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Schaltungsanordnung zur Erfassung
des Zustandes mindestens eines elektrischen Schalters
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zur Erfassung des Zustandes mindestens eines elektrischen Schalters,
insbesondere zur Erfassung einer Betätigung mehrerer Schaltelemente
in einem Kraftfahrzeug.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen erfolgt
die Steuerung elektrischer Verbraucher, wie beispielsweise der Innenraumbeleuchtung
oder der Fensterheberantriebe durch einen Mikroprozessor in Abhängigkeit
von den Schaltzuständen
mehrerer Schaltelemente, wie beispielsweise Türkontaktschalter, Kofferraumverschlussschalter,
Zündschlossschalter
etc.. Der Prozessor muss demzufolge zunächst die Schaltzustände mehrerer Schaltelemente
erfassen und abhängig
hiervon die gewünschte
Aktion auslösen.
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Um zu vermeiden, dass der Mikroprozessor
bzw. die zugehörige
Mikrocontroller-Schaltungsanordnung fortwährend eine relativ hohe Leistung
aufnimmt, wird die Mikrocontrollerschaltung bzw. der Mikroprozessor
während
der Zeiten, in denen der Prozessor keinerlei Aktionen ausführen muss,
in einen Stand-by-Modus
oder Sleep-Modus versetzt. Aus diesem Modus, in dem die Schaltungsanordnung
nur eine sehr geringe Leistung aufnimmt, wird der Mikroprozessor
bedarfsweise, d. h. auf Anforderung, oder in vorbestimmten Zeitabständen mittels
eines Wake-up-Signals
in den aktiven Modus geschaltet.
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Bei bekannten Schaltungsanordnungen
zur Erfassung des Zustands von wenigstens einem elektrischen Betätigungselement
erfolgt die Überwachung
der betreffenden Schaltzustände
dadurch, dass die einzelnen Schaltelemente jeweils über Vorwiderstände mit
getakteten Spannungsimpulsen beaufschlagt werden, wobei eine Spannungsmesseinheit
die über
den einzelnen Schaltelementen abfallende Spannung erfasst, welche
den Schaltzustand des jeweiligen Schaltelements widerspiegelt. Beispielsweise
wird das elektrische Potential am Eingang der Spannungsmesseinheit
beim Durchschalten eines der Schaltelemente auf Masse gezogen, wogegen
das elektrische Potential am Eingang der Spannungsmesseinheit bei
geöffneten
Schaltelementen der Versorgungsspannung entspricht.
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Nachteilig bei dieser bekannten Schaltungsanordnung
zur Erfassung des Zustands von wenigstens einem elektrischen Schaltelement
ist die Tatsache, dass am Signalausgang auch dann ein den Zustand
der Schaltelemente wiedergebendes Ausgangssignal erzeugt wird, wenn
keines der Schaltelemente betätigt
wird und demzufolge auch kein Ausgangssignal erforderlich wäre. Diese
bekannte Schaltungsanordnung befindet sich also während der
getakteten Spannungsimpulse stets in einem aktiven Betriebszustand,
wodurch unnötig elektrische
Energie verbraucht wird.
