Сенсорный переключатель
Патент 961146
Авторы
Классы МПК
Сенсорный переключатель
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ii> 961146 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявле o 06.02.81 (21) 3245976/18-21 (5l)M. Кл.
H 03 1 17/945 с присоединением заявки рй— (23) Приоритет роеударстеенный комитет
CCCP
rto делен изобретений и етнрктнй
Опублнкозано 23.09.82. Бтоллетень М 35 (53) УДК 621.382 (088.8) Дата опубликования описания 23 . 09 . 82 (72) Автор изобретения
H. В. Прокопов
1
Р (7I) Заявитель (4) СЕНСОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
Изобретение относится к импульс-, ной технике и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике, в частности в устройствах ввода информации в 3ВМ, в тастатурных телефонных номеронабирателях, а также в .радио- и телеаппаратуре, в качестве бесконтактных электронных переключателей, срабатывающих от прикосновения пальцем.
Известен сенсорный переключатель, содержащий контактную площадку, выполненную на двух электродах, один из которых подключен к выходу генератора импульсов, и логическую схему детектирования (1 ). I5
Недо ст ат ки этого ус т рой ст ea — сложность и низкая надежность.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является сенсор-. но ный переключатель, содержащий задающий генератор с двумя противофазными выходами, один из торых через резистор соединен с сенсорной площад2 кой, подключенной к входу управляющего элемента, второй вход которого подключен к другому выходу генератора, а выход управляющего элемента соединен с входом переключающего элемента, к выходу которого подключена нагрузка $21.
Недостаток этого сенсорного переключателя - невысокая надежность работы.
Для достижения цели в сенсорный . переключатель, содержащий контактную площадку, первый электрод которой подключен к выводу резистора и через управляющий элемент — к первому входу переключающего элемента, выход которого соединен с нагрузкой, введены конденсатор и инвертор, причем втдрой электрод контактной площадки соединен с общей шиной и через конденсатор - с входом управляющего элемента, выход которого через инвертор подключен к второму входу переключающего элемента, при этом другой вывод
Ч,„-3,к >
3 961146 резистора соединен с положительной шиной источника питания.
Кроме того, управляющий и переключающий элементы и инвертор выполнены на комплементарной ИОП логике.
На чертеже представлена функциональная схема сенсорного переключателя.
Устройство содержит контактную ! площадку 1, выполненную на двух элек- 1о тродах, один из которых соединен с общей шиной 2 и конденсатором 3, а другой электрод соединен с входом управляющего элемента 4 и выводом резистора 5, второй вывод которого соединен с положительной шиной 6 источника питания. Выход управляющего элемента 4 соединен с входом инвертора 7 и первым входом переключающего элемента 8, второй вход которого сое- 2О динен с выходом инвертора 7, а выход переключающего элемента 8 подключен к нагрузке 9.
Сенсорный переключатель может быть построен на комплементарной ИОП логи- 5 ке типа ИЛИ-НЕ или И-НЕ. При этом управляющий элемент 4 включается по схеме НЕ, а в качестве переключающего элемента 8 можно использовать, RS-триггер, реализованный на двух элементах логики указанного выше типа. Применение разрезной контактной площадки 1, состоящей из двух электродов, один из которых заземлен, позволяет обеспечить надежную защиту К-ИОП микросхем
35 от статического электричества при касании пальцем площадки 1.
Устройство работает следующим образом.
Когда нет касания пальцем пары ао электродов контактной площадки 1, на входе управляющего элемента 4 присутствует плюсовое напряжение источника питания, соответствующее уровню логической единицы. С выхода управляющего
45 элемента 4 проинвертированный входной сигнал в виде логического нуля поступает на вход инвертора 7- сигнал логической единицы поступает на второй вход переключающего элемента 8 и переводит его выход в состояние ло. гического нуля, при этом отсутствует коммутация нагрузки 9.
При касании пальцем пары электродов контактной площадки 1 на участке между входом управляющего элемента 4 и общей шиной 2 включается сопротивление кожи пальца оператора и, следовательно, напряжение на входе
4 управляющего элемента уменьшится от величины "+" источника питания до величины где Ч и- напряжение источника питания устройства; — величина тока протекающего по цепи: шина источника питания 6 - резистор 5 - первый электрод контактной . площадки 1 — сопротивление участка кожи пальца оператора - второй электрод контактной площадки 1 — общая шина 2;
r — сопротивление участка норк мальной сухой кожи пальца оператора.
Данная величина напряжения, присутствующая на входе управляющего элемента 4, для комплементарной ИОП логики является логическим нулем, что переведет управляющий элемент 4 из состояния логического нуля в состояние логической единицы, которое инвертируется инвертором 7. Наличие логической единицы на первом входе и логического нуля на втором входе переключающего элемента 8 переведет его выход из состояния логического нуля в состояние логической единицы и произведет коммутацию нагрузки 9.
Для устранения эффекта дребезга, который может наблюдаться при недостаточно надежном касании пальцем оператора пары электродов контактной площадки 1, служат инвертор 7 и переключающий элемент 8. Резистор 5 является ограничивающим, а конденсатор 3 характеризует время срабатывания сенсорного переключателя, т. е, время возврата схемы в исходное состояние после снятия пальца с пары электродов контактной площадки 1, а также формирует крутые фронты импульса на нагрузке 9.
Таким образом, в данном устройстве одна элементарная ячейка построена в одном корпусе комплементарной МОП-микросхемы типа 4ИЛИ-НЕ или 4И-НЕ, резисторе и конденсаторе, что повышает надежность и значительно уменьшает габариты. Кроме того, выполнение сенсорного переключателя на комплементарной ИОП логике позволяет снизить (приблизительно в 100 раз) потребление мощности от источника питания.
5 9611
Формула изобретения
Составитель Л. Захарова
Редактор Н. Джуган Техред С. Мигунова Корректор Н. Буряк
Тираж 959 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7319/76
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
1. Сенсорный переключатель, содержащий контактную площадку, первый электрод которой подключен к выводу резистора и через управляющий элементк первому входу переключающего элемента, выход которого соединен с нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежно- 10 сти, в него введены конденсатор и инвертор, причем второй электрод контактной площадки соединен с общей шиной и через конденсатор - с входом управляющего элемента, выход которо- >s го через инвертор подключен к второму
46 d входу переключающего элемента, при этом другой вывод резистора соединен с положительной шиной источника пита-, ния.
2. Переключатель по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что управляющий и переключающий элементы и инвертор выполнены на комплементарной МОП логике.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Франции Н 2326083, кл. Н 03 К 17/00, 27 ° 05 77.
2. Авторское свидетельство СССР
N 665402, кл. H 03 К 17/945, 04.01.77 (прототип).