DE3715099A1 - CONTROL DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrich tung.The present invention relates to a control device tung.
Gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche eine Fühl einrichtung aufweist, welche das Vorhandensein einer leitfähigen Flüssigkeit und/oder eines Induktionsfeldes erfaßt, ein verstärktes Schaltsignal erzeugt, wenn die Flüssigkeit oder das Feld erfaßt wurde und weiterhin eine Schalteinrichtung aufweist, welche auf das ver stärkte Schaltsignal anspricht, um eine Energiequelle mit einer Last zu verbinden.According to a first aspect of the present invention a control device is provided, which a sensor has device which the presence of a conductive liquid and / or an induction field detects, generates an amplified switching signal when the Liquid or the field has been detected and continues has a switching device which on the ver strengthened switching signal responds to an energy source to connect with a load.
Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche erste und zweite Transistoren in Kaskadenschaltung aufweist, wel che auf ein Eingangssignal ansprechen, das der Basis des ersten Transistors zugeführt wird, um ein verstärktes Signal zu erzeugen, wobei das Eingangssignal einen be stimmten Fühlerzustand anzeigt und wobei weiterhin ein Schalttransistor vorgesehen ist, der auf das verstärkte Signal anspricht, um ein Ausgangssignal zu schalten.According to a second aspect of the present invention a control device is provided which first and has second transistors in cascade connection, wel responsive to an input signal that is the base of the first transistor is supplied to an amplified Generate signal, the input signal being a agrees with the sensor status and continues to be Switching transistor is provided on the amplified Signal responds to switch an output signal.
Vorzugsweise erzeugt der zweite Transistor hierbei ein zweites geschaltetes Ausgangssignal.The second transistor preferably generates a second switched output signal.
Der Fühlerzustand entspricht vorzugsweise dem Vorhanden sein einer leitfähigen Flüssigkeit zwischen einem ersten Sensoranschluß, der mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist und einem zweiten Sensoranschluß, der mit einer Spannungsversorgung verbunden ist.The sensor state preferably corresponds to the presence be a conductive liquid between a first one Sensor connection that with the base of the first transistor is connected and a second sensor connection with is connected to a power supply.
Hierbei dienen die ersten und zweiten Sensoranschlüsse vorzugsweise auch als Antennen, so daß die Vorrichtung auch auf das Vorhandensein eines Induktionsfeldes an spricht und das Vorhandensein des Feldes einem weiteren Sensorzustand entspricht.The first and second sensor connections are used here preferably also as antennas, so that the device also on the presence of an induction field speaks and the presence of the field another Sensor state corresponds.
Wahlweise kann die Vorrichtung eine Dämpfungseinrichtung wie beispielsweise einen Kondensator aufweisen, um eine Betätigung der Vorrichtung als Antwort auf das Induk tionsfeld zu verhindern.The device can optionally be a damping device such as having a capacitor to a Actuation of the device in response to the induc field of prevention.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform dient die Vor richtung dafür, eine Energieversorgung mit einer Last zu verbinden, die aus einer Lichtquelle oder einer Funkbake bestehen kann, welches bzw. welche eingeschaltet wird, wenn die Sensoranschlüsse in Berührung mit Wasser gelan gen.In a preferred embodiment, the front serves direction for an energy supply with a load connect that from a light source or a radio beacon which can be switched on, when the sensor connections come into contact with water gene.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, features and advantages of this ing invention emerge from the following Be description with reference to the drawing.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 den Schaltkreisaufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention;
Fig. 2 den Schaltkreisaufbau einer Abwandlung des Schaltkreises gemäß Fig. 1; und FIG. 2 shows the circuit structure of a modification of the circuit according to FIG. 1; and
Fig. 3A und 3B Ansichten einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung, wobei Fig. 3B eine Längsschnittdarstellung ist und Fig. 3A eine An sicht aus der Richtung des Pfeiles A in Fig. 3B darstellt. FIGS. 3A and 3B are views of an embodiment of the front lying invention, Fig. 3B is a longitudinal sectional view and Fig. 3A is a to view from the direction of arrow A in Fig. 3B represents.
Gemäß Fig. 1 ist ein Paar von NPN-Transistoren 1 und 3 (z.B. BC 109) in Darlington-Schaltung vorgesehen. Die gemeinsam zusammengeführten Kollektoren der Transistoren 1 und 3 sind mit der Basis eines PNP-Leistungstransistors 5 (z.B. BC 327) verbunden.Referring to FIG. 1, a pair of NPN transistors 1 and 3 (for example BC 109) in Darlington circuit is provided. The collectors of the transistors 1 and 3 which are brought together are connected to the base of a PNP power transistor 5 (for example BC 327 ).
Zwei Sensoranschlüsse S 1 und S 2 sind mit einer positiven Versorgungsleitung 12 (die mit einer Batterie-Energie versorgung 7 in Verbindung steht) bzw. der Basis des Transistors 1 verbunden.Two sensor connections S 1 and S 2 are connected to a positive supply line 12 (which is connected to a battery power supply 7 ) or the base of the transistor 1 .
Zwischen dem Kollektor des PNP-Transistors 5 und einer negativen Versorgungsleitung 13, die mit der Energiever sorgung 7 in Verbindung steht, ist eine Last 9 geschal tet.Between the collector of the PNP transistor 5 and a negative supply line 13 , which is connected to the power supply 7 , a load 9 is switched.