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Aus der
DE-A-199 17 819 ist eine
Schaltungsanordnung zur Erfassung von Schaltzuständen von Schaltern zur Aktivierung
einer Kraftfahrzeugelektronik bekannt, wobei die Schaltungsanordnung
ein Wake-up-Signal erzeugt, wenn wenigstens ein Schalter aus einem
ersten definierten Schaltzustand in einen zweiten definierten Schaltzustand
versetzt wird. Die Schaltungsanordnung ist so ausgebildet, dass
sie das Wake-up-Signal
auch bei einem Übergang
des zweiten Schaltzustandes in den ersten Schaltzustand erzeugt. Dies
ist in der Kfz-Technik häufig
erforderlich, da elektrische Schalter im aktiven Zustand oftmals
geschlossen sind. Es müssen
daher beide Schaltzustände
sicher erkennbar sein.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik
liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung
zur Erfassung des Schaltzustandes mindestens eines elektrischen
Schalters zu schaffen, welche eine möglichst geringe Leistungsaufnahme
aufweist und mit möglichst
geringem schaltungstechnischen Aufwand realisierbar ist, wobei die
Schaltzustände
mit hoher Zuverlässigkeit
erkannt werden.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, dass ein zu überwachender
Schalter über
einen Ausgang der Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustands
mindestens eines elektrischen Schalters mit zwei unterschiedlichen
Potentialen beaufschlagbar ist. Der oder die jeweils anderen Kontakte
des Schalters sind ebenfalls mit dem einen oder anderen Potential
verbunden. Bei einem geschlossenen Schalter fließt somit ein Strom im Strompfad,
in dem der Ausgang der Schaltungsanordnung liegt. Dieser Stromfluss
wird mittels einer Strom-Detektoreinheit
erfasst, wobei die Schaltungsanordnung ein Wake-up-Signal erzeugt,
wenn der erfasste Strom einen bestimmten Schwellenstrom überschreitet.
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Die Strom-Detektoreinheit kann beispielsweise
mittels eines Arbeitswiderstands im betreffenden Strompfad realisiert
werden, wobei der Spannungsabfall an diesem Arbeitswiderstand für das Durchschalten eines
steuerbaren elektronischen Schalters, beispielsweise eines Transistors,
verwendet wird.
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Nach dem Erhalt eines Wake-up-Signals
steuert der Mikrocontroller die Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung
so an, dass im betreffenden Strompfad für die gegebene Schaltstellung
des Schalters kein Strom mehr fließt. Dies erfolgt durch das
Anlegen des jeweils anderen Potentials an den Ausgang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung.
Abhängig
vom erfassten Schaltzustand kann der Mikrocontroller dann die gewünschte Aktion
auslösen
und sich anschließend
wieder in den Sleep-Modus
versetzen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist
für jeden
elektrischen Schalter, dessen Zustand überwacht werden soll, eine Gegentaktausgangsstufe
vorgesehen, deren Eingang unmittelbar oder mittelbar mit dem vom
Mikrocontroller ansteuerbaren Seteingang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung
verbunden ist und deren Ausgang unmittelbar oder mittelbar mit dem
Sensorausgang verbunden ist, wobei der Ausgang der Gegentaktausgangsstufe
bei Anliegen eines High-Signals am Set-Eingang mit dem ersten Potential und
bei Anliegen eines Low-Signals am Set-Eingang mit dem zweiten Potential
verbunden ist.
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Hierdurch kann der betreffende Kontakt
des zu überwachenden
Schalters auf einfache Weise und vom Mikrocontroller ansteuerbar
jeweils mit einem Potential beaufschlagt werden.
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Während
für jeden
zu überwachenden
Schalter eine separate Gegentaktausgangsstufe erforderlich ist,
kann für
mehrere oder alle Schalter eine gemeinsame Stromdetektor-Einheit
vorgesehen sein. Hierdurch wird der schaltungstechnische Aufwand
deutlich reduziert. In diesem Fall kann der Mikrocontroller die
Set-Eingänge
der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung so lange ändern, bis
ein Zustand erreicht ist, in dem kein Wake-up-Signal erzeugt wird.
In diesem Zustand ist gewährleistet,
dass über
keine der Gegentaktausgangsstufen ein Strom fließt, der ja zu einem Wake-up-Signal
führen
würde.
Demzufolge wird durch die Gegentaktausgangsstufen eine minimale
Leistungsaufnahme im Ruhezustand gewährleistet.
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Das Ändern der Zustände der
Set-Eingänge
kann der Mikrocontroller nach einer vorgegebenen Strategie vornehmen.
Beispielsweise kann ausgehend vom Zustand, den die Set-Eingänge vor
dem Auftreten eines Wake-up-Signals aufweisen, immer jeweils nur
ein Set-Eingang in seinem Zustand geändert werden. Dies erfolgt
unter der Annahme, dass häufig
nur ein einziger zu überwachender
Schalter betätigt
wird. Wird nach dem Ändern
des Zustands jeweils nur eines Set-Eingangs immer noch ein Wake-up-Signal
erzeugt, so kann der Schalter dazu übergehen, jeweils zwei Set-Eingänge in ihrem
Zustand zu verändern
und so weiter.
