Устройство фальшпанели управления для бытовых приборов и способ изготовления фальшпанели управления
Изобретение относится к устройству (20) фальшпанели управления, прежде всего для бытовых приборов (10), таких как стиральные машины и сушильные машины, с фальшпанелью (22) управления. Изобретение направлено на создание улучшенного устройства фальшпанели управления, а также улучшенного способа для изготовления такого устройства фальшпанели управления. На внешней стороне фальшпанели (22) управления выполнены сегменты (38) управления и индикаторные сегменты (36) для управления или же контроля, а также с электрическим схемным устройством (24), которое соединено с сегментами (38) управления и индикаторными сегментами (36) и расположено в области внутренней стороны фальшпанели (22) управления. При этом схемное устройство (24) имеет по меньшей мере три электрода (50), которые расположены распределенными приблизительно параллельно к фальшпанели (22) управления, а также средства (54) обработки данных, которые настроены для того, чтобы определять расчетным путем пространственное положение средства (40) управления относительно положения трех электродов (50), а именно путем определения численного значения полей между электродами (50) и средством (40) управления так, что сегменты (38) управления в качестве местоположений средства (40) управления выполнены с возможностью свободного определения в области внешней стороны фальшпанели (22) управления, причем для численного определения указанных полей каждый из электродов (50) посредством блока (56) осциллятора соединен со сравнивающим устройством (58), обеспечивающим оценку смещения частоты в области блока (56) осциллятора, и выходы сравнивающих устройств (58) соединены с микроконтроллером (60), обеспечивающим пересчет смещений частоты в параметры положения средства (40) управления. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству фальшпанели управления, прежде всего для бытовых приборов, таких как стиральные машины и сушильные машины, с фальшпанелью управления, на внешней стороне которой выполнены сегменты управления и индикаторные сегменты для управления или же контроля, а также с электрическим схемным устройством, которое соединено с сегментами управления и индикаторными сегментами и расположено в области внутренней стороны фальшпанели управления.
Также, настоящее изобретение относится к способу изготовления такого устройства фальшпанели управления.
Фальшпанели управления (корпуса заглушек) для бытовых машин в настоящее время изготавливают, как правило, из пластмасс методом литья под давлением. Фальшпанели имеют, часто из эстетических соображений, выпуклую форму. В настоящее время сегменты управления изготавливают либо в виде поворотных переключателей, либо в виде кнопок. Как правило, эти органы управления приводятся в действие механическим путем. Однако известны также чувствительные к прикосновению органы управления.
Индикаторные сегменты используются в настоящее время в виде светодиодов (LED's), при необходимости с индивидуально оформленными светодиодами или жидкокристаллическими дисплеями (мониторами).
При использовании светодиодов световоды часто помещают вовнутрь фальшпанели и заваривают или заклеивают. Для этой цели в корпусе фальшпанели управления предусмотрены отверстия. При использовании дисплеев в фальшпанели управления монтируется подходящая рамка из пластмассы (путем заваривания или приклеивания), в которой размещается дисплей (например, жидкокристаллический). Индикаторные сегменты и сегменты управления часто размещаются на электронном схемном носителе (печатной плате).
В связи с тем, что вода извне не должна попадать на печатную плату через расположенные в фальшпанели отверстия, в процессе изготовления и контроля необходимы большие затраты.
Перед проведением операции монтажа (сборки) на фальшпанель управления наносится печать для того, чтобы обозначить сегменты управления и индикаторные сегменты. Чаще всего, эта операция выполняется методом тампонной или трафаретной печати.
Одна из основных проблем в процессе изготовления бытовых машин заключается в том, что их производят в больших количествах с различными вариантами исполнения. С одной стороны, определенный тип стиральной машины зачастую изготавливается в самых различных вариантах исполнения. Различные варианты исполнения часто имеют различное число переключателей и индикаторных приборов. Нередко также и общее расположение выключателей (переключателей) и индикаторных приборов на фальшпанели управления может быть различным для того, чтобы их было легче различать. Еще одним аспектом являются различные языки, так как один и тот же тип машины для продажи в различных странах необходимо снабжать надписями на соответствующем языке страны.
Для различных вариантов исполнения и оснащения стиральных машин необходимо изготавливать методом литья под давлением индивидуальные фальшпанели управления и хранить их про запас.
Аналогичные проблемы, как у фальшпанелей для бытовых машин, возникают и у фальшпанелей управления для машин любого типа, прежде всего для станков, фальшпанелей управления для транспортных средств, прежде всего фальшпанелей кабины водителя, а также фальшпанелей управления для медийных устройств, например телевизоров, стереоустановок, МР3-проигрывателей и так далее.
Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного устройства фальшпанели управления, а также улучшенного способа для изготовления такого устройства фальшпанели управления.
Вышеуказанная задача в названном вначале устройстве фальшпанели управления решена за счет того, что схемное устройство имеет по меньшей мере три электрода, которые расположены распределенными приблизительно параллельно к фальшпанели управления, а также средства обработки данных, которые настроены для того, чтобы определять расчетным путем пространственное положение средства управления относительно положения трех электродов, а именно путем определения численного значения полей между электродами и средством управления так, что сегменты управления в качестве местоположений средства управления выполнены с возможностью свободного определения в области внешней стороны фальшпанели управления.
Благодаря применению трех электродов в процессе так называемой триангуляции становится возможным рассчитать пространственное положение средства управления. Для этой цели самим по себе известным образом рассчитываются координаты на основании тригонометрических отношений.
Тогда, сегмент управления не обязательно должен быть механическим переключателем или кнопкой (кнопочным переключателем). Напротив, местоположение сегмента управления может определяться совершенно свободно. Если сегмент управления занимает определенное пространственное положение относительно фальшпанели управления, то это воспринимается как приведение в действие сегмента управления. Пространственное положение может соответствовать положению непосредственно с внешней стороны фальшпанели управления. Однако может быть также и какое-то положение на некотором удалении от него.
