DE3431708A1 - Schaltungsanordnung zur durchfuehrung von steuervorgaengen - Google Patents

Description

DIPL-INQ. KVRT KAHLER 8931 WALKERTSHOFEN NR.133

PATENTANWALT „ TE L. 0 82 39-3 41

23. August 1984 Mein Az: P I4i7

Patentanmeldung Schaltungsanordnung zur Durchführung von Steuervorgängen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Durchführung von Steuervorgangen gemäß Hauptpatent P 33 37 159.8-32.

Das Hauptpatent befaßt sich mit einer Anordnung zur Auslösung von elektrischen Sehaltvorgängen durch Eingabe einer Folge von akustischen Impulsen im Gehörschallbereich, die beispielsweise durch Händeklatschen oder Pfeifen erzeugt werden. Die gesamte Beschreibung des Hauptpatents wird hiermit auch zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.

Während das Hauptpatent die grundsätzlichen Möglichkeiten aufzeigt, elektrische Sehaltvorgänge durch akustische Impulse auszulösen, bezieht sich die vorliegende Zusatzanmeldung auf bevorzugte Weiterbildungen des Gegenstands des Hauptpatents, wobei nicht nur Sehaltvorgänge ausgelöst, sondern auch kontinuierliche Vorgänge gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Pig. I und 2

Blockschaltbilder der Ausführungsformen gemäß dem Hauptpatent,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, die Gegenstand des Hauptpatents ist, bei der ein Mikroprozessor als Schaltwerk

verwendet wird,
Pig. 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in

Anwendung auf eine Beleuchtungssteuerung, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden

Erfingung in Anwendung auf eine Motorsteuerung, Fig. 6 und 7

Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsbeispiele der Fig. 4 und 5.

Die Blockschaltbilder der Fig. 1 und 2 sind im Hauptpatent im einzelnen erläutert, so daß darauf verwiesen werden kann. Grundsätzlich empfängt der Wandler 1,20 akustische Impulse, die nach Umwandlung in elektrische Impulse Verstärkung und Siebung lh einem Schaltwerk 12 . auf eine spezielle Impulsfolge geprüft werden, wobei je nach erkannter Impulsfolge eine von mehreren einzuschaltenden Vorrichtungen aktiviert wird.

Fig. 3 zeigt die Realisierung des Schaltwerks 12 durch einen Mikroprozessor, etwa den Mikroprozessor' 8o48 von Intel, sowie die Ausgestaltung der Eingabeeinheit 14.

Der Mikroprozessor 12' empfängt an seinem Anschluß K39 die Eingangsimpulsfolge c,_tN (vgl. Fig. 1). Durch Drücken einer Taste 100 kann der Mikroprozessor 12' über die Eingangsklemme Κ4 zurückgesetzt werden. An die Eingangsklemmen K2, K3 ist ein Taktgenerator angeschlossen, während die Eingangsklemme K7 an Masse liegt, über die Eingangsklemmen K26 und K40 ist der Mikropro-

zessor 12' mit einer positiven Spannungsquelle verbunden und über die Eingangsklemme K20 an Masse gelegt. An einem oder mehreren Anschlüssen sind verschiedene zu steuernde Vorrichtungen über Verstärker 15, 15' und Relais 16, 16' angeschlossen. Die Pig. 3 zeigt als Beispiel die Anschlüsse P10 und P17.

Zur Eingabe der Parameter Alpha, Beta, Gamma dient die Dekodier- und Steuereinheit 14», die als Baustein HEP 4514 ausgeführt sein kann. Wie Fig. 3 veranschaulicht, werden die Parameter Alpha, Beta, Gamma über die Tasten 101 bis 106 in die Dekodier- und Steuereinheit 14 · eingegeben, die entsprechende Signale an die Anschlüsse P22, P23 und P24 des Mikroprozessors 12' anlegt, der die Dekodier- und Steuereinheit 14' über die Anschlüsse P25, Ρ2β steuert.

Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Anfangs wird der Mikroprozessor 12' beim Anlegen von Betriebsspannung oder durch Drücken der Taste 100 rückgesetzt. Der Arbeitsspeicher des Mikroprozessors übernimmt vom Programmspeicher die Parameter Alpha, Beta, Gamma für die verschiedenen möglichen Impulsfolgen.