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Nach einer anderen, einfacheren Strategie
kann der Controller jedoch auch die digitalen Ausgänge, die
mit den Set-Eingängen
der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung verbunden sind, wie einen
Zähler betreiben
und entsprechend einem vorgegebenen Takt (oder auch asynchron) solange
aufwärts
oder abwärts zählen, bis
das Wake-up-Signal verschwindet.
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Anstelle eines im Mikrocontroller
softwaremäßig realisierten
Zählers
und einer entsprechenden Ansteuerung von digitalen Ausgängen kann
auch ein Hardware-Zähler
vorgesehen sein, der entsprechend einem vorgegebenen Takt nach Erhalt
eines Wake-up-Signals
einen Zählvorgang
(abwärts
oder aufwärts)
beginnt. Der Zählvorgang
kann von einem beliebigen Zustand aus erfolgen oder aber von dem
Zustand, den die Ausgänge
des Zählers
vor Erhalt eines Wake-up-Signals aufweisen.
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Wird in den betreffenden Strompfaden
jeder Gegentaktausgangsstufe eine Stromdetektor-Einheit vorgesehen,
so kann für
jeden einzelnen zu überwachenden
Schalter ein Wake-up-Signal erzeugt werden. In diesem Fall erhält der Mikrocontroller
unmittelbar die Information hinsichtlich der Zuordnung des betreffenden
Wake-up-Signals zu dem zu überwachenden
Schalter.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert.
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1:
Ein Stromlauf einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
zur Erfassung des Zustands mindestens eines elektrischen Schalters;
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2:
Ein schematisches Blockdiagramm einer Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
mit einer Zustandserfas sungs-Schaltungsanordnung nach der Erfindung
zur Überwachung
von drei elektrischen Schaltern und
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3:
Ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform
einer Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung
zur Überwachung
eines Schalters mit einem Schaltkontakt, der Gegenmasse schaltet.
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Die in 1 dargestellte
Schaltungsanordnung 1 zur Erfassung des Zustands von wenigstens
einem elektrischen Schalter umfasst für jeden zu überwachenden elektrischen Schalter
eine Einheit 3 mit einem Set-Eingang, dem ein digitales
Signal zuführbar
ist. Der Set-Eingang ist mit einem Eingang eines Verstärkers 5 verbunden,
dessen Ausgang mit einem Eingang 7 einer Gegentaktausgangsstufe 9 verbunden
ist. Der Verstärker 5 dient
zur Anpassung des Spannungspegels des am Set-Eingang anliegenden
Steuersignals an den Betriebsspannungspegel der Gegentaktausgangsstufe 9.
Ist keinerlei Pegelanpassung erforderlich, so kann der Verstärker 5 selbstverständlich entfallen.
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Die Gegentaktendstufe besteht aus
den komplementären
Transistoren J1 und J2. Der Ausgang 11 der Gegentaktausgangsstufe 9 ist über einen
Widerstand R1 mit einem Sensorausgang der Einheit 3 verbunden. Zusätzlich weist
die Gegentaktausgangsstufe 9 Schutzdioden D2, D3 auf.
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Die freie Elektrode des Transistors
J1 ist über
eine Parallelschaltung eines Widerstands R2 und einer Schutzdiode
D1 mit dem Potential der Betriebsspannung (im dargestellten Ausführungsbeispiel
12V) verbunden. Der Spannungsabfall am Widerstand R2 wird der Basis
eines Schalttransistors Q1 zugeführt,
dessen Emitter ebenfalls der Betriebsspannung beaufschlagt ist.
