TECLADO PARA MAQUINAS DE VENTA DE PRODUCTOS
D E S C R I P C I O N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un teclado para máquinas de venta de productos, en adelante denominadas máquinas de "vending" , que incorporan una serie de teclas o pulsadores cuya actuación manual lleva consigo la actuación de los mecanismos correspondientes mediante los que se dispensa el producto seleccionado, es decir el mostrado en la tecla o pulsador que ha sido accionado.
Es objeto de la invención proporcionar un teclado para el tipo de máquinas referido con anterioridad, que se basa en una matriz de sensores de proximidad en los que el emisor y receptor de cada sensor está determinado por láminas de film translúcido conectadas eléctricamente a un circuito impreso con los componentes electrónicos que permitan detectar la presencia del dedo del usuario, todo ello de manera tal que mediante una fuente de iluminación dispuesta por detrás del circuito impreso se proporciona la oportuna iluminación del frente del panel, viéndose el teclado desde el exterior.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las máquinas de vending dispensan artículos o productos tales como botes de bebida, productos comestibles, etc, de manera que puedan funcionar solas y sin necesidad de un empleado, estando expuestas a usuarios que a veces realizan actos de vandalismo sobre la propia
máquina, pasando por intentos de fraude y robos más o menos sofisticados, produciéndose así mismo derrames de líquidos por un mal uso o actos de gamberrismo que conlleva la correspondiente suciedad de los teclados o pulsadores.
Este tipo de máquinas deben hacer una publicidad directa del producto que se vende, por lo que deben ser atractivas visualmente y con una buena iluminación de los logotipos o etiquetas de los productos en venta.
Igualmente, es interesante que los teclados se puedan configurar a medida de clientes especiales (grandes distribuidores) , cambiando el número y tamaño de las teclas sin tener que realizar inversiones muy grandes en útiles de fabricación, concretamente en troqueles o moldes .
Los problemas fundamentales que presentan este tipo de máquinas concierne a las teclas de selección de los productos, así como a las pantallas de información de precios, crédito, etc, existiendo varias soluciones para paliar o solucionar esa problemática.
Concretamente, las máquinas de vending incluyen unos teclados electromecánicos que pueden estar formados por pulsadores soldados sobre un circuito impreso, o bien mediante teclas de silicona que cierran contactos en un circuito impreso, incluso con teclados de membrana.
Cuando se utilizan pulsadores soldados sobre circuito impreso, es necesario un botón externo que presione al pulsador, lo que obliga a inversiones en moldes de piezas de plástico que no se pueden modificar fácilmente, existiendo además problemas de estanqueidad y
problemas de suciedad en las ranuras de las teclas.
Cuando se utilizan teclas de silicona, si bien supone una solución muy económica, presenta también inconvenientes como los referidos con anterioridad.
La utilización de teclados de membrana presenta determinadas ventajas tales como su óptima estanqueidad y facilidad de limpieza, aunque presentan el inconveniente de que son poco resistentes ante actos de vandalismo, pudiéndose quemar o rasgar con bastante facilidad.
Por otro lado, en electrodomésticos, concretamente en vitrocerámicas, se conocen teclados con sensores de proximidad en cada tecla, y cuyos sensores pueden ser de reflexión de luz infrarroja o sensores de perturbación de campo eléctrico, también llamados en este último caso capacitivos .
Son conocidas las ventajas de los sensores de perturbación de campo eléctrico, aunque esas ventajas son válidas para el tipo de electrodoméstico anteriormente referido, mientras que en su aplicación sobre máquinas vending presentan varias limitaciones o inconvenientes entre los que se puede citar los siguientes:
El espesor máximo del panel a través del que se detecta el dedo es muy pequeño, con lo que el alcance de detección es reducido. - Ante un cambio de las condiciones ambientales de temperatura y humedad, la lectura varía, con los problemas e inconvenientes que ello supone .
En determinados casos la lectura en algunos tipos de sensores se ve afectada por la puesta
en tierra de la máquina y por el aislamiento entre el usuario y la tierra eléctrica (suelos y zapatos aislantes disminuyen la efectividad del sensor) .
No es posible la iluminación desde la parte posterior de las etiquetas de productos y precios .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El teclado que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, pudiendo ser aplicado con total eficacia en máquinas vending que es para lo que ha sido previsto el teclado en cuestión.