Nach Rücksetzen des Mikroprozessors wird das Programm gestartet und der Prozessor in eine Warteschleife versetzt. Bei Eingabe von Impulsfolgen C(_t\ prüft der Mikroprozessor diese laufend auf Übereinstimmung mit einer der Referenzimpulsfolgen bzw. mit den gespeicherten Parametern. Wird eine Übereinstimmung festgestellt, dann nimmt der der erkannten Impulsfolge zugeordnete Anschluß P10 bzw. P17 usw. einen hohen Spannungswert an und die zugeordnete Vorrichtung wird über den Verstärker 15, 15' und das Relais ΐβ, Ιβ¹ erregt. Beim Eintreffen der nächsten entsprechenden Eingangs impuls folge c,. >. wird der zugeordnete Anschluß P10 bzw. P17 auf 0 zurückgesetzt und der SchaltVorgang aufgehoben.

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über die Eingabetastatur 101 bis 106 können die Schaltbedingungen Alpha, Beta und Gamma verändert werden. Durch Drücken einer Taste 107 wird dem Mikroprozessor 12' über den Anschluß P21 mitgeteilt, daß als nächstes die Parameter Alpha, Beta, Gamma geändert werden sollen, insbesondere die Eingabe einer Referenz-Impulsfolge C/_{t re}f\ erfolgt, deren Werte Alpha und Beta abgespeichert werden sollen. Durch Drücken einer Taste 108 wird dem Mikroprozessor 12' über den Anschluß P20 mitgeteilt, daß die Programmierung abgeschlossen ist und gleichzeitig wird dabei die Bedingung Gamma eingegeben. Die Eingabe der Referenzimpulsfolge kann entweder über den Wandler 1,20 (Fig.l, Fig.2) oder durch impulsweises Drücken der Taste 109 über die Eingangsklemme K39 zum Mikroprozessor 12' erfolgen.

Während beim Ausführungsbeispiel der Pig. 3 über jeweils einen Anschluß z. B. P10 je eine Vorrichtung gesteuert wird, können bei einer modifizierten Ausführungsform die Signale mehrerer Anschlüsse einer Dekodiervorrichtung zugeführt werden, die dann die entsprechende zu steuernde Vorrichtung erregt.

Nachstehend werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, die sich nicht nur auf die Auslösung von Sehaltvorgängen, sondern auf die Steuerung von Abläufen beziehen.

Fig. 4 zeigt das Schaltwerk 12 der Anordnung der Fig. 1 mit entsprechenden Baueinheiten 34, 36, 37, 40 und 4l der Fig. 2, die zum Erkennen einer bestimmten Impulsfolge und zum Aktivieren der damit ausgewählten zu steuernden Vorrichtung dienen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 soll die Lichtstärke einer Lampe 220 über ein üblicherweise als Dimmer bezeichnetes Stellglied 213 gesteuert werden, das in bekannterweise eine Triac-Stufe aufweist, die ihr Steuersignal von der Steuereinheit 212 erhält, die beispielsweise der Baustein S 56 6 der Firma

Siemens AG sein kann. Die Punktion dieser Steuereinheit 212 ist derart, daß sie durch die Vorderflanke eines Eingangsimpulses am Eingang 214 aktiviert wird und ein Steuersignal an das Stellglied 213 legt, das die Leuchtstärke der Lampe 220 allmählich ansteigen und wieder abfallen läßt, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Fällt der Eingangsimpuls am Eingang ab, dann wird die gerade erreichte Leuchtstärke beibehalten. Wird am Eingang 214 ein Impuls von kurzer Dauer etwa, beispielsweise zwischen βθ und 400 ms vorzugsweise 200 ms angelegt, dann wird die Lampe 220 abgeschaltet.

Das Signal am Eingang 214 wird durch ein Schaltwerk 200 erzeugt, das wie folgt aufgebaut ist:

Das Ausgangssignal des Schaltwerks 12, das von dem Flip-Flop 4l auf Leitung 204 abgegeben wird, gelangt an je einen Eingang von Ünd-Gliedern 206 und 209 sowie an den einzigen Eingang eines Toggle-Flip-Flops 207, das bei Empfang jedes Eingangsimpulses seinen Ausgangszustand wechselt. Der Q-Ausgang des Flip-Flops ist mit dem anderen Eingang des Und-Gliedes 209 und der Q mit einem Eingang eines Und-Gliedes 210 verbunden. Der andere Eingang des Und-Gliedes 210 empfängt den Ausgangsimpuls einer monostabilen Kippstufe 208, die von dem Signal G am Ausgang der Schaltervorrichtung (38) (Fig.2) angestoßen wird und eine Zeitkonstante t, besitzt.

