DE2311249A1

DE2311249A1 - AN APPROXIMATION OF THE HUMAN HAND TOUCHLESS ELECTRONIC SWITCH

Info

Publication number: DE2311249A1
Application number: DE19732311249
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1973-09-13
Also published as: US3764819A; IT950118B; DE2311249C3; CH548698A; AT312734B; DE2112521A1; DE2311249B2; DE2112521B2; BE780612A; FR2129692A5

Description

Von einer annäherung der menschlichen Hand berührungslos auslösbarer elektronischer Schalter Die Erfindung betrijit einen von einer Annäherung der menschlichen hand berührungslos auslösbaren elektronischen Schalter mit einer gegen hasse isolierten, am Annäherungsbereich installierten kapazitiven Sonde, welche an eine apazitätsmeßschaltung angeschlossen ist, die ab einer bestimmten, von einer vorbestimmten Handannäherung bedingten Wapazitätszunahme ein Schaltsignal abgibt, wobei außerdem eine von einem Oszillator gespeiste induktive Sonde vorgesehen ist, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 21 12 521.3).Can be triggered without contact by an approach of the human hand electronic switch The invention concerns one of an approximation of the human hand contactlessly triggered electronic switch with an isolated against hate, Capacitive probe installed at the approach area, which is connected to a capacitance measuring circuit is connected, which from a certain, of a predetermined hand approach conditional increase in capacitance emits a switching signal, with one of a Oscillator powered inductive probe is provided according to patent. ... ... (patent application P 21 12 521.3).

Der Schalter nach der Hauptanmeldung kennzeichnet sich dadurch, daß die induktive Sonde in enger räumlicher Beziehung zu der kapazitiven Sonde angeordnet ist, ihr magnetisches Feld das elektrische Feld der kapazitiven Sonde durchsetzt und sie eine lnduktivitäts-Meßschaltung speist, welche bei Annäherung eines Metallteiles ein Schaltsignal schon ab einer größeren Entfernung als die Kapazitätsmeßschaltung abgibt, und daß die beiden Schaltsignale logisch derart verknüpft sind, daß ein Annäherungssignal dann und nur dann abgegeben wird, wenn die Kapazitätsmeßschaltung ein Schaltsignal und die Induktivitäts-Meßschaltung kein Schaltsignal abgibt, wobei die Kapazitätsmeßschaltung auf eine derartige Empfindlichkeit eingestelle ist, daß sie nicht aul die Annäherung von Isoliermaterial, jedoch aui die annäherung eines elektrische leitenden Körpers einschließlich eines menschlichen Körperteiles anspricht.The switch after the main application is characterized by the fact that the inductive probe is arranged in close spatial relation to the capacitive probe is, its magnetic field penetrates the electric field of the capacitive probe and it feeds an inductance measuring circuit which, when a metal part approaches a switching signal from a greater distance than the capacitance measuring circuit outputs, and that the two switching signals are logically linked in such a way that a Proximity signal is emitted if and only if the capacitance measuring circuit a Switching signal and the inductance measuring circuit does not emit a switching signal, wherein the capacitance measuring circuit is set to such a sensitivity that It is not just the approach of insulating material, but the approach of one electrically conductive body including a human body part.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den bekannten Schalter wesentlich zu vereinfachen, wobei gleichzeitig die Betriebssicherheit gesteigert werden soll.The aim of the present invention is to make the known switch essential to simplify, whereby the operational safety should be increased at the same time.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß als Kapazitive Sonde gleichzeitig die die induktive Sonde bildende Oszillatorspule oder ein Teil derselben dient. Durch diese Ausbildung wird also die Tatsache ausgenutzt, daß jede Induktionnsspule auch eine hapazität gegen hasse aufweist. Die Ausbildung gemaß der vorliegenden Verbesserung macht also aie Anordnung einer besonderen Kapazitiven Sonde überflüssig.To solve this problem, the invention provides that as a capacitive Probe at the same time the oscillator coil forming the inductive probe or a part same serves. Through this training, the fact is used that each Induction coil also has an anti-hate capacity. The training according to The present improvement therefore makes the arrangement of a special capacitance No probe required.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oszillatorspule in einem i'opfkern angeordnet. Der Kleinere Spulenteil soll sich dabei zweckmäßigerweise innerhalb oder außerhalb des größeren Spulenteils befinden.According to a preferred embodiment, the oscillator coil is in an i'opfkern arranged. The smaller coil part should expediently be inside or outside of the larger coil part.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der kleinere Spitlenteil als Scheibenwicklung unterhalb des größeren Spulenteils am Boden des Topfkernes angeordnet. Wesentlich bei diesen Ausführungen ist, daß die als kapazitive Sonde dienende größere Teilwicklung im Verhältnis z-um hest der Wicklung räumlich unsymmetrisch angeordnet ist, damit die durch die sich annähernden Gegenstände erfolgenden Änderungen der Eigenkapazität der beiden 'l'eilwicklungen nicht-proportional verlaufen. Dies ist am allgemeinen beim oder üblichen Spulenanordnung jedoch automatisch gegeben.According to a further advantageous embodiment, the smaller one Top part as a disc winding below the larger coil part at the bottom of the Cup core arranged. It is essential in these designs that the capacitive Probe serving larger partial winding in the ratio z-um hest of the winding spatially Is arranged asymmetrically, so that the approaching objects take place Changes in the self-capacitance of the two rope windings are non-proportional. This is most common with the or usual coil arrangement, however given automatically.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Anfangskapazität er kapazitiven Sonde durch einen an den kleineren Spulenteil angeschlossen Trammerkondensator neutralisiert ist. Hierdurch wird die Ansprechempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Schalters wesentlich gesteigert.Another embodiment provides that the initial capacitance er capacitive probe through a trammer capacitor connected to the smaller coil part is neutralized. This increases the responsiveness of the invention Switch significantly increased.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; In dieser zeigt: einen 1 einen Axialschnitt eines Tasters für einen elektroniscllen Schalter gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine bevorzugte Schaltung für die Auswertung der von dem Taster nach Fig. 1 gelieferten Signale.The invention is illustrated below, for example, with reference to the drawing described; In this shows: a 1 shows an axial section of a pushbutton for a electronic switch according to the invention and FIG. 2 shows a preferred circuit for the evaluation of the signals supplied by the button according to FIG.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile wie in der Hauptanmeldung P 21 12 521.3, deren Offenbarungsinllalt iiiermit auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird insbesondere auf die Beschreibung der grundsätzlichen Arbeitsweise des erfindungsgemäßen elektronischen Schalters verzichtet, da diese in aller Ausführlichkeit in der hauptanmelaung gegeben ist.In the drawings, the same reference numerals indicate corresponding parts as in the main application P 21 12 521.3, whose disclosure content iiiermit also is made the subject of the present application. To avoid repetition is particularly to the description of the basic operation of the invention electronic switch is omitted, as this is done in great detail in the main registration given is.

