DE2816644A1

DE2816644A1 - Anordnung zum schalten und zur leistungssteuerung von elektrischen verbrauchern, insbesondere von gluehlampen

Info

Publication number: DE2816644A1
Application number: DE19782816644
Authority: DE
Inventors: Hans Arnhold; Bodo Ehmann
Original assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-26
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1978-12-07

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Ein- und Ausschalten sowie zur Steuerung der Leistung von elektrischen Verbrauchern durch kurzzeitiges oder durch länger anhaltendes Berühren einer unbeweglichen Sensorfläche.
Zu diesem Zweck ist die zwischen einer oder mehreren Sensorflächen und des jeweiligen Verbraucher an zentraler Stelle installierte Schalt- und Steuerelektronik genäß der zugrunde liegenden Erfindung dahingehend ausgebildet, daß dem von der gleichen Sensorfläche gesteuerten Schaltglied ein Auswertungglied vorgeschaltet und eine Leistungsstufe in der Wirkung auf den Verbraucherstroikreis nachgeschaltet ist, wobei die Leistungsstufe mit dem Auswertungsglied über eine Regelstufe in Verbindung steht, und das Schaltglied seinen Jeweiligen Schaltzustand an das Ausvertungsglied und/eder an die Regelstufe zurückübermittelt.
Den Aufbau einer derartigen Anordnung betreffend, ist dieser in der Zeichnung des Hauptpatents der besseren Übersicht wegen als bloßes Blockschaltbild wiedergegeben. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß die über ein Verstärkerglied verfügende Sensorfläche 1 - bei Bedarf in Parallelschaltung zu anderen Bedienungsorganen dieser Art - lit den Auswertungsglied 2 der Schalt- und Steuerelektronik verbunden ist. Von hier aus führt der eine Funktionsweig über das Schaltglied 3 und der andere Funktionszweig über die Regelstufe 4 zu der gemeinsamen Beistungsstufe 5 und von dort aus weiter in den durch eine Glühlampe 6 bezeichneten Verbraucherstomkreis. Die vorgesehene "Rückkoplung" des Schaltgliedes 3 auf das iuswertungsglied 2 und/oder auf die Regel stufe 4 wird in der scheiatischen Darstellung mittels entsprechend gerichteter Pfeile in den Verbindungslinien angedeutet.
Aufgrund dieser Ausbildung unterscheidet die Schaltungsanordnung zwischen einer Berührung der Sensorfläche von verschiedener Dauer und berücksichtigt dabei zur gleichen Zeit den gerade vorhandenen Schaltsustand der Gesamtanordnung.
gemäß der vorliegenden Weiterbildung dieser Erfindung setzen sich die einzelnen Blockelemente der Schalt- und Steuerelektronik in schaltungstechnischer Beziehung vorteilhafterweise wie folgt zusammen: 1. Die Jeweiligen Bedienungsorgane setzen sich aus der Sensorfläche und einen derselben über zwei Schutzwiderstände nachgeschalteten NPN-Transistor in Enitterschaltung zuspannen, dessen Kollektor mit den Eingang des Auswertungsgliedes verbunden ist.
2. Dieses Auswertungsglied besteht aus logischen digitalen Schaltkreisen in Porn von Gattern und einer Monoflop-Kippstufe.
3. Das mit den Auswertungsgleid und/oder der Regelstufe (rück-)gekoppelte Schaltglied baut sich aus einer Monoflop-und einer Flip-Plop-Kippstufe sowie verschiedenen Gattern auf.
4. Dabei besteht die Regelstufe aus einer von einem Taktgeber beaufschlagten Zähivorrichtung mit einer Zählrichtungsumsteuerung.
5. Die von dem Schaltglied über die Zählvorrichtung der Regelstufe beaufschlagte Leistungsstufe besteht aus einer entstörten Triggerschaltung, die zum Ein und Ausschalten sowie zur Steuerung des ohm'schen Verbrauchers mit einem DiEriac in Phasenanschnittsteuerung arbeiotet.
In der anliegenden Zeichnung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung von der Sensorfläche bis zum Verbraucher im Zusammenhang dargestellt und dabei nach den einzelnen Funttionsstufen aufgegliedert.
Die von der Betätigung bzw. von der Betätigungsdauer abhängigen Funktionsabläufe dieser Schalt- und Steuerelektronik betreffend, fließt bei dem Berühren einer der Sensorflächen im Bedienungsbereich (1) ein Strom über die Basi-Emitterstrecke T 1 und zwei Schutzwiderstände R 1 und R 2 durch den Körperwiderstand nach Erde. Dieser Vorgang bewirkt, daß das positive Potential E = "High" am Kollektor des Verstärker-Transistors T 1 auf das Bezugspotential L = "Low gelegt wird, welches dem Potential H der Schaltungsanordnung gegenüber negativ ist. Der gleiche Vorgang kann z.B. - wie angedeutet - auch einfach durch einen mechanischen Tastschalter S 1 bewirkt werden, durch welchen das Bezugspotential L direkt an den Eingang des Auswertungsgleides (2) gelegt wird.
Dieses Auswertungsglied (2) besteht vorzugsweise aus logischen digitalen Schaltkreisen in form von Gattern G 1 ... G n und Kippstufen (= Monoflop) MF 1 ... MF n sowie (= JK-Flip-Flop) PF 1 ... PF n. Die Eingänge der digitalen Schaltkreise sind mit E 1 ... E n und die Ausgänge mit A, sowie die Ausgänge der Kippstufe mit Q und # bezeichnet.
Die Potentialänderung im Bereich der Bedienung (1) gelangt an das Auswertungsglied (2) als Eingangssignal an EG 1, welches durch den Kondensator C 1 geglättet wird und von den Gattern G 1 und G 2 in ein Rechtecksignal umgewandelt wird. Gleichzeitig entsteht durch G 2 eine Signaldrehung.
Innerhalb der Regelstufe (4) wird aus der Netzfrequenz von 50 Hz ein Takt erzeugt, indem über den Spannungsteiler R 6 - R 7 aus dem Sinus signal mit Hilfe des NAND-Gliedes G 24 ein Rechtecksignal gebildet wird, das über die frequenzteiler PP 2 und FF 3 auf eine Frequenz von 12,5 Hz heruntergeteilt wird. Nachdem über das Auswertungsglied (2) und das Schaltglied (3) die Freigabe F des Taktes erfolgt ist, steht dieser Takt über die Unsteuerglieder G 12 und G 13 an dem Vorwärts- oder Rückwärts-Zählteingang des Zählers Z an. Dabei erfolgt die Auswertung, ob vorwärts oder rückwärts gezählt wird, jeweils über die Zählrichtungsumsteuerung der als RS-FF geschalteten Gatter G 14 und G 15.
Die Umsteuerung nach "vorwärts". erfolgt durch die Ausgänge ABCDE über die Gatter G 16 bis 18 und G 20 bis 22, die Umstruerung nach "rückwärts" durch die Ausgänge ABCDE = High, Während des Regelns werden die Widerstände R 8 bis 12 entsprechend den Zählerausgängen A bis E nach dem BCD-Code parallel su- oder weggeschaltet. Gleichzeitig ändert sich die Ansteuerung der Leistungsstufe (5), indem die Widerstände R 8 bis 12 über die ale Leistungstreiber ausgebildeten Gatter G 25 bis 30 auf das Bezugspotential L oder H gelegt werden.
Beim Ausschalten steht an E 1 des Zählers kurzzeitig ein High-Signal (AG 9) an, welches die Ausgänge A bis E auf Low setzt.
Der Ausgang von G 23 setzt hierbei ebenfalle auf Low, wodurch die Leistungsstufe (5) ausgeschaltet wird. - Beim Einschalten steht an E 2 des Zählers Z kurzzeitig ein Low-Signal (AG 8) an, wodurch die Ausgänge A bis E auf High setzen. Der Ausgang von G 29 setzt daun ebenfalls auf High und die Leistungsstufe (5) wird eingeschaltet.
Diese drei Schaltfunktionen sind für die einzelnen Schaltelenente den zeitlichen Ablauf nach und in ihren Zusammenwirken in den anliegenden Funktionsdiagramm deutlich aufgezeichnet.
L e e r s e i t e

