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Gerät mit flächenhafter Anzeigeeinrichtung
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Die Erfindung betrifft ein Gerät mit flächenhaften Anzeigeeinrichtungen.
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Geräte mit flächenhafter Anzeigeeinrichtung sind bekannt und üblicherweise
als sogen. Oszillographen mit einer Braunschen Röhre ausgerüstet, auf deren Bildschirm
ein Kurvenverlauf darstellbar ist. Die Kurve wird dabei mit Hilfe eines Elektronenstrahls,
der an eine entsprechende Steuerung angeschlossen ist, in regelmäßigen Abständen
neu geschrieben, wobei sich aufgrund des Nachleuchtens der rückwärtigen Beschichtung
des Bildschirms für den Betrachter ein stehendes Bild ergibt. Mit dem sogen. Zweistrahl-Oszillographen
können dabei ggf. auch gleichzeitig zwei verschiedene Kurven dargestellt werden,
wobei jedoch diese beiden Kurven aufgrund der Identität der für ihre Erzeugung ausgenutzten,
optischen und physikalischen Effekte im allgemeinen rein optisch nicht unterscheidbar
sind. Bei den bekannten Geräten kann vielmehr allein die Bedienungsperson aufgrund
ihrer Erfahrungen eine Zuordnung der beiden gleichzeitig dargestellten Kurven zu
den betreffenden Funktionen vornehmen, solange sich die beiden Kurvenverläufe hinreichend
voneinander unterscheiden. Diese Unterscheidung ist jedoch dann nicht mehr möglich,
wenn beispielsweise die eine Kurve einen Sollwert darstellt, während die andere
Kurve einen Istwert darstellt, dessen Abweichungen vom Sollwert aufgrund der Anzeige
auf dem Anzeigfeld ermittelt werden sollen.
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Eim weiterer Nachte@ der cekannten Geräte mit flächenhafter Anzeigeeinrichtung
besteht @arin, baß sie normalerweise eine in mehrere Baugruppen untertente Steuerung
benötigen, wobei diese Baugruppen die Form von Einschuben autweisen, mit welchen
das Gehäuse des Gerätes wahlweise und austauschbar bestickt wi rd. Diese Technik
bringt aber einen erbiblichen Raumbedant und betrachtliche Kosten für das Gerätegehause
mit sich.
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Ein entscheidender Nachteil der bekannten Geräte ist es ferner, daß
eine bestimmte Funktion, welche später als ein erster Kurvenzug dargestelle werden
sell, beispielsweise als eine mit einer Lstwertkurve zu vergleichende Sollwertkurve,
mittels der bekannten Funktionsgene-@ateren nur schwierig erzeugt und nur durch
umständliche Manipulatienen abgeandert werden kann.
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Ein entscheidender Wachteil der bekannten Geräte ist es ferner, ddß
eine bestimmte Funktion, welche spater als ein erster Kurvenzug dargestellt werden
soll, beispie@s weise als eine mit einer Istwertkurve zu vergleichende Sollwertkurve,
nur schwieri@ erzeugt rd nur durch umstandliche Manipulationen abgeändert werden
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vergleichsweise einfaches
Gerät mit flächenhafter Anzeigeeinrichtung anzugeben, welches die Möglichkeit eröffnet,
praktisch beliebige Funktionen für die spätere Erzeugung eines entsprechenden ersten
Kurvenzuges einzuspeichern und welches bei geringen Abmessungen auch einer ungeübten
Bedienungsperson eine schnellere und sicherere Unterscheidung zwischen zwei gleichzeitig
dargestellten Kurvenzügen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs beschriebenen rrt
dadurch gelöst caß es gemäß der Erfindung als Schalttafelgerät mit einem Mikroprozessor
zum Einspeichern einer Funktion in digitaler Form ausgebildet ist und daß ein Anzeigefeld
vorgesehen ist, auf welchem gleichzeitig ein der gespeicherten Funktion entsprechender
erster Kurvenzug und ein einergemessenen Funktion entsprechender zweiter Kurvenzug
in optisch unterscheidbarer Form in einem kartesischen Koordinatensystem darstellbar
sind.
