FI79911B - Anordning foer instaellning av en sifferindikator. - Google Patents

Description

1 79911

Laite numeroilmaisimen asettamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite sellaisen numero-ilmaisimen asettamiseksi, joka on mainittu seuraavan patenttivaatimuksen 1 johdannossa.

Sähkömekaaninen laite elektronisen numeroilmaisimen asettamiseksi, joka esimerkiksi sisältyy elektroniseen kelloon, on selostettu saksalaisessa kuulutusjulkaisussa 2 628 794. Tämän laitteen avulla on mahdollista asettaa numeroilmaisin näyttämään halutun arvon kääntämällä rattia, jolloin samanaikaisesti minuutit ja tunnit on asetettavissa. Laite on siten toteutettu, että ilmaisimen näytön muutokset riippuvat nopeudesta jolla rattia käännetään. Edelleen voidaan rattia kääntämällä ensimmäiseen suuntaan saavuttaa lisäys ilmaisimen näyttöön kun toisaalta kääntäminen vastakkaiseen suuntaan aiheuttaa ilmaisimen näytön vähenemisen.

Tunnettu asetuslaite sisältää useita mekaanisia yksityiskohtia, joka järjestely aiheuttaa monimutkaisen ja kalliin rakenteen.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun laitteen mainittu haitta ja tarjota asetuslaite jolla on samat asetusmahdolli-suudet kuin tunnetulla laitteella, mutta käyttäen yksinkertaisempia ja halvempia ratkaisuja. Tämä saavutetaan laitteella jolla on seuraavissa patenttivaatimuksissa mainitut tunnusmerkit .

Keksinnön muut tarkoitukset ja edut selviävät seuraavasta toteutusesimerkin selostuksesta, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin.

Kuviossa 1 on keksinnön mukaisen asetuslaitteen lohkokaavio, jossa on käyttölaite, numeroilmaisin ja välillä oleva tieto kone.

2 79911

Kuviossa 2 on kuvion 1 mukaisen laitteen edelleenkehitetyn toteutuksen lohkokaavio.

Kuviossa 3 on kuvion 2 mukaisen laitteen vuokaavio.

Kuvion 1 mukainen laite käsittää mikrotietokoneeseen 10 kytketyn elektronisen ajanilmaisimen tai kellon 11, joka ilmaisee tunnit ja minuutit. Kello on asetettavissa toivottuun aikaan vääntöpotentiometrin 12 avulla, joka on ympäripyöräh-tävää tyyppiä, so. resistanssialue voidaan toistuvasti ohittaa käännettäessä samaan suuntaan. Potentiometri 12 on kytketty jänniteohjattuun värähtelijään 13, esimerkiksi tyyppiä 555. Värähtelijä on niin kytketty, että se antaa pulsseja joilla on vakio jaksoaika mutta jonka jokaisen pulssin kesto on riippuvainen potentiometrin senhetkisestä asetuksesta. Pulssit viedään johtimen 14 kautta mikrotietokoneen 10 ajastinottoon.

Jotta saavutettaisiin se, että mikrotietokone muuttaa ilmaisimen 11 näyttöä, ei käytetä potentiometrin resistanssiarvoa suoraan vaan kahden eri mittausajankohdan, jotka sisältyvät mittaussarjaan, resistanssiarvojen erotusta. Jokaisen värähtelijän 13 antaman pulssin kesto edustaa tällöin senhetkistä resistanssiarvoa. Värähtelijän pulssit ovat neliön muotoisia ja niiden amplitudi vaihtelee korkean ja matalan tason välillä. Tietokone 10 määrää pulssin keston mittaamalla aikaa, joka kuluu siitä että johtimen 14 taso on korkea siihen että sen taso on jälleen matala. Tietokone 10 mittaa toistuvasti värähtelijän 13 pulssien kestoa ja säilytettyään arvo T·^ korkea sarjan ensimmäisestä mittauksesta määrää tietokone jokaisen uuden keston jälkeen, jota kutsutaan T2 korkeaksi' ylittääkö T1 korkean ja T2 korkean erotuksen absoluuttiarvo referenssi-: arvon jolloin tietokone suorittaa ilmaisimen näytön : muutoksen ennaltamäärätyllä arvolla N, joka vastaa potentio- ‘ metrin kääntökulmaa arvojen T·^ korkea ja T2 korkea välillä.