Таким образом, на основании унифицированного технического средства в виде схемного устройства с тремя электродами и средств обработки данных возможно осуществление совершенно различных видов сегментов управления. Понятно, что это должно соответствующим образом обозначаться для обслуживающего лица в случае, например, различных вариантов исполнения с помощью различных типов индикаторных устройств на фальшпанели управления.
В действительности, различные варианты исполнения бытовых приборов в отношении сегмента управления находят свое отражение исключительно в различном программировании схемного устройства.
Это позволяет в целом добиваться значительно более высокой степени свободы в процессе изготовления одного устройства фальшпанели управления согласно рассматриваемому изобретению.
Поставленная выше задача решена также посредством способа изготовления устройства фальшпанели управления, которое изготавливается в различных вариантах, который включает в себя следующие этапы:
а) формообразующее изготовление фальшпанели управления;
б) сборка фальшпанели управления и схемного устройства;
в) программирование схемного устройства в зависимости от того варианта, для которого изготавливается устройство фальшпанели управления; и
г) нанесение печати на фальшпанель управления в зависимости от варианта, для которого изготавливается устройство фальшпанели управления, при этом
этапы в) и/или г) выполняются после этапа б).
В то время как в уровне техники программирование и/или нанесение печати на поверхность фальшпанели управления производится до операции сборки фальшпанели управления и исполнительного устройства, данная индивидуализация (с учетом различных вариантов исполнения и оснащения) выполняется только в конце технологической цепочки изготовления.
Это приносит существенные преимущества в процессе выполнения производственных операций и позволяет снижать производственные расходы, при этом одновременно повышается степень индивидуализации (или же индивидуализация становится впервые возможной).
Этап г) может выполняться после этапа в) или наоборот. Этапы в) и г) могут выполняться также и одновременно, то есть на одной технологической станции, на которой на поверхность фальшпанели управления наносится печать и производится операция программирования схемного устройства.
При этом особым преимуществом является, что нанесение печати на поверхность фальшпанели управления производится цифровым способом нанесения печати, например, методом струйной печати.
Это позволяет легко приспособляемое нанесение печати, предпочтительно в зависимости от точно так же легко приспособляемого изготовления сегментов управления. При использовании цифрового способа нанесения печати в условиях конвейерного производства нанесение печати может производиться по-разному для каждой отдельной машины. Благодаря этому партия изготовления может состоять из одной машины.
Другими словами, становится возможным более эффективно использовать автоматические поточные линии, так как, исходя из одной базовой модели машины, может быть налажено производство всех вариантов исполнения и оснащения машин в любой последовательности. Благодаря этому производственный процесс может осуществляться в первую очередь исходя из потребности.
При этом, в целом, также возможно изготавливать дизайнерские единичные экземпляры, то есть открывается возможность для индивидуализации при оформлении верхних поверхностей фальшпанели управления.
Особым преимуществом является тот факт, что как программирование, так и нанесения печати может осуществляться на основании так называемых «мягких» параметров, то есть с использованием программного обеспечения. По этой причине нет необходимости в использовании «твердых» клише для печати, печатных плат или прочих аналогичных приспособлений для нанесения печати.
По меньшей мере три электрода, которые применяются для определения положения средства управления, могут быть выполнены, например, в виде трех точечных электродов. Также, может быть предусмотрено и более трех точечных электродов для того, чтобы, например, охватить большую по площади поверхность и/или чтобы создать средство (устройство) для выполнения расчетов с избыточностью или же для выполнения расчетов с целью исключения погрешностей.
Альтернативно, также возможно предусмотреть исполнение электродов в виде сетки (решетки), то есть с линейным расположением электродов, когда они изолированы друг от друга и распложены с взаимным перекрещиванием. При таком расположении в виде сетки удается при необходимости достигнуть еще более высокой разрешающей способности в процессе определения положения.
Точечное расположение электродов или же электродная сетка на печатной плате электрического схемного устройства могут быть предусмотрены, например, в виде токопроводящих дорожек.
Электроды / сетка располагаются предпочтительно непосредственно за плоскостью управления. При этом сетка может быть выполнена в виде пленки, а токопроводящие дорожки могут быть нанесены также, например, непосредственно (с помощью способа печати с использованием углерода) на внутреннюю сторону фальшпанели.
Устройство фальшпанели управления согласно настоящему изобретению и способ для изготовления устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению могут быть использованы прежде всего для бытовых приборов, например, в виде фальшпанелей управления для стиральных машин, сушильных машин, посудомоечных машин и т.д.
Кроме этого, устройство фальшпанели управления согласно настоящему изобретению и способ для изготовления устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению могут быть использованы также и для других применений, например, в качестве устройства фальшпанели управления для таких машин, как станки, устройств управления, консолей управления для установок и машин, производственных машин, производственных установок, установок в области логистики и т.д. Также, устройство фальшпанели управления согласно настоящему изобретению и способ для изготовления устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению могут найти применение в области транспортных средств, прежде всего в виде устройств фальшпанели управления для кабины водителя или других устройств управления (например, развлекательных систем для пассажиров заднего сидения).
Помимо этого устройство фальшпанели управления согласно настоящему изобретению и способ для изготовления устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению могут найти применение в области электронных приборов и медийных устройств (например, телевизоров, стереоустановок, систем для создания объемного звука, МР3-проигрывателей и т.д.).
Устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению имеет особое преимущество, если средством управления является палец.
В этом варианте осуществления может быть определено непосредственное пространственное положение пальца относительно фальшпанели управления и запрограммированных на ней сегментов управления для того, чтобы установить, должно ли быть приведено в действие устройство управления или нет.
Кроме этого, преимущественным исполнением является, если точеные электроды расположены в области углов панели управления фальшпанели управления, внутри которой расположены сегменты управления.
Это создает оптимальные условия для надежного определения положения средства управления.
В целом также возможно, что панель управления простирается и за пределы участка, который определяется посредством электродов.
Альтернативно или дополнительно имеется также возможность выполнения электродов в виде токопроводящей решетки из токопроводящих дорожек, о чем уже было упомянуто выше.
