Переключающее устройство с сенсорным управлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1698 у 80 РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИНТ СССР ГОСУ ПОИ ПРИ Е ИЗОБРЕТЕНИ О 3 )г ),АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Авторское Свидетельство СССР М 961146, кл. Н 03 К 17/945, 1982.Авторское свидетельство СССР %1198747, кл, Н 03 К 17/04, 1984, (54) ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С СЕНСОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах ввода и вывода информации. Цель изобретения - повышение электробезопасности оператора, упрощение устоойства, повышение его помехоустойчивости и уменьшение эффекта "дребезга" - достигается за счет введения в устройства такоаграничивающего элемента 9, вклюценнога между корпусом устройства и отрицательным выводом блока питания, а также формирователя-интегоатора 11, элемента задержки 2 и второго ключа 7. Устройства содержит последовательно соединенные генерагар 1 и формирователь 3 импульсов, элемент И 4. первый ключ 5, светодиод 6 в металлостеклянном корпусе, блок 8 питания, сенсорный датчик 10 и счетный триггер 12, Сенсорный датчик 10 содержит первый и второй резисторы 13 и 14, а также КМОП элемент И 15. Токаограничивающий элемент 9 содержит третий резистор 16. Фор мирователь-интегратор 11 содержи 1 четвертый резистор7, диод 18, конденсатор 19 и элемент ИЛИ 20. 3 з,п. ф-лы, 1 ил.1 г нИэобоет",НИР ТОсф ( Л Гудь(1 айтехнике и может бытьсЛьзовано В устОойстВах БВОда и Вывода .1:Ормации.Целью изобретения 1.,лэтся пОВБш 8- ние электрОбезопаснасти пэратора, упрощ 8 ни 8 у(, рой ство, азы ш ение 8 ГОпомехоустойчивости и умен шение эффекта"дребезга" за счет овесения в устройстватокоограничива 1 аще о эле 48 нта, формирователя-интегратард, ,:гемен га задеря(ки иВТороГО КЛОЧВНа чертеже поизедена эле(трическаяфункциональная схема усГайства.устр(йсво со(ар(иг 1 сле;Оваель-гсоединенные генера гор 1, элемент 2 задор.жКИ и фарМирова ГеЬ 5 И Лр ОВ;:Л-,с 81 тИ 4, п 8 рвый ключ 5, снятО 31 чающий диод6 в металлостекглна 4 к(рпусе, второйКЛЮЧ 7, бЛОК 8 ПИТВНИЛ, тга,ООГранЛЧЛББЮЩий элемент 9, сенсаоны : Датчик 10, формировател ь-интегратор 11 и сче .н ыйтриггер 12, прямой Выход Отарага соединен с выходом устройства, Выход генера.ара 1 саеДин 8 н с Бтарьм В (гОм элемРнса 11(1, первый вход которого саедлнен с иверсным вьходом счетнага триггера 12, Бь:хадэл 8 мента 2 задерк(Р Соедин 8с Бхс,: 01управл 8 ния втава"0 клача , выкал каОраГО СОЕДИНЕН С аНОБОМ СББТГЦЛООа 6 БЫУОДформировател 3 икп льсав саедлнес БхаДОМ УПРВВЛЕНИЯ СЕгС:На,о,.;,СЧИКа.Кро 148 ТОГО, сеь" .рныл датчик 10адепжит первый и атосй рез;стары 13 и 14соа 86 16 Вен 10 а тлсх.6 1(М, 1 элрме гг / ,51 окооранчваащА эл 6;,8:, ,гежи треий ревистаО ". О,ФО 4 РОБатегЬ-А 18 Р",Ог 1 1 О.:60жит четв 8 ртьнл резистор, Д 1 ад 18, 1;ОнДенсатор 19 и элемент 1 г 1 О,УСТрОИСТБО ОБООТБЗТ СЛ;:,Гук.( Исл ааваЗОМ,Г 1 ри Отсутствли хасанлл сгертср. -, метадлиескога катода свет(1 и(ББ б, вилл 0.ЩЕГОСЯ С 6 НСОРгОЙ ПЛОШБДКОЙ, СБВТОДИОД Ботображает состояние.,четного триггера 12(ОстаяниР светавиОда б 011 ределе сяпервым ключам 5, управляесиым от тс 1 г ера12 через элемент И 4, ЗлеиБнт 2 задержкиВырабатывает кратковременнье импулсы,которые закрывают на время второй ключ 7и первый ключ 5 через элемент И 4, Частотаи скважность импугьсав генератора 1 выбираются таким оаразом, чтобы миганле светОдиода б практлчески не ВоспринималасьОператором, Моменты начала ваздействилпередние фронты) импульсов запиаанияПЕРВОГО И атараГО КЛЮЧЕЙ 5 И 7 ат ГЕНЕратара , сдвинуты во времени с ем, чтобы сначала происходила устанав,;а патенц 1 лаласенсора в исханое састалние 1 патециал сенсара при индикации положения триггера12 