Im Kollektorzweig des Transistors Q1 befindet sich ein Spannungsteiler,
der aus den Widerständen
R4 und R5 besteht. Der Spannungsabfall am Widerstand R5 dient zur
Ansteuerung der Basis eines weiteren Schalttransistors Q3, der abhängig vom
am Widerstand R5 auftretenden Spannungsabfall durchschaltet und
an seinem Kollektor im durchgeschalteten Zustand ein aktives Wake-up-Signal
erzeugt. Im Fall eines aktiven Wake-up-Signals befindet sich der
Schalttransistor Q3 somit im leitenden Zustand, so dass ein im nicht-leitenden
Zustand am Wake-up-Ausgang anliegendes (positives) Potential auf
Masse gezogen wird. Bei der in 1 dargestellten
Ausführungsform
wird daher ein activ-low Wake-up-Signal erzeugt.
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Die freie Elektrode des Transistors
J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 ist ebenfalls über eine
Parallelschaltung einer Schutzdiode 4 und eines Widerstands
R3 mit dem Masse-Potential
verbunden. Ein gegebenenfalls am Widerstand R3 auftretender Spannungsabfall
wird der Basis eines Schalttransistors Q2 zugeführt. Der Kollektor dieses Schalttransistors
Q2 ist wiederum mit dem Wake-up-Ausgang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 verbunden.
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Schaltet der Tansistor Q2 bei Auftreten
eines ausreichend großen
Spannungsabfalls am Widerstand R3 in den leitenden Zustand, so wird
ebenfalls ein activ-low Wake-up-Signal erzeugt.
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Zur Überwachung mehrerer elektrischer
Schalter ist es lediglich erforderlich, die in 1 dargestellte Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung
1 um weitere Einheiten 3 zu ergänzen, wobei jeweils die freien Elektroden
der Transistoren der Gegentaktausgangsstufen 9 miteinander
verbunden werden.
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Eine gesamte Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
zur Erfassung des Zustands mehrerer (im dargestellten Ausführungsbeispiel
3) elektrischer Schalter ist in 2 schematisch
gezeigt. Der Mikrocontroller 13 ist über jeweils einen digitalen
Steuerausgang 15 mit einem Set-Eingang Set1, Set2, Set3
der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 verbunden.
Die in 2 schematisch
dargestellte Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 kann
so ausgebildet sein, wie dies in
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1 dargestellt
ist. Selbstverständlich
sind jedoch drei parallel geschaltete Einheiten 3 erforderlich.
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Jeder der Sensorausgänge Sensor1,
Sensor2, Sensor3 ist mit einem Schaltkontakt eines von drei Schaltern
S1, S2, S3 verbunden. Zur Erläuterung
unterschiedlicher Ausführungsformen
bzw. unterschiedlicher Funktionsweisen der Mikrocontroller-Schaltungsanordnung
wurde für
den Schalter S1 eine Ausführungsform gewählt, bei
der der Sensorausgang Sensor1 wahlweise an Masse geschaltet werden
kann, während
der Sensorausgang Sensor2 mittels des Schalters S2 wahlweise an
Masse geschaltet und der Sensorausgang Sensor3 mittels des Schalters
S3 wahlweise an die Betriebsspannung bzw. Massepotential geschaltet
werden kann.
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Um den jeweils geöffneten Zustand der Schalter
S1 bzw. S2 mittels der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung auf
einfache Weise erfassen zu können
wird der Sensorausgang Sensor1 mittels eines Widerstands RD mit Masse verbunden und der Ausgang Sensor2
mittels eines Widerstandes RU mit der Betriebsspannung.
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Hierdurch wird sicher gestellt, dass
auch bei jeweils geöffnetem
Schalter am jeweiligen Ausgang Sensor1 bzw. Sensor2 ein definiertes
Potential anliegt.
