Сенсорное устройство управления

(51) 4 Н.ОЗ К 17/9 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯд ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ зи цио 2 ил. Ж ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Йаучно-исследовательский институт прикладной геоде и(56) Авторское свидетельство СССР У 575773, кл. Н 03 К 17/945, 1976.Авторское свидетельство СССР 9 665402, кл. Н 03 К 17/00, 1977. (54) СЕНСОРНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использо вано в устройствах ввода и вывода информации. Сенсорное устройство управления содержит тактовый генератор 1, элементы И-НЕ 7,8, сенсорные ячейки 2-5,каждая из которых состоит из нсорной площадки (15-18)в виде прямоугольных пластин, распо"ложенных в углах прямоугольника в одной плоскости и отделенных друг отдруга зазором, обеспечивающим элект"рическую изоляцию их друг от друга,и резистора (11-14), распределиТель 6импульсов, интеграторы 9,10 в видеВС-цепочек, построенных иэ резисторов 28,29 и конденсаторов 30,31 соответственно. СЯ 2,4,5 содержит элементы И-НЕ 19-21 соответственно, СЯ 2-4 элементы ИЛИ 22-24 и инверторы 25-27соответственно. Сенсорное устройствоуправления имеет расширенные функнальные воэможности. 3 з,п.ф-лы,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в 1 стройствах ввода и вывода информации. .5Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем осуществления зависимости величины амплитуды выходных сигналов от номера сенсорной площадки при каса нии последнейа также создание клавиатуры управления положения объекта йа экране дисплея одним пальцем оператора за счет определенного расположения сенсорных площадок устройства 15На фиг,1 представлена электрическая функциальная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - расположение Сенсорных площадок,Сенсорное устройство управления 20 одержит тактовый генератор 1, перую, вторую, третью и четвертую сенсорные ячейки 2-5, распределитель 6 Импульсов, первый и второй элементы И-НЕ 7 и 8, первый и второй интег раторы 9 и 10.Каждая сенсорная ячейка 2-5 содержит резисторы 11-14, первый вывод которого является входом ячейки, а второй вывод соединен с сенсорной площад-,30 1 ой 15"18. Первая 2, третья 4 и четвертая 5 сенсорные ячейки содержат лементы И-НЕ 19-21, первые входы ко вторых соединены с сенсорными площадками 15,17 и 18, Первая 2, вторая 3 И третья 4 сенсорные ячейки содержат элементы ИЛИ 22-24 и инверторы 25-27. Причем первые входы элементов ИЛИ 22- 24 соединены с сенсорными площадками 15-17 ячеек, а вторые входы эле ментов ИЛИ 22-24 через инверторы 25- 27 подсоединены к входам ячеек 2-4. Входы ячеек 2,4 и 5 соединены соответственно с вторыми входами элементов И-НЕ 19-21 этих ячеек, 45 Выход тактового генератора 1 соединен с входом распределителя 6 импульсов, выходы которого соединены с входами сенсорных ячеек 2-5 соответ 50 ственно, Выходы инверторов 9-1 О являются выходами устройства. Входы.интеграторов 9 и 10 подсоединены соответственно к выходам элементов И-НЕ 7 и 8. Входы первого элемента И-НЕ 7 подключены к выходам элементов ИЛИ 2255 и 23 первой 2 и второй 3 и выходам элементов И-НЕ 20 и 21 третьей 4 и четвертой 5 сенсорных ячеек. Входы второго элемента ИЕ 8 специнены свыходами элементов И-НЕ 19 и 20 первой 2 и четвертой 5 и выходами элементов ИЛИ 23 и 24 второй 3 и третьей 4 сенсорной ячеек соответственно,Распределитель 6 импульсов можетбыть построен на счетчике с дешифратором.В качестве интеграторов 9 и 10могут быть использованы КС-цепочки,построенные из резисторов 28 и 29 иконденсаторов 30 и 31,Сенсорное устройство управленияработает следующим образом.В исходном состоянии генератор 1вырабатывает прямоугольные импульсы,поступающие на вход распределителя,С выхода распределителя 6 импульсы,сдвинутые относительно друг друга пофазе поступают на входы сенсорныхячеек 2-5. Поскольку в исходном состоянии оператор не прикасается к сенсорным площадкам 15-18, то емкостьпоследних относительно земли мала,задержка импульсов на КС-цепочках,образованных сопротивлениями резисторов 11-14 и емкостями сенсорных площадок 15-18 незначительна. В результатена входы элементов ИЛИ 22-24 импульсныесигналы поступают в противофазе,и, следовательно, на их выходах поддерживается потенциал логической "1". На входы же элементов И-НЕ .19-21 посту- пают сигналы, совпадающие по фазе. Следовательно, на их выходах наблюдаются импульсы, инверсные по отношению к входным. Поскольку на каждыйэлемент И-НЕ 7 и 8 поступают сигналыс двух элементов ИЛИ,22 и 23 и двухэлементов И-НЕ 20 и 21,то выходнойсигнал каждого из элементов И-НЕ 7 и 8в исходном состоянии представляет изсебя некоторую последовательностьимпульсов. Проходя через интеграторы 9 и 10 эти импульсы преобразуются в потенциальные сигналы, имеющие определенную величину. В результате висходном состоянии устройство вырабатывает выходные сигналы, характеризующие начальные координаты управляемого объекта на плоскости.При прикосновении оператора к какой-либо сенсорной площадке 15-18 в образуемую ею ВС-цепь вводится дополнительная емкость, При этом задержка фронтов импульсов на этой цепи существенно возрастает. В результате на выходах элементов ИЛИ 22-24 появ 140,%1ляется отрицательные импульсы, длительность которых определяется величиной задержки сигнала на ВС-цепи,а на выходах элементов И-НЕ 19-21происходит уменьшение длительностиформируемых отрицательных импульсов.