Pienin kääntökulma, joka halutaan aiheuttavan osoitusta ilmaisimeen määritetään valitsemalla T^^ sopivasti. Tällöin : voidaan jakaa potentiometrikierros vapaasti valittavaan mää rään askeleita.

3 79911

Kuten yllä on selvinnyt tapahtuu ilmaisimen asetuksen lisääntyminen tai väheneminen kun T^iff on ylitetty. Sen määrittämiseksi, onko potentiometriä käännetty oikealle (lisääminen) tai vasemmalle (vähentäminen), verrataan T2 korkea ja τχ korkea etumerkeiltään. Mikäli ilmaisinarvon toivottu muutos on suuri, voi olla toivottavaa suorittaa muutos suuremmissa askeleissa kuin mikäli toivottu muutos on pieni. Tämän saavuttamiseksi on talletettu joukko eri N:n arvoja tietokoneeseen 10, jotka vaihtelevat logaritmisesti pienimmän ja suurimman arvon välillä. Edelleen on valittu N-arvo sovitettu riippuvaksi potentiometrin kääntönopeudesta siten, että suuri nopeus antaa suuremman N-arvon. Tämän määrää tietokone siten, että tiettyä lukumäärää ennalta määrättyjä T^ korkea T2 korkea valisia erotuksia (= T-^^) vastaa tietokoneen 10 muistissa olevat määrätyt osoitteet, joihin eri N-arvoja on talletettu. Ilmaisimen asettaminen arvosta toiseen voi täten tapahtua ensin suurella muutosnopeudella ja tämän jälkeen alhaisella tällaisella uuden arvon täsmälliseksi asettamiseksi.

Eräs ympäripyörähtävien potentiometrien ongelma on se, että : : vastusradalla on osa, joka erottaa vastuksen suurimman ja pienimmän arvon toisistaan missä vastus on ääretön. Tätä • : potentiometrin vastusarvoa ei voida huomioida, vaan se on -;· hyljättävä. Tällainen hylkääminen voi tapahtua seurauksena sii- > tS' että Tkorkea ϊιί-^ referenssiarvon TkQrkea maks, joka vastaa potentiometrin korkeinta vastusarvoa. Tietokoneohjelma voi tällöin sisältää kaikkien T^.or^ea-arvojen vertaamisen arvoon Τ]<.οι:^θ3 maks' ei-sallittu vastusarvo todetaan.

Kuviossa 2 on näytetty toteutus, jossa mikrotietokone 15 on kytketty ilmaisimeen 16 joka, kuten yllä selostetussa esimer-·.· kissä ilmaisee tunnit ja minuutit. Mikrotietokoneessa on sisään- rakennettu A/D-muunnin, jota edustaa otto nimeltään A/D.

Tämä on johtimen 17 kautta kytketty ympäripyörähtävän poten- tiometrin 18 liukuun, jonka potentiometrin toinen kiinteä liitäntä on kytketty maahan ja jonka toinen kiinteä liitäntä vastuksen 19 kautta on kytketty positiivisen jännitteen pisteeseen 20. Potentiometrin liuku on edelleen vastuksen 21 4 79911 kautta kytketty pisteeseen 20. Vertailija 22 on sovitettu ilmaisemaan potentiometrin sitä kääntöasemaa, jossa vastus on ääretön. Vertailijän ei-invertoiva otto, merkitty on kytketty johtimeen 17, ja invertoiva otto, merkitty on kytketty vastusten 23 ja 24 muodostamaan jännitejakajaan, joka on kytketty pisteen 20 ja maan välille ja joka tuottaa referenssijännitteen Ure^ vertailijalle 22, joka jännite on suurempi kuin jännite U, joka vallitsee vastusten 18 ja 19 välisessä pisteessä ja joka vastaa potentiometrin korkeinta vastusarvoa. Vertailijalla on anto, joka johtimen 25 välityksellä on kytketty ottoon nimeltään INT, joka tarkoittaa "Interrupt" ja merkitsee sitä, että signaali tässä otossa aikaansaa keskeytysohjelman tietokoneen ohjelmassa. Toisen oton kautta, nimeltään "INP 1" testataan johdinta 25 sen toteamiseksi, onko keskeytyssignaali loppunut,jolloin potentiometrin ei-sallittu kääntöasento on ohitettu.

