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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Eingabe von Daten
in eine zum Beispiel elektronische Einrichtung. Die Vorrichtung
weist ein bewegliches Organ auf, das dazu bestimmt ist, von einem
Bediener verschoben zu werden. Die eingegebenen Daten hängen von
der Verschiebung des beweglichen Organs ab. Das bewegliche Organ
kann zum Beispiel von einer Taste einer Tastatur, einem Drehknopf
oder einer Bezeichnungskugel gebildet werden.
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Manche
Daten sind sehr empfindlich und erfordern daher eine Sicherung der
Dateneingabe. Zum Beispiel sind auf dem Gebiet der Aeronautik die Daten
bezüglich
der Flugbedingungen, wie die Sollwerte der Höhe oder der Vertikalgeschwindigkeit, sehr
empfindlich. Instabilitäten
bei der Eingabe dieser Daten, zum Beispiel aufgrund von Vibrationen, können zu
unbeabsichtigten Veränderungen
der Daten führen,
was für
das Steuern eines Luftfahrzeugs sehr nachteilig sein kann.
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Man
kann eine Dateneingabe durch eine doppelte Bewegung des beweglichen
Organs validieren. Zum Beispiel kann die Dateneingabe mit Hilfe
eines Drehknopfs durch Eindrücken
dieses Knopfs gesichert werden. Diese doppelte Bewegung ist kompliziert
in der Ausführung
und manchmal unmöglich, zum
Beispiel, wenn alle möglichen
Bewegungen eines beweglichen Organs für die Eingabe von Daten verwendet
werden. Ein Beispiel dieser doppelten Bewegung wird in der Druckschrift
CH 679 083 A angegeben,
die eine Computermaus beschreibt, bei der die Validierung der Verschiebung
der Maus durch Drücken
auf einen Schalter
1 durchgeführt wird.
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Die
Erfindung hat zum Ziel, die Sicherung einer Dateneingabevorrichtung
zu vereinfachen, indem sie Mittel zur Validierung der eingegebenen
Daten vorschlägt,
die von anderer Beschaffenheit sind als die Eingabemittel selbst.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung eine Vorrichtung zur Eingabe von
Daten in eine Einrichtung zum Gegenstand, wobei die Vorrichtung
ein bewegliches Organ (2), das dazu bestimmt ist, von einem Bediener
bewegt zu werden, wobei die eingegebenen Daten von der Bewegung
des beweglichen Organs (2) abhängen, Erfassungsmittel (5),
die eine Information liefern, die für einen vorhandenen oder nicht
vorhandenen Kontakt des Bedieners mit dem beweglichen Organ (2)
repräsentativ
ist, und Validierungsmittel (9) aufweist, die die Information
sowie die eingegebenen Daten empfangen, wobei die Validierungsmittel
(9) die eingegebenen Daten nur dann an die Einrichtung
liefern, wenn die Information für
das Vorhandensein eines Kontakts des Bedieners mit dem beweglichen
Organ (2) repräsentativ
ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt die Erdung des beweglichen
Organs (2) über
den dem menschlichen Körper
des Bedieners entsprechenden Widerstand ist.
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Die
Dateneingabe ist hier eine mechanische Verschiebung des beweglichen
Organs. Die Validierung der eingegebenen Daten verwendet eine Information,
die keine Verschiebung, sondern ein einfacher Kontakt des Bedieners
mit dem beweglichen Organ ist. Die Tatsache, dass die bei der Dateneingabe und
bei der Validierung notwendigen Aktionen unterschiedlich sind, einerseits
eine mechanische Verschiebung und andererseits ein Kontakt, ermöglicht es,
die Dateneingabe zu sichern. Wenn die Aktionen von gleicher Art
wären,
zum Beispiel zwei Verschiebungen, könnte nämlich eine einzige äußere Störung, wie
zum Beispiel eine Vibration, die Eingabe eines unerwünschten
Datenwerts und seine Validierung bewirken.
