RU2091981C1

RU2091981C1 - Touch-sensitive ac switch for active load

Info

Publication number: RU2091981C1
Application number: RU93039670A
Authority: RU
Inventors: С.В. Левинзон; А.Я. Слинько
Original assignee: Калужский филиал Московского государственного технического университета им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1997-09-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; switching of lighting systems. SUBSTANCE: touch-sensitive AC switch has active load, two-way key, controlled key 3, switchboard signal former, clock frequency former, and time delay assembly. EFFECT: enhanced efficiency of device. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации осветительных сетей. The invention relates to electrical engineering and can be used for switching lighting networks.

Известны сенсорные переключатели активной нагрузки. В переключателе [1] содержащем контактную площадку, источник электропитания, формирователь перепада напряжения на основе логического элемента 2И-НЕ, выходной сигнал которого является сигналом управления коммутирующим устройством. В нем при касании входных зажимов входная цепь, содержащая высокоомный делитель, создает уровень низкого напряжения на входе логического элемента и высокого на выходе. Это состояние сохраняется до тех пор, пока палец прижат к сенсору. Known sensory switches active load. In the switch [1] containing the contact pad, the power source, the voltage drop shaper based on the logic element 2I-NOT, the output signal of which is a control signal of the switching device. In it, when the input terminals are touched, the input circuit containing a high-resistance divider creates a level of low voltage at the input of the logic element and high at the output. This condition persists as long as the finger is pressed against the sensor.

Недостатком известного устройства является зависимость времени включения от длительности нажатия и критичность к величине параметров входного сигнала, т.е. емкости и проводимости тела человека. A disadvantage of the known device is the dependence of the on time on the duration of pressing and criticality to the value of the parameters of the input signal, i.e. capacity and conductivity of the human body.

Известно также устройство [2] содержащее сенсор, резистивный делитель, генератор тактовых импульсов, триггер, выход которого является выходным сигналом управления, в качестве селектора применен мультивибратор исполнительное устройство. В нем с прикосновением пальца к сенсорной площадке емкость тела и резистор резистивного делителя образуют интегрирующую цепь, триггер переключается в состояние, соответствующее высокому уровню, включающему исполнительное устройство. После отпускания пальца очередной тактовый импульс возвратит триггер в исходное состояние, т.е. отключит исполнительное устройство. Also known is a device [2] comprising a sensor, a resistive divider, a clock, a trigger, the output of which is an output control signal, a multivibrator actuator is used as a selector. In it, with the touch of a finger on the touch pad, the body capacitance and the resistor of the resistive divider form an integrating circuit, the trigger switches to a state corresponding to a high level, including an actuator. After releasing the finger, the next clock pulse will return the trigger to its original state, i.e. will disable the actuator.

Устройство [2] является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству. The device [2] is the closest in technical essence to the proposed device.

Недостатком его является незащищенность интегральных микросхем от статического электричества, критичность к величине емкости человека и длительности входного сигнала, а также возможность включения и отключения нагрузки только от одного сенсора. Its disadvantage is the insecurity of integrated circuits from static electricity, the criticality to the magnitude of the human capacitance and the duration of the input signal, as well as the ability to turn on and off the load from only one sensor.

Целью изобретения является улучшение показателей надежности и расширение функциональных возможностей. The aim of the invention is to improve the reliability and expansion of functionality.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сенсорный формирователь тактовой частоты, вход которого подключен к сенсорной площадке, формирователь сигнала коммутатора, исполнительное устройство, отличающееся тем, что в него введены п-1 сенсорных площадок, причем все сенсорные площадки соединены параллельно между собой, узел временной задержки и вспомогательный источник питания с цепью начальной установки, а исполнительное устройство выполнено в виде ключа управления, двунаправленного ключа, один вывод которого подключен к активной нагрузке, другой вывод к фазному проводу сети переменного тока, управляющий электрод к первому выводу ключа управления, второй вывод которого соединен с первым входом вспомогательного источника питания с цепью начальной установки, второй выход которого соединен с первым выходом формирователя сигнала коммутатора, второй вход которого соединен с выходом узла временной задержки, первый выход с управляющим входом ключа управления, второй вывод с третьим входом узла временной задержки, второй вход которого подключен к фазному, третий вход формирователя сигнала коммутатора соединен с выходом формирователя тактовой частоты и первым входом узла временной задержки, четвертый вход формирователя сигнала коммутатора соединен с выходом сенсорного формирователя. This goal is achieved by the fact that in the device containing the touch driver of the clock frequency, the input of which is connected to the touch pad, the signal generator of the switch, the actuator, characterized in that p-1 of the touch pads are inserted into it, and all the touch pads are connected in parallel , a time delay unit and an auxiliary power source with an initial installation circuit, and the actuator is made in the form of a control key, a bi-directional key, one output of which is connected connected to the active load, another output to the phase wire of the AC network, a control electrode to the first output of the control key, the second output of which is connected to the first input of the auxiliary power source with the initial installation circuit, the second output of which is connected to the first output of the switch signal generator, the second input which is connected to the output of the time delay unit, the first output with the control input of the control key, the second output with the third input of the time delay unit, the second input of which is connected to the phase , the third input of the switch signal generator is connected to the output of the clock driver and the first input of the time delay unit, the fourth input of the switch signal generator is connected to the output of the sensor driver.

