Сенсорный переключатель

щ 892727 Союз Сееетских Социалистических Республик(51) М. Кл.з Н 03 Х 17/945 с присоединением заявки ЙУ Государствениый омитет СССР яо делам нзобретеинй н открытий(23) Приоритет Опубликовано 2 Ы 2.81. бюллетень Й 947 Дата опубликования описамия 2 Э. 12. 81 РЗ) УДК б 21,37471) Заявител СОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ еепл(1 фмени" тветдруосэтом чечик вый ь достигаетсяый переключатель, ных датчиков, блок Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах управления, коммутационной технике, устройствах ввода инФормации в ЭВМ.Известно сенсорное переключающ устройство, содержащее сенсорную щадку, подключенную ко входу эле та И, Р-триггер и дополнительные элементы И и ИЛИ (1).Недостаток устройства - низкая надежность из-за возможности пробоя элементов при наличии на пальцах оператора статического электричестваНаиболее близким техническим решением является устройство, содержащее блок сенсорных датчиков, соединенных с блоками фиксации, и блок сброса, выходы которого подключены ко входам соответствующих блоков фиксации 21.Однако устройство имеет низкую надежность .работы, обусловленную возникновением неопределенных положений.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная целтем, что в сенсорнсодержащий н сенсор сброса и и блоков фиксации, первыевходы которых соединены с соответствующими выходами блока сброса,введены синхронизатор, выход которого соединен с первыми входами сенсорных датчиков, и анализатор приращений, состоящий иэ И первых элементов И, элемента ИЛИ, генератора интервалов и И вторых элементов И, прчем первые входы первых элементов Исоединены с первыми выходами сооствующих сенсорных датчиков, агие входЫ - со вторыми выходамитальных сенсорных датчиков, при 5 выходы первых элементов И подклюны к первым входам соответствующихвторых элементов И и через соединенные последовательно элемент ИЛИ игенератор интервалов подключены ко 20 вторым входаМ вторых элементов И,выходы которьи соединены с соответствующими входами блбка сброса ивторыми входами соответствующих блоков Фиксации.Кроме того,кажцый сенсорный датсодержит ждущий мультивибратор,пер.вход которого соединен с частью разделенной сенсорной площадки, покрытой изоляционным материалом, а вто рая часть площадки соединена с кор 892727 460 65 пусом, причем второй вход ждущего мультивибратора подключен, к перво" . му входу сенсорного датчика, а вы" ходы - к соответствующим выходам сенсорного датчика.На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.Сенсорный переключатель содержит и сенсорных датчиков 1, каждый из которых состоит из ждущего мультивибратора 2, ко входу которого подключена чадть разделенной сенсорной площадки 3, покрытой слоем изолятора 4, другая часть которой соединена с корпусом, синхронизатор 5, выход которого соединен со входами сенсорных датчиков 1, анализатор б приращений, состоящий из элементов И 7, элемента ИЛИ 8, генератора 9 интервалов. Элементы И 7 соединены с прямыми выходами соответствующих сенсорных датчиков 1, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ 8 и со входами элементов, И 10. Устройство содержит также блок 11 сброса, выходы которого соединены с входами соответствующих блоков 12 Фиксации. Сенсорный переключатель работает следующим образом.В исходном состоянии при отсутствии касания оператором изоляторов 4 сенсорных площадок 3 или приближения к ним, ждущие мультивибраторы 2 сенсорных датчиков 1, запускаемые импульсами синхронизатора 5, вырабатывают прямоугольные импульсы равной длительности, которые поступают на входы элементов И 7.Сигналы, поступающие с инверсных выходов остальных сенсорных датчиков 1 на другие входы каждого из элементов И 7 являются запрещающими для сигнала, поступающего на первый вход. В результате на выходе каждого из элементов И 7 сигнал отсутствует либо длительность его (ьТ, не превышает значение времени (д), через которое от момента запуска .этим сигналом генератора 9 интервалов разрешающий сиг- . нал с выхода последнего поступает на второй вход каждого из элементов И 10.Запуск генератора 9 интервалов осуществляется. передним фронтом им" пульсного сигнала, поступающего с, выхода одного иэ элементов И 7 через элемент ИЛИ 8 на его вход.Таким образом, в исходном состоянии переключателя при отсутствии касания оператором изоляторов 4 сенсорных площадок 3, сигналы на выходах элементов И 10 .отсутствуют и блоки 12 фиксации, а следовательно, и переключатель сохраняют предыдущее состояние. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 При приближении на расстояниепорядка 2 мм, в случае установкисредней чувствительности, или прикасании рукой оператора изоляционного материала разделенной сенсорной площадки 3, во времязадающую цепь соответствующего ждущего.мультивибратора 2 вносится дополнительная емкость АС.