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Um eine hierdurch bei geschlossenem
Schalter S1 bzw. S2 verursachte dauernde relativ hohe Leistungsaufnahme
zu vermeiden, können
die Widerstände
RD bzw. Ru selbstverständlich auch
mittels eines steuerbaren elektrischen Schalters mit dem betreffenden
Potential verbunden sein. 3 zeigt
hier schematisch den Fall, bei dem ein Sensorausgang, der zur Überwachung
eines Gegenmasse schaltenden Schalters dient, über einen Widerstand Ru und einen Schalttransistor Q4 mit der Betriebsspannung
verbunden ist. Selbstverständlich
kann in analoger Weise auch ein gegen die Betriebsspannung schaltender
Schalter über
die Reinschaltung eines Widerstandes RD und
ei nes Schalttransistors mit Masse verbunden sein. Der Schalttransistor Q4
muss in diesen Fällen
zumindest während
der Zeit durchgeschaltet sein, während
der Zustand des betreffenden zu überwachenden
Schalters detektiert werden soll. Die Ansteuerung des Schalttransistors
Q4 kann selbstverständlich
auch über
den Mikrocontroller 13 erfolgen.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise
der in 2 dargestellten
Mikrocontroller-Schaltungsanordnung näher erläutert. Dabei wird davon ausgegangen,
dass die Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 entsprechend
der in 1 gezeigten Form
ausgebildet ist, wobei jedoch insgesamt drei Einheiten 3 vorgesehen
sind.
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Da an den Set-Eingängen Set1
bis Set3 der Schaltungsanordnung 1 entweder Massepotential
oder das Potential der Betriebsspannung des Mikrocontrollers 13 anlegt,
wird nach der Anpassung der Betriebsspannung des Mikrocontrollers
an die Betriebsspannung der Schaltungsanordnung 1 zwingend
jeweils ein Tansistor J1 bzw. J2 der Gegentaktausgangsendstufen 9 durchgeschaltet.
Damit wird jeder der Ausgänge Sensor1
bis Sensor3 der Einheiten 3 über den betreffenden Widerstand
R1 und den gemeinsamen Widerstand R2 bzw. über jeweils den Widerstand
R1 und den gemeinsamen Widerstand R3 mit der Betriebsspannung bzw. mit
Masse verbunden. Je nach Stellung der Schalter S1 bis S3 am betreffenden
Ausgang Sensor1 bis Sensor3 dasjenige Potential erzwungen, welches
sich abhängig
von der Stellung der Schalter ergibt.
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Der Zustand des Schalters S1 kann
vom Mikrocontroller 13 wie folgt ermittelt werden:
Als
Ausgangssituation sei davon ausgegangen, dass sich der Schalter
S1 in geöffnetem
Zustand befindet. Liegt am Eingang Set1 das Potential der Mikrocontroller-Betriebsspannung
an, so schaltet der Tansistor J1 durch, während der Transistor J2 der
Gegentaktausgangsstufe 9 sperrt. Da der Ausgang Sensor1 über den Widerstand
RD mit Masse verbunden ist fließt demzufolge
ein Strom über
den Widerstand R2 und den Widerstand R1 und den Widerstand RD. Infolge des Spannungsabfalls R2 schaltet
der Tansistor Q1 durch, so dass am Widerstand R5 des im Kollektorzweig
des Transistors Q1 befindlichen Spannungsteilers eine ausreichend hohe
Spannung abfällt,
um den Transistor Q3 durchzuschalten. Demzufolge wird ein activ-low
Wake-up-Signal am
Wake-up-Ausgang erzeugt. Dieses Wake-up-Signal führt zum "Aufwecken" des Mikrocontrollers 13, woraufhin
dieser erfindungsgemäß bestrebt
ist, die Steuerausgänge
Set1 bis Set3 so zu schalten, dass kein Wake-up-Signal mehr auftritt.
Steuert der Mikrocontroller 13 demzufolge den betreffenden
Ausgang 15 so an, dass am Eingang Set1 der Schaltungsanordnung 1 Massepotential
anlegt, so schaltet nun mehr der Transistor J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 durch.
Dementsprechend wird der Ausgang Sensor1 über den Widerstand R1, den
Transistor J2 und den Widerstand R3 mit Masse verbunden. Es fließt in diesem
Strompfad daher kein Strom, so dass am Widerstand R3 kein Spannungsabfall
auftritt, um den Transistor Q2 durchzuschalten und ein Wake-up-Signal
zu erzeugen. Das Wake-up-Signal
hat in diesem Fall den Wert logisch "0".