bei dein elektronischen Schalter nach den Fig. 1 und 2 wird die Eigenkapazität der Wicklung 3 zumindest teilweise für die Bildung der Kapazitiven Sonne 4 verwenaet. Die Tatsache, daß teilweise aie Eigenkapazität der Wicklung 3 nach Fig. 1 ausgenutzt wird, ist in der Zeichnung dadurch angedeutet, daß der betreffende Teil 3a der Wicklung zusätzlich durch einen gestrichelten Bezugsstrich mit der Bezugszahl 4 gekennzeichnet ist.with your electronic switch according to FIGS. 1 and 2, the self-capacitance the winding 3 at least partially used for the formation of the capacitive sun 4. The fact that aie self-capacitance of the winding 3 according to FIG. 1 is partially used is indicated in the drawing that the relevant part 3a of the winding additionally identified by a dashed reference line with the reference number 4 is.

Die Wicklung 3 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 in einem Topfkern 7 aus Hochfrequenzeisen angeordnet, wobei zwischen der außen aufgebrachten Teilwicklung 3b und der innen vorgesehenen größeren Teilwicklung 3a eine Anzapfung vorgesehen ist.In the embodiment according to FIG. 1, the winding 3 is in a pot core 7 arranged from high-frequency iron, with between the externally applied partial winding 3b and the larger partial winding 3a provided on the inside, a tap is provided is.

Wesentlich ist, daß die als kapazitive Sonne 4 dienende größere Teilwicklung 3a im Verhältnis zum Rest der Wicklung 3b räumlich unsymmetrisch angeordnet ist, damit die durch die sich annähernden Gegenstände erfolgenden änderungen der Eigenkapazität der beiden Teilwicklungen 3a, 3b nicht-proportional verlaufen, anderenfalls der sich an die Wicklungen anschließende Kapazitätskonverter 19 bei Iiapazitätsänderungen kein Signal abgeben würde.It is essential that the larger partial winding serving as the capacitive sun 4 3a is spatially asymmetrically arranged in relation to the rest of the winding 3b, thus the changes in self-capacitance caused by the approaching objects of the two partial windings 3a, 3b run non-proportionally, otherwise the capacitance converter 19 connected to the windings in the event of changes in capacitance would not give a signal.

