NO834582L - Elektrisk bryterinnretning med en manoevertast som omfatter en ikke-galvanisk koplet indikator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk bryterinnretning omfattende et bryterelement som er anordnet mellom et fast basislegeme og en manøvertast som er bevegelig i forhold til basislegemet, idet manøvertasten inneholder en ikke-galvanisk koplet indikator.

Elektriske brytere som er i stand til å indikere sin funksjon/sin aktiveringstilstand eller også nødvendig-heten av å bli påvirket på selve bryteren eller på en godt synlig del av denne som fremviser utvalgte av mange forskjellige typer av kjente tegn eller symboler, såsom figurative mønstre eller alfanumeriske tegn, er i utstrakt bruk i måle-instrumenter, datamaskin-periferiutstyr, skrivemaskiner og i mange andre typer av utstyr. I noen tilfeller kan det også være nødvendig med evne til å endre de nevnte tegn eller symboler som anvendes på én og samme bryter.

Ved skrivemaskiner som f.eks. har utskiftbare dreie-hoder for vekselvis maskinskriving av tekster som er skrevet i forskjellige skrifttyper, f.eks. med latinske,, kyrilliske eller greske bokstaver, er det ønskelig å ha et tastatur som er utstyrt med taster hvor de bokstaver og tegn som er angitt på disse, kan endres i overensstemmelse med det spesielle dreiehode som nettopp er i bruk.

Ved datamaskin-periferiutstyr benyttes det ofte tilegnede tastbord hvor tastbordfunksjonen skal endres fra én driftsmodus til en annen ved påvirkning av en spesiell tast-knapp som er konstruert for dette formål.

Ytterligere eksempler på det vide anvendelsesområde er brytere, trykknapper og liknende slik de ofte benyttes i alle typer av elektronisk utstyr og i et stort antall instru-menter hvor det foretrekkes eller også.er nødvendig å sørge for en visuell indikasjon av deres aktuelle aktiveringstilstand, for eksempel ved fremvisning av visse symboler eller inskripsjoner som angir deres spesielle driftsmodus.

Hittil er flere typer av indikatorer som er knyttet til elektriske brytere, blitt velkjente. Lyseffektindikasjo-ner har vist seg å være den enkleste måte ved å benytte en lyskilde for hvilken det idag for det 'meste, om ikke utelukkende, benyttes en lysemitterende diode (LED) som er anordnet i bryterens påvirknings- eller manøverdel. Denne type av kjente indikatorer er i stand til å signalere to karakteris-tiske tilstander for en bryter. En av de nevnte tilstander kan være f.eks. informasjon om den bryter som aktiveres, eller i stedet om det akutte behov for at bryteren skal påvirkes raskt for ett eller annet spesielt formål.

Ved én kjent type av dreiehode-skrivemaskiner av den foran omtalte type er tastaturet som omfatter et antall brytere som individuelle taster, dekket av en maske som er laget av tynt, elastisk platemateriale, fortrinnsvis gummi, idet masken bærer bokstavene og tegnene i overensstemmelse med det spesielle dreiehode som er montert for skriving av den ønskede teksttype. Når dreiehodet utskiftes med et annet for å skrive en forskjellig skrifttype, foretas en indikasjonsendring av tastene, dvs. av bryterne, ved å erstatte tastaturets gummiplatemaske med en annen plate som bærer indikasjoner som tilhører det nye dreiehode. Denne kjente måte for indikasjonsendring er på ingen måte bekvem. Den tynne gummiplatemaske er tilbøyelig til å bli skadet. Flere forskjellige masker må holdes på lager for hånden. Maskenes brukstid er forholdsvis begrenset da tynne gummiplater ikke er motstandsdyktige mot aldring og slitasje.

