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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Ab frage des Schaltzustandes
von Schaltern nach der Gattung des Hauptanspruches. Es sind schon derartige Einrichtungen
bekannt, bei denen das abgefragte Schaltzustandssignal über aufwendige Filtereinrichtungen
weitergegeben wird.
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Mit Hilfe der Filtereinrichtungen sollen Störsignale,die beispielsweise
durch Prellen oder durch benachbarte Hochspannung führende Leitungen hervorgerufen
werden, ausgefiltert werden.
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Derartige Lösungen sind jedoch außerordentlich aufwendig und auch
relativ störanfällig.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß der Schaltzustand
exakt ermittelt wird, daß hochfrequente Störungen durch die getaktete Abfrage bereits
nicht miterfaßt werden und daß Schaltzustandsänderungen sicher erkannt werden. Die
beschriebene Einrichtung ist daher äußerst einfach und kostensparend in ihrem Aufbau
und arbeitet sicher und zuverläßig.
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Durch die in dem Unteranspruch aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte
Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 einen abzufragenden Schalter, Fig. 2 den Spannungsverlauf über dem Schalter bei
einem Umschaltvorgang, Fig. 3 eine Einrichtung zur Anzeige des
Schalt
zustandes und zur Erkennung von Schaltzustandsänderungen und Fig. 4 einen Impulszug
zur Erläuterung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3.
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Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 ist ein Taster 10 dargestellt,
der über einen Widerstand 11 an einer Versorgungsspannung angelegt ist und der verschiedene
Schaltvorgänge auslösen soll. Bekanntlich prellen Schalter bei einer Änderung ihres
Schalt zustandes und es können auch Störungen auf die zu dem Schalter 10 führenden
Leitungen gelangen. Der Spannungsverlauf am Verbindungspunkt des Schalters 10 und
des Widerstandes 11 hat deshalb etwa den in Fig. 2 dargestellten Verlauf. Beim Einschalten
sind zunächst verschiedene Impulse zu erkennen, die durch das sogenannte Einschaltprellen
ausgelöst werden. Danach ist ein Dauerimpuls zu erkennen5 wie er beispielsweise
bei geschlossenem Schalter 10 auftritt und bei Wiederöffnen des Schalters 10 treten
Störimpulse auf, die als sogenanntes Ausschaltprellen bezeichnet werden. Schließlich
ist noch ein Störimpuls aufgetragen, der beispielsweise in der Verbindungsleitung
von dem Schalter 10 zu dem Widerstand 11 induziert werden kann, wenn in der Nähe
eine hochspannungsführende Leitung vorbeigeführt ist über die bestimmte Schaltsignale
gegeben werden. Der Schaltzustand des Schalters wird in einem bestimmten Abfragetakt,
beispielsweise alle 20 msec. abgefragt. Also beispielsweise zu einem Zeitpunkt tl,
t2, t3 ...tn. Zwischen diesen einzelnen Abfragezeitpunkten liegen 20 msec.
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Das Abfrageergebnis zum Zeitpunkt tl ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich
0, d. h. der Schalter 10 ist geiiffnet. Dieses Abfrageergebnis wird in der ersten
Registerstelle eines ersten Schieberregisters 13 abgBelegt. Das Schiebe-rregister
13 weist beispielsweise 3 RegisterstelIen 12, 14 und I5
auf, es
ist jedoch eine beliebige Anzahl von Registerstellen möglich, die auch in kodierter
Form belegt werden können. Die Registerstellen 12, 14 und 15 sind mit einer logischen
Verknüpfungsschaltung 16 verbunden, die im einfachsten Fall ein UND-Glied sein kann.
Das Ausgangssignal der logischen Verknüpfungsschaltung 16 ist zu einem zweiten Schiebregister
17 mit zwei Registerstellen 18 und 19 geführt. In der ersten Registerstelle 18 wird
das Ausgangssignal der logischen Verknüpfungsschaltung 16 abgelegt und zu jedem
Abfragezeitpunkt t 1, t 2, t 3, bis t n in die nächste Registerstelle 19 übernommen.
Die beiden Registerstellen 18 und 19 sind wiederum mit einer logischen Verknüpfungsschaltung
20 verbunden, die ebenfalls im einfachsten Fall ein UND-Glied sein kann. Der Ausgang
dieser logischen Verknüpfungsschaltung kann beispielsweise über eine Leistungsstufe
21 einen Verbraucher 22 ansteuern.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3 wird im folgenden beschrieben.
Dabei sind in Fig. 3 die Zustände der Schieberegister 13 und 17 jeweils zu unterschiedlichen
Zeitpunkten t 1 bis t 8 aufgetragen, wobei den einzelnen Registerstellen die Schaltzustände
gemäß dem Impulszug in Fig. 2 abgespeichert werden. Zum Zeitpunkt t 1 ist in allen
Registerstellen der Schieberegister 13 und 17 eine 0 abgelegt. Zum Zeitpunkt t 2
wird wiederum ein 0-Signal an dem Verbindungspunkt des Schalters 10 und des Widerstandes
11 ermittelt. Zum Zeitpunkt t 2 wird deshalb ebenfalls wieder eine 0 in die erste
Registerstelle 12 des Schieberegisters 13 eingespeichert. Auch dem Zeitpunkt t3
wird eine 0 erkannt und diese 0 wieder in die erste Registerstelle 12 des ersten
Schieberegisters 13 ein gespeichert und die übrigen Informationen um jeweils eine
Stelle weitergeschoben, wobei jeweils die letzte Information in der letzten Schieberegisterstelle
15 verloren geht.
