CS269823B1

CS269823B1 - Connections for automatic electrical signaling of contact points

Info

Publication number: CS269823B1
Application number: CS863478A
Authority: CS
Inventors: Jan Kandl; Karel Ing Vrablik
Original assignee: Jan Kandl; Karel Ing Vrablik
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1990-05-14
Also published as: CS347886A1

Abstract

Účelem řešeni bylo nalézt zapojeni pro signalizaci zejména mista prvniho dotyku parašutistů při seskocích padákem. Tohoto cíle se dosáhne zapojením, kdy na adresovací vstupy šestnáctikanálového rnultiplexsru Jsou jednak paralelné připojeny odpovidajici Výstupy šestnáctkového čítače a jednak vstupy pevně naprogramované paměti PROM, na jejíž výstupy je připojen Jedenapůlmistný sedmisegmentový displej. Vstup šestnáctkového čítače je propojen s výstupem logického členu pomocného integrovaného obvodu. Dalši dva logické členy tohoto pomocného integrovaného obvodu jsou zapojeny ve funkci generátoru hodinových impulsů. Výstup bistabilniho klopného integrovaného obvodu je propojen s blokovacím vstupem šestnáctikanálového multiplexeru.The purpose of the solution was to find a connection for signaling, in particular, the place of first contact of parachutists during parachute jumps. This goal is achieved by connecting, when the corresponding outputs of the hexadecimal counter and the inputs of the hard-programmed PROM memory are connected in parallel to the addressing inputs of the sixteen-channel multiplexer, to whose outputs a one and a half digit seven-segment display is connected. The input of the hexadecimal counter is connected to the output of the logic element of the auxiliary integrated circuit. The other two logic elements of this auxiliary integrated circuit are connected as a clock pulse generator. The output of the bistable flip-flop integrated circuit is connected to the blocking input of the sixteen-channel multiplexer.

Description

Vynález se týká zapojeni pro automatickou elektrickou signalizaci mista dotyku.The invention relates to a circuit for automatic electrical signaling of a touch point.

Vyhodnocování přesnosti mista dopadu výsadkářů při sportovních soutěžích je nutno provádět s tolerancí 1 cm v měřicím rozsahu od nuly do 15 cm, přičemž terminem nula se v tomto případě podle současných pravidel označuje kruhový terč o průměru 5 cm.The evaluation of the accuracy of the landing site of paratroopers in sports competitions must be carried out with a tolerance of 1 cm in the measurement range from zero to 15 cm, with the term zero in this case, according to current rules, referring to a circular target with a diameter of 5 cm.

Vzhledem k rozměru boty výsadkáře a rychlosti pádu je obtížné vizuálně posoudit místo prvního dotyku výsadkáře se zemi v blízkosti středu, nebot závodník se snaži zasáhnout nulu patou boty. Pro středový terč byly proto vyvinuty speciální snímače, pracující na elektrickém principu, které odolávají nárazům při dopadu výsadkáře. Jako přiklad provedeni středového terče lze uvést gumový kotouč silný 1 cm, o průměru 35 cm, v němž jsou umístěny od průměru 5 cm «směrem k okraji vždy ve vzdálenosti 1 cm od sebe elektricky vodivé, soustředné kruhové dráhy, navzájem izolované a překryté elektricky vodivou plochou, např. z elektricky vodivé tkaniny. Dotykem boty s terčem vzniknou na více kruhových drahách elektrické doteky, které mohou být indikovány např. žárovkami na panelu. Protože časové intervaly mezi jednotlivými doteky jsou krátké, může dojít jednak k nesprávnému a jednak k úmyslně neobjektivnímu určeni, která dráha byla sepnuta jako první.Due to the size of the paratrooper's shoe and the speed of the fall, it is difficult to visually assess the place of the paratrooper's first contact with the ground near the center, as the competitor tries to hit zero with the heel of the shoe. Therefore, special sensors have been developed for the center target, operating on the electrical principle, which withstand impacts when the paratrooper falls. An example of a center target design is a 1 cm thick rubber disc with a diameter of 35 cm, in which electrically conductive, concentric circular tracks are located from a diameter of 5 cm towards the edge, always at a distance of 1 cm from each other, insulated from each other and covered with an electrically conductive surface, e.g. made of electrically conductive fabric. When the shoe touches the target, electrical contacts will be created on several circular tracks, which can be indicated, e.g. by bulbs on the panel. Since the time intervals between individual contacts are short, there may be both incorrect and intentionally biased determination of which track was switched on first.