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Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts besteht darin,
daß aufgrund des Vorhandenseins eines Mikroprozessors die einzelnen Punkte einer
Funktion in digitaler Form eingespeichert werden können und daß so praktisch beliebige
Furktionen eingespeichert werden können, ohne daß es erforderlich wäre, bestimmte
elektrische Schaltungen vorzusehen, die ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen,
welches der gewünschten Funktion entspricht. Weiterhin ist es ein wesentlicher Vorteil
des erfindungsgemäßen Geräts, daß die eingespeicherte Funktion ieoerzeit ohne weiteres
geändert werden kann, wobei es in vielen Fällen genügt, Teilstcke eines der Funktion
entsprechenden Kurvenzuges abzuändern, währepd die übroge l@L@@ @@eses Ru@venzuges
@@hatten olel@@n.
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Auf besonders einfache Weise täßt sich das erfindungsgemäße Gerät
bedienen, wenn die Funktion über eine Tastatur an der Vorderseite des Gerätes einspeicherbar
ist und wenn die Einspeicherung auf dem Anzeigefeld für jeden einzuspeichernden
Koordinatenpunkt optisch kontrollierbar ist. Bei dieser Ausgestaltung lassen sich
nämlich die zu speichernden Koordinatenwerte Punkt für Punkt eingeben, wobei die
Einspeicherung eines falschen Kurvenzuges bzw. einer falschen Funktion durch die
ständig gegebene optische Kontrollmöglichkeit weitgehend verhindert wird.
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Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts besteht ferner
darin, daß es aufgrund seiner Ausbildung als Schalttafelgerät billiger als die bekannten
Geräte herstellbar ist und nur einen geringen Platzbedarf hat, so daß es beispielsweise
direkt am Maschinenrahmen einer Werkzeugmaschine angebracht werden kann.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß die zwei gleichzeitig
angezeigten Kurvenzüge,beispielsweise eine Sollwertkurve und eine Istwertkurve,
auch von einer ungeübten Bedienungsperson rein optisch deutlich voneinander unterschieden
werden können, so daß Fehlinterpretationen vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Anzeigefeld in Form eines Rasters
von Leuchtdioden aufgebaut ist, welche eine sehr flache Ausbildung des Anzeige~
feldes ermöglichen und damit den Raumbedarf des Geräts weiter verringern.
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Die Leuchtdioden des Anzeigefeldes können dann so angesteuert werden,
daß der eine Kurvenzug mit einer deutlich von der Helligkeit des anderen Kurvenzuges
abweichenden Helligkeit dargestellt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es in Weiterbildung der Erfindung ferner,
wenn bei der Ausbildung dec An eicle1eldes in Form eines Rasters vor Leuchtdioden
an jedem Rasterpun t ein Diodenpaar aus zwei Leuchtdioden mit verschiedener Leuchtfarbe
vorgesehen ist. Mit den derzeit üblichen Dioden ermöglicht eine derartige Ausbildung
des Anzeigefeldes beispielsweise die Darstellung des einen Kurvenzuges durch grüne
Leuchtpunkte und die Darstel ung des anderen Kurvenzuges durch rote Leuchtpunkte.
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Günstig ist es auch, wenn das Rasterfeld zumindest im wesentlichen
rectiteckig ausgebildet ist und in der Einbaulage des Schalttafelgerätszwei senkrechte
sowie zwei waagrechte Seitenkanten aufweist, wenn angrenzend an eine senkrechte
Seitenkante ein erstes Stellorgan zur Beeinflussung des Kurvenverlaufs in Ordinatenrichtung
vorgesehen ist und wenn angrenzend an eine waagerechte C;eiten kante ein zweites
Stellorgan zur Beeinflussung des Kurvenverlaufs in Abszissenrichtung vorgesehen
ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Kurvenaufzeichnung dann beispielsweise maßstäblich
vergrößert oder verkleinert werden, um eine den jeweiligen Erfordernissen entsprechend
angepasste optische Darstellung zu erzielen, wobei die räumliche Zuordnung der beiden
Stellorgane zur Ordinate bzw zur Abszisse einer Unterdrückung von Bedienungsfehlern
förderlich ist.
