DD130885B1

DD130885B1 - Schaltungsanordnung mit mehreren eingaengen zur auswertung von ereignissen

Info

Publication number: DD130885B1
Application number: DD19890777A
Authority: DD
Inventors: Juergen Dipl-Ing Westhaeusler
Original assignee: Westhaeusler Juergen Dipl Ing
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1984-02-22
Also published as: DD130885A1

Description

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Anwendungsgebiet der- Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elelctronische Schaltungsanordnung, mit deren Hilfe man Informationen, die zeitlich unabhängig voneinander an mehreren Eingängen erscheinen, für spezielle Anwendungen auswerten und anzeigen kann»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Erfassung und Aufbereitung von Informationen und die nachfolgend notwendige Auswertung für spezielle und allgemeine Anwendungen ist ein Hauptproblem auf vielen Gebieten der Technik und des täglichen Lebens geworden· Dabei ergibt sich bei näherer Analyse die Tatsache, daß sich fast alle variablen mechanischen Größen in mehr oder weniger abgewandelter Form nach dem Prinzip der Längeurnessung meßtechnisch nachweisen lassen* Deshalb ist; die ständige Messung von unterschiedlichen Längen bzw:* Entfernungen eine häufig vorkommende Aufgabenstellung.

Oftmals ist es notwendig, die exakte Position einea sich in zeitlich unabhängiger Weise bewegenden Punktes festzustellen und für die Steuerung elektrischer bzw, mechanischer Prozesse auszuwerten* Dabei kann beispielsweise Toraussetzung sein, nur eine ganz spezielle Position des Punktes aus einem Pösitionslntervall auswerten zu w-ollen* Gerade in der Schwingungslehre, als einem Teilgebiet der technischen Mechanik, bildet die Bewegung fester Körper, ausgedrückt durch Längen- bzw. Winkeländerung, das Hauptproblem bei der Lösung; bestimmter Aufgabenstellungen der Schwingungstechnik,

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Soll beispielsweise nur die maximale Amplitude eines (sich bewegenden) Punktes festgestellt und gespeichert werden, dann kann es notwendig sein, alle redundanten iießergebnisse zu unterdrücken, um lediglich das gewünschte maximale Ergebnis anzuzeigen. Diese Maximumanzeige kann dann als baustein einer Hegelungskette bestimmte Vorgänge in der Werkstoffbearbeitung bzw. Bewegungszustandsmessung aktiv beeinflussen·

Ein anderes Gebiet ist der Leistungssport, wo die Hotwendigkeit besteht, die trainierenden Sportler während des Trainingsprozesses auf ihre Leistungsfähigkeit zu überprüfen und dabei bestimmte Parameter ständig zu registrieren* In einer Vielzahl von Sportarten ist die Entwicklung der Sprungkraft, die über die Sprunghöhe oder -weite gemessen werden kann, Maßstab für das Leistungsvermögen der Sportler. Die Sprunghöhe wird dabei z. B. indirekt und. nicht den wahren Wert wiedergebend mit einer MeB-latte gemessen»

Ss sind bisher keine Anordnungen bekannt geworden, mit denen man gewünschte Ereignisse mit geringem Aufwand exakt feststellen und speichern kann· Auch für andere Anwendungsgebiete der Längenmessung trifft das zu.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu finden, mit der auftretende Ereignisse mit geringem Aufwand schnell und exakt erfaßt und gespeichert werden können.

Darlesung des Lesens der Erfindung - technische Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer elektronischen Schaltungsanordnung eine vom Anwender gewünschte Position eines sich in zeitlich unabhängiger Weise bewegenden Punktes aus einer variablen

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Anzahl anliegender Positionsinformationen auszuwählen, festzustellen und zu speichern.

- Merkmale der Lösung

Die Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung mit mehreren Eingängen, mit der Informationen, die zeitlich unabhängig voneinander an einem oder mehreren Eingängen erscheinen, ausgewertet -werden, unter Verwendung von Flip-Flop-Stufen und ЗШГО-Gattern, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst die Eingänge in Form einer Matrix in Spalten- und Zeilenelemente aufgeteilt sind, wobei jede Information je einen Zeilen- und einen Spalteneingang belegt. Die Schaltungsanordnung ist so aufgebaut, daß die Anzahl der Zeilen multipliziert mit der Anzahl der Spalten die Gesamtzahl der Eingänge ergibt.