Claims

Anordnung zum Schalten und zur Leistungsteuerung von elektrischen Verbrauchern, insb, von Glühlampen Zusatz zum Patent ........ (P 26 18 140.8) Priorität vom 18.o4.1977, V.St.A.; No. 788 417 Patentansprüche 1. Anordnung zum Ein- und Ausschalten sowie zur Steuerung der Leistung von elektrischen Verbrauchern durch BerEhren einer Sensorfläche in der Wirkung auf eine zentral gelegene Elektronik, bei welcher dem von ein und derselben Sensorfläche gesteuerten Schaltglied ein Auswertungsglied vorgeschaltet und eine Leistungsstufe in der Wirkung auf den Verbraucherstromkreis nachgeschaltet ist, die Leistungsstufe mit dem Auswertungsglied über eine Regelstufe in Verbindung steht, und das Schaltglied seinen jeweiligen Schaltsustand an das Auswertungsglied und/oder an die Regelstufe eurückubermittelt, nach Patent ......... (P 26 18 140.8), dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungeorgan (1) aus einem der Sensorfläche über zwei Schutzwidersände nachgeschalteten NPN-Transistor in Emitterschaltung besteht, dessen Kollektor mit dem Eingang des Auswertungsgleides (2) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Auswertungsglied (2) aus logischen digitalen Schaltkreisen in Form von Gattern und einer Monoflop-Kippstufe zusammensetzt.
3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das mit dem Auswertungsglied (2) und/ /oder der R.gelstufe (4) gekoppelte Schaltglied (3) aus einer Monoflop- und einer Flip-Flop-Kippstufe sowie verschiedenen Gattern aufbaut.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstufe (4) aus einer von einem Taktgeber beaufschlagten Zählvorrichtung mit einer Zählrichtungsumsteuerung besteht.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daX die Leistunggsstufe (5) aus einer entstörten Triggerschaltung besteht, die zum Ein- und Ausschalten sowie zur Steuerung des ohmishcen Verbrauchers (6) mite einem DiTriao in Phasenanschnittsteuerung arbeitet.