Odstraněni těchto nevýhod pomocí elektromagnetických relé či polovodičových hradel Je možné, avšak málo spolehlivé, energeticky náročné, rozměrné a z hlediska obsluhy i složité, což při práci vždy v polních podmínkách a bez sítového zdroje znamená závažné nevýhody.Eliminating these disadvantages using electromagnetic relays or semiconductor gates is possible, but it is not very reliable, energy-intensive, bulky and also complicated to operate, which means serious disadvantages when working in field conditions and without a mains power source.

Protože tato vyhodnocovací zařizeni nejsou dostupná, pomáhají si jednotliví uživatelé amatérskými konstrukcemi. Princip novějších amatérských konstrukci je založen na zapojení, kdy ve vstupní části je použit integrovaný obvod ve funkci vícenásobného přepínače, tzv. multiplexer a za nim Je zapojen klasický čítač s číslicovým displejem. Hlavni nevýhoda tohoto zapojeni spočívá ve větší složitosti, dané zejména počtem použitých součástek, a tím i vyšší spotřebou elektrického proudu. .Since these evaluation devices are not available, individual users help themselves with amateur designs. The principle of newer amateur designs is based on a connection where an integrated circuit is used in the input section as a multiple switch, the so-called multiplexer, and a classic counter with a digital display is connected behind it. The main disadvantage of this connection lies in the greater complexity, given mainly by the number of components used, and thus also the higher power consumption. .

Existují i modernější firemni zařizeni z ciziny opatřené speciálním, tzv. zákaznickým, integrovaným obvodem, jehož zapájení a vnitřní funkce u obvodů tohoto druhu se neuvádí a nelze je ani dostupnými metodami a prostředky zjistit.There are also more modern corporate devices from abroad equipped with a special, so-called customer-made, integrated circuit, the wiring and internal functions of which are not specified in circuits of this type and cannot be determined using available methods and means.

Bylo vyzkoušeno i zapojení s integrovaným obvodem - dekodérem z BCD kódu na kod jedné sedmisegmentové číslovky. Toto zapojení má z hlediska elektrického značné výhody, avšak uživatelé ho odmítli, protože pro číslo 15 displej nesviti a čísla 10 až 14 jsou zobrazována nečlsslnými symboly vytvořenými kombinaci segmentů, tj . např. číslo 10 je zobrazeno jako písmeno c.A connection with an integrated circuit - a decoder from BCD code to a single seven-segment number code - was also tested. This connection has significant advantages from an electrical point of view, but users rejected it because the display does not light up for the number 15 and the numbers 10 to 14 are displayed as non-numeric symbols created by a combination of segments, i.e. for example, the number 10 is displayed as the letter c.

Výhodnějším se jeví zapojeni pro automatickou elektrickou signalizaci místa dotyku podle předkládaného vynálezu. Jehož podstata spočívá v tom, že na adresovací vstupy šestnáctikanálového multiplexeru jsou paralelně připojeny jednak odpovídající výstupy šestnáctkového čítače a Jednak vstupy pevně naprogramované paměti PROM, na jejíž výstupy Je přímo připojen jedenapůlmístný sedmisegmentový displej. Přičemž vstup šestnáctkového čítače Je propojen s výstupem pomocného integrovaného obvodu, přičemž mezi výstup pomocného integrovaného obvodu a blokovací vstup multiplexeru je zapojen bistabilní klopný integrovaný obvod.More advantageous is the connection for automatic electrical signaling of the touch point according to the present invention. The essence of which lies in the fact that the addressing inputs of the sixteen-channel multiplexer are connected in parallel to the corresponding outputs of the hexadecimal counter and the inputs of the hard-programmed PROM memory, to the outputs of which a one and a half digit seven-segment display is directly connected. The input of the hexadecimal counter is connected to the output of an auxiliary integrated circuit, and a bistable flip-flop integrated circuit is connected between the output of the auxiliary integrated circuit and the blocking input of the multiplexer.

Výhodnost navrhovaného zapojení spočívá v použití minimálního počtu pouzder integrovaných obvodů, a tím 1 ve vyšší provozní spolehlivosti a nižší spotřebě proudu, snadném a Jednoznačném odečítání, snadné kontrole chodu, naprosté bezpečnosti provozu a snadné manipulaci.The advantage of the proposed connection lies in the use of a minimum number of integrated circuit packages, and thus in higher operational reliability and lower current consumption, easy and unambiguous reading, easy operation control, complete operational safety and easy handling.

Na výkresu je schematicky znázorněno možné zapojeni pro elektrickou signalizaci místa prvního dotyku podle vynálezu, které Je v dalším textu popsáno a objasněna Jeho funkce.The drawing schematically shows a possible connection for electrical signaling of the first contact point according to the invention, which is described and its function explained in the following text.