может принимать состояние дагической"1" или логического "0") В рассматриваемойсхеме исходным состоянием сенсора, ко(рое не вызывает переключения триггера 12,является состояние логического 0, Послеустановки исхОднОГО состояния на сенсорн ый датчик 10 от формирователя . поступает импульс, Гредназначенньй длястрабиравания ссстаЯния сенс: а "О времяЗаКРЫтОГО СОСтаянгл ПЕРВОГО И ВТОРОГО КЛЮчРЙ 5 и 7, 10 с(Ольку сесор находлтся Б, сСТОЛНЛ "Г" та Ба Б 8,4 Л Оааса Сенсопан 8 ВОзникает импульсов через сРнссрныйдатчик 1 О, фармиоаватель-ик гс;гратор 1; еБозбакгаетсд и тоиггер 12;18 из 48,лет "Ба"е "0 сагтОяния,При касании катода светодиода б потекБиал опер,;. Ора. Образс Ба- Ый .з счет галь -ганс "гй БЛЗ Сгта чКОнапряжения, проходит Бо Бремя запиранилпервого и этарага ключей 5 и 7 и опросаСВНСОСНОГО аТЧИКВ 10 И(.ПгЬСБМИ сарм,ООВа; ЕГ Я, На ВХОД сОР Раватедл-ЛНтЕГОБарэ 1 1 и абр. э,ъ - , а Бы,ОДположиельныл г ерепад напаял(ения переход 0 Г лагическагс0" к саглческой 1")К СсгОг .И З М . -Е т С С С О Я и И. ," т:. " Г 1 , Т Р и;глг;а 12 1 а Паз ИБОСа" ж 06, 1 Зче(-КОИпри:нс;й ессара(га эффекта являетсяпро(ах(де 118 тсл(а от апердтара через сенсор.й датик 10 :.а вход усилителя, ролька Орс О Б данном с;лучзР, Бы "10 лняат эле;.:,81 ть "=: и О,:сли Оператор заземлен з40;Аенк-саил, та еаез нег Пс ечет то(1;,.КИ, саЧ д ИтагИЛ БХСГСД СОПРОТБг ГС- Гг 01(. д. Ч( .а 10 Катод Сват( СсС г а 1 Те О Оп. Батораг, ,а г а Н и :Б а0 щ-,Л Е М Е1 С К С р П уС1001 ства, За Бремя касания агератаро 4 каТгда ( Бе;с Диода 0 18;-ЕРатзРМожетРь 0800 анесколько"рладаА 4 гуьсов.таас искл ачить мн(га;ратнь 6 переключения трс"Ра 12 Яьвегж(-" фаамиаавате(1 я"интегратора 11 Бь.сираесся аальшейпериода колебаний генератора 1, 1 ри гОСтуПЛБНИИ 0 Время БьДеря(КИ ВТаро; 0 ИМпульса ил пакета импульсаВ) нафООМИРОББТЕЬ-ИНТБГРа ГОР 10 " СеНСОРНОго датчика 10 вьдержка фармиоователя-лнгегратора 11 соответственно удлиняется,Яким Обрсзом, прА г 1 раДОлжительнам кдсаНИИ СЕНСОра трИггер 12 ПЕОЕКЛЮЧБЕтСя ВСЕго адин раз,Формирователь-интегратор , функционирует следующим Образа 4,Б ИСХОДНОМУССОЙЧИЕЗ) СОСТОЯНИИ Гагенциал входа элеменга И.гИ 20 равен "0",так как на его ахс;д через четвертый Оези.стар 17 поступает урааеь дагическога "0",20 25 35 Конденсатор 19 разряжен до нуля, посколь-, ку оба ега вывода имеют одинаковый (нулевой) потенциал. При поступлении на вход формирователя-интегратора 11 импульса (кратковременного сигнала логической "1") происходит заряд конденсатора 19. При этом выход элемента ИЛИ 20 остается в состоянии логического "0" (если ток заряда конденсатора не превышает нагрузочкой способности элемента ИЛИ 20), а потенциал входа элемента ИЛИ 20 возрастает, Па прекращении импульса происходит медленный разряд конденсатора 19 через четвертый резистор 17, поскольку он выбирается большим и определяет постоянную времени накопления (интегрирования). Если в результате накопления импульсов (зарядав) на конденсаторе 19 потенциал входа элемента ИЛИ 20 превысит его порог, то произойдет повышение выходного потенциала и за счет положительной обратной связи через конденсатор 19 возникнет регенеративный перескок схемы в состояние, при котором на выходе элемента ИЛИ 20 - лог, "1", на входе элемента ИЛИ 20 - потенциал, превышающий уровень лаг. 1" навеличину напряжения заряда конденсатора 19, равного порогу переключения элемента ИЛИ 20. Выдержка (время нахождения схемы в неустойчивом состоянии) будет определяться перезарядом конденсатора 19 через четвертый резистор 17, и ри котором потенциал входа элемента ИЛИ 20, падая, достигает порога переключения элемента ИЛИ 20 и произойдет регенератиеный переброс потенциала ега выхода в состояние лог. "0", Если ва время выдержки схемы на вход формирователя-интегратора 11 будут поступать дополнительные импульсы, то будет происходить падзаряд конденсатора 19 и соответству.