Hierbei wurde selbstverständlich
vorausgesetzt, dass sich die Schalter S2 und S3 in solchen Zuständen befinden,
dass in Verbindung mit den an den Eingängen Set2 und Set3 anliegenden
Steuersignalen kein Teilstrom durch die Widerstände R2 oder R3 ergibt und demzufolge
nicht hierdurch ein Wake-up-Signal erzeugt wird.
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Ändert
man nun die Stellung des Schalters S1 in den geschlossenen Zustand,
so wird am Ausgang Sensor1 ein positives Potential entsprechend
der Betriebsspannung erzwungen. Infolge des nach wie vor am Set-Eingang
Set1 anliegenden Massepotentials und des demzufolge durchgeschalteten
Transistors J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 ergibt sich
ein Stromfluss über
den Widerstand R1 und den Widerstand R3. Durch den entsprechenden
Spannungsabfall am Widerstand R3 wird der Transistor Q2 durchgeschaltet
und es wird ein Wake-up-Signal mit dem Zustand logisch "1" erzeugt.
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Der Mikrocontroller kann hierdurch
wieder aus seinem inaktiven Zustand "aufgeweckt" werden, den er erneut eingenommen hat,
nachdem er letztmalig das am betreffenden Steuerausgang 15 ausgegebene
Steuersignal so geändert
hat, dass kein Wake-up-Signal
(infolge des Zustands des Schalters S1 und des betreffenden Steuersignals
am Eingang Set1) erzeugt wird.
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In diesem Zustand wird der Mikrocontroller 13 nunmehr
wiederum versuchen, den Eingang Set1 der Schaltungsanordnung 1 so
anzusteuern, dass in Verbindung mit dem Zustand des Schalters S1
kein Wake-up-Signal erzeugt wird. Der Mikrocontroller 13 wird
daher am Eingang Set1 die Betriebsspannung anlegen, wodurch erneut
der Transistor J1 durchgeschaltet wird. In Verbindung mit dem immer
noch geschlossenen Schalter S1 ergibt sich dann keinerlei Stromfluss
mehr über
den Widerstand R1, den Tansistor J1 und den Widerstand R2, da am
Ausgang Sensor1 das Potential der Betriebsspannung anliegt. Demzufolge
wird das Wake-up-Signal den Wert logisch "0" annehmen.
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Fasst man diese Funktionsweise in
Form einer Tabelle zusammen, so ergibt sich Folgendes:
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Dabei wird der geschlossene Zustand
des Schalters S1 mit logisch "1" und der geöffnete Zustand
mit logisch "0" bezeichnet. Ein
am Set-Eingang anliegendes Massepotential wird in dieser Tabelle
logisch "0" und das Potential
der Betriebsspannung logisch "1" bezeichnet.
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Voraussetzung in dieser Tabelle ist
darüber
hinaus, dass infolge der Signale Set2, Set3 und der Zustände der
Schalter S2 und S3 ebenfalls keinerlei Stromfluss über die
Widerstände
R2 und R3 erzeugt wird, so dass auch hierdurch kein Wake-up-Signal mit dem Wert
logisch "1" erzeugt wird.
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Das Erfassen des Zustands des Schalters
S2, der den Ausgang Sensor2 gegen Masse schaltet, erfolgt in analoger
Weise. Für
die Funktionsweise des Schalters S2 ergibt sich die folgende Tabelle:
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Bei dieser Tabelle wurde ebenfalls
vorausgesetzt, dass die Schalter S1, S3 und die Signale an den Eingängen Set1,
Set3 solche Werte aufweisen, dass sich nicht hierdurch ein Stromfluss über die
Widerstände R2
bzw. R3 ergibt.
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In gleicher Weise ergibt sich für den Schalter
S3 und das Kanal am Eingang Set3 die folgende Tabelle:
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Voraussetzung hierbei ist, dass sich
nicht infolge der Schalterstellungen der Schalter S1, S2 und der Ansteuersignale
an den Eingängen
Set1, Set2 ein Spannungsabfall an den Widerständen R2 und R3 ergibt, der
zur Erzeugung eines Wake-up-Signals
mit dem Wert logisch "1" führen würde.