В соответствии с еще одной предпочтительной конструктивной формой исполнения по меньшей мере один сегмент управления представлен на внешней стороне фальшпанели управления посредством нанесения печати. При этом печать наносится предпочтительно в рамках способа согласно настоящему изобретению.
Однако альтернативно или дополнительно возможно, что по меньшей мере один сегмент управления представлен на внешней стороне фальшпанели управления посредством индикации на мониторе (дисплее).
Под монитором следует в данном случае понимать дисплей с большим количеством столбцов и строк, то есть индикаторное устройство, предназначенное для графических изображений.
При этом имеется возможность определения устройств управления с передней стороны монитора так, что монитор имеет возможность управления по принципу сенсорного монитора.
Предпочтительно, по меньшей мере часть индикаторных сегментов также выполнена в виде такого монитора.
При этом особое преимущество заключается в том, что как индикаторные сегменты, так и сегменты управления возможно свободно программировать так, что с использованием одной и той же конструкции технического средства возможно реализовывать его различные варианты выполнения.
При этом существует также возможность перепрограммирования машины после начала эксплуатации. Так, например, в процессе такого перепрограммирования можно свободно (по своему усмотрению) включать дополнительные функции, которые не предусмотрены в базовой конструкции машины. Или же пользователь по своему желанию может дополнительно купить такие функции (для стиральной машины, например, дополнительные программы для выполнения операций стирки или другие функции).
При этом особым преимуществом является, если монитор представляет собой пленочный (сенсорный) монитор. Однако возможно использование также и традиционного жидкокристаллического монитора. При этом пленочный (сенсорный) монитор обладает тем преимуществом, что он может быть непосредственно приспособлен к зачастую выпуклой форме фальшпанели управления. Пленочный (сенсорный) монитор можно размещать, например, на внешней стороне фальшпанели управления (путем приклеивания или ламинирования). Также возможно производить напыление слоя пластмассы на такую подготовленную гибкую пленку для того, чтобы таким образом изготовить фальшпанель управления.
Также предпочтительно, если монитор представляет собой монитор на основе органических светоизлучающих диодов (ОСИД).
Такого рода мониторы на основе органического светоизлучающего диода (ОСИД - мониторы) могут располагаться в слое пленки.
Такого рода мониторы на основе органического светоизлучающего диода (ОСИД - мониторы) обладают некоторыми техническими преимуществами, например более широким углом зрения (рассматривания), а также очень коротким временем реакции. Показатели уровня черного и контрастности также высокие. Фоновая подсветка как правило не требуется, что позволяет изготавливать экстремально тонкие дисплеи (мониторы).
В соответствии с еще одной предпочтительной конструктивной формой по меньшей мере один индикаторный сегмент имеет светодиод, расположенный на печатной плате в области внутренней стороны фальшпанели управления.
Благодаря такому светодиоду можно простым и дешевым способом проводить регистрацию состояния (например, сигнализацию состояние включения определенной рабочей программы стиральной машины или какого-то другого состояния).
В связи с тем, что для электрического схемного устройства как правило уже предусмотрена печатная плата, на ней может размещаться один или несколько светодиодов.
Печатная плата может быть жесткой. Однако особым преимуществом является, что печатная плата изготовлена из гибкого материала и расположена по меньшей мере в области индикаторной панели, в которой расположены, приблизительно параллельно к фальшпанели управления, индикаторные сегменты.
При такой конструктивной форме имеется возможность идентичного исполнения ячеек индикаторных устройств независимо от их расположения на печатной плате.
Далее, предпочтительной конструктивной формой является такая, в которой фальшпанель управления в области по меньшей мере одного индикаторного сегмента имеет проем, через который проходит свет светодиода.
При этом фальшпанель управления как правило непрозрачна и положение индикаторного устройства может быть благодаря этому точно определено за счет наличия проема. Проем может быть закрыт прозрачным материалом для того, чтобы обеспечить влагонепроницаемость.
Однако возможно также выполнить всю фальшпанель управления прозрачной и снабдить ее непрозрачным покрытием / краской, который (которая) будет отсутствовать только в области проема.
В соответствии с другой альтернативной конструктивной формой фальшпанель управления в области по меньшей мере одного индикаторного сегмента имеет участок стенки с меньшей толщиной стенки, через который проходит свет светодиода
При такой форме выполнения можно в целом еще больше сократить производственные затраты. В связи с тем, что фальшпанель управления изготавливается как правило методом литья под давлением, участки стенки с уменьшенной толщиной могут быть легко реализованы.
Далее, преимущественным является выполнение, в котором индикаторная панель имеет растровое поле с несколькими постоянными местоположениями, из которых по меньшей мере некоторые оснащены светодиодами.
При такой форме выполнения различные варианты изготовления бытовых стиральных машин могут быть осуществлены благодаря тому, что светодиоды в зависимости от необходимости могут быть размещены на различных позициях растрового поля.
При этом затраты на изготовление оборудования в целом сокращаются, так как печатные платы для различных вариантов исполнения могут быть изготовлены как правило в соответствии с единым дизайном.
Далее, существенным преимуществом является, если каждый из светодиодов посредством световода соединен с фальшпанелью управления.
В принципе, возможно также фокусировать каждый из лучей светодиодов с помощью линзы. Однако применение световодов дает то преимущество, что как правило фокусирование удается проще.
Также, преимуществом является использование гибких световодов, так как с их помощью можно подобраться к различным точкам свечения даже в том случае, когда применяется унифицированная плата, на которой положение светодиодов определено однозначно.
Особенно существенным преимуществом является, что по меньшей мере один световод выполнен изогнутым и соединен со светодиодом таким образом, что светодиод в зависимости от положения поворота световода может освещать различные индикаторные сегменты.
При такой конструктивной форме осуществление вариантов может происходить за счет того, что световод изогнутой формы в зависимости от варианта исполнения располагается в другом положении поворота. Благодаря этому при использовании в основном одного и того же варианта исполнения печатной платы может быть точно также осуществлена возможность реализации большого числа вариантов расположения индикаторных сегментов.
