Сенсорный переключатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЮТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. свид-еу (22) ЗаЯвлвно 040480 (21) 2903685/18-21 Р1) М

Союз Сееетских

Социалистических

Республик

H K 17/945 с присоединением заявки ЙУ

Государствеииый «омитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2312.81. бюллетень Н947

Дата опубликования описания 2 Э. 12. 81

РЗ) УДК б21. 374 (088.8) (71) Заявитель (54) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах управления, коммутационной технике, устройствах ввода информации в ЭВМ.

Известно сенсорное переключающее устройство, содержащее сенсорную площадку, подключенную ко входу элемента И, D-триггер и дополнительные элементы И и ИЛИ (lj.

Недостаток устройства - низкая надежность из-за возможности пробоя элементов при наличии на пальцах оператора статического электричества.

Наиболее 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, обусловленну|о возникновением неопределенных положений.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в сенсорный переключатель, содержащий Н сенсорных датчиков, блок сброса и и блоков фиксации, первые входы которых соединены с соответ-:. ствующими выходами блока сброса, введены синхронизатор, выход которо= го соединен с первыми входами сенсорных датчиков, и анализатор приращений, состоящий из И первых элементов И, элемента ИЛИ, генератора интервалов и И вторых элементов И, причем первые входы первых элементов И соединены с первыми выходами соответствующих сенсорных датчиков, а другие входЫ вЂ” со вторыми выходами остальных сенсорных датчиков, при этом

"5 выходы первых элементов И подключены к первым входам соответствующих вторых элементов И и через соединенные последовательно элемент ИЛИ и генератор интервалов подключены ко

20 вторым входам вторых элементов И, выходы которым соединены с соответствующими входами блбка сброса и вторыми входами соответствующих блоков фиксации.

Кроме того,катящий сенсорный датчик содержит ждущий мультивибратор,первый .вход которого соединен с частью разделенной сенсорной площадки, покрытой изоляционным материалом, а вто30 рая часть площадки соединена с кор892727 4 пусом, причем второй вход ждущего мультивибратора подключен, к перво- . му входу сенсорного датчика, а выходы — 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 (atq) не превышает значение времени (gtg), 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 импульсного 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

При приближении на расстояние порядка 2 мм, в случае установки средней чувствительности, или при касании рукой оператора изоляционного материала разделенной сенсорной площадки 3, во времязадающую цепь соответствующего ждущего .мультивибратора 2 вносится дополнительная емкость AС.

До момента касания или приближения длительность импульса каждого из ждущих мультивибраторов .2 определяется выражением t =KRC, где

R и С вЂ” параметры времязадающей цепи, К - коэффициент, определяемый параметрами используемой микросхемы °

8 момент касания или приближения ,длительность импульса соответствующего ждущего мультивибратора 2 опре" деляется выражением кв(с+дс) = t„+ at.

Из этого выражения следует, если учесть, что длительности импульсов, вырабатываемых другими сенсорными датчиками 1 не изменились, на .соответствующие входы элементов И 10 с выхода соответствующего элемента И 7 поступает импульс длительностью At.

Этот же импульс, пройдя элемент ИЛИ

В, запускает передним фронтом генератор 9 интервалов.

Через интервал времени Atg, меньший, чем b.t, но больший, чем А, генератор 9 интервалов формирует на выходе сигнал, который поступает на вторые входы элементов И 10.

При совпадении импульса, вырабатываемого генератором 9 интервалов с импульсом длительности At, поступаю" щим с выхода соответствующего элемента И 8, на выходе соответствующего элемента И 10 Формируется сигнал, который поступает на вход соответствующего блока 12 фиксации, а также на соответствующий вход блока 11 сброса. При этом соответствующий блок 12 фиксации, например триггер, устайавливается в единичное состояние, формируя на выходе соответствующий скгнал. На другие входы остальных блоков 12 фиксации с соответствующих выходов блока 11 сброса поступаюТ скгкалы сброса, обеспечивающие стирание 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 bt . В.этом случае длительности

Ъ..892727 ймпульсов ждущих мультивибраторов 2 определяются выражениями

I и„= к+а" з

t " = ;"„+ „ и»

° ° ° t ° ° ° ° ° ° ° . "4и-tH+6tS

Так как для сигнала, вырабатываемого каждым ждущим мультивибратором 2, сигналы всех других ждущих мультивибраторов являются запрещающими, то на выходе одного из элементов И 7 длительность импульса 1 изменяется незначительно и близка к величине Ь1, меньшей,чем gt Z. В этом случае переключатель сохраняет предыдущее состояние.

Для случая, когда вблизи сенсорных цолей находится проводящая поверхность, например рука оператора, и одновременно производится касание определенного сенсорного поля, например первого, длительность импульcos соответствующего ждущего мультивибратора 2 определяется выражением

= „ а +ь .

Длительность импульсов каждого из остальных ждущих мультивибраторов

1:й, = ЙИ + Qtg °

В этом случае на выходе соответствующего элемента И 7 сформируется импульс длительностью М, соответствующий блок 12 фиксации сработает на включение и произойдет сброс других блоков 12 фиксации.

Введение синхронизатора и анализатора приращений, позволяющего производить сравнение приращения параметра сигнала каждого из сенсорных датчиков с приращениями этого же сигнала s сигналах других сенсорных датчиков, а также сравнение разности этих сигналов с заданной величиной, достигается высокая надежность работы сенсорного переключателя.

Кроме того, полная идентичность выполнения сенсорных датчиков позволяет избежать влияния на надежность работы предлагаемого сенсорного переключателя 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 сенсорных. датчиков.

Формула изобретения

1. Сенсорный переключатель, со держащий И -. сенсорных датчиков, блок сброса и fq блоков фиксации, первые входы которых соединены С соответствующими выходами блока

® сброса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены синхронизатдр, выход которого соединен с первыми входами .сенсорных датчиков, и анализатор

1з приращений, состоящий из и первых элементов И, элемента ИЛИ, генератора интервалов и и вторых элементов .И, причем первые входы первых элементов И соединены с первыми выхода20 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 И и через соединенные последовательно элемент ИЛИ и генератор интервалов .подключены ко вторым входам вторых элементов И, выходЫ которых соединены с соответствующими входами блока сброса и вторыми входами соответствующих блоков фиксации.

2. Переключатель по и. 1„ о т л и ч а ю шийся тем, что каждый сенсорный датчик содержит ждущий

З мультивибратор, первый вход которого . соединен с частью разделенной сенсорной площадки, покрытой изоляционным материалом, а вторая часть площадки соединена с корпусом, причем

40 второй вход ждущего мультивибратора подключен к первому входу сенсорного датчика, а выходы — к соответствующим выходам сенсорного датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. йвторское свидетельство СССР

Р 645268, кл. Н 03 К 17/02, 1975., 2. Калихман С.Г. и Левин Я.М.

Радиоприемники на полупроводниковых .приборах; .М., Связь, 1979, с. 325, рис. 12.9 (прототип).

892727

Составитель Л,Захарова

Редактор H.Âîëêîâà Техред А.Бабинец Корректор A.ôåðåíö

Заказ 11284/86 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4