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Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit einer Zeichnung näher
erläutert, deren einzige Figur eine schematische perspektivische Darstellung einer
bevorzugten Ausführungsform eines Schalttafelgeräts gemäß der Erfindung zeigt.
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Im einzelnen besitzt das gezeigte Schalttafelgerät eine Frontplatte
10, an deren Rückseite ein Gehäuse 12 vorgesehen ist und die beispielsweise mittels
Schrauben od.dergl. in einer vorbereiteten Aufnahme an einer Maschine befestigt
werden kann. Die Frontplatte 10 umgrenzt rahmenförmig ein Anzeigefeld 14, auf welchem
im Betrieb gleichzeitig zwei verschiedene optisch unterscheidbare Kurvenzüge a und
b in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt werden können. In der Zeichnung
ist zur Verdeutlichung der optischen Unterscheidbarkeit der beiden Kurvenzüge der
eine Kurvenzug a in einer ausgezogenen Linie eingezeichnet, während der zweite Kurvenzug
b gestrichelt dargestellt ist.
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Der Ma(st:ab,mit dem die Kurvenzüge a und b dargestellt werden und
ggf. auch deren Lage, Läßt sih mit Hilfe zweier Stellorgane einstellen, welche beim
Ausfuhrungsbeispiel lt. Rändelscheiben 16, 18 dargestellt sind und die entsprechend
der gewtir13cllten-EinsteLlung der Ordinate Y und der Abszisse X längs einer senkrechten
Sei enkante bzw. längs einer waagerechten Seitenkante des Anzeigeteldes 14 @sgerichtet
sind. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Schalttatelgerät im unteren Teil der
Vorderseite noch eine Schaltergruppe 20 mit verst:hiedenen Funktionsschaltern vorgesehen.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Schalttafelgerät befindet sich
die Steuerung, welche vorzugsweise ein Mikroprozessorsystem sowie eine Stromversorgung
aufweist, hinter der Frontplatte 10 im Inneren des Gehäuses 12.
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Das Anzeigefeld 14 wird durch eine rasterförmige Anordnung von einzelnen
Leuchtdioden gebildet. Diese Leuchtdioden dienen dazu, eine Funktion bzw.
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einen Kurvenzug im kartesischen Koordinatensystem sichtbar darzustellen.
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Ein beliebiger Kurvenzug a kann beispielsweise optisch lurch Aufleuchten
einer Reihe von Leuchtdioden dargestellt werden. Erfindungsgemäß sind nun das Anzeigenfeld
und die zugehörige Steuerung so ausgebildet, daß jeweils gleichzeitig zwei Kurvenzuge
a, b dargestellt werden können, von denen der Kurvenzug a beispielsweise gemäß einer
Funktion verlaufen kann, die in der Steuerung des Schalttafelgeräts gespeichert
ist und die zur Steuerung eines äußeren Systems ausgegeben werden kann, während
der zweite Kurvenzug b aufgrund von außen an das Schalttafelgerät herangeführterDaten
aufgezeichnet wird und beispielsweise ddnn, wenn der Kurvenzug a einem Sollwert
entspricht, den zugehörigen tatsächlich ermittelten Istwert darstellt. Damit nun
eine Bedienungsperson die beiden Kurvenzüge a und b rein optisch gut voneinander
unterscheiden kann, werden für die beiden Kurvenzüge verschiedene Arten der Darstellung
gewählt.
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Beispielsweise können die beiden Kurvenzüge farblich unterschiedlich
dargestellt werden, in dem man Leuchtdioden verwendet, welche unterschiedlich gefärbtes
Licht aussenden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Anzeigefeld aus sich überlappenden
rasterförmigen Anordnungen von Leuchtdioden mit verschiedenfarbiger Licntemission
aufzubauen. Weitere Möglichkeiten für eine unterschiedlich
optische
DarsteLlung der Kurvenzüge a, b bestehen in der Helligkeitsmodulation,in einer unterschiedlichen
HeLLigkeit, in einer Symbolisierung usw.