CS 269 823 BlCS 269 823 Bl

Specifikace základních prvků zapojeni: šestnáctikanálový multiplexer 30 typ 74 150, šestnáctkový čítač 32 typ 74 93, pevně naprogramovaná pamět 31 PROM typ 74 188, jedenapůlmistný sedmisegmentový displej 37, pomocný integrovaný obvod 33 typ 74 00 a dvojitý bistabilni klopný obvod 34 typ 74 74,Specifications of the basic elements of the circuit: sixteen-channel multiplexer 30 type 74 150, hexadecimal counter 32 type 74 93, fixed-program memory 31 PROM type 74 188, one-and-a-half-digit seven-segment display 37, auxiliary integrated circuit 33 type 74 00 and double bistable flip-flop 34 type 74 74,

Vstupem do zařízeni jsou vstupní kontakty 36 středového terče, které jsou připojeny na jednotlivé vstupy šestnáctikanálového multiplexeru 30. Ten je adresován šestnáctkovým čítačem 32, stejně jako pevně naprogramovaná paměř 31 PROM, naprogramovaná jako dekodér pro jedenapůlmistný sedmisegmentový displej 37. Výstup 10 šestnáctikanálového multiplexeru 30 je zapojen na vstup 4 bistabilniho klopného integrovaného obvodu 34 a zároveň na vstupy 12, 13 pomocného integrovaného obvodu 33, ve kterém je výstup 11 jednoho logického členu spojen se vstupem 10 dalšího logického členu. Zbylé dva logické Členy pomocného integrovaného obvodu 33 jsou zapojeny ve funkci generátoru hodinových impulsů, jehož výstup 6 je spojen se vstupem 9. Výstup 8 pomocného integrovaného obvodu 33 je spojen se vstupem 14 šestnáctkového čítače 32. Vstup 2 bistabilniho klopného integrovaného obvodu 34 je zapojen přes nulovaci tlačítko 35 na zem. Výstup 6, pomocného bistabilniho klopného obvodu 34 je spojen s blokovacím vstupem 9 šestnáctikanálového multiplexeru 30.The input to the device is the input contacts 36 of the center target, which are connected to the individual inputs of the sixteen-channel multiplexer 30. This is addressed by the hexadecimal counter 32, as well as the hard-programmed PROM memory 31, programmed as a decoder for a one-and-a-half-digit seven-segment display 37. The output 10 of the sixteen-channel multiplexer 30 is connected to the input 4 of the bistable flip-flop integrated circuit 34 and at the same time to the inputs 12, 13 of the auxiliary integrated circuit 33, in which the output 11 of one logic element is connected to the input 10 of the next logic element. The remaining two logic elements of the auxiliary integrated circuit 33 are connected as a clock pulse generator, the output 6 of which is connected to the input 9. The output 8 of the auxiliary integrated circuit 33 is connected to the input 14 of the hexadecimal counter 32. The input 2 of the bistable flip-flop integrated circuit 34 is connected to ground via the reset button 35. The output 6 of the auxiliary bistable flip-flop 34 is connected to the blocking input 9 of the sixteen-channel multiplexer 30.

Potřebné jmenovité napájecí napětí celého zařízeni je 5 V. Připojením napájecího napěti se zařízeni uvede do chodu. Rozběhne se generátor hodin, jehož kmitočet je zvolen v oblasti desítek kHz a je dán kombinaci připojených odporů a kondenzátorů. Na výstupech A až D šestnáctkového čítače 32 se periodicky střídají logické stavy zobrazující čísla 1 až 16 v dvojkovém kódu. Tyto hodnoty jsou zavedeny do odpovídajících adresovacích vstupů A až 0 Šestnáctikanálového multiplexeru 30 a do vstupů pevně naprogramované paměti 31 PROM. Vlivem vysokého kmitočtu generátoru hodin sviti připojený jedenapůlmistný sedmisegmentový displej 37 vs všech segmentech zobrazujicich číslo 18 trvale slabým svitem, což umožňuje stoprocentní kontrolu jeho funkce.The required nominal supply voltage of the entire device is 5 V. By connecting the supply voltage, the device is put into operation. The clock generator starts up, the frequency of which is selected in the range of tens of kHz and is given by the combination of connected resistors and capacitors. At the outputs A to D of the hexadecimal counter 32, logical states periodically alternate, displaying the numbers 1 to 16 in binary code. These values are introduced into the corresponding addressing inputs A to 0 of the sixteen-channel multiplexer 30 and into the inputs of the fixed-program memory 31 PROM. Due to the high frequency of the clock generator, the connected one and a half digit seven-segment display 37 in all segments displaying the number 18 shines with a permanent dim light, which allows a one hundred percent check of its function.