При этом скважность получаемых навыходах элементов И-НЕ 7 и 8 положительных импульсов изменяется, такпри касании площадки 15 первой сенсорной ячейки 2 она увеличиваетсяна выходе элемента И-НЕ 8 и уменьшается на выходе элемента И-НЕ 7 прикасании площадки 16 второй сенсорнойячейки 3 уменьшается скважность пообоим выходам, касание площадки 17третьей ячейки 4 приводит к увеличению скважности выходного сигнала напервом 7 и уменьшению на втором 8элементах И-НЕ, касание площадки 18 5 10 20 ность на обоих выходах. В результате в первом случае величина выходного потенциала по выходу У" возрастает, 25 15 четвертой ячейки 5 увеличивает скважа по выходу Х" уменьшится, во втором случае возрастают оба выходныхсигнала, в третьем случае потенциалпо выходу Х возрастает, а по "У"уменьшается, в четвертом случае оба 30 сигнала уменьшаются. В итоге при прикосновении к первой 15, второй 16,третьей 17 и четвертой 18 сенсорнойплощадке выходной сигнал устройства изменяется таким образом, что отражает изменение координат точки, перемещающейся в плоскости прямоугольнойсистемы координат вдоль биссектрисЧ 1, 1, 11 и 111 квадрантов соответственно,40 Поскольку величина вносимой оператором.емкости в некоторых пределахпропорциональна площади соприкосновения его с сенсорной площадкой, то от нее также оказываются зависящими величины выходных сигналов "У" и "Х",В результате появляется возможность,изменяя поверхность контактированияодновременно со всеми площадками,произвольно управлять изменением координат перемещаемого объекта на экране дисплея, При расположении сенсорных площадок, как показано на 50 ветствие положения центра поверхности касания (заштрихованная область)и положения управляемого объекта относительно координатных осей,фиг.2, обеспечивается примерное соотформула изобретения 1. Сенсорное устройство управления, содержащее тактовый генератор, первый и второй элементы И-НЕ, первую, вторую, третью и четвертую сенсорные ячейки, каждая из которых состоит из сенсорной площадки и резистора, а первая, третья и четвертая сенсорные ячейки содержат элемент И-НЕ, причем входы всех сенсорных ячеек через соответствующие резисторы соединены с соответствующими сенсорными площадками и в первой, третьей и четвертой сенсорных ячейках также с первыми входами соответствующих элементов И-НЕ, инверсньп выход четвертой сенсорной ячейки соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональ-. ных возможностей .путем осуществления зависимости величины амплитуды выходных сигналов от номера сенсорной площадки при касании последней, .в него введены распределитель импульсов, первый и второй интеграторы, в первую, вторую и третью сенсорные ячейки введены элементы НЕ и ИЛИ, причем в первой и третьей сенсорных ячейках вход элемента НЕ подключен к входу ячейки и второму входу элемента И-НЕ, выход элемента НЕ - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к сенсорной площадке, выход элемента ИЛИ подключен к неинвертирующему выходу ячейки, а выход элемента И-НЕ - к инвертирующему выходу ячейки, во второй сенсорной ячейке вход элемента НЕ подключен к входу ячейки, выход элемента НЕ - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к сенсорной площадке, а выход элемента ИЛИ - к выходу ячейки, в четвертой сенсорной ячейке вход ячейки подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход которого подключен к выходу ячейки, неинвертирующий выход первой сенсорной ячейки подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, инвертирующий выход первой сенсорной ячейки - к второму входу второго элемента И-НЕ, выход второй сенсорной ячейки подключен к второму входу первого эле.мента И-НЕ и третьему входу второго элемента И-НЕ, инвертирующий выход третьей сенсорной ячейки подключен/55ВНИИПИ Гопо делам113035, Моск Тираж 9ударственизобретеа, Ж,Заказ 3 Подписноомитета СССР ии и открытий аушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ктн к третьему входу первого элемента И-НЕ, неинвертирующий выход третьей сенсорной ячейки - к четвертому входу второго элемента И-НЕ, выход чет", вертой сенсорной ячейки - к четвертому входу первого элемента И-НЕ, вы" ход которого через первый интегратор подключен к выходу У устройства, а выход второго элемента И-НЕ через 10 второй интегратор - к выходу Х уст" ройства, выход генератора - к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к входам соответствующих сенсорных ячеек. 152. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что распреде;литель импульсов состоит из последовательно соединенных двоичного счетчика и дешифратора, причем вход счет чика соединен с входом распределителя импульсов, а выходы дешифратора соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый интегратор состоит из КС-цепочки, причем вход интегратора через резистор соединен с выходом интегратора и первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с общей ши" ной.Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью создания клавиатуры управления поло" жения объекта на экране дисплея одним пальцем оператора, сенсорные пло щадки выполнены в виде прямоугольных пластин, расположенных в углах прямоугольника в одной плоскости и отделенных друг от друга зазором, обеспе чивающим электрическую изоляцию их ,друг от друга.