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Der Mikrocontroller kann somit aus
dem Zustand des am betrefenden Steuerausgang 15 bzw. Eingang Set1
bis Set3 anliegen dend Steuersignals und aus dem Wert des Wake-up-Signals
unter Zugrundelegung der vorstehenden Zustandstabellen den Zustand
der einzelnen Schalter ermitteln. Werden jedoch, wie dies vorstehend
vorausgesetzt wurde, mehrere Einheiten 3 parallel geschaltet
und das Wake-up-Signal über
gemeinsame Widerstände
R2 bzw. R3 erzeugt, so ist der Zustand logisch "1" für das Wake-up-Signal
mehrdeutig. Durch die Vorgehensweise, dass der Mikrocontroller die
Steuerausgänge 15 solange
variiert, dass keinerlei Wake-up-Signal auftritt, ergibt sich jedoch
ein eindeutiger Zustand. Unter der Voraussetzung eines Wake-up-Signals mit dem Zustand
logisch "0" und der Kenntnis
des zugehörigen,
am jeweiligen Set-Eingang anliegenden Signals kann der Mikrocontroller 13 aus
den vorstehenden Tabellen den Zustand des betreffenden Schalters
S1 bis S3 ermitteln. Zusätzlich
muss der Mikrocontroller 13 hierfür selbstverständlich über die
Information verfügen,
um welchen "Typ" Schalter es sich
jeweils handelt, d. h. um einen Wechselschalter, einen gegen Masse
oder gegen das Betriebsspannungspotential schaltenden Schalter.
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In der Praxis besteht eine einfache
Möglichkeit
zur Änderung
der an den Set-Eingängen
anliegenden Signale der Art, dass ein Wake-up-Signal mit dem Wert
logisch "0" erzeugt wird, darin,
dass ausgehend vom Status Quo jeweils nur ein Signal verändert wird
und geprüft
wird, ob durch diese Maßnahme
das zunächst den
Wert logisch "1" einnehmende Wake-up-Signal
auf den Wert logisch "0" umschaltet. Führt diese
Maßnahme
nicht zum Erfolg, so können
im nächsten
Schritt jeweils zwei Signale, ausgehend vom Status Quo, geändert werden.
Durch diese Maßnahme
wird im Regelfall ein sehr schnelles Erkennen der Schalterzustände gewährleistet,
da die Wahrscheinlichkeit, dass eine immer größere Anzahl von Schaltern gleichzeitig
ihren Zustand geändert
haben, immer weiter abnimmt.
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Eine andere Vorgehensweise besteht
darin, dass der Mikrocontroller 13 die Steuereingänge 15 wie einen
Zähler
betreibt und die betreffende digitale Zahl jeweils nur um 1 erhöht. Als Ausgangszustand
für den Zähler kann
hier ebenfalls wiederum der Status Quo dienen.
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Selbstverständlich kann anstelle eines
derartigen Software-Zählers auch
ein Hardware-Zähler
vorgesehen sein. Diesem Hardware-Zähler wird das Wake-up-Signal
als Inable-Signal zugeführt.
Nimmt das Wake-up-Signal einen Wert logisch "1" ein,
so wird der Zählvorgang
freigegeben. bei einem Wert von logisch "0" des
Wake-up-Signals wird der Zähler
angehalten. Der Mikrocontroller kann dann den Zählerzustand auslesen und hierdurch
die an den Eingängen
Set1 bis Set3 anliegenden Signale bestimmen.
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Das Auslösen des Vorgangs zur Bestimmung
des Zustands der Schalter kann entweder durch das Vorliegen eines
Wake-up-Signals
mit dem Wert logisch "1" angestoßen oder
aber selbsttätig
vom Mikrocontroller 13 oder einem externen Signal ausgelöst werden.
Nach dem Erfassen der Schalterzustände kann der Mikrocontroller,
wie bereits vorstehend erläutert,
entsprechende Aktionen durchführen
und sich anschließend wieder
selbst in den aktiven Zustand versetzen.
