   einen Spannungsteiler (3. ... 3, ... zum Teilen der Spannung von der Spannungszuführung (3) in verschiedene vorbestimmte Spannungen, wobei der Spannungsteiler (3.. ... 3, _{+ 1}» mehrere Anschlüsse hat, an denen die verschiedenen vorbestimmten Spannungen liegen, und

   Leuchtj

   mehrere raioden (52.. ... 52 ) zwischen dem ersten gemeinsamen Anschluß (A) und den einzelnen Anschlüssen des Spannungsteilers O₁ ³(_m+i)

   . 2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler O₁ ... 3, .., mehrere Wider-

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   Leucht, stände m Reihe aufweist, und daß die «dioden (52₁ .„. 52 ) zwischen dem gemeinsamen Anschluß (A) und den einzelnen Verbindungspunkten der Widerstände liegen (Fig. 2).

   3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler O₁ ... 3, ... einen Generator (41, R₁, D,) für die verschiedenen vorbestimmten Span-

   4 ι 4

   nungen entsprechend den Arten der Eingangsdaten und ein zweites Schaltglied (12.. ... 12 ) zur Auswahl einer der Ausgangsspannungen des Generators (41, R-, D.) abhängig vom Betrieb des, ersten Schaltgliedes (11.. ... 11_n) aufweist (Fig. 2).

   4. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

   einen Schaltsignalgenerator (10) zum Erzeugen von Schaltsignalen zur Ansteuerung des ersten und des zweiten Schaltgliedes (1I₁ ... 11_n; 12.J ... 12_n), und

   ein Übertragungsglied (SW₁ ... SW ) zum Übertragen der vom Schaltsignalgenerator (10) abgegebenen Schaltsignale an das erste und das zweite Schaltglied (1I₁ ... 11 ; 12.. ... 12 ) (Fig. 2). ■ |

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