Кроме того, устройство отличается тем, что ключ управления содержит транзистор, электромагнитное реле с контактом, первый вывод контакта которого является первым выводом ключа управления, второй вывод контакта через первый резистор соединен с фазным проводом и с коллектором транзистора, база которого через второй резистор соединена с управляющим входом ключа управления, второй вывод которого соединен с первым выводом обмотки электромагнитного реле и с анодом диода, катод которого соединен с вторым выводом обмотки электромагнитного реле и с эмиттером транзистора. In addition, the device is characterized in that the control key comprises a transistor, an electromagnetic relay with a contact, the first terminal of the contact of which is the first terminal of the control key, the second terminal of the contact through the first resistor is connected to the phase wire and to the collector of the transistor, the base of which is connected through the second resistor to the control key input, the second terminal of which is connected to the first terminal of the electromagnetic relay coil and the diode anode, the cathode of which is connected to the second terminal of the electromagnetic coil winding le and with the emitter of the transistor.

Кроме того, устройство отличается тем, что вспомогательный источник питания с цепью начальной установки содержит цепь из последовательно соединенных первого конденсатора и третьего резистора, причем первая обкладка первого конденсатора цепи соединена с первой обкладкой второго конденсатора с катодом стабилитрона и с фазным проводом цепи переменного тока, нулевой провод которой соединен через третий конденсатор с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с анодом стабилитрона и катодом второго диода, анод которого соединен с второй обкладкой второго конденсатора, с первым выводом третьего резистора цепи и первым выходом вспомогательного источника питания, второй выход которого соединен с вторым выводом третьего резистора и второй обкладкой первого конденсатора цепи. In addition, the device is characterized in that the auxiliary power supply with the initial installation circuit comprises a circuit of series-connected first capacitor and third resistor, and the first lining of the first capacitor of the circuit connected to the first lining of the second capacitor with the zener diode cathode and with the phase conductor of the alternating current circuit, zero the wire of which is connected through the third capacitor to the first terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is connected to the anode of the zener diode and the cathode of the second diode, the anode to torogo connected to the second electrode of the second capacitor, a first terminal of the third resistor circuit and the first output of the auxiliary power supply, a second output connected to the second terminal of the third resistor and a second electrode of the first capacitor circuit.

Кроме того, устройство отличается тем, что узел временной задержки содержит элемент И-НЕ, первый вход которого является первым входом узла временной задержки, третий вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов, выход которого является выходом узла временной задержки, установочные входы первого, второго, третьего счетчика импульсов объединены и соединены с третьим входом узла временной задержки, входы разрешения первого, второго и третьего счетчиков, являющиеся вторым входом узла временной задержки, объединены и соединены с фазным проводом. In addition, the device is characterized in that the time delay unit comprises an NAND element, the first input of which is the first input of the time delay node, the third input of which is connected to the second input of the NAND element, the output of which is connected to the counting input of the first pulse counter, the output which is connected to the counting input of the second pulse counter, the output of which is connected to the counting input of the third pulse counter, the output of which is the output of the time delay unit, the installation inputs of the first, second, third counter and the pulses are combined and connected to the third input of the time delay unit, the resolution inputs of the first, second and third counters, which are the second input of the time delay unit, are combined and connected to the phase wire.