В целом преимущественным является далее, если электрическое схемное устройство имеет датчик приближения, который распознает приближение средства управления и активизирует определенные сегменты схемы в случае приближения средства управления.
В этой конструктивной форме определенные узлы электрического схемного устройства могут быть переведены в состояние покоя для того, чтобы таким образом снижать потребление энергии. При приближении средства управления это распознается датчиком приближения и находящиеся в состояние покоя узлы схемного устройства могут быть активизированы. Это относится в первую очередь к индикаторным устройствам, например монитору или светодиодам, которые потребляют электрический ток только в том случае, если пользователь действительно хочет воспользоваться данным индикаторным устройством.
При этом особым преимуществом является, что датчик приближения выполнен с помощью устройства, состоящего по меньшей мере из трех электродов, и средства обработки данных, когда при приближении средства управления (пальца) к панели управления определяется, что в ближайшее время должна выполняться функция управления.
На основании электронной сенсорной техники возможно реализовать не только функцию приближения. Предпочтительно, можно фиксировать и оценивать выполнение определенных моделей движения. Благодаря этому можно также производить оценку намерений пользователя.
Как только, например, в процессе работы бытового прибора приближаются к переключателю / к кнопке для того, чтобы открыть дверцу, можно практически предвосхищая отключение выполнить выключение движущихся, прежде всего, вращающихся узлов (например, распылительных консолей или барабана стиральной машины). Благодаря этому в нередких случаях, когда пользователь в процессе работы бытового прибора хотел бы немного «добавить», может быть достигнута более высокая безопасности работы.
Например, может производиться также и пошаговая форма отключения так, что при распознавании модели движения в сторону выключателя дверцы происходит снижение энергии движения (числа оборотов) так, что понижается количество подаваемой с помощью циркуляционного насоса среды, или другое аналогичное действие, при этом окончательное отключение может произойти только после конкретного раскрытия дверцы.
В других случаях использования такая модель движения может, например, имитировать функцию потенциометра. Если, например, человек будет совершать движения рукой (не прикасаясь) перед регулирующим клапаном вверх или вниз (или вправо или влево), то тем самым можно распознать и выполнить функцию потенциометра. Другими словами, например, водитель с помощью перемещения руки перед фальшпанелью управления вниз может снижать громкость, а с помощью перемещения руки вверх повышать громкость.
В соответствии с другой предпочтительной формой исполнения предусмотрен интерфейс передачи данных, через которой может быть осуществлено новое программирование или перепрограммирование электрического схемного устройства
С помощью этих мер также и после полного изготовления прикладной программы можно вносить исправления, например, в систему контроля качества, в том числе и у конечного потребителя. Такого рода интерфейс может быть использован и в целях дооснащения для того, чтобы, например, производить установку дополнительных программ работы стиральной машины.
Далее, является преимуществом, электрическое схемное устройство рассчитано для того, чтобы путем ввода данных на панели управления могут быть определены сегменты управления, такие как кнопки и функции кнопок.
Также и за счет этого возможно после полного изготовления прикладной программы производить исправления и/или переоснащения машины.
В целом, с помощью устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению можно создавать набор технологических компонентов, включающий в себя так называемую сенсорную электронику (электроды и средства обработки данных), гибкую систему нанесения печати (цифровой способ, например, с помощью струйного принтера) и гибкую систему освещения / индикации.
При этом, сенсорная электроника позволяет гибкое расположение секторов управления (т.е. элементов управления), гибкое присвоение функций отдельным кнопкам и индивидуализацию функций. Понятно, что для удобства работы предпочтительным является, что вслед за активизацией такого «кажущегося» (мнимого) сегмента управления выполняется акустическое и/или оптическое подтверждение. Электроды или же датчики для сенсорной панели могут быть выполнены на жесткой или гибкой печатной плате или на пластмассовой детали, изготовленном методом литья (MID - Mold Integrated Device). Установление положения сегмента управления может производиться в конце технологической цепочки производственного процесса. Понятно также, что может быть реализована функция потенциометра, если соседние устройства управления будут соответствующим образом запрограммированы. Также, возможна «он-лайн» конфигурация со стороны конечного потребителя. Кроме этого, в целом имеется также возможность даже частичного оформления панель управления по желанию покупателя с учетом его специфических требований и после покупки прибора. Также, может быть выполнена и функция идентификации пользователя (обеспечение детской безопасности).
При таком гибком размещении сегментов управления имеется гибкая возможность их соответствующего изображения, например, посредством гибкой технологии нанесения печати (цифровой печати). При этом возможно наносить печать и на сильно изогнутые поверхности, а именно, предпочтительно бесконтактным способом.
Имеется возможность для реализации дизайнерских единичных экземпляров. Как уже было упомянуто выше, возможен выбор по каталогу в режиме «он-лайн» и изготовление «по запросу».
Также и в этом случае выбор варианта осуществления происходит в конце технологической цепочки производственного процесса, другими словами нанесение печати осуществляется предпочтительно на уже полностью готовые фальшпанели.
В общем случае, электропроводящие слои на фальшпанель управления возможно также наносить печатным способом или, например, флуоресцентные краски или что-либо другое аналогичное для того, чтобы добиться соответствующего сигнального эффекта.
Также, возможно осуществлять различное освещение. Например, такие сигнальные лампы могут наноситься слоями печатным способом и быть электронно-управляемым.
Возможно выполнять освещение с помощью гибкого монитора на верхней стороне фальшпанели управления (пленочный монитор или органические светоизлучающие диоды).
При использовании светодиодов можно предусмотреть матрицу или растр для того, чтобы было возможно производить нанесение светодиодов по заказу.
Соответственно, может быть предусмотрена матрица или растр световодов, например, с помощью изогнутых световодов с целью обеспечения максимальной гибкости (универсальности использования).
Фальшпанель управления может быть изготовлена из прозрачной пластмассы с нанесением на его поверхности печати / слоя лакового покрытия, при этом на индикаторных сегментах этот слой печати / слоя лакового покрытия будет отсутствовать (посредством применения защитной маски или удаления слоя лака или нечто подобного). Однако, возможно также выполнение фальшпанелей управления в области индикаторных сегментов с различными по толщине (более тонкими) стенками.