Ifølge en annen velkjent teknikk bærer de individuelle taster på et tastbord et antall indikasjoner, dvs. tegn, symboler, bokstaver og/eller skrifttegn samtidig. I

én spesiell • driftsmodus av den aktuelle innretning er alltid bare en på forhånd valgt av indikasjonene pr. tast (eller bryter) av aktuell relevans. Sådanne indikasjoner er også

i stor utstrekning i bruk i forbindelse med flerfunksjons-trykktaster og brytere i lomme- og bordkalkulatorer. Denne type av multippelindikasjon er forbundet med en rekke spesielle ulemper. Indikasjonen som påføres ved trykking, pre-ging eller på hvilken som helst annen måte, kan bare være forholdsvis liten av størrelse. En annen ulempe er at den spesielle indiaksjon er blitt valgt på forhånd og således av midlertidig relevans må bæres og lagres i hukommelsen. Per-manent .forsiktighet og omhyggelighet er derfor nødvendig under bruk for å unngå feiltagelser eller feilaktig funksjon.

Elektriske bryterinnretninger med manøvertaster

som omfatter en indikator som er i stand til å fremvise en rekke forskjellige symboler eller tegn på sin synlige overflate uten mekaniske konstruksjoner og bestanddeler, og som har en bemerkelsesverdig lang levetid sammen med en betydelig slitasjebestandighet, er hittil ikke blitt tilgjengelige.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe

en elektrisk bryterinnretning med en manøvertast som omfatter en ikke-galvanisk koplet indikator som er i stand til å fremvise en rekke forskjellige symboler, bokstaver, tegn eller korte påskrifter utelukkende elektronisk på én og samme indikator, samtidig som det opprettholdes en lang brukstid og en høy pålitelighet av bryterinnretningen.

Ovenstående og andre formål er blitt oppnådd ved tilveiebringelse av en forbedret elektrisk bryterinnretning av den innledningsvis angitte type, hvor oppfinnelsen består i at bryteren omfatter en strålingskilde i basislegemet og en anordning for omforming av stråling til elektriske signaler, idet anordningen er anordnet i manøvertasten. Strålingskilden står i forbindelse med en digital signalkilde mens en utgang fra anordningen for omforming av stråling til elektriske signaler er koplet både til en likeretter og til en prosessorenhet hvis utgang er koplet til indikatoren. Tilfør-selsspenningsinnganger for både prosessorenheten og indikatoren står i forbindelse med likeretterens utgang.

I en foretrukket utførelse av den elektriske bryterinnretning ifølge oppfinnelsen benyttes en lysemitterende diode (LED) som strålingskilde, mens en fotocelle er tilveie-brakt som anordning for omforming av stråling til elektriske signaler.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med et ikke-begrensende utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av en mulig foretrukket utførelse av en elektrisk bryterinnretning ifølge oppfinnelsen som er utformet som en skyvebryter med en manøvertast som er bevegelig i en retning normalt på. tegningsplanet, fig. 2 viser, skjematisk den elektriske konstruksjon av skyvebryteren som er vist på fig. 1, fig. 3 viser:et mer detaljert kretsskjerna av den elektriske konstruksjon av den aktuelle bryterinnretning, og fig. 4 viser pulsmønsterdiagrammer som illustrerer funksjonen og som det skal refereres til ved den detaljerte beskrivelse av virke-måten av den på fig. 3 skjematisk viste innretning.

På fig. 1 er det skjematisk vist en foretrukket utførelse av den elektriske bryterinnretning ifølge oppfinnelsen som er utformet og konstruert.som en skyvebryter. Bryterinnretningen består av et fast basislegeme 10 og av en påvirknings- eller manøvertast 7 som er glidbart styrt mellom førings.slisser 8 i basislegemet 10 i retninger som står normalt på tegningsplanet. Basislegemet er festet til en ramme i en utrustning (ikke vist) i hvilken den aktuelle bryter anvendes. Den på fig. 1 viste bryterinnretning skal påvirkes eller manøvreres ved å skyve manøvertasten 7 til forskjellige posisjoner som kan være to eller flere i antall. Basislegemet 10 er utstyt med en strålingskilde 4, fortrinnsvis med en lyskilde. Strålingskilden 4 kan imidlertid være av hvilken- som helst annen type, f.eks. i stedet en kilde for genérering av et elektrisk eller magnetisk felt.