Кроме того, устройство отличается тем, что формирователь тактовой частоты содержит первый триггер Шмидта, вход которого соединен с первым выводом пятого резистора и с первой обкладкой четвертого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с фазным проводом сети переменного тока, нулевой провод которой соединен с вторым выводом пятого резистора, выход первого триггера Шмидта через первый элемент НЕ соединен с выходом формирователя тактовой частоты. In addition, the device is characterized in that the frequency driver includes a first Schmidt trigger, the input of which is connected to the first output of the fifth resistor and to the first lining of the fourth capacitor, the second lining of which is connected to the phase wire of the AC network, the neutral wire of which is connected to the second terminal of the fifth resistor, the output of the first Schmidt trigger through the first element is NOT connected to the output of the clock frequency driver.

Кроме того, устройство отличается тем, что сенсорный формирователь содержит второй триггер Шмидта, вход которого соединен непосредственно с катодом третьего диода, с первой обкладкой пятого конденсатора, с первым выводом шестого резистора и через седьмой резистор с входом сенсорного формирователя, выход второго триггера Шмидта соединен через элемент НЕ с выходом сенсорного формирователя. Кроме того, устройство отличается тем, что формирователь сигнала коммутатора содержит элемент ИЛИ, первый вход которого является первым входом формирователя, второй вход является вторым входом формирователя, выход через третий элемент НЕ соединен с R-входом первого триггера, прямой выход которого является первым выходом формирователя, инверсный выход является вторым выходом формирователя и соединен с D-входом первого триггера, С-вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, С-вход которого является третьим входом формирователя, D-вход четвертым входом формирователя, R- и S-входы соединены с S-входом первого триггера и с нулевым проводом сети переменного тока. In addition, the device is characterized in that the sensor driver comprises a second Schmidt trigger, the input of which is connected directly to the cathode of the third diode, with the first lining of the fifth capacitor, with the first terminal of the sixth resistor and through the seventh resistor with the input of the sensor driver, the output of the second Schmidt trigger is connected through element NOT with the output of the sensor driver. In addition, the device is characterized in that the switch signal generator comprises an OR element, the first input of which is the first input of the driver, the second input is the second input of the driver, the output through the third element is NOT connected to the R-input of the first trigger, the direct output of which is the first output of the driver , the inverse output is the second output of the driver and is connected to the D-input of the first trigger, the C-input of which is connected to the direct output of the second trigger, the C-input of which is the third input Firing, D-input by the fourth input of the driver, R- and S-inputs are connected to the S-input of the first trigger and to the neutral wire of the AC network.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых блоков (например, узел временной задержки, вспомогательный источник питания с целью начальной установки и др.) с их связями с остальными узлами и элементами схемы. Таким образом, заявленное устройство является новым, т.к. оно неизвестно из уровня техники. A comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of new units (for example, a time delay unit, an auxiliary power source for the purpose of initial installation, etc.) with their connections with other nodes and circuit elements. Thus, the claimed device is new, because it is unknown in the prior art.

Сравнение заявленного устройства с другими техническими решениями показывает, что при введении новых узлов с указанными связями с остальными элементами, появляются новые свойства, такие как повышенная надежность, связанная как с защитой интегральных схем от статического электричества, так и независимого сенсорного сигнала от конкретного человека. Кроме того, расширяются функциональные возможности, заключающиеся в возможности включения устройства с параллельных точек, различном времени нахождения во включенном состоянии. Это позволяет сделать вывод о том, что техническое решение имеет изобретательский уровень, так как для авторов он явным образом не следует из уровня техники. Comparison of the claimed device with other technical solutions shows that with the introduction of new nodes with the indicated connections with other elements, new properties appear, such as increased reliability associated with both protecting the integrated circuits from static electricity and an independent sensor signal from a specific person. In addition, the functionality is expanded, consisting in the ability to turn on the device from parallel points, different time spent in the on state. This allows us to conclude that the technical solution has an inventive step, since for the authors it does not explicitly follow from the prior art.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device; in FIG. 2 is a schematic diagram.

Устройство содержит активную нагрузку 1, включенную последовательно в цепь двунаправленного ключа 2, управляемого ключом 3, который, в свою очередь, управляется формирователем сигнала коммутатора 4. Формирователь 4 управляется сенсорным формирователем 5, формирователем тактовой частоты 6, связан с узлом временной задержки 7. The device contains an active load 1, connected in series to the circuit of a bidirectional key 2, controlled by a key 3, which, in turn, is controlled by a signal shaper of the switch 4. The shaper 4 is controlled by a touch shaper 5, a clock shaper 6, connected to the time delay unit 7.