Понятно, что указанные выше и еще более подробно поясняемые в дальнейшем признаки могут применяться не только в каждой из указанных комбинаций, но также и в других комбинациях или в единственном числе, не выходя тем самым за рамки настоящего изобретения.
Примеры осуществления настоящего изобретения изображены на чертеже и в приведенном ниже описании даются более подробные пояснения. На чертеже показаны:
Фиг.1 схематичное вид в разрезе участка бытового прибора с устройством фальшпанели управления согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 схематичное изображение сенсорной электроники с электроникой средства обработки данных.
Фиг.3 схематичное изображение перспективного вида другой конструктивной формы устройства фальшпанели управления согласно изобретению.
Фиг.4 схематичное изображение перспективного вида другой конструктивной формы устройства фальшпанели управления согласно изобретению.
Фиг.5 схематичное изображение перспективного вида другой конструктивной формы устройства фальшпанели управления согласно изобретению.
Фиг.6 схематичное изображение изогнутого световода и реализованных с его помощью различных положений индикаторного сегмента.
Фиг.7 схематичное изображение перспективного вида другой конструктивной формы устройства фальшпанели управления согласно изобретению.
Фиг.8 схематичное изображение в виде блок-схемы способа согласно изобретению для изготовления устройства фальшпанели управления.
На фиг.1 в качестве примера применения показан бытовой прибор, например, в виде стиральной машины или сушильной машины, в целом обозначенный ссылочной позицией 10.
Бытовой прибор 10 имеет сами по себе известные переднюю стенку 12 и крышку 14.
Между передней стенкой 12 и крышкой 14 предусмотрено устройство 20 фальшпанели управления, на котором сосредоточены основные элементы обслуживания и контроля работы бытового прибора.
Устройство 20 фальшпанели управления имеет фальшпанель 22 управления в виде изготавливаемой методом литья под давлением детали. В силу эстетических соображений фальшпанель 22 управления имеет в разрезе слегка изогнутую форму и простирается между участком передней стенки 12 и крышкой 14. Понятно, что между фальшпанелью 22 управления и передней стенкой 12 или же крышкой 14 предусмотрены соответствующие меры для обеспечения герметичности (для защиты от проникновения влаги и брызг). Однако для простоты изображения данные меры не показаны.
Также, устройство 20 фальшпанели управления имеет электрическое схемное устройство 24, технические средства для обработки команд и для выдачи подтверждения, а также прочие индикации рабочих состояний машины.
Электрическое схемное устройство 24 выполнено по существу на первой печатной плате 26. Первая печатная плата может быть выполнена из жесткого материала. В данном случае первая печатная плата 26 изготовлена из гибкого материала и в области внутренней стороны фальшпанели 22 управления расположена приблизительно параллельно с ней.
Первая печатная плата 26 расположена внутри фальшпанели управления 22 по отношению к ней. В целом, первая печатная плата 26 расположена предпочтительно непосредственно на фальшпанели 22 управления.
Первая печатная плата 26 может включать в себя все электрические / электронные узлы, например, включая силовую систему управления бытового прибора, включая электронные узлы силовой системы управления и прочие узлы.
Однако, существуют варианты выполнения с использованием более чем одной печатной платы.
На фиг.1 изображен такой вариант со второй печатной платой 28, которая в изображенном примере выполнения включает в себя собственно систему управления бытового прибора, включая электронные узлы силовой системы управления и прочие узлы.
Вторая печатная плата 28 может размещаться на первой печатной плате 26 и тем самым опосредованно на фальшпанели 22 управления. Однако, возможно также размещать вторую печатную плату 28 (как показано на рисунке) на опоре 30, которая соединена с корпусом (крышкой 12 или же с другой частью корпуса бытового прибора 10).
Гибкая первая печатная плата 26 может размещаться на подходящей жесткой опоре, что, на фиг.1 не показано более подробно. Однако, первая печатная плата 26 может быть размещена и непосредственно на задней стороне фальшпанели 22 управления.
Устройство 20 фальшпанели управления имеет индикаторную панель 32 и панель 34 управления. Из соображений более наглядного представления данные панели 32 и 34 показаны на фиг.1 расположенными рядом друг с другом. Однако, они могут располагаться и друг в друге или быть идентичными друг другу.
Индикаторная панель 32 имеет множество индикаторных сегментов 36, которые служат для индикации определенного состояния бытового прибора 10 или другого аналогичного устройства.
Соответствующим образом панель 34 управления имеет множество сегментов 38 управления. В данном случае сегменты 38 управления изображены в виде нечетко разграниченных пространственных участков на передней стороне фальшпанели 22 управления.
Для управления сегментами 38 управления служит палец 40 (средство управления) обслуживающего лица.
Как только палец 40 подносится к зоне одного из сегментов 38 управления, он обнаруживается бесконтактным способом, а именно посредством поясняемой ниже сенсорной электроники.
В связи с тем, что срабатывание сегмента 38 управления не связано с механическим передвижением переключательного или кнопочного элемента, предпочтительным является, что данное движение подтверждается оптически и/или акустически. Для оптического подтверждения возможно использовать соответствующие индикаторные 36 сегменты.
Понятно, что по этой причине на практике панели 38 управления зачастую поставлена в соответствие пространственно соответствующая индикаторная 36 панель.
Индикаторная 36 панель в данном случае может быть образовано посредством светодиода 42, который расположен на передней стороны первой печатной платы 26. Тогда, свет светодиода 42 по световоду 44 может направляться к проему 46 в фальшпанели 22 управления (или в непрозрачном покрытии). Альтернативно имеется возможность направлять свет светодиода 42 по световоду 44 к участку 48 с более тонкой толщиной стенки.
При этом понятно, что проем 46 может быть закрыт прозрачной заглушкой, например, в виде световода, для того, чтобы обеспечить таким образом функцию защиты от брызг. Процесс изготовления легче осуществлять при выполнении индикаторных 36 сегментов посредством частей с более тонкой толщиной стенки 48.