Manøvertasten 7 sørger for de elektriske kontakter som er anordnet til dens spesielle posisjoner, og ved fremvisning av data, tegn eller figurative mønstre som er karak-teristiske for dens aktuelle aktiveringstilstand, indikerer den samtidig utførelsen av en spesiell koplingsoperasjon. Kopling utføres ved hjelp av en signaloverførende del 5 som er anordnet ved den nedre del av et hus 9 for manøvertasten 7, idet den nevnte del er i stand til å overføre stråling som utsendes av strålingskilden 4. Når det dreier seg om lysstråling, kan det som signaloverførende del 5 benyttes en lysleder eller fiberoptikk som er i og for seg kjent. For overføring av magnetisk stråling kan hvilken som helst myk-magnetisk leder benyttes, mens det for elektrisk stråling kan benyttes en enkel elektrisk leder. På et sted på avstand fra strålingskilden 4 er en strålingsdetektor 6 festet til basislegemet 10.

Ved forskyvning av manøvertasten 7 til aktivert koplingsposisjon beveges den signaloverførende del 5 til umiddelbar nærhet av både strålingskilden 4 og strålingsdetektoren 6. Dermed etableres en kopling mellom de nevnte bestanddeler via den signaloverførende del 5, idet koplingen resulterer i en vesentlig endring i nivået av utgangssignalet fra strålingsdetektoren 6. Endringen av utgangssignalnivået kan utnyttes direkte for påvirkning av en elektrisk krets som skal omkoples. Når det dreier seg ora lysstråling, kan det som strålingskilde 6 like gjerne benyttes en fotodiode, en fototransistor, en fotocelle eller en lysfølsom motstand. Naturlig nok kan også hvilken som helst annen type av foto-elektrisk omformer eller koder benyttes for det nevnte formål. For indikering av magnetisk stråling kan det for eksempel benyttes en induktiv spole eller en Hall-generator, mens det for indikering av et elektrisk felt kan benyttes et konden-satorbelegg.

Kopling kan også utføres og etableres på hvilken som. helst annen velkjent, ikke-galvanisk måte som ikke skal beskrives i detalj i den foreliggende beskrivelse da disse teknikker ligger utenfor oppfinnelsens ramme og også er helt nærliggende for fagfolk på områdét.

Slik som allerede nevnt foran, er manøvertasten 7

i den foreliggende bryterinnretning utstyrt med en ikke-galvanisk koplet indikator eller fremvisningsanordning 1 som er anordnet på den øvre overflate av huset 9 og er dekket av en gjennomsiktig dekkplate 11. Det benyttes fortrinnsvis en væskekrystallindikator (LCD';= liquid crystal display) som er anordnet på en bæreplate 12 som sammen med indikatoren 1 og dekkplaten 11 er festet til huset 9, fortrinnsvis ved hjelp av en klebemiddeltetning langs kantene. Montasjen bestående av bæreplaten 12, indikatoren 1 og dekkplaten 11, holdes i stilling ved hjelp av en flens som strekker seg over husets 9 vertikale veggpartier.

I den nedre del av huset 9 motsatt av strålingskilden 4 er det anordnet en åpning i hvilken en anordning 3 for omforming av stråling til elektriske signaler er belig-gende. Når lysstråling benyttes, er anordningen 3 for omforming av strålingen til elektriske signaler fortrinnsvis en fotocelle som ved mottagning av lys genererer en elektrisk spenning på sin utgang. I den foretrukne utførelse som er vist på fig. 1, er anordningen 3 for omforming av stråling til elektriske signaler og den signaloverførende del 5 anordnet og innstilt i forhold til hverandre på en slik måte at den stråle som er rettet mot anordningen 3, blir bare delvis gjennomskåret og således skjermet av den overførende del 5, slik at en vesentlig større andel av strålingsenergien til-lates å ankomme til anordningen 3 og således å omformes til elektriske signaler av denne. På den indre overflate av en bunndel av huset 9 er det festet en basisplate 13 som på

sin side tjener som en støttedel både for den strålingsom-formende anordning 3 som er festet til basisplatens 13 nedre overflate, og for en prosessorenhet 2 som er innstøpt i basisplatens øvre overflate. Basisplaten 13 er forsynt med en ledningsføring, fortrinnsvis av den trykte kretstype, for galvanisk tilkopling av prosessorenheten 2 til anordningen 3 for omforming av stråling til elektriske signaler, og også for tilkopling av prosessorenheten 2 til indikatoren 1 via forbindelsestråder 14.