Ennen kuin kuvion 2 mukaisen asetuslaitteen toimintaa selostetaan kuvion 3 vuokaavion yhteydessä on huomautettava, että kuvion 2 mukaisesti tietokoneeseen rakennettu A/D-muunnin sallii sen, että kunakin mittaushetkenä potentiometrin asetus muunnetaan johtimessa 17 vallitsevan jännitearvon kautta arvoksi, joka on talletettavissa tietokoneeseen tai jota muulla tavoin voidaan käsitellä tietokoneessa. Tietysti voi A/D-muunnin myös olla erillinen yksikkö.

Tietokone nollaa ensin ilmaisimen, katso lohkoa 26 vuokaaviossa, kuten myös laskimen, lohko 27, joka tietokoneessa laskee ajan kahden toisiaan seuraavan A/D-muunnoksen välillä potentiometrin käännösasemaa edustavan jännitteen perusteella johtimessa 17. Ennen kuin voidaan suorittaa A/'D-muunnos, on tietokoneen tarkistettava, että potentiometri ei ole vastus-alueen ulkopuolella ja tämä tarkistus suoritetaan tarkistamalla, että lippu on asetettu, lohko 28, tuloksena siitä, että tietokone on vastaanottanut keskeytyssignaalin vertailijalta 22. Mikäli lippu on asetettu, mennään odotustilaan, joka tarkoittaa sitä, että ottoa "INQ 1" toistuvasti tutkitaan kunnes vertailijän 22 keskeytyssignaali on loppunut, lohko 29, 5 79911 jonka jälkeen lippu palautetaan, lohko 30, ja ohjelmaa jälleen käynnistetään paikasta, missä laskijaa nollattiin, lohko 27. Mikäli uusi lipun tarkastus antaa tulokseksi, että tämä ei ole asetettu, tapahtuu ensimmäinen A/D-muunnos lohkossa 31 ja lohkossa 32 käynnistetään odotusohjelma, joka tarkistaa milloin muunnos on valmis. Seuraava askel, lohko 33, merkitsee, että muunnettu arvo, joka esimerkiksi binäärisessä muodossa edustaa potentiometrin senhetkistä asentoa, talletetaan rekisteriin P-^. Ennen kuin voidaan suorittaa uutta A/D-muun-nosta, on uudelleen tutkittava onko lippu asetettu vai ei, vertaa lohkoa 34. Mikäli näin on,suoritetaan lohkojen 29 ja 30 edustama ohjelmaosa, joka johtaa lohkoon 27. Mikäli lippu toisaalta ei ole asetettu suoritetaan uusi A/D-muunnos lohkossa 35. Tässä lohkossa luetaan myös molempien A/D-muunnosten välinen aika. Seuraavassa lohkossa 36 mennään jälleen odotustilaan tarkistamaan, että muunnos on lopetettu. Kun tämä on tapahtunut talletetaan muunnettu arvo rekisteriin 1?2 · lohko 37. Tämä arvo edustaa potentiometrin nykyistä asemaa. Sen määrittämiseksi, onko potentiometriä käännetty edellisen mittauksen jälkeen lasketaan arvojen ja P2 valinen erotus ja tämä verrataan ennalta määrättyyn arvoon joka vastaa potentiometrin pienintä kääntökulmaa, joka halutaan aiheuttavan ilmaisimen 16 osoitusta. Tätä ohjelma-askelta on näytetty lohkossa 38 .