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Vorteilhafterweise
ist der Kontakt des Bedieners, der von den Erfassungsmitteln erfasst
wird, der normale Kontakt, den der Bediener ausführt, um das bewegliche Organ
zu verschieben. Daher muss der Bediener keine andere mechanische
Aktion als diejenige ausführen,
die für
die Verschiebung des beweglichen Organs notwendig ist.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden und weitere Vorteile gehen
aus der ausführlichen Beschreibung
mehrerer Ausführungsformen
der Erfindung hervor, wobei die Beschreibung in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
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1 schematisch
die Mittel der Erfindung;
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2 einen
Drehknopf;
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3 einen
Druckknopf;
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4 eine
Bezeichnungskugel;
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5 im
Einzelnen ein Ausführungsbeispiel der
Erfassungsmittel.
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Aus
Gründen
der Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung tragen gleiche
Gegenstände in
den verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen.
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Die
in 1 gezeigt Vorrichtung stellt einen Schalter 1 zum
Beispiel mit zwei Stellungen dar. Der Schalter hat zwei Klemmen 3 und 4,
von denen eine, zum Beispiel die Klemme 3, geerdet ist.
Wenn der Bediener das bewegliche Organ 2 betätigt, erdet
er die Klemme 4 oder nicht.
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Die
Vorrichtung weist außerdem
Erfassungsmittel 5 auf, die eine für das Vorhandensein oder nicht
eines Kontakts des Bedieners mit dem beweglichen Organ 2 repräsentative
Information liefern. Das bewegliche Organ 2 ist zum Beispiel
aus Metall oder weist auf seiner Außenfläche ein elektrisch leitendes Material auf.
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Das
bewegliche Organ 2 ist elektrisch mit einem Eingang 6 der
Erfassungsmittel 5 verbunden, zum Beispiel über den
Körper 7 des
Schalters 1. Der menschliche Körper, in diesem Fall derjenige
des Bedieners, kann elektrisch einem Widerstand in der Größenordnung
von zwei Kiloohm gleichgesetzt werden. Wenn eine Hand des Bedieners
mit dem beweglichen Organ 2 in Kontakt ist, wird der Eingang 6 über den
dem menschlichen Körper
des Bedieners entsprechenden Widerstand geerdet. Die Erfassungsmittel 5 weisen
einen Ausgang 8 auf, an dem sie eine Information liefern,
die für
das Vorhandensein oder nicht eines Kontakts des Bedieners mit dem
beweglichen Organ 2 repräsentativ ist.
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Die
Vorrichtung weist außerdem
Validierungsmittel 9 auf, die durch eine UND-Zelle dargestellt
sind. Ein erster Eingang 10 der Validierungsmittel 9 empfängt die
von den Erfassungsmitteln 5 am Ausgang 8 gelieferte
Information. Ein zweiter Eingang 11 der Validierungsmittel 9 empfängt Daten,
die für
die Position des beweglichen Organs 2 repräsentativ
sind. In 1 ist der zweite Eingang 11 über die Klemme 4 geerdet
oder nicht, je nach der Position des beweglichen Organs 2.
Die Validierungsmittel 9 liefern an einem Ausgang 12 die
Daten, die am zweiten Eingang 11 vorhanden sind, wenn die
Erfassungsmittel 5 eine Information liefern, die für das Vorhandensein
eines Kontakts des Bedieners mit dem beweglichen Organ 2 repräsentativ
ist.
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In
anderen Worten werden die vom Schalter 1 gelieferten Daten
nur validiert, wenn der Bediener das bewegliche Organ 2 berührt. Dadurch
kann vermieden werden, dass eine unbeabsichtigte Veränderung
der Daten ohne eine Aktion des Bedieners von einer Einrichtung berücksichtigt
werden kann, die die am Ausgang 12 vorhandenen Daten empfängt. Eine unbeabsichtigte Veränderung
kann zum Beispiel durch eine vom Schalter 1 erfahrene Vibration
verursacht werden.