Fig. 2 viser den elektriske oppbygning av den elektriske bryterinnretning ifølge fig. 1 på en skjematisk, delvis aksonometrisk måte som et blokkskjerna. Strålingskilden 4 styres av.en signalkilde 17 som genererer fortrinnsvis digitale signaler som er kodet i overensstemmelse med de symboler, mønstre og/eller tegn som skal fremvises for å indikere en løpende funksjon eller tilstand av bryteren.

De samme kodede signaler kan benyttes for utførelse av selve koplingsoperasjonen, slik som foran omtalt. For å gjøre dette, ledes det kodede signal via strålingskilden 4 og den signal-overførende del 5 til strålingsdetektoren 6 når manøvertasten 7 beveges til sin aktiverte stilling. I overensstemmelse med det antall koder som anvendes, kan det ved hjelp av en de-koder (ikke vist) som er koplet til strålingsdetektorens•6 utgang, genereres og opprettholdes et tilstrekkelig antall tilkoplingsmønstre, dvs. koplingstilstander.

En utgang fra anordningen 3 for omforming av stråling til elektriske signaler er koplet via en diode 15 til en kondensator 16. Dioden 15 og kondensatoren 16 tilveiebringer

4

tilsammen en likeretter ved hjelp av hvilken det på kondensatoren 16 fremkommer et likerettet likespenningspulsmønster av spenningspulser som innføres på utgangen av anordningen 3 for omforming av stråling til elektriske signaler. Den nevnte utgang fra anordningen 3 står dessuten også i forbindelse med en inngang til prosessorenheten 2 for dekoding og for aktivering av indikatoren 1 som er tilkoplet til denne på en slik måte at den fremviser et symbol, tegn, mønster eller skrifttegn som defineres ved hjelp av den strømkode som nettopp er tilført til strålingskilden 4.

Likeretterens utgang, som i praksis er presentert av kondensatorens 16 to beleggklemmer, er koplet til tilfør-selsspenningsinnganger til både prosessorenheten 2 og indikatoren 1. Energitilførselen både for indikatoren 1 og for prosessorenheten 2 tilfredsstilles således fra strålingsenergien, og ingen separat ledningsføring er nødvendig for spenningstilførsel til disse enheter.

Fig. 3 viser et detaljert kretsskjerna av konstruk-sjonen ifølge fig. 2, mens virkemåte og funksjon av kretsen skal beskrives i det følgende idet det også henvises til fig. 4 som viser forskjellige pulsmønstre for mer detaljert for-klaring.

I den utførelse av den elektriske bryterinnretning ifølge oppfinnelsen som er vist på fig. 3 og 4, benyttes en lysemitterende diode (LED) 18 som strålingskilde. Som anordning for omforming av stråling til elektriske signaler benyttes følgelig en fotocelle 19 hvis utgang er koplet til en likeretter som er dannet av dioden 15 og kondensatoren 16, og også til en Schmitt-trigger 2 0 som danner inngangen til prosessorenheten 2. Den sistnevnte omfatter videre en mono-flopp 21, et skiftregister 22, en fremvisningsanordriing-eller indikatordriver 23 og en oscillator 24. Schmitt-triggerens 20 utgang er koplet både til monofloppens 21 inngang og til skiftregisterets 22 seriedatainngang. En inver-terende utgang Q fra monofloppen 21 er koplet til skiftregisterets 22 klokkeinngang.

Skiftregisterets 22 utganger er på sin side koplet til datainngangene til indikatordriveren 2 3 som er i og for seg kjent, særlig en væskekrystall-indikatordriver med en oscillatorinngang til hvilken utgangen av en oscillator 24

er tilkoplet. Utgangene fra indikatordriveren 2 3 er på sin side koplet til inngangene til væskekrystallindikatoren 1

på en måte som er i og for seg kjent.