Más concretamente, el teclado de la invención, basándose en la detección de la perturbación de campo eléctrico producida por el cuerpo humano, siendo el funcionamiento de tipo capacitivo, comprende una matriz de sensores de proximidad, uno para cada función o tecla prevista en la máquina, incorporando cada sensor unas láminas de film translúcido y de naturaleza conductora que quedan situadas por detrás del frontal de vidrio o plástico transparente de la máquina y en conexión con un circuito impreso situado por detrás, soportando éste los correspondientes componentes electrónicos para el correcto funcionamiento del conjunto.
Los componentes electrónicos forman un circuito diseñado especialmente para conseguir una gran sensibilidad de la detección y una autocalibración del sistema que lo hace inmune a la variación de las condiciones.
El teclado se complementará además con unas fuentes de iluminación dispuestas detrás del circuito impreso y que atraviesan las láminas de film traslúcido, viéndose desde el exterior del teclado, previéndose para ello ventanas en el correspondiente circuito impreso para que a través de ellas pueda pasar la luz emitida por esas fuentes de iluminación y alcanzar, a través de las láminas de film traslúcido, la parte frontal, o lo que es lo mismo el panel transparente previsto frontalmente, que será de gran espesor para proporcionar una buena protección contra factores externos y efectos vandálicos.
Cada uno de los sensores de proximidad establecidos en la matriz de sensores, tendrá la medida concreta de las etiquetas estándar empleadas en máquinas vending, para mostrar productos en venta, de forma que el usuario hace la selección colocando el dedo sobre el panel, concretamente en la zona de la etiqueta del producto, aunque pueden realizarse teclas de formas y tamaños muy variados con la misma estructura base.
En cualquier caso, las láminas constitutivas del emisor y receptor de cada sensor podrían estar incluidas en el propio circuito impreso que, en este caso, no estaría afectado de ventanas ya que la luz emitida por las fuentes de iluminación incidiría directamente sobre las láminas del emisor y receptor.
También podrían asociarse entre sí, mediante programación, varios sensores de la matriz, actuando así como un único elemento. Esto permitiría por ejemplo realizar teclados de etiquetas de diferentes dimensiones con el mismo soporte físico.
El circuito electrónico de detección o presencia
del dedo, está formado por un microprocesador conectado a unas resistencias, amplificadores y comparador, en paralelo con un condensador de referencia, de manera que ese circuito de detección trata al emisor y receptor que componen el sensor como un condensador de capacidad variable, de manera que la variación de dicha capacidad se establecerá al cambiar el dieléctrico que lo rodea, como sucede cuando se aproxima el dedo a un elemento que modifique el campo eléctrico.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1. - Muestra una vista en sección esquemática del panel frontal en el que está establecida la matriz de sensores de proximidad objeto de la invención.
La figura 2. - Muestra una vista ampliada y en sección de la realización de un sensor de proximidad, realizado de acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 3.- Muestra, finalmente, el esquema correspondiente al circuito electrónico de detección de proximidad del dedo.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el teclado para máquinas vending objeto de la invención, incluye una matriz de sensores de proximidad que detectarán la variación del campo eléctrico generada al aproximar el dedo al correspondiente panel frontal y transparente (1) , que es de notable grosor, tras el cual van dispuestas las etiquetas de producto (2) y de precio (2 ' ) , y tras éstas un film traslúcido (3) formando el emisor y receptor, sobre un circuito impreso (4) que soporta los componentes electrónicos, y entre ellos el circuito de detección representado en la figura 3.
En la forma concreta representada en la figura 2 se deja ver lo que sería la constitución de un sensor de proximidad, situado detrás del grueso panel frontal y traslúcido (1) , en donde el emisor y receptor están formados por las láminas traslúcidas (3 ' ) y (3 ' ' ) cuyas medidas se corresponderán con las de la etiqueta del producto utilizado en este tipo de máquina vending, etiquetas (2) y (2 ' ) que quedarán situadas entre esas láminas o film de material traslúcido (3 ' -3 ' ' ) y la cara posterior del grueso panel frontal (1) .
Las comentadas láminas o film (3 '-3' '), que son conductoras, están eléctricamente conectadas al circuito impreso (4), a través de zonas conductoras (5) y porciones de pegamento conductor (6) , tal y como se representa en la figura 2.