На первой печатной плате 26 расположена большая часть из по меньшей мере трех электродов 50a и 50b, причем в плоскости, расположенной приблизительно параллельно с фальшпанелью 22 управления. Из трех электродов на фиг.1 изображены только два. На печатной плате 26 помимо этого размещена электроника средств 54 обработки данных, которая вместе с электродами 50 образует сенсорное электронное устройство.
Принцип действия этого сенсорного электронного устройства заключается в том, что происходит регистрация и измерение имеющегося в области между электродами 50 и приближающимся средством управления (палец 40) поля (например, электростатического поля). На фиг.1 это схематически изображено с помощью конденсаторов 52а и 52b. Таким образом, сенсорное электронное устройство производит замер так сказать емкости между каждым из электродов 50 и пальцем 40, при этом величина емкости является мерилом расстояния между пальцем 40 и соответствующим электродом 50.
Благодаря применению по меньшей мере трех электродов 50 становится возможным определять положение пальца 40 относительно электродов 50 за счет так называемой триангуляции. В соответствии с этим, с помощью электроники средства 54 обработки данных можно определить и относительное положение пальца 40 по отношению к переднему участку фальшпанели 22 управления. Соответственно, палец 40 перемещают в сторону одного из сегментов 38 управления, это будет зафиксировано сенсорным электронным устройством и распознано в качестве приведения в действия сегмента 38 управления.
Из приведенного выше следует, что в соответствии с этим положение сегмента 38 управления может быть определено совершенно свободно. Благодаря соответствующему программированию электроники средства 54 обработки данных любое место в области передней стороны фальшпанели 22 управления может быть определено в качестве сегмента 38 управления.
В соответствии с этим с помощью той же базовой электроники возможно определять различное расположение сегментов 38 управления для множества различных фальшпанелей 20 управления. После этого может быть использована соответственно гибкая схема нанесения печати (маркировки) на фальшпанель 22 управления (например, с помощью цифровой печати в зависимости от программирования электроники средства 54 обработки данных).
Индикаторная панель 32 может при этом быть выполнена также универсально для использования. Например, на первой печатной плате 26 может быть предусмотрено множество возможных положений для размещения светодиодов в виде растра. В зависимости от варианта исполнения бытового прибора светодиоды располагаются в соответствующих положениях.
На фиг.2 в схематическом виде изображена сенсорная электроника с четырьмя электродами 50а - 50d. Для расчета относительного положения пальца 40 относительно электродов используются в общем только три электрода, которые собственно и изображены на фиг.2.
Четвертый электрод может применяться лишь для повышения точности при обработке.
Каждый из электродов 50 посредством блока 56 осциллятора соединен со сравнивающим устройством 58 (компаратором). В сравнивающем устройстве 58 производится обработка данных, насколько имело место смещение частоты в области блока 56 осциллятора. Такое смещение частоты образуется в результате изменения соответствующей емкости у соответствующего электрода 50. Это показано на фиг.2 схематично с помощью конденсаторов C1, C2, C3.
Выходы сравнивающего устройства 58 соединены с микроконтроллером 60, который определяет смещения частоты, обрабатывает данные и производит пересчет в параметры положения. Тогда, эти параметры положения включают в себя координаты пальца 40 по осям «x», «y» и «z» относительно первоначального местонахождения, которое, например, может располагаться в плоскости электродов 50 (как это изображено на фиг.2).
На фиг.3 представлена альтернативная конструктивная форма устройства 20' фальшпанели управления в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство 20' фальшпанели управления в отношении своей конструкции и принципа действия соответствует устройству 20 фальшпанели управления, представленному на фиг.1. В дальнейшем будут рассмотрены только лишь существующие различия.
Так, возможно распознать, что сегменты 38 управления представлены путем нанесения соответствующей печати. Соответственно, каждому из индикаторных сегментов 36 поставлена в соответствие соответствующая маркировка для того, чтобы показать, что должно быть показано соответствующим индикаторным сегментом 36.
Далее на фиг.3 изображено, что на фальшпанели 22' управления может быть предусмотрена индивидуальная печать (маркировка) 64, например, по желанию заказчика. В связи с тем, что нанесение печати (маркировка) на фальшпанель 22' управления производится только в конце технологической цепочки, такого рода индивидуализация может быть сравнительно легко выполнена.
На фиг.4 изображена другая конструктивная форма устройства 20'' альшпанели управления в соответствии с настоящим изобретением. В отношении конструкции и принципа действия она в целом соответствует показанному на фиг.1 устройству 20 фальшпанели управления. В дальнейшем будут рассмотрены только лишь существующие различия.
С одной стороны, можно видеть, что светодиоду 42 может быть поставлена в соответствие линза 68, с помощью которой свет светодиода может фокусироваться на задней стороне фальшпанели 20'' управления для того, чтобы таким образом точно определить ограниченный участок индикаторного сегмента 36.
Далее на фиг.4 можно увидеть, что участок индикаторной панели 32 наряду с некоторыми светодиодами 36 имеет монитор 70 в виде дисплея на основе жидкокристаллических ячеек.
Монитор 70 отображает индикаторные сегменты 36, а именно за счет соответствующего программирования. Кроме этого, возможно запрограммировать сенсорную электронику таким образом, что на передней стороне монитора 70 располагаются сегменты 38 управления. В соответствии с этим управление монитором может осуществляться по аналогии с сенсорной панелью, хотя функции управления выполняются не через монитор 70, а косвенно с помощью сенсорного устройства, состоящего из электродов 50 и электроники устройства 54 обработки данных.
Далее на фиг.4 показан интерфейс для обмена данными 72 (например, в виде устройства для считывания SD-карт). За счет этого обеспечивается возможность изменять программирование, например, путем использования различных SD-карт. Например, базовую машину можно дооснастить путем покупки дополнительных SD-карт таким образом, что на ней можно будет предлагаться дополнительные функции, например, дополнительные программы стирки белья. Возможно использование других видов интерфейсов - USB -, CF -, RS232 - и другие интерфейсы.