До момента касания или приближения длительность импульса каждогоиз ждущих мультивибраторов .2 определяется выражением 1 И=КВС, гдеВ и С - параметры времязадающей цепи, К - коэффициент, определяемыйпараметрами используемой микросхемыеБ момент касания или приближения, длительность импульса соответствующего ждущего мультивибратора 2 опре"деляется выражением- КВ(С+дс) = + ДС,Из этого выражения следует, еслиучесть, что длительности импульсов,вырабатываемых другими сенсорнымидатчиками 1 не изменились, на .соответствующие входы элементов И 10 свыхода соответствующего элемента И 7поступает импульс длительностью АС.Этот же импульс, пройдя элемент ИЛИВ, запускает передним фронтом генератор 9 интервалов.Через интервал времени Ь 1, мень-.ший, чем А 1, но больший, чем А,генератор 9 интервалов формирует навыходе сигнал, который постУпает навторые входы элементов И 10.При совпадении импульса, вырабатываемого генератором 9 интервалов симпульсом длительности А 1, поступаю"щим с выхода соответствующего элемента И 8, на выходе соответствующегоэлемента И 10 Формируется сигнал, который поступает на вход соответствующего блока 12 фиксации, а такжена соответствующий вход блока 11сброса,При этом соответствующий блок 12 Фиксации, например триггер, устайавливается в единичное состояние, фор" мируя на выходе соответствующий скгнал. На другие входы остальных блоков 12 фиксации с соответствующих выходов блока 11 сброса поступают скгкалы сброса, обеспечивающие сткра"ние предыдущей информации. При приближении .к нескольким или ко всем одновременно сенсорньм полям переключателя, а также при касании одновременно нескольких сенсорных полей, происходит одновременное увеличение длительности импульсов, вырабатываемых соответствующими ждущими мультквкбраторами 2, на величину Д 1 э. В.этом случае длительностиймпульсов ждущих мультивибраторов 2определяются выражениямик+ ф1 =и+ЬС,и,Фи 1 и+ ЬФ 3Так как для сигнала, вырабатываемого каждым ждущим мультивибратором 2, сигналы всех других ждущихмультивибраторов являются запрещающими, то на выходе одного из элементов И 7 длительность импульса Д 1 из"меняется незначительно и близка квеличине Ь 1 Л, меньшей,чем 612. Вэтом случае переключатель сохраняетпредыдущее состояние.Для случая, когда вблизи сенсор"ных полей находится проводящая поверхность, например рука оператора,и одновременно производится касаниеопределенного сенсорного поля, например первого, длительность импульсов соответствующего ждущего мультивибратора 2 определяется выражениемй= Фь+Ь.Длительность импульсов каждого изостальных ждущих мультивибраторовМ И+ 15 "В этом случае на выходе соответ"ствующего элемента И 7 сФормируетсяимпульс длительностью М, соответствующий блок 12 фиксации сработаетна включение и произойдет сброс других блоков 12 Фиксации.Введение синхронизатора и анализатора приращений, позволяющего производить сравнение приращения параметра сигнала каждого из сенсорныхдатчиков с приращениями этого же сигнала в сигналах других сенсорныхдатчиков, а также сравнение разности этих сигналов с заданной величиной, достигается высокая надежностьработы. сенсорного переключателя.Кроме того, полная идентичностьвыполнения сенсорных датчиков позволяет избежать влияния на надежностьработы предлагаемого сенсорного пе"реключателя таких внешних факторов,как.изменение давления, температу, ры, освещенности сенсорных полей,так как .уход параметра сигнала каждого из сенсорных датчиков компенсируется равным уходом этого же параметра в сигналах других сенсорныхдатчиков .Формула изобретения1. Сенсорный переключатель, содержащий И.сенсорных датчиков,блок сброса и И блоков фиксации,первые входы которых соединены Ссоответствующими выходами блока1 О сброса, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности,в него введены синхронизатдр, выходкоторого соединен с первыми входами.сенсорных датчиков, и анализатор5 приращений, состоящий из и первыхэлементов И, элемента ИЛИ, генератора интервалов и и вторых элементовИ, причем первые входы первых элементов И соединены с первымивыхода 20 ми соответствующих сенсорных датчиков, а другие входы - со вторыми выходами остальных сенсорных датчиков, при этом выходы первых элементов И подключены к первым входам .2 соответствующих вторых элементов Ии через соединенные последовательноэлемент ИЛИ и генератор интерваловподключены ко вторым входам вторыхэлементов И, выходЫ которых соединены с соответствующими входами блокасброса и вторыми входами соответствующих блоков Фиксации.2. Переключатель по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что каждыйсенсорный датчик содержит ждущиймультивибратор, первый вход которогосоединен с частью разделенной сенсорной площадки, покрытой изоляционным материалом, а вторая часть площадки соединена с корпусом, причем40 второй вход ждущего мультивибратораподключен к первому входу сенсорного датчика, а выходы - к соответствующим выходам сенсорного датчика.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе.йвторское свидетельство СССР9 645268, кл. Н 03 К 17/02, 1975.,2. Калихман С.Г. и Левин Я.И.Радиоприемники на полупроводниковых892727 Составитель Л,ЗахароваТехред А.Бабинец Корректор А.ф едактор Н,волко акаэ 11284/86 Тираж 991 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Жу Раушская наб., д. 4/