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Das Schalttafelgerät gemäß der Erfindung besitzt ferner einen Speicher,
der seine Informationen auch dann nicht verlieren soll, wenn die Stromversorgung
unterbrochen wird. Eine solche Speicherung ist mittels magnetischer Speicher möglich,
die aber großen Systemen vorbehalten bleiben und bei einem kleinen Schalttafelgerät,
wie es Gegenstand der Erfindung ist, aus Kostengründen nicht in Frage kommen. Der
Speicher des Schalttafelgeräts ist daher vorzugsweise ein handelsübLicher HalbLeiterspeicher,
weshalb besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um die Stromversorgung bei
einem Netzausfall oder dergl. sicherzustellen, was beispielsweise mittels Kondensatoren
undloder Akkumulatoren erfolgen kann. Vorteilhaft ist es,an einem mit Netzspannung
betriebenen Dauerladegerät einen Nicke l-Kadmi um-Akkumulator ständig im optimal
geladenen Zustand zu halten. Ferner ist es günstig, wenn zur Prüfung des Ladezustands
dieses Akkumulators die Schaltergruppe 20 eine besondere Prüftaste "P" enthält,
bei deren Betätigung im Anzeigefeld eine Anzeige erfolgt, ob der Akkumulator beispielsweise
bei einer sinulierten Belastung noch einwandfrei arbeitet.
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Vorzugsweise erfolgt die Anzeige des störungsfreien Zustandes der
Stromversorgung bzw. des Akkumulators durch EinschaLten einer Lampe der Prüftaste
Pt oder durch Aufleuchten eines Symbols im Anzeigefeld 14. Mittels einer weiteren
mit einem "." gekennzeichneten Taste kann eine Leuchtdiode in der Linken unteren
Ecke des Anzeigefeldes 14 eingeschaltet werden. Durch geeignete äußere BeschaLtung
kann erreicht werden, daß die genannte Leuchtdiode rhythmisch ein- und ausgeschaltet
wird, so daß sich ein blinkender Bildpunkt des Anzeigefeldes ergibt.
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Dieser blinkende Bildpunkt kann nun durch Betätitung weiterer Tasten
"t " und "~ " der SchaLtergruppe 20 an eine beliebige Stelle des Anzeigefeldes verschoben
werden und wenn er sich an der richtigen Position befindet, durch Betätigung einer
weiteren Taste in einen Speicher "S" übernommen werden. Ausgehend von der Position
des eingespeicherten Punktes können dann weitere Punkte in die gewünschte Position
verschoben und eingespeichert werden, bis schließlich sämtliche Bildpunktpositionen
eines darzustellenden Kurvenzuges a gespeichert sind. Dabei
läßt
man die Dioden an BiLdpunkten, deren Koordinaten bereits gespeichert sind, vorzugsweise
gleichmäßig weiterleuchten und nur den Punkt blinken, von dem aus eine Positionsänderung
zur Erzeugung eines weiteren Kurvenpunktes vorgenommen werden soll. Dabei kann es
vorteilhaft sein, wenn die Tasten zur Veränderung der Koordinaten des bLinkenden
Bildpunktes,ähnlich wie dies bei Schreibmaschinen bekannt ist,durch längeres Drücken
zu einer Dauerfunktion veranLasst werden können.
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Günstig ist es, wenn die Koordinaten eines Bildpunktes bzw. einer
Diode nur danh in den Speicher übernommen werden können, wenn der Bildpunkt bzw.
die Diode blinkt und wenn ein blinkender Punkt nur an einem Koordinantenpunkt erzeugt
werden kann, dessen Koordinaten bereits im Speicher gespeichert sind.