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Die
Erfindung gewährleistet
ebenfalls einen Unterschied zwischen der Art, wie die Daten eingegeben
werden, hier durch eine mechanische Verschiebung des beweglichen
Organs 2, und der Art, wie die Daten validiert werden,
hier durch die Erfassung der Anwesenheit des Bedieners. Diese unterschiedlichen
Arten verbessern die Sicherung der Dateneingabevorrichtung. Wenn
nämlich
die Eingabe der Daten sowie ihre Validierungen von gleichartigen, zum
Beispiel mechanischen, Mitteln gewährleistet werden, kann eine
einzige Störung,
zum Beispiel eine Vibration, sowohl das Eingeben der Daten als auch
die Validierung dieser Daten beeinflussen. Die Erfindung ermöglicht es
also, dieses Problem zu vermeiden.
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So
lange die Erfassungsmittel 5 nicht die Anwesenheit eines
Bedieners erfasst haben, erhalten vorteilhafterweise die Validierungsmittel 9 an
ihrem Ausgang 12 die Daten aufrecht, die bei der letzten durch
die Erfassungsmittel 5 durchgeführten Erfassung der Anwesenheit
des Bedieners am Eingang 11 vorhanden waren. Diese Funktion
kann von den Validierungsmitteln 9 gewährleistet werden.
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2 zeigt
eine Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Das bewegliche Organ weist hier einen Drehknopf 20 auf,
der um eine Achse 21 drehen kann. Der Drehknopf 20 treibt
einen optischen Codierer 22 über eine Welle 23 an,
die sich gemäß der Achse 21 erstreckt.
Ein Kontaktplättchen 24 ist
fest mit der Welle 23 verbunden im Wesentlichen lotrecht
zur Achse 21 montiert. Das Kontaktplättchen 24 dreht mit
dem Drehknopf 20. Die Außenfläche des Knopfes 20 ist
elektrisch leitend und elektrisch mit dem Kontaktplättchen 24 verbunden.
Ein Finger 25 bildet den Eingang 6 der Erfassungsmittel 5.
Der Finger 25 ist elektrisch leitend und steht permanent
mit dem Kontaktplättchen 24 in
Kontakt. Unabhängig
von der Winkelstellung des Drehknopfes 20 um die Achse 21 können so
die Erfassungsmittel 5, wenn ein Bediener den Drehknopf
berührt,
ein Signal liefern, das einem möglichen
Kontakt des Bedieners mit dem Drehknopf 20 entspricht.
Außerdem
liefert der optische Codierer 22 ein für die Winkelstellung des Drehknopfes 20 um
die Achse 21 repräsentatives
Signal an den Eingang 11 der Validierungsmittel 9.
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3 stellt
eine andere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Das bewegliche
Organ weist hier einen Druckknopf 30 auf, den der Bediener
in einer durch den Pfeil 31 symbolisch dargestellten Richtung
eindrücken
kann. Wenn der Druckknopf 30 eingedrückt wird, verbindet er elektrisch zwei
Kontakte 32 und 33. Eine Schraubenfeder 34 hält den Druckknopf 30 in
der oberen Stellung und widersetzt sich seinem Eindrücken in
die Richtung 31. Die Außenfläche des Druckknopfs 30 ist
elektrisch leitend und elektrisch mit der Feder 34 verbunden, die
ebenfalls elektrisch leitend ist.
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Die
Feder 34 drückt
einerseits auf den Druckknopf 30 und andererseits auf einen
ortsfesten Bereich 35. Die Kontakte 32 und 33 sind
fest mit dem ortsfesten Bereich 35 verbunden. Der Eingang 6 der Erfassungsmittel
ist elektrisch mit dem Ende der Feder 34 verbunden, das
auf den ortsfesten Bereich 35 drückt. Der Eingang 11 der
Validierungsmittel 9 ist elektrisch mit dem Kontakt 33 verbunden.
Der Kontakt 32 ist seinerseits geerdet. In dieser Variante
werden die Verbindungen der Eingänge 6 und 11 in selbst
dann unbeweglichen Bereichen hergestellt, wenn der Bediener den
Druckknopf 30 betätigt.