Узлы 4 7 питаются от вспомогательных источников питания с цепью начальной установки 8. Активная нагрузка 1 может быть выполнена, например, в виде ламп накаливания, двунаправленный ключ 2 в виде симистора (например, из серии 2У208). Исполнительное устройство выполнено в виде ключа управления 3, двунаправленного ключа 2, один вывод которого подключен к активной нагрузке 1, другой вывод к фазному проводу сети переменного тока, управляющий электрод к первому выводу ключа управления, второй вывод которого соединен с первым выходом формирователя сигнала коммутатора, второй вход которого соединен с выходом узла временной задержки 7, первый выход с управляющим входом ключа управления 3, второй выход с третьим входом узла временной задержки 7, второй вход которого подключен к фазному проводу, третий вход формирователя сигнала коммутатора 4 соединен с выходом формирователя тактовой частоты 6 и первым входом узла временной задержки 7, четвертый вход формирователя сигнала коммутатора 4 соединен с выходом сенсорного формирователя тактовой частоты - сенсорного формирователя 5, входы формирователя тактовой частоты 6 подключены к сети. The nodes 4 7 are powered by auxiliary power sources with the initial installation circuit 8. Active load 1 can be performed, for example, in the form of incandescent lamps, a bi-directional switch 2 in the form of a triac (for example, from the 2U208 series). The actuator is made in the form of a control key 3, a bi-directional key 2, one output of which is connected to the active load 1, the other output to a phase wire of an alternating current network, a control electrode to the first output of the control key, the second output of which is connected to the first output of the switch signal generator, the second input of which is connected to the output of the time delay unit 7, the first output with the control input of the control key 3, the second output with the third input of the time delay unit 7, the second input of which is connected to phase wire, the third input of the signal shaper of the switch 4 is connected to the output of the driver of the clock frequency 6 and the first input of the time delay unit 7, the fourth input of the driver of the signal of the switch 4 is connected to the output of the sensor driver of the clock - sensor 5, the inputs of the driver 6 are connected to the network .

Ключ управления 3 содержит транзистор 9, электромагнитное реле 10 с контактом 10', первый вывод контакта является первым выводом ключа управления, второй вывод контакта через первый резистор 11 соединен с фазным проводом и с коллектором транзистора 3, база которого через второй резистор 12 соединена с управляющим входом ключа управления 3, второй вывод которого соединен с первым выводом обмотки электромагнитного реле 10 и с анодом диода 13, катод которого соединен с вторым выводом обмотки электромагнитного реле и эмиттером транзистора. The control key 3 contains a transistor 9, an electromagnetic relay 10 with a contact 10 ', the first output of the contact is the first output of the control key, the second output of the contact through the first resistor 11 is connected to the phase wire and to the collector of the transistor 3, the base of which is connected to the control via the second resistor 12 the input of the control key 3, the second terminal of which is connected to the first terminal of the coil of the electromagnetic relay 10 and with the anode of the diode 13, the cathode of which is connected to the second terminal of the coil of the electromagnetic relay and the emitter of the transistor.

Формирователь сигнала коммутатора 4 содержит элемент ИЛИ 14, первый вход которого является первым входом формирователя, второй вход является вторым входом формирователя, выход через третий элемент НЕ 15 соединен с R-входом первого триггера 16, прямой выход которого является первым выходом формирователя 4, инверсный выход является вторым выходом формирователя и соединен с D-входом первого триггера 16, С-вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 17, С-вход которого является третьим входом формирователя 4, D-вход четвертым входом формирователя 4, R- и S-входы второго триггера 17 соединены с S-входом первого триггера 16 и с нулевым проводом сети переменного тока. The signal generator of switch 4 contains an OR element 14, the first input of which is the first input of the driver, the second input is the second input of the driver, the output through the third element NOT 15 is connected to the R-input of the first trigger 16, the direct output of which is the first output of the driver 4, inverse output is the second output of the driver and is connected to the D-input of the first trigger 16, the C-input of which is connected to the direct output of the second trigger 17, the C-input of which is the third input of the driver 4, D-input is the fourth input of the of the gate 4, the R- and S-inputs of the second trigger 17 are connected to the S-input of the first trigger 16 and to the neutral wire of the AC network.