Es ergibt sich folgende allgemeine Matrixanordnung:

	^Ъ1	Σ	^a1	Sp alѢ eneingänge	- Σ	^an
	^b2		V^a11	^ ap ....	#	V^a 1n
Zei-	• •		V^a21	b^/a-j2 · · *	•	^b2^/a 2n
len- ein-	• ^bm		•	^b2^^a22 * * *
gänge			• V⁸TDi	•	•	V^amn
		« V^am2 * * ·

Die nachfolgende Auswerteschaltung funktioniert folgendermaßen. Von den Eingängen der Zeilen können über HAUD-Gatter die Eingänge von Zeilea-Flip-Flop-Stufen belegt werden. Über eine spezielle Vorrangschaltstufe kann dis jeweils als höhergradig betrachtete Zeilen-Slip-KLop-Stufe mit ihrem inversen Ausgang alle benachbarten flip-Plop-Stufen beim Anliegen mehrerer Informationen an Eingängen für die weitere Speicherung sperren. Die Vorrang-

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schaltstufe wird dadurch realisiert, daß die inversen Ausgänge der Zeilen-Flip-Plop-Stufen nach einem wahlbaren System mit den Hückstelleingängen aller benachbarten ?lip—34 op-Stufen vorzugsweise über Dioden verbunden sind. Das gezahlte System erlaubt dem Anwender, nur die interessanteste Information zu speichern und· alle überflüssigen Informationen zu unterdrücken·

Die Eingänge der Spalten bilden zusammen mit den jeweils dazugehörigen Ausgängen der Zeilen-Flip-Plop-*Stufen die Singangsbeschaltung einer definierten Anzahl ItAJD-G-atter. Die Anzahl der SAHD-Gatter ist identisch mit der Menge der Elemente der jeweils aufgestellten Matrizanordnung· Die Ausgänge dieser xiAIiD-Gatter sind spaltenweise über weitere KAHD-Gatter zusammengefaßt; und deren Ausgänge steuern die Setzeingänge der Spalteп-]?1ір-Р1ор-Stufen· Analog wie bei der Zeilenanordnung findet das Prinzip der Torrangschaltung über eine weitere Vorrang-Schaltstufe auch im Spaltentrakt Anwendung«

Ton den Ausgängen der J?lip-i4op-3tufeG werden jeweils die Signale für die Ansteuerung der zeilen— bzw* spaltenweise zusammengefaßten Anzeigeelemente hergeleitet·

Durch einen Löschbefehl an die Rüükstelleingänge aller ЗЧір-5¹Iop—Stufen können die gespeicherten Informationen wieder gelöscht werden·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

3?ig. 1 ein Schaltungsbeispiel mit 15 Eingängen für Informationen der Sprunghöhe eines Sportlers,

Pig· 2 den inneren Aufbau einer 7orrangschaltstufe.

Dm die Sprunghöhe zu ermitteln, wird eine Zieiflächs in~ einem entsprechend definierten Abstand über dem Erdboden angebracht.

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Біе Sportler haben die Aufgabe, nach, dem Absprung die Zielf lache mit der Hand zu berühren.

Die Differenz zwischen der im Sprung erreichten Reichhöhe und der Heichhöhe im Stand ergibt dann die absolute Sprunghöhe·

Für die Auswerteschaltung besteht nun die Aufgabe, lediglich die maximale Leistung anzuzeigen, da der Sportler bei seinem Sprungversuch aus den unterschiedlichsten Gründen mit der Hand eine unbestimmte Anzahl топ Punkten auf der Zielfläche berühren kann· Die Zielfläche trägt an der Oberfläche Berührungssensoren (es handelt sich hierbei um Arbeitskontakte, die nach erfolgter Betätigung wieder in ihre Euhelage zurückkehren), die in einem bestimmten Easter angeordnet sind und deren Betätigung die Auswerteschaltung mit den entsprechenden Höhen-Informationen тег-sehen soll«