El circuito impreso (4) está afectado de ventanas (7) para permitir el paso de la luz emitida por una fuente de iluminación (8), como se representa en la figura 1, para poder iluminar, a través de las láminas o film
traslúcido (3 ' -3 ' ' ) , la parte frontal del sensor, o lo que es lo mismo las etiquetas (2) y (2') situadas frontalmente .
El circuito de detección de presencia del dedo (9) ante el panel frontal (1) , es el representado en la figura 3 , circuito que trata al emisor y receptor formado por los film o láminas traslúcidas (3 ' -3 ' ' ) constitutivos del propio sensor, como un condensador de capacidad variable referenciado con (10) en esa figura 3, el cual está formado por un área conductora rodeada por una espira (11) también conductora, de manera tal que las dimensiones de ese sensor pueden corresponderse con las de la etiqueta estándar de las máquinas de vending, aunque pueden hacerse sensores de distintos tamaños y formas.
En cualquier caso, la capacidad de ese condensador (10) varía al cambiar el dieléctrico que lo rodea, como sucede cuando se aproxima el dedo o algún elemento que modifique el campo eléctrico, estableciéndose la medida de la capacidad mediante el circuito mostrado en la figura 3, el cual incluye un microprocesador (12) , una pareja de amplificadores (13) y (13'), un comparador (14), así como las resistencias (Rl, R2) y condensador de referencia (C) , todo ello de manera que el sensor (10) se carga con cada impulso (15) que recibe, descargándose a continuación a través de la resistencia (Rl) .
Mientras dura la descarga del sensor (10) a través de la resistencia (Rl) , se realiza la carga del condensador de referencia (C) , a través de la resistencia (R2) , de manera que el tiempo de carga de ese condensador (C) en cada impulso dependerá de la capacidad del sensor (10) .
Al acercar el dedo (9) al sensor, la capacidad de éste aumenta y los tiempos de carga del condensador (C) son más largos, alcanzando el nivel de carga programado con un número de impulsos menores.
Los impulsos (15) son enviados al sensor (10) desde el microprocesador (12) , de manera que a medida que se reciben los impulsos el condensador (C) se va cargando como se ha dicho con anterioridad, hasta que se alcanza un nivel de tensión determinado en el comparador (14) , recibiéndose la señal obtenida en el microprocesador (12), todo ello de manera tal que el número de impulsos enviados por este último, hasta obtener la señal de "condensador cargado" , es el dato que permite detectar con precisión la aproximación del dedo al sensor.
El número de impulsos enviado a cada sensor, hasta que se recibe la señal del comparador (14) , recibe a continuación un tratamiento matemático que permite calcular las variaciones producidas entre la última lectura y una media aritmética ponderada de las lecturas anteriores, y cuya media ponderada va variando de forma continua, adaptándose lentamente a los cambios del sistema debidos a variaciones de temperatura, humedad, cambios de etiquetas, etc, pudiéndose considerar por lo tanto que el sistema se autocalibra compensando automáticamente las variaciones al cabo de un cierto tiempo.
Finalmente, decir que el ajuste se realiza a diferente velocidad cuando la señal recibida aumenta o disminuye, de forma que la variación producida al dejar un dedo apoyado sobre una tecla o sensor, se compensa más lentamente que la variación producida al retirar el dedo, lo cual tiene su importancia puesto que combina una máxima sensibilidad con un tiempo de ajuste producido.
Entre las ventajas y mejoras que supone el teclado descrito, pueden citarse como más importantes las siguientes :
1. - Se consigue un teclado sin contacto físico, y por lo tanto sin desgaste de piezas móviles o contactos eléctricos .
2.- Facilidad de limpieza del panel frontal, ya que es un panel liso de vidrio o metacrilato transparente sin obstáculos.
3.- Robustez del sistema frente a vandalismo, ya que el único elemento accesible es el panel frontal y éste es grueso y resistente.
4.- Versatilidad para cambiar distribuciones de tamaño de tecla sin necesidad de modificar moldes ni troqueles, siendo necesario únicamente diseñar un circuito impreso nuevo.
5.- Posibilidad de iluminar el teclado y las correspondientes etiquetas de productos o precios asociadas a los pulsadores, desde la parte posterior, en virtud de la transparencia de los elementos traslúcidos que constituyen los film o láminas conductoras constitutivas del emisor y receptor de sensor.
6.- Lecturas fiables, en virtud de que la captación es insensible a las condiciones ambientales de temperatura y humedad, como consecuencia de la especial constitución di circuito de detección.