Сенсорный формирователь 5 содержит n сенсорных площадок 18' 18ⁿ, соединенных параллельно, второй триггер Шмидта 19, вход которого соединен непосредственно с катодом третьего диода 20, с первой обкладкой пятого конденсатора 21, с первым выводом шестого резистора 22 и через седьмой резистор 23 с входом сенсорного формирователя 5, выход второго триггера Шмидта 19 соединен через элемент НЕ 24 с выходом сенсорного формирователя, анод третьего диода 20 через ограничительный резистор 25 подключен к второму выводу шестого резистора 22 и второй обкладкой пятого конденсатора 21 и соединен с нулевым проводом сети переменного тока (последняя часть от слова "анод" отсутствует в формуле, п.6 целесообразно ввести).The sensor driver 5 contains n sensor pads 18 '18 ⁿ connected in parallel, a second Schmidt trigger 19, the input of which is connected directly to the cathode of the third diode 20, with the first lining of the fifth capacitor 21, with the first output of the sixth resistor 22 and through the seventh resistor 23 with the input sensor shaper 5, the output of the second Schmidt trigger 19 is connected via an element 24 to the output of the sensor shaper, the anode of the third diode 20 is connected to the second output of the sixth resistor 22 and the second lining of the capacitor 21 and is connected to the neutral wire of the alternating current network (the last part of the word "anode" is absent in the formula, it is advisable to introduce item 6).

Формирователь тактовой частоты 6 содержит первый триггер Шмидта 26, вход которого соединен с первым выводом пятого резистора 27 и с первой обкладкой четвертого конденсатора 28, вторая обкладка которого соединена с фазным проводом сети переменного тока, нулевой провод которой соединен с вторым выводом пятого резистора 27, выход первого триггера Шмидта 26 через первый элемент НЕ 29 соединен с выходом формирователя тактовой частоты 6. The frequency generator 6 contains a first Schmidt trigger 26, the input of which is connected to the first output of the fifth resistor 27 and to the first lining of the fourth capacitor 28, the second lining of which is connected to the phase wire of the AC network, the neutral wire of which is connected to the second output of the fifth resistor 27, the output the first Schmidt trigger 26 through the first element HE 29 is connected to the output of the clock shaper 6.

Узел временной задержки 7 содержит элемент И-НЕ 30, первый вход которого является первым входом узла временной задержки, третий выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов 31, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов 32, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов 33, выход которого является выходом узла временной задержки, установочные R-входы (входы сброса, первого, второго и третьего счетчиков импульсов 31 33 объединены и соединены с третьим входом узла временной задержки, входы разрешения первого, второго и третьего счетчиков импульсов, являющиеся вторым входом узла временной задержки 7, объединены с фазным проводом. Питание всех ИМС (интегральных микросхем устройства), таких как 30 33 и др. осуществляется непосредственно от стабилитрона параметрического стабилизатора вспомогательного источника питания с цепью начальной установки 8 (точки Е и Н на фиг. 2, например, как показано для третьего счетчика импульсов 33). Входы разрешения (V-входы) счетчиков импульсов объединены (31 33) и подключены к фазному проводу сети. The time delay unit 7 contains an AND-NOT element 30, the first input of which is the first input of the time-delay unit, the third output of which is connected to the second input of the AND-NOT element, the output of which is connected to the counting input of the first pulse counter 31, the output of which is connected to the counting input the second pulse counter 32, the output of which is connected to the counting input of the third pulse counter 33, the output of which is the output of the time delay unit, installation R-inputs (reset inputs, the first, second and third pulse counters 31 33 о are connected and connected to the third input of the time delay unit, the resolution inputs of the first, second and third pulse counters, which are the second input of the time delay unit 7, are combined with a phase conductor. All ICs (integrated circuits of the device), such as 30 33, etc., are powered directly from the zener diode of the parametric stabilizer of the auxiliary power supply with the initial setup circuit 8 (points E and H in FIG. 2, for example, as shown for the third pulse counter 33). The enable inputs (V-inputs) of the pulse counters are combined (31 33) and connected to the phase wire of the network.