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In
der in 4 gezeigten Variante weist das bewegliche Organ
eine Bezeichnungskugel 40 auf, die um ihre Mitte 41 drehen
kann. Die Bezeichnungskugel 40 ist dazu bestimmt, durch
die Hand des Bedieners betätigt
zu werden, zum Beispiel, um einen Cursor auf einem Computerbildschirm
zu bewegen. Die Bezeichnungskugel 40 wird in ihren Drehbewegungen
von einem Gehäuse 42 geführt. Die
Bewegungen der Bezeichnungskugel 40 werden mittels einer
Nachführeinrichtung 43 in
elektrische Daten umgewandelt. Diese elektrischen Daten werden an
den Eingang 11 der Validierungsmittel 9 geliefert.
Die Außenfläche der
Bezeichnungskugel 40 ist elektrisch leitend. Ein fest mit
dem Gehäuse 42 verbundenes Plättchen 44 ist
in permanentem Kontakt mit der Außenfläche der Bezeichnungskugel 40,
damit die Hand des Bedieners sich in elektrischem Kontakt mit dem
Eingang 6 der Erfassungsmittel 5 befindet, wenn er
die Bezeichnungskugel 40 berührt.
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5 nimmt
die verschiedenen in 1 gezeigten Elemente wieder
auf und stellt im Einzelnen ein Ausführungsbeispiel der Erfassungsmittel 5 dar. Selbstverständlich ist
es möglich,
den in 5 gezeigten Schalter 1 durch insbesondere
eine der anderen Dateneingabevorrichtungen der 2 bis 4 zu
ersetzen.
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Die
in 5 gezeigten Erfassungsmittel 5 weisen
einen Taktgeber 50 auf, der ein Taktsignal an den Eingang 6 liefert.
Die Erfassungsmittel 5 weisen außerdem ein erstes Tiefpassfilter 51,
einen Demodulator 52, sowie ein zweites Tiefpassfilter 53 auf. Wenn
ein Bediener mit dem beweglichen Organ 2 in Kontakt ist,
wird der Eingang 6 durch den Bediener geerdet, und das
Taktsignal wird sehr stark gedämpft. Der
Eingang 6 bildet ebenfalls den Eingang des ersten Tiefpassfilters 51.
Dieses Filter 51 hat die Aufgabe, mögliche Hochfrequenz-Störsignale
zu unterdrücken,
die das am Eingang 6 vorhandene Signal überlagern könnten, wobei das bewegliche
Organ 2 sich wie eine Antenne verhalten kann, die solche
Störsignale
auffängt.
Die Grenzfrequenz des Filters 51 liegt zum Beispiel in
der Größenordnung
von einigen zehn Megahertz und ist in jedem Fall höher als
die Frequenz des Taktsignals. Ein Ausgang 54 des Filters 51 stellt
ebenfalls den Eingang des Demodulators 52 dar, der die
Aufgabe hat, an seinem Ausgang 55 ein Hüllkurvensignal des am Eingang 6 vorhandenen
Signals zu liefern. Genauer gesagt, wenn das Taktsignal nicht gedämpft ist,
ist das am Ausgang 55 vorhandene Signal auf einem hohen
logischen Pegel. Umgekehrt, wenn das Taktsignal durch einen Kontakt des
Bedieners mit dem beweglichen Organ 2 gedämpft ist,
ist das Taktsignal auf einem tiefen logischen Pegel. Der Ausgang 55 bildet
den Eingang des zweiten Tiefpassfilters 53. Dieses Filter 53 hat
die Aufgabe, zu verhindern, dass kurzzeitige Zustandsänderungen
des Ausgangssignals der Erfassungsmittel 5 berücksichtigt
werden. Zum Beispiel dürfen die
Erfassungsmittel keine schnelle einfache Berührung des beweglichen Organs 2 durch
den Bediener berücksichtigten.
Die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 53 liegt
zum Beispiel in der Größenordnung
von einigen zehn Hertz.
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Der
Ausgang des Tiefpassfilters 53 bildet den Ausgang 8 der
Erfassungsmittel 5, der mit dem Eingang 10 der
Validierungsmittel 9 verbunden ist. Die Validierungsmittel 9 weisen
zum Beispiel ein Summierglied auf, das die Addition der an den beiden Eingängen 10 und 11 vorhandenen
Signale durchführt.