На фиг.5 показана другая конструктивная форма устройства фальшпанели управления 20''' согласно настоящему изобретению. В отношении конструкции и принципа действия она соответствует показанному на фиг.1 20 устройству фальшпанели управления. В дальнейшем будут рассмотрены только лишь различия.
Во-первых, можно видеть, что на второй печатной плате 28 предусмотрен сетевой поворотный переключатель 74. Он также служит для управления бытового прибора, однако имеет механический выключатель, с помощью которого может производиться отключение от сети питания.
Однако, альтернативно, также возможно выполнение устройства для включения и выключения бытового прибора в электронном виде, если использовать электронное сенсорное устройство, например, в качестве датчика приближения.
На фиг.6 показан изогнутый световод 76, который может быть следующим образом использован для повышения количества вариантов при изготовлении устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению. Изогнутый световод 76 на одном конце может быть соотнесен со светодиодом 78. Путем вращения световода 76 вокруг оси концентрично по отношению световоду 78 на другом конце могут быть реализованы различные индикаторные сегменты 36. Круг возможных индикаторных сегментов схематически изображен на фиг.6 ссылочной позицией 80.
Благодаря этой конструктивной форме возможно с помощью лишь небольшого числа постоянных позиций светодиодов на первой печатной плате 26 реализовать большое число индикаторных сегментов 36 для возможности осуществления различных вариантов.
Световод 76 в изображенном примере имеет в сечении форму шестиугольника. Сотовая форма может служить для того, чтобы по отношению к оси А можно было представить по кругу 80 в общей сложности шесть различных индикаторных сегментов 36. Кроме этого, такого рода световоды 76 могут располагаться по соседству друг с другом с прикосновением друг к другу боковыми сторонами. За счет этого в целом может быть достигнута более высокая прочность такой схемы расположения световодов, состоящей из нескольких световодов 76.
На фиг.7 показана еще одна конструктивная форма устройства фальшпанели управления 20IV согласно настоящему изобретению. В отношении конструкции и принципа действия она соответствует представленному на фиг.1 устройству 20 фальшпанели управления. В дальнейшем будут рассмотрены только лишь различия.
С одной стороны можно видеть, что гибкая печатная плата 26IV закреплена на жесткой изогнутой опоре 82 печатной платы. Она расположена на задней стороне первой печатной платы 26IV.
Далее можно видеть, что на передней стороне фальшпанели 22IV управления расположен пленочный монитор 84 в виде монитора на основе органических светоизлучающих диодов (ОСИД). С помощью схематически показанного соединительного кабеля 86 он соединен с печатной платой 26IV и служит для того, чтобы создать по меньшей мере один индикаторный сегмент 36.
В целом, в отношении осуществления сенсорной электронной системы следует заметить следующее. Это относится и ко всем вышеуказанным конструктивным формам настоящего изобретения.
Структура электродов, состоящая из отдельных точек 50 или из отдельных токопроводящих дорожек (печатных проводников), которые образуют сетку X - У, наносится предпочтительно непосредственно на, или непосредственно рядом, внутреннюю сторону фальшпанели 22 управления. Это может происходить либо путем нанесения ламинированного покрытия на пленку, нанесения печати с использованием электропроводных материалов или с помощью т.н. MID-конструкций (MID=Mold Integrated Device) (литое интегрированное устройство).
Такого рода литые интегрированные устройства представляют собой формованные детали с интегрированной структурой расположений проводников, которые можно изготавливать различным способом, например методом однокомпонентного литья под давлением с последующей химической обработкой и структурированием токопроводящих дорожек посредством лазера с последующей металлизацией, методом двухкомпонентного литья под давлением с последующей металлизацией или путем заливки (Insert Molding). Нанесение печати может осуществляться, как описано выше, традиционными методами печати, предпочтительно, однако, с помощью цифровых печатных способов.
При нанесении ламинированного покрытия пленки структурированная, покрывающая всю площадь пленка может приклеиваться на внутреннюю сторону фальшпанели управления. Однако можно также заклеивать только отдельные сегменты внутренней стороны с использованием отдельных кусочков пленки.
Замыкание контактов между фальшпанелью управления в качестве носителя электрической схемой и отдельно предусмотренной печатной платой для системы управления могут осуществляться с помощью контактных пружин, паяных или клееных электрических соединений.
Другая возможность заключается в использовании жестко - гибких печатных плат, у которых жесткие участки печатных плат соединены с помощью гибких участков печатных плат. При этом жесткий участок печатной платы мог бы размещаться, например, на внутренней стороне фальшпанели управления и с помощью гибкого участка печатной платы соединяться с другим жестким участком печатной платы (в целях выполнения функций управления).
На фиг.8 в схематичной форме показан вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению для изготовления устройства фальшпанели управления в виде блок-схемы.
Способ на фиг.8 в целом обозначен ссылкой 100 и включает в себя этап 102 изготовления фальшпанели 22 управления (базовая панель) и изготовления устройства 20 фальшпанели управления.
Соответствующим образом подготавливаются оптические индикаторные элементы, например, в виде светодиодов, в виде пленочного монитора и/или в виде жидкокристаллического монитора (этап 104). На этапе 106 выполняется монтаж этих оптических индикаторных элементов на фальшпанель 22 управления. На следующем этапе 108 подготавливается базовая электроника, то есть электрическая схемное устройство 24 с печатной платой 26. На этапе 110 выполняется монтаж (сборка) фальшпанели 22 управления на электрическое схемное устройство 24 (сборка фальшпанели 22 управления и печатной платы 26).
На этапе 112 выполняется программирование электрического схемного устройства 24. Прежде всего выполняется программирование содержащихся в ней средств 54 обработки данных так, что определенные участки перед фальшпанелью 22 управления определяются в качестве сегментов 38 управления. Далее производится программирование в зависимости от оснащения светодиодами, если они образуют индикаторные 36 сегменты. Также производится программирование монитора 70; 86, если таковой предусмотрен.