Вспомогательный источник с цепью начальной установки 8 содержит цепь из последовательно соединенных первого конденсатора 34 и третьего резистора 35, причем первая обкладка первого конденсатора цепи соединена с первой обкладкой второго конденсатора 36, с катодом стабилитрона 37 и фазным проводом цепи переменного тока, нулевой провод которой соединен через третий конденсатор 38 с первым выводом четвертого резистора 39, второй вывод которого соединен с катодом второго диода 40, анод которого соединен с второй обладкой второго конденсатора 36, с первым выводом третьего резистора цепи 35 и первым выходом вспомогательного источника питания 8, второй выход которого соединен с вторым выводом третьего резистора 35 и второй обкладкой первого конденсатора цепи 34. Т.е. вспомогательный источник питания с цепью начальной установки представляет собой параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне 37, питание которого осуществляется от сети переменного тока U_~ через делитель, содержащий первый конденсатор 34 и третий резистор 35 и развязывающий второй диод 40. Емкостным сглаживающим фильтром является второй конденсатор 36, а делитель из первого конденсатора 34 и третьего резистора 35 представляет собой цепь начальной установки, средняя точка которой является вторым выходом вспомогательного источника питания с цепью начальной установки 8. В качестве триггеров Шмидта могут быть использованы ИМС 561ТЛ1, D-триггеров 561ТМ2, счетчиков 561ИЕ10 и др. элементы КМОП 561, 564 серий. Разряды А, В, С, D третьего счетчика 33, например, дают возможность образовать время работы устройства 81; 162; 324 и 548 с, т.е. 1,5; 3; 6 и 12 мин при использовании исходной тактовой частоты промышленной сети 50 Гц.The auxiliary source with the initial setup circuit 8 comprises a circuit of a first capacitor 34 and a third resistor 35 connected in series, the first lining of the first capacitor of the circuit being connected to the first lining of the second capacitor 36, to the cathode of the zener diode 37 and the phase wire of the alternating current circuit, the neutral wire of which is connected through the third capacitor 38 with the first terminal of the fourth resistor 39, the second terminal of which is connected to the cathode of the second diode 40, the anode of which is connected to the second holder of the second capacitor 36, with p the first output of the third resistor of the circuit 35 and the first output of the auxiliary power source 8, the second output of which is connected to the second output of the third resistor 35 and the second lining of the first capacitor of the circuit 34. That is, the auxiliary power source with the initial installation circuit is a parametric voltage stabilizer on the zener diode 37, which is supplied from the AC mains U _~ through a divider containing the first capacitor 34 and the third resistor 35 and decoupling the second diode 40. The second capacitor 36 is a capacitive smoothing filter. and the divider from the first capacitor 34 and the third resistor 35 is an initial setup circuit, the midpoint of which is the second output of the auxiliary source a supply circuit 8. In the initial installation as Schmidt triggers may be used IC 561TL1, D-561TM2 flops, counters, etc. 561IE10. CMOS elements 561, 564 series. Discharges A, B, C, D of the third counter 33, for example, make it possible to form the operating time of the device 81; 162; 324 and 548 s, i.e. 1.5; 3; 6 and 12 minutes when using the initial clock frequency of an industrial network of 50 Hz.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В нормальном режиме эксплуатации двунаправленный ключ 2 закрыт и нагрузка 1 отключена от источника сети U_~, вспомогательный источник питания 8 является параметрическим стабилизатором и вырабатывает сигнал начальной установки, который обеспечивает начальное отключенное состояние переключателя. Наличие переменного напряжения позволяет формирователю тактовой частоты 6 вырабатывать исходные для работы формирователя сигналов коммутатора 4 и узла временной задержки 7 импульсы первичной частоты (например, 50 Гц). Такое состояние переключателя может быть применено только сенсорным формирователем 5. Принцип работы сенсорного формирователя 5 заключается в использовании электрографических свойств тела человека и способа подведения промышленной сети переменного тока к потребителям. Используя одну из фаз трехфазного генератора первичной сети и нулевой провод и учитывая, что в системах с глухозаземленной нейтралью "нуль" заземлен, как и во многих других промышленных установках и установках бытового назначения человека своими ногами через переходное сопротивление одежды, обуви, покрытия пола и т.п. всегда соединен с "нулем", при этом руки являются окончанием этого составного сложного сопротивления. При касании человеком оголенной рукой одной из сенсорных пластин 18'.18ⁿ и, используя в схеме сенсорного переключателя потенциал фазы, появляется возможность протекания тока. Если в качестве исходной тактовой частоты использовать промышленную частоту 50 Гц, то время "дребезга" контакта рука-пластина значительно меньше 20 мс (период промышленной частоты), поэтому специальных мер для защиты от "дребезга" не требуется. При кратковременном касании рукой сенсорной пластины сенсорный формирователь 5 вырабатывает импульс запуска, который включает узел 4 - формирователь сигналов коммутатора, последний включает ключ управления 3 и двунаправленный ключ 2, запуская при этом узел временной задержки 7. Узел 7 позволяет состояние включения узла 2 и нагрузки 1 фиксировать в течение определенных промежутков времени, по истечении которых вырабатывается сигнал сброса сенсорного переключателя в исходное состояние. В исходное состояние схема будет возвращена и досрочно при повторном кратковременном касании сенсорной пластины. При этом узел временной задержки 7 также будет возвращен в исходное состояние. Использование элементов КМОП для построения узлов не потребует стабилизированного вспомогательного источника питания с цепью начальной установки 8.In normal operation, the bidirectional switch 2 is closed and the load 1 is disconnected from the mains supply U _~ , the auxiliary power supply 8 is a parametric stabilizer and generates an initial setting signal that provides the initial disconnected state of the switch. The presence of an alternating voltage allows the clock frequency shaper 6 to generate the initial frequency pulses (for example, 50 Hz) that are initial for the operation of the signal shaper of the switch 4 and the time delay unit 7. Such a state of the switch can be applied only by the sensor driver 5. The principle of operation of the sensor driver 5 is to use the electrographic properties of the human body and the method of bringing the industrial AC network to consumers. Using one of the phases of the three-phase generator of the primary network and the neutral wire, and considering that in systems with a grounded neutral, “zero” is grounded, as in many other industrial installations and household installations, with your own legs through the transition resistance of clothes, shoes, floor coverings, etc. .P. always connected to "zero", with the hands being the end of this compound complex resistance. When a person touches with a bare hand one of the sensor plates 18'.18 ⁿ and, using the phase potential in the sensor switch circuit, the possibility of current flowing appears. If the industrial frequency of 50 Hz is used as the initial clock frequency, then the time of the "bounce" of the hand-plate contact is much less than 20 ms (the period of the industrial frequency), therefore, special measures for protection from the "bounce" are not required. When a hand touches the sensor plate for a short time, the sensor driver 5 generates a start pulse, which includes a node 4 — a signal generator of the switch, the latter includes a control key 3 and a bi-directional key 2, while starting the time delay unit 7. Node 7 allows the state of switching on of node 2 and load 1 fix for certain periods of time, after which a signal is generated to reset the touch switch to its original state. The circuit will be returned to its initial state ahead of schedule upon repeated short-term touch of the sensor plate. In this case, the time delay unit 7 will also be returned to its original state. The use of CMOS elements for constructing nodes will not require a stabilized auxiliary power source with the initial installation circuit 8.