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Zum Zeitpunkt t 4 wird erstmals eine logische 1 am Verbindungspunkt
des Schalters 10 und des Widerstandes 11
erkannt und diese logische
1 in die erste Registerstelle 12 des ersten Schieberegisters 13 übernommen. Die
übrigen Registerstellen 14 und 15 des ersten Schieberegisters 13 weisen noch eine
0 auf, ebenso die zwei Registerstellen des zweiten Schiebregisters 17. Zum Zeitpunkt
t 5 , zu dem schon ein Dauersignal gemäß Fig. 2 vorliegt, wird wieder eine 1 erkannt
und in die erste Registerstelle 12 des ersten Schieberegisters 13 eingespeichert.
Die übrigen Informationen werden um eine Stelle weitergeschoben. Auch zum Zeitpunkt
t 6 wird eine logische 1 erkannt, diese logische 1 wird ebenfalls wieder in der
ersten Registerstelle 12 des ersten Schieberegisters 13 eingespeichert, während
die übrigen Informationen um eine Stelle weitergeschoben werden. Nunmehr liegt in
allen Registerstellen des ersten Schieberegisters 13 eine logische 1. Diese logische
1 wird über das UND-Glied derart verknüpft, daß eine logische 1 im Ausgang des UND-Gliedes
16 erscheint.
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Diese logische 1 wird in die erste Registerstelle 18 des zweiten Schiebereg.
17 übernommen und kennzeichnet den Ist-Zustand. Damit kann eine Aussage über den
derzeitigen Schaltzustand des Schalters 10 aus dem zweiten Schieberegister 17 entnommen
werden. Die zweite Registerstelle 19 des zweiten Schieberegisters 17, welche den
War-Zustand kennzeichnet, hat weiterhin eine 0, so daß auch erkannt werden kann,
daß sich der Schaltzustand des Schalters 10 von 0 auf 1 geändert hat. Zum Zeitpunkt
t 7 wird wiederum eine 1 in die erste Registerstelle 12 des ersten Schieberegisters
13 übernommen und die übrigen Informationen um eine Stelle nachgerückt. Auch hier
wird mit Hilfe des UND- Gliedes 16 eine 1 an das zweite Schieberegister 17 weitergegeben
und in der ersten Registerstelle 18 abgelegt. Die vorher in die Registerstelle 18
abgelegte logische 1 wird nach der zweiten Registerstelle 19 weitergeschoben. Dadurch
liegt jetzt in beiden Registerstellen 18 und 19 des zweiten Schieberegisters 17
eine logische 1. Dies bedeutet, daß der Schalter 10 sowohl
zum gerade
vorliegenden Abfragezeitpunkt t 7 eingeschaltet ist und auch zur vorhergehenden
Abfragezeitpunkten bereits eingeschaltet war. Entsprechend Fig. 4 gibt das bei dem
dargestellten Impuls ein Dauersignal.
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Auch zum Zeitpunkt t 8 liegen desselben Verhältnisse wie zum Zeitpunkt
t 7 vor. Die jeweils in den Registerstellen 18 und 19 des zweiten Schieberegisters
abgelegten Informationen werden mit dem Verknüpfungsschalter 20, die im einfachsten
Fall ebenfalls ein UND-Glied sein kann, verknüpft, so daß bei dem in Fig. 4 dargestellten
Impuls, welcher am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 20 auftritt, auch eine sichere
Erkennung der Schaltzustandsänderungen von WAR zum Zeitpunkt t 5 auf-IST zum Zeitpunkt
t 6 also von 0 auf 1 und umgekehrt von 1 auf 0 möglich ist. Genauso kann ein Dauersignal
erkannt werden, wenn beide Registerstellen 18 und 19 des zweiten Schieberegisters
17 eine logische 1 aufweisen. Der Verbraucher 22, der über die Leistungsstufe 21
angesteuert wird, kann beispielsweise die Hupe in einem Kraftfahrzeug sein. Sie
wird dann angesteuert, wenn sowohl der Registerplatz 18 , als auch der Registerplatz
19 ein 1-Signal aufweisen, d. h., daß ein Dauersignal des Schalters 10 vorliegt.
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Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, können Störimpulse, die in aller Regel
viel kürzer sind als beispielsweise der gewählte Abfragetakt von 20 msec. keine
Auslösung des Verbrauchers 22 bewirken, da der derartig kurze Störimpulse nie alle
drei Registerstellen des ersten Schieberegisters 13 gleichzeitig auf 1 bringen kann.
Dies ist jedoch Voraussetzung, dafür daß über die logische Verknüpfungsschaltung
16 ein entsprechendes Signal an das zweite Schieberegister 17 weitergegeben wird.
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Mit der beschriebenen Einrichtung ist eine sichere Prellunterdrückung
von Schaltern beim Ein- und Ausschalten
möglich. Außerdem ist eine
sichere Unterdrückung von Störimpulsen möglich, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel
mit einem Abfragetakt von 20 msec. kleiner als 60 msec. sind.
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Schließlich ist auch ein sicheres und fortlaufendes Erfassen der Impulsdaten
O/l-Änderung, statischer Zustand, und P/O-Änderung möglich.