Při sepnuti některého ze 16 vstupních kontaktů 36 a za předpokladu totožné informace na adresovacích vstupech šestnáctikanálového multiplexeru 30 se objeví signál o sepnuti na jeho výstupu, čímž dojde k překlopeni bistabilniho klopného integrovaného obvodu 34, na jehož výstupu se objeví logická nula a tato, zavedena do blokovacího vstupu 9 šestnáctikanálového multiplexeru 30, způsobí zastaveni jeho činnosti. Současně je signál z výstupu šestnáctikanálového multiplexeru 30 zaveden do jednoho logického obvodu pomocného integrovaného obvodu 33 a přes jeho jeden logický člen dále zaveden do vstupu šestnáctkového čítače 32. Tim se i šestnáctkový čítač 32 zastaví, přičemž na jeho výstupech zůstane zafixován poslední stav, odpovídající čislu prvního sepnutého vstupního kontaktu 36 středového terče. Tento etav BCD kódu je paralelně připojenou pevně naprogramovanou pamětí 31 PROM dekódován a zobrazí se na připojeném jedenapůlmístném sedmisegmentovém displeji 37 v desítkové formě. Stisknutím-,nulovacího tlačítka 35 se obnoví činnost šestnáctikanálového multiplexeru 30, který je tím připraven k dalšímu měřeni.When any of the 16 input contacts 36 is closed and assuming identical information on the addressing inputs of the sixteen-channel multiplexer 30, a closing signal appears at its output, which causes the bistable flip-flop integrated circuit 34 to flip, at the output of which a logical zero appears and this, introduced into the blocking input 9 of the sixteen-channel multiplexer 30, causes its operation to stop. At the same time, the signal from the output of the sixteen-channel multiplexer 30 is introduced into one logic circuit of the auxiliary integrated circuit 33 and through one of its logic elements is further introduced into the input of the hexadecimal counter 32. This also stops the hexadecimal counter 32, while the last state corresponding to the number of the first closed input contact 36 of the central target remains fixed at its outputs. This BCD code sequence is decoded by the parallel-connected hard-programmed memory 31 PROM and displayed in decimal form on the connected one and a half digit seven-segment display 37. By pressing the reset button 35, the sixteen-channel multiplexer 30 is restored to operation, which is thus ready for further measurement.

Jestliže nezapojíme nulovaci tlačitko 35, dojde k zastavení celého obvodu jen na dobu, kdy je propojen jeden ze vstupů šestnáctikanálového multiplexeru 30, a při změně propojení vstupů se změna okamžitě znázorní na jedenapůlmístném sedmisegmentovém displeji 37.If we do not connect the reset button 35, the entire circuit will stop only for the time when one of the inputs of the sixteen-channel multiplexer 30 is connected, and when the connection of the inputs is changed, the change will be immediately displayed on the one and a half digit seven-segment display 37.

Zapojeni podle vynálezu lze použít nejen k vyhodnoceni vzdálenosti místa prvního dotyku výsadkáře se zemí, ale i v průmyslové praxi jako polohové čidlo při manipulaci s předměty, například s paletami, při jejich ukládáni pomoci mechanizačních prostředků v takových prostorách, kde obsluha jeřábu či zakládacího zařízeni špatně vidi a potřebuje tudíž spolupráci jiné osoby nebo v případech, kdy je potřeba obsluhu vzdálit z tohoto prostoru. V takovém případě lze pochopitelně·změnit kruhové uspořádání kontaktní plochy na uspořádání řádkovéj přičemž požadovanou přesnost lze ovlivnit volbou vzdálenosti me3The circuit according to the invention can be used not only to evaluate the distance of the first contact of a paratrooper with the ground, but also in industrial practice as a position sensor when manipulating objects, for example with pallets, when placing them using mechanized means in such areas where the operator of the crane or loading device has poor vision and therefore needs the cooperation of another person or in cases where it is necessary to remove the operator from this area. In such a case, it is understandable that the circular arrangement of the contact surface can be changed to a linear arrangement, while the required accuracy can be influenced by choosing the distance me3

CS 269 823 Bl zi jednotlivými vodivými drahami. Plynulého ukazováni vzdálenosti, polohy se dosáhne odpojením nulovaciho tlačítka.CS 269 823 Bl zi individual conductive paths. Continuous distance and position display is achieved by disconnecting the reset button.

Claims

Circuit for automatic electrical signaling of the touch point, characterized in that the addressing inputs of the sixteen-channel multiplexer (30) are connected in parallel to the corresponding outputs of the hexadecimal counter (32) and to the inputs of the fixed-program memory (31) PROM, to the outputs of which a one and a half digit seven-segment display (37) is directly connected, the input of the hexadecimal counter (32) being connected to the output (8) of the auxiliary integrated circuit (33), and a bistable flip-flop integrated circuit (34) is connected between the output (6) of the auxiliary integrated circuit (33) and the blocking input (9) of the sixteen-channel multiplexer (30).