В режиме включения сенсорный формирователь 5 обеспечивает резкий перепад напряжения с помощью делителя из шестого и седьмого резисторов 22 и 23, пятого конденсатора 21, третьего диода 20, ограничительного резистора 25, сигнал, подаваемый на вход второго триггера Шмидта 19 формирует на его выходе прямоугольный импульс напряжения, подаваемый через элемент НЕ 24 на D-вход второго триггера 17 формирователя сигнала коммутатора 4, сигнал с прямого выхода первого триггера 16 открывает через второй резистор 12 транзистор 9 ключа управления 3, срабатывает электромагнитное реле 10 и контактом 10' включает цепь управления двунаправленного ключа 2 и нагрузку 1. Формирователь тактовой частоты 6 преобразует с помощью пятого резистора 27 и четвертого конденсатора 28 входной сигнал промышленной частоты первого триггера 26 в последовательность прямоугольных импульсов, которые через первый элемент НЕ 29 поступают на вход синхронизации второго триггера 17 и первый вход элемента И-НЕ 30, выход которой подается на С-вход первого счетчика импульсов 31. Выходы третьего счетчика импульсов 33 в зависимости от разряда А, В, С, D обеспечивают различное время (например, в соотношении 1:2:4:8) нахождения нагрузки 1 во включенном состоянии. In the on mode, the sensor driver 5 provides a sharp voltage drop using a divider from the sixth and seventh resistors 22 and 23, the fifth capacitor 21, the third diode 20, the limiting resistor 25, the signal supplied to the input of the second Schmidt trigger 19 generates a rectangular voltage pulse at its output supplied through the element 24 to the D-input of the second trigger 17 of the signal shaper of the switch 4, the signal from the direct output of the first trigger 16 opens the transistor 9 of the control key 3 through the second resistor 12, the solenoid relay 10 and contact 10 'includes a bi-directional switch 2 control circuit and a load 1. Clock generator 6 converts the input frequency signal of the first trigger 26 into a series of square-wave pulses through the first element NOT 29 through the fifth resistor 27 and the fourth capacitor 28 the synchronization input of the second trigger 17 and the first input of the AND-NOT 30 element, the output of which is fed to the C-input of the first pulse counter 31. The outputs of the third pulse counter 33 depending on the category A, B, C, D provide a different time (e.g., in a ratio of 1: 2: 4: 8) finding the load 1 is turned on.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает переключение активной нагрузки переменного тока с помощью n сенсорных площадок от конкретных условий использования, возможность создания системы с различным временем нахождения под напряжением активной нагрузки, возможность работы по программе. Приведенные сведения подтверждают возможность осуществления предлагаемого изобретения. Thus, the proposed device provides switching the active load of the alternating current using n touch pads from specific conditions of use, the ability to create a system with different time spent under the voltage of the active load, the ability to work on the program. The above information confirms the feasibility of the invention.