Lämpötilan ja syöttöjännitteen muutosten vaikutusten ehkäisemiseksi tarkistetaan lohkossa 39 onko kulunut enemmän kuin 1 minuutti edellisestä mittauksesta, ja mikäli näin on, mennään lohkoon 27, joka merkitsee uusien arvojen lukua ja tallettamista rekistereihin P^ ja vastaavasti P2· Mikäli on kulunut vähemmän kuin 1 minuutti ja lisäksi erotus j P1~P2| on pienempi kuin referenssiarvo mennään lohkoon 34 ohjelmassa, joka taas merkitsee ainoastaan rekisterin P2 uuden arvon lukemista. Mikäli lohkon 33 vertailu antaa tulokseksi, että j i on suurfcmP'i kuin referenssiarvo, mää ritellään seuraavassa lohkossa 40 onko P^ > P2· Mikäli näin on, vähennetään lohkossa 41 ennalta määrätty arvo K ilmaisimen 6 79911 arvosta kun toisaalta mikäli P^ < P2 ennalta määrätty arvo B lisätään ilmaisimen arvoon, katso lohko 42. Kuten yllä mainittiin, voidaan luku N tehdä riippuvaiseksi erotuksesta j Ρ^-?2j siten, että N lisääntyy kun eroLus lisääntyy, edullisesti logaritmisen asteikon mukaisesti. Tämä aiheuttaa sen, että ilmaisin muuttuu nopeammin käännettäessä potentiometriä nopeasti. Sen jälkeen, kun ilmaisimen arvo on muuttunut jomman kumman lohkon 41 tai 42 mukaisesti tapahtuu paluu lohkoon 27, jolloin uusia arvoja luetaan niiden tallettamiseksi rekistereihin P^ ja P2-

Vertailijan 22 keskeytyssignaali käynnistää keskeytysohjel-man, joka, kuten selviää kuviosta 3, koostuu lohkosta 43 "aseta lippu" ja sitä seuraavasta lohkosta 44, jonka mukaisesti tietokone palaa ohjelmakohtaan missä keskeytysohjelma käynnistyy. Keskeytyssignaali ei ainoastaan ilmaise sitä, että potentiometrin liuku on ei-määritellyllä vastusalueella, vaan myös sitä, että tämä vastusalue on ohitettu. Tämä on välttämätöntä, koska muuten saattaa tapahtua niin, että käännettäessä oikealle (lisääminen) saadaan P2~arvo, joka on pienempi kuin aiemmin talletettu P-^-arvo, jolloin toivottu ilmaisimen näytön lisäys muuttuu näytön vähenemiseksi. Koska keskeytys-signaalin antama lippu aina aiheuttaa niin uusien P^-arvojen kuten myös P2-arvojen lukemisen, varmistetaan, että potentiometrin kääntäminen oikealle aina johtaa ilmaisimen arvon lisääntymiseen ja kääntäminen vasemmalle aina johtaa ilmaisimen arvon vähenemiseen.

Claims (9)