ащее увеличение выдержки, которая закончится только после прекращения импульсов и завершения перезаряда конденсатора 19.Формирователь-интегратар 11 необходим для устранения многократного переключения счетного триггера 12 от импульсов коммутации светодиода 6, обеспечивающих рабату ега в качестве сенсара. При этом регенеративный характер его переключения обеспечивает правильную работу счетного триггера 12, а интегрирующие свойства - помехоустойчивость и устранение эффекта "дребезга".Такаограничивающий элемент 9 ограничивает ток и напряжение сенсорного входа до величин, безопасных для оператора, которые определяются параметрами соответствующих стандартов по электробезопасности (например, ГОСТ 12.1.038 "Электробезапасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и таков" или ГОСТ 12.2,066-83 "Аппаратура радиоэлектронная бытовая. Требования безопас- ности и методы испытаний").Элемент 9 представляет собой тре.ий резистор 16. Формула изобретения 1, Переключающее устройство с сенсорным управлением, содержащее корпус, блок питания, светоизлучающий диод в металлостекляннам корпусе, сенсорный датчик, генератор, первый ключ, элемент И, счетный триггер и формирователь импульсов, причем катод светодиода соединен с токовым входом первого ключа и информационным входам сенсорного датчика, выход счетного триггера соединен с первым вха- дом элемента И, отличающееся тем, чта, с целью повышения электрорезапасности оператора., упрощения устройства, псвышения ега помехоустойчивости и уменьшения эффекта "дребезга", в него введены такааграничивающий элемент, формирователь-инт.гратар, элемент задержки и второй ключ, при-ем выход сенсорного датчика через формирователь-интегратор подключен к входу сче-нога триггера, ьыхад г:нерэгора подключен к второму входу злеменга И и через элемент задержки - к входу формирователя импульсов и входу управления второго ключа, токовый вход которого педлючен к положительному выводу блока питания, а выхсд подключен к аноду светодиода, выход формирователя импульсов подключен к входу управления сенсорного датчика, выход элемента И подключен к вхадууправления первого ключа, выход которога подключен к отрицательному выводу блока питания и через токоаграничивающий элемент - к корпусу устройства.2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, чта сенсорный датчик содержит первый и второй резисторы и КМОП элемент И, причем информационный ехад сенсорного датчика через первый резистор подключен к первому входу КМОП злемечта И и через второй резистор подключен к положительной шине блока питания, второй вход КМОП элемента И подключен к входу управления сенсорного датчика, а выход КМОП элемента И подключен к выходу сенсорного датчика.З.Устройства поп. 1, атл и ча ю щеес я тем, что такоограничивающий элемент выполнен в виде третьего резистора, выводы которого подключены к одноименным выводам токаограничивающего элемента,1698980 Составитель Е,Бреславец7 ехред 14,ЬЬргентал Корректор З,Лончакова Заказ 4401 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГЮТ С:ГР 113035, Москва. Ж 35, Раулская наб., 4/5 Производственно-иэдательский комбина "Патент", г. Ужгородул.Гагарина, 101 4. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что формирователь-интегратор содержитдиод, элемент ИЛИ, четвертый резистор и конденсатор, включенный параллельно элементу ИЛИ, четвертый реэистор подключен параллельно диоду. анод которого подключен к вхбду. формирователя-интегратора, а катод подключен к входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к 5 выходу формирователя-интегратора.