Die Gesamtanzahl. der- 3etä.tigungselemente wird so in Bereiche (Zeilenelemente der Eingangsmatrix) und die einzelnen Bereiche in Teilbereiche (Spaltenelemente der Eingangsmatrix) aufgeteilt, daß die für den beabsichtigten Meßvorgang notwendigen Genauigkeiten erreicht werden·

Im Beispiel soll die Zielfläche folgende Daten besitzen: Länge der Zielfläche : 30 cm

Anzahl der Bereiche: 3 (O₄,.8, 10..,18, 20...28) AnzahX der !teilbereiche (pro Bereieh.) : 5 (z# B· 0, 2, 4, 6, 8) Die aufzustellende Matrix hat folgende Form:

	S^ai	S^a2	2^аз	Σ·*	0/8
^Ъ1	О/О	0/2	0/4	0/6	10/18
^Ъ2	10/10	10/12	10/14	10/16	20/28
^Ъ3	20/20	20/22	20/24	20/26

Aus der forsmlierten Matrix läßt sich die Anzahl der Zeilen .und Spalten feststellen.

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Die Matrixelemente geben Auskunft über das System der Zusammenschaltung der Eingänge. Pur die Realisierung dieser Zielfläche werden 15 Betätigungselemente (b . a * <E Sensoren) benötigt. Іш Beispiel soll ein Sportler bei seinem Sprungversuch eine Anzahl von Sensoren (b₂ a₂₁ *» 10 cm, b« Эрт * 14 cm, b~ a^-] » 20 cm, b- a-r, « 24 cm) betätigen.

Die Eingänge der Zeilen 1 steuern über die HAND-Gatter 2 die Setzeingänge der Zeilen Flip-Flop-Stufen 3. Die den Bereichseingängen bg und b~ nachgeschalteten Zeilen-Flip-Flop-Stufen der zweiten und dritten Zeile Zp und Z~ werden gesetzt. Die Zeilen-Flip-Flop-Stufe der dritten Zeile Z~ setzt mit ihiem inversen Ausgang die niedere Zeilen- bzw. Bereichs-Flip-Flop-Stufe Zg über die Vorrangschaltstufe 4 zurück. Mit dem Ausgangssignal am normalen Ausgang der Zeilen-Flip-Flop-Stufe Z- wird das Kriterium für die Anzeige der ersten Ziffer (Bereichs-Anzeige 10) realisiert.

Gleichzeitig legt derselbe Ausgang sein L-Signal an die nachgeschalteten Шиш-Gatter 6 der dritten Zeile U 31, Я 32, IT 33, ST 34 und N 35. Durch die betätigten Spalteneingänge 5 der dritten Zeile a^-j und a^o liegt jetzt an TS 31 und H 33 an den jeweils beiden Gattereingängen L-Signal. Die zugehörigen Spalten-Flip-Flop-Stufen 8 der leilbereiche S₁ und S^ »erden über ЖАІГО-Gatter gesetzt und die Stufe S- sperrt mit ihrem inversen Ausgang über eine Voiraxigschaltstufe 9 die niedere Flip-Flop-Stufe S₁. Das Signal am normalen Ausgang der Stufe S. bildet das Kriterium für die Anzeige der zweiten Ziffer (Teilbereichsanzeige 11).

Der Auswertevorgang ist mit der Anzeige der Ziffern (Bereich • 20 cm, Teilbereich 3*4 cm) für den Sensor Ъ-/а^ beendet. Es wird tatsächlich der höchste Berührungspunkt angezeigt. Durch einen entsprechenden Lösehbefehl am zentralen Hucksteileingang an die Zeilen- bzw. Spalten-Flip-Flop-Stufen kann die gespeicherte Information gelöscht werden.