1. Laite numeroilmaie imen <11; 16) asettamisekei muutta malla ilmaisimen arvoa askeleittain ylöspäin tai alaspäin, jolloin ilmaisin on kytketty tietokoneeseen (10; 15), johon myös on kytketty asetusta ohjaava kääntöpotentiometri <12; 18), tunnettu siitä, että potentiometri (12; 18) on ympä- ripyörivää tyyppiä, jossa asetusalue toistuvasti voidaan lä-pikulkea kääntämällä samaan suuntaan, ja että tietokone <10; 15. on sovitettu toistuvasti tunnistamaan hetkellistä vastus-arvoa, tai tätä edustavaa parametria, että tietokone edelleen on sovitettu tallettamaan ensimmäistä arvoa <Tj korkea* mittausarvojen sarjassa ja jokaiselle eeuraavalle mittausarvolle <T2 korkea* sarjassa määrittämään, ylittääkö senhetkisen arvon ja ensimmäisen mittausarvon erotus referenssiarvon (Tjj^ff), jossa tapauksessa ilmaisimeen <11; 16) vaikutetaan siten, että se lisää tai vähentää arvoaan yhden ennalta määrätyn suuruisen askeleen verran.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä että jänniteohjattu värähtelijä <13> on siten kytketty potentiometrin <12) ja tietokoneen (10) väliin, että se antaa tietokoneelle pulsseja, joilla on vakio jaksoaika ja joiden kesto riippuu potentiometrin asetuksesta, jolloin tietokone (10) on sovitettu toistuvasti mittaamaan pulssien kestoa ja jokaisen mittauksen jälkeen vertaamaan mitattua kestoa (T2 korkea* sarjassa ensin mitattuun kestoon <Tj korkea* Ja mikäli kestojen erotuksen absoluuttiarvo ylittää referenesiarvon (T^ff), vaikuttamaan ilmaisimeen <11) siten, että se lisää tai vähentää arvoaan ennalta määrätyllä askeleella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä että ympäripyörivä potentiometri (18) on kytketty tietokoneeseen A/D-muuntimen kautta, jolloin tietokone (15) on sovitettu jaksottain tunnistamaan muunnettua, potentiometrin (18) yli olevaa hetkellistä jännitearvoa ja vertaamaan sitä ennal- 8 79911 ta määrätyn mittaussarjän ensimmäisenä mittausajankohtana muunnettun jänniearvoon, ja mikäli erotuksen määrä ylittää referenesiarvon, vaikuttamaan ilmaisimeen siten, että se lisää tai vähentää arvoaan ennalta määrätyllä askeleella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä että ennalta määrätyn askeleen suuruus on riippuvainen potentiometrin kääntämienopeudesta, edullisesti logaritmisen asteikon mukaisesti.

5. Patenttivaatimuksen 2 ja 4 tai 3 ja 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että tietokoneen (15) muistiin on talletettu joukko erisuuruisia askeleita, ja että jokainen askel vastaa potentiometrin (18) ennalta määrättyä kääntämisnopeutta, jolloin jokaiseen askeleeseen kuuluu määrätty referenssiarvo joka, kun se ylitetään, valitsee vastaavan askeleen, joka muodostaa mitan ilmaisimen (16) näytön sitä seuraavaan muutokseen .

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä että elimet (22) on sovitettu vertaamaan jokaista potentiometrin (18) asetteluun liittyvää mittausarvoa ennalta määrättyyn referenssiarvoon <Uref), joka on kytketty potentiometrin säätöasentoon, jossa tämän liuku sijaitsee vastusradan ulkopuolella ja heti kun potentiometri on ohittanut viimeksi mainitun asennon, antamaan tietokoneelle (15) keskeytyssignaali, joka aiheuttaa sen, että kaikki talletetut mittausarvot hylätään .

7. Patenttivaatimuksen 2 ja 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että tietokone (10) on sovitettu vertaamaan jokaista mitattua pulssin kestoa referenssiaikaan <Tkorjcea ma]ce) , joka vastaa potentiometrin (12) liu'un asentoa vastusradan ulko-puole 1la. 9 79911

7 79911 Patenttivaatimukeet

8. Patenttivaatimuksen 2 ja 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vertailija on sovitettu toisaalta viemään ennalta määrättyä referenssiarvoa vertailujännitteen muodossa ja toisaalta potentiometriin (12) kytkettyä jännitearvoa keskeytyssignaalin luomiseksi, joka signaali viedään tietokoneelle (10) kun potentiometrin liuku sijaitsee vastusradan ulkopuolella.

9. Patenttivaatimuksen 3 ja 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vertailija (22) on sovitettu viemään toisaalta potentiometrin jännite, toisaalta vertailujännite (Uref), joka vastaa sitä, että potentiometrin liuku sijaitsee vastus-radan ulkopuolella, jolloin vertailija (22) on sovitettu luomaan tietokoneelle (15) vietävän keskeytyssignaalin silloin, kun potentiometri jännite ja vertailujännite (Uref) vastaavat toisiaan.