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In diesem FaLL wird nämLich eine Fehlbedienung dadurch erschwert,
daß nur Daten in den Speicher eingespeichert werden, die sich ohnehin bereits im
Speicher befinden. Erst wenn die Bedienungsperson einen bLinkenden Punkt durch Betätigung
der entsprechenden Verschiebungstasten verschiebt,werden die alten Koordinaten des
Punktes geLöscht und die neuen gespeichert. Vorzugsweise erfolgt die Verschiebung
der Bildpunkte,nachdem einmaL ein Kurvenzug aufgezeichnet war,nur in Richtung der
Ordinate, so daß die Abszisse jeweils erhalten bleibt und nur eine neue Ordinate
geLaden werden muß. Dieses Vorgehen ermöglicht es, einen angezeigten Kurvenzug in
begrenzten Abschnitten absichtlich zu verändern bzw. zu korrigieren. Für die Aufzeichnung
und Speicherung eines neuen Kurvenzuges,ausgehend von einem zuvor geschriebenen
Kurvenzug,wi rd die entsprechende Taste der SchaLtergruppe 20 betätigt, um jeweils
am rechten Ende des gerade zu schreibenden Kurvenzuges den Endpunkt zum Blinken
zu bringen und ihn dann durch Betätigung der weiteren Tasten in die gewünschte Position
zu verschieben. Ist der gewünschte Kurvenzug dann hergestellt, so ist das Schalttafelgerät
bereit, eine dem gespeicherten Kurvenzug entsprechende Funktion an äußere Systeme
abzugeben. Beispielsweise gibt das Gerät an seinem Ausgang eine elektrische Gleichspannung
ab, deren Höhe der angezeigten Ordinate zu einer bestimmten Abszisse entspricht.
Das VerhäLtnis dieser elektrischen Spannung kann dabei mitteLs der der Ordinate
zugeordneten RändeLscheibe 16
innerhalb gewisser Grenzen verändert
werden. Der relative Wert der abgegebenen Ausgangsspannung richtet sich jedoch stets
nach der Höhenlage des betreffenden beleuchteten Punktes des Anzeigefeldes 14. Anstelle
eines analogen Ausgangssignals können auch digitale AusgangssignaLe erzeugt werden,
wobei man einfach die ohnehin gespeicherten Koordinatenwerte des betreffenden Punktes
auswertet.
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Die Erzeugung der Ausgangssignale erfolgt in der Weise, daß beginnend
mit dem Linken Ende des Kurvenzuges für jede Abszisse jeweils der zugehörige Ordinatenwert
in analoger oder digitaler Form ausgegeben wird. Die Ausgabe kann dabei aufgrund
einer internen Steuerung des Schalttafelgeräts erfolgen oder auf Abruf durch ein
mit dem Schalttafelgerät verbundes Gerät. Bei interner Steuerung kann dabei die
Geschwindigkeit der Datenausgabe vorzugsweise innerhaLb gewisser Grenzen eingestellt
werden.
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Die Daten zur Erzeugung des zweiten Kurvenzuges b können von einer
an das Schalttafelgerät angeschlossenen Einrichtung zu der Steuerung des Geräts
übermittelt werden und dann in ähnlicher Weise zur Aufzeichnung des Kurvenzuges
b ausgewertet werden, wie die Umsetzung der Koordinaten des Kurvenzuges a in entsprechende
Ausgangssignale erfolgt.
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Die einzelnen Taster der Schaltergruppe 20 sind vorzugsweise mit Symbolen
versehen, die eine einfache Bedienbarkeit des Schalttafelgerätes gewährleisten.
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So dient beispielsweise die äußerste Linke Taste mit dem SymboL P
der Prüfung des Ladezustandes des AkkumuLators, während die Zweittaste mit dem Punkt-Symbol
der Erzeugung eines blinkenden Punktes dient. Der Verschiebung des blinkenden Punktes
in senkrechter bzw. waagrechter Richtung dienen die dritte bzw.vierte Taste, während
die fünfte Taste S der Einspeicherung der Koordinaten eines blinkendes Punktes in
den Speicher des Schalttafelgeräts dient. Damit für das Verschieben der blinkenden
Punkte in senkrechter und waagrechter Richtung jeweils nur eine Taste erforderlich
ist, wird die Steuerung des SchaLttafeLgeräts so ausgebildet, daß ein blinkender
Punkt, welcher über den oberen Rand des Anzeigefeldes 14 hinauswandert, dann sofort
wieder in der untersten Zeile des rasterförmigen Anzeigefeldes erscheintrund zwar
bei der richtigen Abszisse. Entsprechend ist die Steuerung bei Verschiebung eines
blinkendes Punktes in waagrechter Richtung.