Am anderen Eingang des Und-Gliedes 206 liegt über Leitung 203 das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 34 (Fig. 2) an. Die Ausgänge der Und-Glieder 209 und 210 sind über ein Oder-Glied zusammengefaßt, dessen Ausgang mit dem Eingang 214 der Steuereinheit 212 verbunden ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 6 sei nachstehend die Funktion der Schaltungsanordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Am Ausgang der Schaltvorrichtung 36 entsteht sum erstenmal ein Signal G, wenn gemäß Fig. 6 erste Zeile 3 Impulse mit gleichem vorgegebenem Abstand erzeugt wurden, wie dies im Hauptpatent im einzelnen erläutert ist. über die beiden Flip-Flops 40, 4l entsteht auf Leitung 204 ein 1-Signal, das das Flip-Flop umschaltet, so daß dessen Q-Ausgang den Wert 1 annimmt und über das Und-Glied 209 ein 1-Signal an den Eingang 214 der Steuereinheit 212 angelegt wird. Dieses Signal bleibt solange erhalten, bis an der monostabilen Kippstufe 34 wieder ein Impuls auftritt, d. h. bis wieder ein einmaliges Händeklatschen erfolgt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird über die Leitung 203 das Und-Glied 206 durchgeschaltet und stellt über Leitung das Flip-Flop 4l zurück, so daß auf Leitung 204 ein Null-Signal auftritt, über das das Flip-Flop 207 umgeschaltet und die Und-Glieder 206 und 209 gesperrt werden. Da der Q-Ausgang des Flip-Flops 207 auf 1 ist, wird das Und-Glied 210 vorbereitet und dann für die Dauer t, durchgeschaltet, wenn nach dreimaligem Händeklatschen wieder ein Signal G erzeugt und an die monostabile Kippstufe 208 angelegt wird (vgl. Fig. 6). Der über das Und-Glied 210 und das Oder-Glied 211 an den Eingang 23.4 der Steuereinheit 212 angelegte kurze Impuls schaltet die Beleuchtung der Lampe 220 ab.

Obwohl beim Ausführungsbeispiel die Leuchtstärkenveränderung durch einmaliges Händeklatschen und einen einmaligen Impuls auf Leitung 203 beendet wird, kann dieser Schaltvorgang auch auf andere Weise erzielt werden, indem auf die Leitung 203 ein entsprechendes Steuersignal gelegt wird, das beispielsweise von einem Ausgang des Zählers 37 abgeleitet wird. Es zeigt sich somit, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht nur ein Schaltvorgang ausgelöst werden kann, sondern auch eine andauernde Steuerung vorgenommen werden kann. Mittels einer Taste 215 läßt sich die Steuereinheit 212 auch von Hand beeinflussen.

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Statt der Lampe 220 kann mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gegebenenfalls unter Modifikation auch eine beliebige andere strom- oder spannungsabhängige Vorrichtung gesteuert werden, wie ein Ventilator, eine Pumpe oder dgl.

Fig. 5 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der über ein Schaltwerk 201 Richtung und Ausmaß einer Verstellung mittels Elektromotor gesteuert werden soll. Anwendungsbeispiele sind Rolläden, Ventile oder dgl.

Beim Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß beim Schließen einer Schaltstufe 226 ein Motor in einer Richtung "auf" läuft, in der ein Rolladen angehoben wird, während beim Schließen einer Schaltstufe 227 der Motor in einer Richtung "ab" läuft, in der der Rolladen herabgelassen wird. Die Steuerung der beiden Schaltstufen 226, 227 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 4. Das Schaltwerk 201 ist dazu wie folgt aufgebaut:

Leitung 204 verbindet den Ausgang des Flip-Flops 4l mit dem Eingang eines Toggle-Flip-Flops 225 und je einem Eingang von Und-Gliedern 222, 223 und 224. Der andere Eingang des ünd-Gliedes 222 ist über die Leitung 203 niit dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung 34, der andere Eingang des Und-Gliedes 223 mit dem Q-Ausgang und der andere Eingang des Und-Gliedes mit dem Q-Ausgang des Toggle-Flip-Flops 225 verbunden. 2 Endschalter (228, 229) bestimmen die Endpositionen der Motorbewegung. Sie liegen einerseits an Masse zum anderen an dem Setz- bzw. Rücksetzeingang des Toggle-Flip-Flops 225 und an einer monostabilen Kippschaltung 228 mit einer Zeitkonstanten t^. Die beiden Ausgänge der monostabilen Kippschaltung 228 sind über ein Oder-Glied 221 und die Leitung 202 mit dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 41 verbunden. Der Ausgang des Und-Gliedes 222 ist an den dritten Eingang des Oder-Gliedes 221 angelegt.

Die Punktion des Schaltwerks 201 ist ähnlich derjenigen der Ausführungsform der Fig. 4; sie wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 erläutert.

Nach dreimaligem Händeklatschen mit annähernd gleichem Abstand ergeben sich drei Impulse, die über den Zähler 37 die Schaltvorrichtung 36 auswählen, so daß ein erstes Signal G erscheint und ein 1-Signal auf der Leitung 204 auftritt, wodurch das Toggle-Flip-Flop 225 umgeschaltet wird, so daß am Q-Ausgang (angenommenerweise) das 1-Signal auftritt und damit die Schaltstufe 226 erregt wird. Diese bleibt erregt bis entweder der entsprechende Endschalter 228 bzw. 229 geschlossen wird, was eine Umschaltung des Toggle-Flip-Flops 225 zur Folge hat oder über Leitung 203 bei einmaligem Händeklatschen ein Impuls an den Rücksetzeingangdes Flip-Flops ¹H angelegt wird. Beim nächsten dreimaligen Händeklatschen wird dann die andere Schaltstufe, im vorliegenden Fall 227 durch das 1-Signal auf Leitung 204 und das 1-Signal am Q-Ausgang erregt.

Die Zeitkonstante th der monostabilen Kippschaltung 228 ist derart bemessen, daß ein Impuls erzeugt wird, der ausreicht, um das Flip-Flop 41 zurückzusetzen, was bei jedem Schließen eines der Endschalter 228 oder 229 erfolgt.

Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen, daß gegebenenfalls unter Modifikation die verschiedensten Vorgänge gesteuert werden können,

-Μ-

Leerseite -

Claims (12)

- ir - Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung von elektrischen Verbrauchern, ausgelöst durch eine Folge von akustischen Impulsen im Gehörschallbereich unter Prüfen und Erkennen einer einem Verbraucher zugeordneten Impulsfolge und Erregen desselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregungssignal (G) an ein Schaltwerk (200; 201) angelegt wird, das den Erregungszustand bis zum Empfang eines weiteren Steuersignals aufrechterhält.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Verbraucher mehrere Erregungszustände aufweist und das Schaltwerk (200; 201) bei Empfang des v/eiteren Steuersignals den Verbraucher von einem in einen weiteren Erregungszustand umschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Steuersignal vom Auftreten einer von der auslösenden Impulsfolge verschiedenen Impulsfolge abgeleitet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Steuersignal ein Einzelimpuls ist, der bereits am Eingang der Erkennungsschaltung abgenommen wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Steuersignal die gleiche Impulsfolge ist die zur Auswahl der erregten Vorrichtung gedient hat.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (200) eine leistungsabhängige elektrische Vorrichtung (220) steuert.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (200) im ersten Erregungszustand ein Durchlaufen des Stromabhängigkeitsbereichs der Vorrichtung, im zweiten Erregungszustand ein Beibehalten eines bestimmten Stromes und im dritten Erregungszustand ein Abschalten des Verbrauchers bewirkt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk(20l)einen elektrischen Verbraucher richtungsabhängig steuert.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungsabhängige Steuerung abhängig ist von der jeweils zuvor gewählten Richtung.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (200; 201) aus einem den Zustand bestimmenden Flip-Flop (207; 225) und zugeschalteten Verknüpfungsgliedern (206, 209, 210, 211; 221, 222, 223, 224) aufgebaut ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (200; 201) eine monostabile Kippstufe (208; 228) aufweist.

12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk durch einen Mikroprozessor realisiert wird.