Die in der Zeichnung den HAHD-Gattern zusätzlich zugeordneten

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Inversionsstufen dienen der Signalaufbereitung und haben nicht unmittelbar- mit dem Erfindungskern zu tun:·

2 zeigt den inneren Aufbau der YorrangBchaItstufe 9« Aus der Figur ist zu ersehen, wie die inverse η Ausgänge $"_{g 2}_ς ^der Spalten-Flip-Flop-Stufen Шэег ein System von Dioden mit den Rückstelleingängen R_Q _{A K} ftör die Spalten_i4ip-S4op-Stufen verbnnden. sind· S« ist die höchste Spalten—Flip—Plop-Stufe; mit Q₃ _ legt sie O-Signal an die TForrangschaltstufe 9 und damit an die Anoden der Dioden, die das O-Signal an die entsprechenden RücJkstelleingänge Sg ^^ anlegen und dadurch die niederen Spalten-Plip-Flop-Stuien S_-. bis S^ zurückstellen, d« h* O-Signal ал

"51, ergibt O-Signal (Löschsignal) an R„ · B_Q · S₉ · E_Q · tJber ^b5 ^U4 ^Ü3 ^Ö2 1

den zentralen Rückstelleingang R₃ wird nach Abschluß der Messung die Information gelöscht, d« h.« O-Signal an R₃ (Löschsignal) ergibt O-Signal am L » 2s j H- , 2. , R_Q (die jeweils gesetzte

^₅ ^4 ь₃ b₂ S₁

Flip-^flop-Stufe wird gelöscht).

Im Ausführungsbeispiel, wurde eine Anwendung für den Leistungssport beschrieben«. Da man die Sensoren am Eingang der Schaltungsanordnung auch, in anderer Yfeise anordnen und auf verschiedenste Art betätigen kann, sind universelle.» Anwendungsmöglichkeiten gegeben* Die technische Realisierung der Eingangsbeschaltung kann für den Jeweils gewähltem Anwendungsfall mit den notwendigen elektronischen, elektromechanischen bzw* optoelektronischen; Schaltgliedern erfolgen*

Claims

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erfind ungsanspruch

1. Schaltungsanordnung mit mehreren Eingängen zur Auswertung von Ereignissen,, mit dar Informationen, die zeitlich unabhängig voneinander an einem oder mehreren Eingängen erscheinen, ausgewertet werden, unter Verwendung von Flip-Plop-Stufen und ІШШ-Gattern, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingänge in S¹Oim einer Matrix in Spalten- und Zeilenelemente aufgeteilt sind, wobei jede Information je einen Zeilen- und einen Spalteneingang belegt, und von den Eingängen (1j 5) über ІШГО-Gatter (2; 6) entsprechende Flip-Flop-Stufen (3; S) belegt sind, wobei die Ausgänge der Zeilen-Flip-Flop-Stufen (3) zusammen mit den jeweils dazugehörigen Eingängen der Spalten (5) die lingangsbeschaltung einer den vorhandenen Eingängen entsprechenden Anzahl ІШГО-Gatter (б) bilden, deren Ausgänge spaltenweise über weitere HASD-Gatter (7) zusammengefaßt sind, und daß von den Ausgängen der Flip-Flop-Stufen (3; S) jeweils die Signale für die Ansteuerung zeilen- bzw» spaltenweise zusammengefaßter Anzeigeelementa (10; 11) hergeleitet sind, daß weiterhin die іяѵегsen Ausgänge der Zeilenbzw. Spalten-Flip-Flop-Stufen mit den JRückstelleingängen aller benachbarten Flip-Flop-Stufen über jeweils eine Yorrangschaltstufe (4; 9) verbunden sind und daß durch diese Stufe beim Anliegen mehrerer Informationen an den Eingängen, durch die jeweils höhergradige Zeilen- bzw· Spalten-Flip-Flop-Stufe alle niederen Speicher gelöscht sind und daß durch einen Löschbefehl an die RücksteHeingänge aller Flip-Flop-Stufen die gespeicherten Informationen wieder gelöscht sind.
2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Aus- und Eingänge der Torrangschaltstufe (4 j 9) über ein System von Dioden verbunden sind.

Hierzu__*L$eiten Zeichnungen