На этапе 114 выполняется еще также нанесение печати, прежде всего в том случае, если индикаторные сегменты не выполнены уже полностью в виде монитора 70; 84 и/или светодиодов. Однако в целом операция нанесения печати выполняется на этапе 114 и по эстетическим соображениям. Далее, возможно производить индивидуализацию, а именно, с учетом пожеланий заказчиков, например, в зависимости от заказа, оформляемого в режиме «он-лайн».
После этого предварительно изготовленное таким образом устройство фальшпанели управления крепится на базовом приборе с тем, чтобы создавать различные варианты исполнения.
Можно убедиться, что возможны различные варианты исполнения «A», «B» и до «n». При этом эти варианты исполнения могут изготавливаться непосредственно друг за другом на одной производственной линии (на одном монтажном конвейере).
Несмотря на то, что один пример исполнения устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению и один пример исполнения способа для изготовления устройства фальшпанели управления согласно настоящему изобретению описаны по существу на основании использования в виде бытовой стиральной машины, понятно, что данное изобретение может применяться также и в других областях применения, о чем уже было сказано выше.
1. Устройство (20) фальшпанели управления, прежде всего для бытовых приборов (10), таких как стиральные машины и сушильные машины, с фальшпанелью (22) управления, на внешней стороне которой выполнены сегменты (38) управления и индикаторные сегменты (36) для управления или же контроля, а также с электрическим схемным устройством (24), которое соединено с сегментами (38) управления и индикаторными сегментами (36) и расположено в области внутренней стороны фальшпанели (22) управления, отличающееся тем, что схемное устройство (24) имеет, по меньшей мере, три электрода (50), которые расположены распределенными приблизительно параллельно к фальшпанели (22) управления, а также средства (54) обработки данных, которые настроены для того, чтобы определять расчетным путем пространственное положение средства (40) управления относительно положения трех электродов (50), а именно путем определения численного значения полей между электродами (50) и средством (40) управления так, что сегменты (38) управления в качестве местоположений средства (40) управления выполнены с возможностью свободного определения в области внешней стороны фальшпанели (22) управления, причем для численного определения указанных полей каждый из электродов (50) посредством блока (56) осциллятора соединен со сравнивающим устройством (58), обеспечивающим оценку смещения частоты в области блока (56) осциллятора, и выходы сравнивающих устройств (58) соединены с микроконтроллером (60), обеспечивающим пересчет смещений частоты в параметры положения средства (40) управления.
2. Устройство фальшпанели управления согласно п.1, отличающееся тем, что средство управления представляет собой палец (40).
3. Устройство фальшпанели управления по п.1 или 2, отличающееся тем, что электроды (50) расположены в области углов панели (34) управления фальшпанели (22) управления, внутри которой расположены сегменты (38) управления.
4. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один сегмент (38) управления представлен на внешней стороне фальшпанели (22) управления посредством нанесения печати.
5. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один сегмент (38) управления представлен на внешней стороне фальшпанели управления посредством индикации на мониторе (70, 84).
6. Устройство фальшпанели управления по п.5, отличающееся тем, что монитор представляет собой пленочный монитор (84).
7. Устройство фальшпанели управления по п.5 или 6, отличающееся тем, что монитор представляет собой монитор (84) на основе органических светоизлучающих диодов (ОСИД).
8. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один индикаторный (36) сегмент имеет светодиод (42), расположенный на печатной плате (26) в области внутренней стороны фальшпанели (22) управления.
9. Устройство фальшпанели управления по п.8, отличающееся тем, что печатная плата (26, 26IV) изготовлена из гибкого материала и расположена, по меньшей мере, в области индикаторной (32) панели, в которой расположены индикаторные сегменты (36), приблизительно параллельно к фальшпанели (22) управления.
10. Устройство фальшпанели управления по п.8 или 9, отличающееся тем, что фальшпанель (22) управления в области, по меньшей мере, одного индикаторного сегмента (36) имеет проем (46), через который проходит свет светодиода (42).
11. Устройство фальшпанели управления по п.8, отличающееся тем, что фальшпанель (22) управления в области, по меньшей мере, одного индикаторного (36) сегмента имеет участок (48) стенки с меньшей толщиной стенки, через который проходит свет светодиода (42).
12. Устройство фальшпанели управления по п.8, отличающееся тем, что индикаторная панель имеет растровое поле с несколькими постоянными местоположениями (78), из которых, по меньшей мере, некоторые оснащены светодиодами (42).
13. Устройство фальшпанели управления по п.8, отличающееся тем, что каждый из светодиодов (42) посредством световода (44, 76) соединен с фальшпанелью (22) управления.
14. Устройство фальшпанели управления по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один световод (76) выполнен изогнутым и соединен со светодиодом (42) таким образом, что светодиод (42) в зависимости от положения поворота световода (76) может освещать различные индикаторные сегменты (80).
15. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что электрическое схемное устройство (24) имеет датчик (50, 54) приближения, который распознает приближение средства (40) управления и активизирует определенные сегменты схемы при приближении средства управления.
16. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что на фальшпанели управления предусмотрен интерфейс (72) передачи данных, через который может быть осуществлено новое программирование или перепрограммирование электрического схемного устройства (24).
17. Устройство фальшпанели управления по п.1, отличающееся тем, что электрическое схемное устройство (24) рассчитано для того, чтобы путем ввода данных на панели управления могли быть заново определены или же переопределены сегменты управления, прежде всего кнопки и функции кнопок.
18. Способ (100) изготовления устройства фальшпанели управления, которое изготавливается в различных вариантах, включающий в себя следующие этапы:
а) формообразующее изготовление (102) фальшпанели управления;
б) сборка (106, 100) фальшпанели управления и схемного устройства;
в) программирование (112) схемного устройства в зависимости от того варианта, для которого изготавливается устройство фальшпанели управления; и
г) нанесение печати (114) на фальшпанель управления в зависимости от варианта, для которого изготавливается устройство фальшпанели управления, при этом
этап в) и/или этап г) следует после этапа б).
19. Способ согласно п.18, в котором нанесение печати на фальшпанель управления осуществляется цифровым способом печати.