Claims

1. Touch switch AC for active load, comprising a touch driver of clock frequency, the input of which is connected to the touch pad, a switch signal generator, an actuator, characterized in that n-1 touch pads are inserted into it, all touch pads connected in parallel between by itself, a time delay unit and an auxiliary power source with an initial installation circuit, and an actuator is made in the form of a control key, a bi-directional key, one output which is connected to the active load, another output to the phase wire of the AC network, the control electrode to the first output of the control key, the second output of which is connected to the first output of the auxiliary power source with the initial installation circuit, the second output of which is connected to the first input of the switch signal generator, the second input of which is connected to the output of the time delay unit, the first output with the control input of the control key, the second output with the third input of the time delay unit, the second input of which dklyuchen to the phase conductor, the third input of the signal switch is connected to the output of the clock input node and the first time delay, a fourth signal input of the switch connected to the sensor output driver.

2. The switch according to claim 1, characterized in that the control key contains a transistor, an electromagnetic relay with a contact, the first terminal of which is the first terminal of the control key, the second terminal of the contact through the first resistor is connected to the phase wire and to the collector of the transistor, the base of which the second resistor is connected to the control input of the control key, the second terminal of which is connected to the first terminal of the electromagnetic relay coil and to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the second terminal of the electromagnetic coil barely, and the emitter of the transistor.

3. The switch according to claim 1, characterized in that the auxiliary power supply with the initial installation circuit comprises a circuit from a first capacitor and a third resistor connected in series, the first lining of the first capacitor of the circuit connected to the first lining of the second capacitor, to the zener diode cathode and to the phase conductor AC circuit, the neutral wire of which is connected through the third capacitor to the first terminal of the fourth resistor, the second terminal of which is connected to the anode of the zener diode and to the cathode of the second diode, an d is connected to the second electrode of the second capacitor, a first terminal of the third resistor circuit and the first output of the auxiliary power supply, a second output connected to the second terminal of the third resistor and a second electrode of the first capacitor circuit.

4. The switch according to claim 1, characterized in that the time delay unit contains an AND-NOT element, the first input of which is the first input of the time delay node, the third input of which is connected to the second input of the AND-NOT element, the output of which is connected to the counting input of the first pulse counter, the output of which is connected to the counting input of the second pulse counter, the output of which is connected to the counting input of the third pulse counter, the output of which is the output of the time delay unit, the installation inputs of the first, second and third count Ikov pulses are combined and connected to the third input node time delay, the inputs permit the first, second and third counters, which are the second input of the time delay unit are combined and connected to the phase conductor.

5. The switch according to claim 1, characterized in that the clock driver comprises a first Schmidt trigger, the input of which is connected to the first output of the fifth resistor and to the first lining of the fourth capacitor, the second lining of which is connected to the phase wire of the AC network, the neutral wire of which is connected with the second output of the fifth resistor, the output of the first Schmidt trigger through the first element is NOT connected to the output of the clock frequency driver.

6. The switch according to claim 1, characterized in that the sensor pulse shaper contains a second Schmidt trigger, the input of which is connected directly to the cathode of the third diode, with the first lining of the fifth capacitor, with the first output of the sixth resistor and through the seventh resistor with the input of the sensor shaper, output the second Schmidt trigger is connected via an element NOT to the output of the sensor driver.

7. The switch according to claim 1, characterized in that the signal generator of the switch comprises an OR element, the first input of which is the first input of the driver, the second input is the second input of the driver, the output through the third element is NOT connected to the R-input of the first trigger, the direct output of which is the first output of the driver, the inverse output is the second output of the driver and is connected to the D-input of the first trigger, the C-input of which is connected to the direct output of the second trigger, the C-input of which is the third input of the driver, the D-input is four th input shaper, R- and S-inputs are connected to the S-input of the first flip-flop and a neutral conductor AC.