Pulsmønstre som er vist på fig. 4, vil bidra til fullstendig å forstå funksjon og virkemåte av kretsen som er vist på fig. 3. Fra en signalkilde som ikke er vist på fig. 3, tilføres kodede pulser A til den lysemitterende diode 18 som følgelig utsender lyspulser X. Da utsendelseshastig-heten for den lysemitterende diode 18 er begrenset, er lyspulsene X svakt forvrengt. Når lyspulsene ankommer til fotocellen 19, frembringer de spenningspulser B idet pulsmønste-ret er ytterligere forvrengt. På kondensatoren 16 vil det fremkomme en filtrert likespenning C.som tilføres som til-førselsspenning til Schmitt-triggeren 20, monofloppen 21, skiftregisteret 22, indikatordriveren 23 og også til oscil-latoren 24. Under passering av Schmitt-triggeren 20 vil spenningspulsene B bli oppfrisket eller fornyet, og på triggerutgangen fremkommer pulser som er i hovedsaken iden-tiske med de kodede pulser A selv om de er svakt forsinket i forhold til disse. Monofloppen 21 aktiveres av de fallende, bakre flanker av pulsene D, og på monofloppens 21 inverteren-de utgang Q fremkommer pulser E med konstant varighet som tilføres til skiftregisterets 22 klokkeinngang. Ved sammen-likning av pulser E og pulser d vil det være klart at data som fortløpende tilføres til skiftregisterets 22 seriedatainngang, vil bli innført i registeret ved de stigende flanker av pulser E. Fig. 4 viser at samtidig med en stigende flanke av den første puls E er en puls D på sitt høye logiske nivå, mens en puls D er på sitt lave logiske nivå når den stigende flanke av den andre puls E opptrer. Allerede dekodede, puls-breddemodulerte, kodede pulser A vil følgelig bli innført i skiftregisteret 22, og den dekodede puls vil opptre på paral-lelle utganger av skiftregisteret 22 først etter at serie-koden er fullstendig innført.

Det vil være åpenbart for fagfolk på området at også andre utførelser av kretskonstruksjonen enn den som er vist som et spesielt eksempel på fig. 3, kan konstrueres og benyttes. Avhengig av det valgte kodesystem kan kretskonstruksjonen oppvise vesentlige endringer. Det kan også være fordelaktig å integrere i det minste noen av kretsenhetene i en eneste integrert krets (IC). Oppfinnelsens ramme påvirkes på ingen måte ved samtidig anvendelse av to eller flere lysemitterende dioder 18. I stedet for en eneste fotocelle 19 kan det alternativt benyttes et antall celler som er koplet i serie for å oppnå høyere spenning. Når det gjelder dioden 15, kan benyttelse av en diode av typen med lav utløserspen-ning være fordelaktig.

Da den er uten friksjonskontakter, har den elektriske bryterinnretning ifølge oppfinnelsen meget høy pålitelighet. Den kan benyttes innenfor et vidt anvendelsesområde, såsom særlig i flerfunksjons-tastaturer i lomme- og bordkalkulatorer og liknende.

Claims (2)

1. Elektrisk bryterinnretning omfattende et bryterelement som er anordnet mellom et fast basislegeme og en manøver-tast som er bevegelig i forhold til basislegemet, idet manø-vertasten inneholder en ikke-galvanisk koplet fremvisningsindikator, karakterisert ved at den omfatter en strålingskilde (4) i basislegemet (10) og en anordning (3) for omforming av stråling til elektriske signaler, idet anordningen (3) er anordnet i manøvertasten (7), idet strålingskilden (4) står i forbindelse med en digital signalkilde .{17} mens en utgang fra anordningen (3) for omforming av stråling til elektriske signaler er koplet både til en likeretter (15, 16) og til en prosessorenhet (2).hvis utgang er koplet til indikatoren (1), og tilførselsspenningsinnganger for både prosessorenheten (2) og indikatoren (1) er koplet til likeretterens utgang.

2. Elektrisk bryterinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den som strålingskilde (4) har minst én lysemitterende diode (18), mens det som den nevnte anordning (3) for omforming av stråling til elektriske signaler er anordnet minst én fotocelle (19).