Сенсорный переключатель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ц 961146(23)приоритет Вкударстеснай кветет СССР ео делан изобретений н етхркткйДата опубликования описания 23, 09 . 82(54) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 1Изобретение относится к импульс-, ной технике и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике, в частности в устройствах ввода информации в ЭВИ, в тастатурных телефонных номеронабирателях, а также в .радио- и телеаппаратуре, в качестве бесконтактных электронных переключателей, срабатывающих от прикосновения пальцем.Известен сенсорный переключатель, содержащий контактную площадку, выпол ненную на двух электродах, один из которых подключен к выходу генератора импульсов, и логическую схему детектирования 11 1.т 5Недо ст ат ки этого ус т рой ст ва - сложность и низкая надежность.Наиболее близким к изобретению техническим решением является сенсор-.но ный переключатель, содержащий задающий генератор с двумя противофазными выходами, один из вторых через резистор соединен с сенсорной площад 2кой, подключенной к входу управляющего элемента, второй вход которого подключен к другому выходу генератора, а выход управляющего элемента соединен с входом переключающего элемента, к выходу которого подключена нагрузка 2 1.Недостаток этого сенсорного переключателя - невысокая надежность работы.Для достижения цели в сенсорный . переключатель, содержащий контактную площадку, первый электрод которой подключен к выводу резистора и через управляющий элемент - к первому входу переключающего элемента, выход которого соединен с нагрузкой, введены конденсатор и инвертор, причем втдрой электрод контактной площадки соединен с общей шиной и через конденсатор - с входом управляющего элемента, выход которого через инвертор подключен к второму входу переключающего элемента, при этом другой вывод, -Зк 3 961146 резистора соединен с положительной шиной источника питания.Кроме того, управляющий и переключающий элементы и инвертор выполнены на комплементарной МОП логике.На чертеже представлена функциональная схема сенсорного переключателя.Устройство содержит контактнуюплощадку 1, выполненную на двух элек О тродах, один из которых соединен собщей шиной 2 и конденсатором 3, а другой электрод соединен с входом управляющего элемента 4 и выводом резистора 5, второй вывод которого 15 соединен с положительной шиной 6 источника питания. Выход управляющего элемента 4 соединен с входом инвертора 7 и первым входом переключающего элемента 8, второй вход которого сое динен с выходом инвертора 7, а выход переключающего элемента 8 подключен к нагрузке 9.Сенсорный переключатель может быть построен на комплементарной МОП логи ке типа ИЛИ-НЕ или И-НЕ. При этом управляющий элемент 4 включается по схеме НЕ, а в качестве переключающего элемента 8 можно использовать, В 5-триггер, реализованный на двух элементах логики указанного выше типа. Применение разрезной контактной площадки 1, состоящей из двух электродов, один из которых заземлен, позволяет обеспечить надежную защиту К-МОП микросхем35 от статического электричества при касании пальцем площадки 1.Устройство работает следующим образом.Когда нет касания пальцем парыЮ электродов контактной площадки 1, на входе управляющего элемента 4 присутствует плюсовое напряжение источника питания, соответствующее уровню логической единицы. С выхода управляющего45 элемента 4 проинвертированный входной сигнал в виде логического нуля поступает на вход инвертора 7- сигнал логической единицы поступает на второй вход переключающего элемента 8 и переводит его выход в состояние ло. гического нуля, при этом отсутствуеткоммутация нагрузки 9.При касании пальцем пары электродов контактной площадки 1 на участке между входом управляющего элемента 4 и общей шиной 2 включается сопротивление кожи пальца оператора и, следовательно, напряжение на входе 4управляющего элемента уменьшится отвеличины "+" источника питания довеличины где Чи и- напряжение источника питания устройства;3 - величина тока протекающегопо цепи: шина источника питания 6 - резистор 5 - первый электрод контактной .площадки 1 - сопротивлениеучастка кожи пальца оператора - второй электрод контактной площадки 1 - общаяшина 2;г - сопротивление участка норкмальной сухой кожи пальцаоператора.Данная величина напряжения, присутствующая на входе управляющего элемента 4, для комплементарной МОП логики является логическим нулем, что переведет управляющий элемент 4 из состояния логического нуля в состояние логической единицы, которое инвертируется инвертором 7. Наличие логической единицы на первом входе и логического нуля на втором входе переключающего элемента 8 переведет его выход из состояния логического нуля в состояние логической единицы и произведет коммутацию нагрузки 9Для устранения эффекта дребезга, которыйможет наблюдаться при недостаточно надежном касании пальцем оператора пары электродов контактной площадки 1, служат инвертор 7 и переключающий элемент 8. Резистор 5 является ограничивающим, а конденсатор 3 характеризует время срабатывания сенсор- ного переключателя, т. е, время возврата схемы в исходное состояние после снятия пальца с пары электродов контактной площадки 1, а также формирует крутые фронты импульса на нагрузке 9.Таким образом, в данном устройстве одна элементарная ячейка построена в одном корпусе комплементарной МОП-микросхемы типа 4 ИЛИ-НЕ или 4 И-НЕ, резисторе и конденсаторе, что повышает надежность и значительно уменьшает габариты, Кроме того, выполнение сенсорного переключателя на комплементарной МОП логике позволяет снизить (приблизительно в 100 раз) потребление мощности от источника питания.5 9611формула изобретения 1. Сенсорный переключатель, содержащий контактную площадку, первый электрод которой подключен к выводу резистора и через управляющий элементк первому входу переключающего элемента, выход которого соединен с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежно- О сти, в него введены конденсатор и инвертор, причем второй электрод контактной площадки соединен с общей шиной и через конденсатор - с входом управляющего элемента, выход которо ю го через инвертор подключен к второму 46 6входу переключающего элемента, приэтом другой вывод резистора соединенс положительной шиной источника пита-,ния.2, Переключатель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что управляющийи переключающий элементы и инверторвыпблнены на комплементарной МОП логике. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент франции Н 2326083,кл. Н 03 К 17/00, 27.05 77 2. Авторское свидетельство СССР й 665402, кл. Н 03 К 17/945, 04.0177Составитель Л. Захароваедактор Н. Джуган Техред С. Мигунова Корректор Н. Бурякг е е е ее ее е еее гееаказ 7319/76 В ефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Ф Тираж 959 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва, Же 3Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5