Noch günstiger als die in Fig. 1 gezeigte unordnung wäre die Ausbildung der Teilwicklung 3b als Scheibenwicklung am Boden des l'opfkernes 7.The training would be even cheaper than the disorder shown in FIG. 1 the partial winding 3b as a disc winding on the bottom of the pot core 7.

Eine bevorzugte, besonders einfache Schaltung für den Anschluß des tasters nach Fig. 1 zeigt Fig. 2. Der hondensator 16 bildet wieder zusammen mit der Wicklung 3 den Schwingkreis eines nicht dargestellten Uszillators. Der Transistor 22, die Diode 13, der Kondensator 14 und der Ausgangswiderstand 9 bilden einen hapazitätskonverter 19. Zwischen die Spannungszuführungsanschlüsse +/- ist noch ein Kondensator Fy geschaltet, der einen hochfrequenzmäßigen Kurzschluß bildet. bei dieser Schaltung zieht eine Änderung der Kapazität der Yeilwicklung 3a gegen hasse eine Änderung des Stromes durch den Widerstand 9 nach sich.A preferred, particularly simple circuit for connecting the 1 shows Fig. 2. The condenser 16 forms again together with the winding 3, the resonant circuit of an oscillator, not shown. The transistor 22, the diode 13, the capacitor 14 and the output resistor 9 form a capacitance converter 19. Another capacitor Fy is connected between the voltage supply connections +/-, which forms a high-frequency short circuit. with this circuit a pulls Change the capacity of the winding 3a against a change in the current through the resistor 9 after itself.

Das untere Ende der Teilwicklung 3b ist über einen Trimmerkondensator 58 an Masse gelegt, wobei die Auslegung und Einstellmöglichkeit für den Kondensator 58 derart sind, daß die Anfangskapazität der Spule 3 neutralisiert werden kann. Der Ausgang 59 der Schaltung kann an einen Trigger 20 gemäß den Fig. 5 und 6 der Satentanmeldung P 21 12 521.3 angelegt werden.The lower end of the partial winding 3b is via a trimmer capacitor 58 connected to ground, with the design and setting options for the capacitor 58 are such that the initial capacitance of the coil 3 can be neutralized. The output 59 of the circuit can be connected to a trigger 20 as shown in FIGS Satent registration P 21 12 521.3 can be created.

Die Frequenz des Oszillators liegt vorzugsweise in der Größenordnung von einigen hundert kilohertz.The frequency of the oscillator is preferably of the order of magnitude from a few hundred kilohertz.

Claims

========== w ======= = w ======= From an approach of human hand-operated, contact-free electronic switch with a gene lasse insulated, capacitive probe installed at the approach area, which is connected to a capacitance measuring circuit is connected, which is based on a certain, from a predetermined hand approximation conditional increase in capacity emits a switching signal, with one of a Üszillator-fed inductive probe is provided, which in close spatial Relationship to the capacitive probe is arranged and its magnetic field that electrical ljele aer capacitive probe penetrated and which an inductance measuring circuit spels-t, dei when an L-lethal part approaches a switching signal from one greater distance than the capacitance measuring circuit emits, and the two Switching signals are logically linked in such a way that an approach signal then and is only issued when the capacitance measuring circuit has a switching signal and the The inductance measuring circuit does not emit a switching signal, and the capacitance measuring circuit is set to such a sensitivity that it does not respond to the approximation of insulating material, but on the approach of an electrically conductive body including a human ear part, according to patent. ... ... (patent application P 21 12 521.3), which means that it works as a capacitive probe at the same time the oscillator coil forming the inductive probe (3, 4) or a part thereof serves.

2. Switch according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c ii n e t, that serving as a capacitive probe coil part (3a) is much larger than the remaining part (3b) is.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c ii -n e t that the oscillator coil (3) is arranged in a pot core (7).

4. Switch according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the smaller coil part (3b) is inside or outside the larger coil part (3a) is located.

). Switch according to claim 2, characterized in that that the smaller coil part (3b) as a disc winding below the larger coil part (3a) is arranged at the bottom of the pot core (').

b. Switch according to one of the preceding claims, characterized in 8 e k It is noted that the initial capacitance of the capacitive probe (4) by a Trimmer capacitor (58) is neutralized.

6. Switch according to claim 6, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, ual3 the trimmer capacitor (58) is arranged at the end of the smaller coil part (3b) is.

L e r s e i t e