Eine weitere Last mit geringem Enerergieverbrauch, wie beispielsweise eine Lampe 11, kann wahlweise vorgesehen sein und ist zwischen den Emitter des Transistors 3 und die negative Versorgungsleitung 13 geschaltet. Im Betrieb verursacht das Vorhandensein eines Leitfähigkeitspfades zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 einen Stromfluß durch die Basis des Transistors 1, welcher den PNP-Transistor 5 aufgrund des Kaskadeneffektes der Darlington-Schaltung durchschaltet, so daß die Batterie 7 mit der Last 9 (und ebenfalls mit der Last 11 über die Emitter/Basis-Verbin dung des PNP-Transistors 5 und des Transistors 3) ver bunden ist. Ein Entfernen des Leitfähigkeitspfades schaltet die Vorrichtung wieder ab.Another load with low energy consumption, such as a lamp 11 , can optionally be provided and is connected between the emitter of the transistor 3 and the negative supply line 13 . In operation, the presence of a conductivity path between the terminals S 1 and S 2 causes a current to flow through the base of the transistor 1 , which turns on the PNP transistor 5 due to the cascade effect of the Darlington circuit, so that the battery 7 with the load 9 (and is also connected to the load 11 via the emitter / base connection of the PNP transistor 5 and the transistor 3 ). Removing the conductivity path switches the device off again.
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform liegen die Sen soranschlüsse S 1 und S 2 außerhalb der Vorrichtung und sind so angeordnet, daß beim Vorhandensein einer leitfä higen Flüssigkeit zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 ein Stromfluß auftritt, der den Schaltkreis aktiviert. Auf grund der Darlington-Schaltung der Transistoren 1 und 3 ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nur sehr geringe Ströme nötig sind, den Schaltkreis zu aktivieren. Somit wird der Schaltkreis nicht nur von relativ guten Leitern auf Wasserbasis wie z.B. Meerwasser aktiviert, sondern auch von Wasser mit sehr geringem Verunreinigungsgehalt, wie z.B. deionisiertes Wasser oder Speicherwasser.In a preferred embodiment, the sensor connections S 1 and S 2 lie outside the device and are arranged such that, in the presence of a conductive liquid between the connections S 1 and S 2, a current flow occurs which activates the circuit. Due to the Darlington circuit of transistors 1 and 3 , there is the significant advantage that only very low currents are required to activate the circuit. Thus, the circuit is activated not only by relatively good water-based conductors such as sea water, but also by water with a very low level of contamination, such as deionized water or storage water.
Bei einer bevorzugten Anwendung dient die Vorrichtung zur Betätigung eines Lichtes oder eines Funksignalgebers 9 und kann an einer Schwimmweste als Signalgeber verwendet werden, der sich selbständig einschaltet, wenn die Sen soranschlüsse S 1 und S 2 mit Wasser in Berührung kommen.In a preferred application, the device serves to actuate a light or a radio signal transmitter 9 and can be used on a life jacket as a signal transmitter which switches on automatically when the sensor connections S 1 and S 2 come into contact with water.
Wahlweise kann wenigstens eine Diode 21 (z.B. IN 4001) vorgesehen werden, um den Spannungswert an den Lasten 9 und 11 zu verringern.At least one diode 21 (eg IN 4001) can optionally be provided in order to reduce the voltage value at the loads 9 and 11 .
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Schaltkreis so aufgebaut sein, daß die Anschlüsse S 1 und S 2 als An tennen wirken, welche auf ein Induktionsfeld ansprechen. Aufgrund der Empfindlichkeit des Schaltkreises muß das Induktionsfeld nur so groß sein, um einen sehr kleinen Strom für die Darlington-Schaltung 1, 3 zu erzeugen, um den Transistor 5 zu schalten. Somit kann der Schaltkreis auf das Induktionsfeld ansprechen, das von einem Menschen oder einem Tier erzeugt wird oder das von einem aktiven Schaltkreis erzeugt wird. Somit ergibt sich die Möglich keit, die vorliegende Vorrichtung beispielsweise in Alarmanlagen oder dergl. als Auslöser zu verwenden.In a further embodiment, the circuit can be constructed such that the connections S 1 and S 2 act as antennas which respond to an induction field. Because of the sensitivity of the circuit, the induction field only has to be large enough to generate a very small current for the Darlington circuit 1 , 3 in order to switch the transistor 5 . Thus, the circuit can respond to the induction field that is generated by a human or animal or that is generated by an active circuit. This results in the possibility of using the present device as a trigger, for example in alarm systems or the like.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Schaltkreises von Fig. 1, bei dem verhindert wird, daß der Schaltkreis aufgrund von Induktionsfeld-Effekten betätigt wird, wenn dies bei bestimmten Anmeldungen unerwünscht ist. Gleiche oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen verse hen. Fig. 2 shows a modification of the circuit of Fig. 1, in which the circuit is prevented from being operated due to induction field effects when this is undesirable in certain applications. The same or similar components are hen with the same reference numerals.
Gemäß Fig. 2 ist ein Kondensator 19 zwischen die Basis des Transistors 3 und die negative Versorgungsleitung 13 geschaltet. Der Kondensator ist vorzugsweise ein Sili cium-Scheibenkondensator und verhindert, daß die Sensor anschlüsse S 1 und S 2 als Antennen wirken. Der Kondensator 19 lädt sich an der Spannungsversorgung auf und wirkt dann als Sperre ("dead-fall") gegen mögliche Betätigung der Vorrichtung.Referring to FIG. 2, a capacitor 19 between the base of transistor 3 and the negative supply line 13 is connected. The capacitor is preferably a silicon disk capacitor and prevents the sensor connections S 1 and S 2 from acting as antennas. The capacitor 19 charges up on the voltage supply and then acts as a dead-fall against possible actuation of the device.
Der Wert des Kondensators 19 braucht nur sehr klein zu sein (z.B. 0,001 uF/l kV), so daß der Energieverbrauch durch den Kondensator 19 praktisch vernachlässigbar ist.The value of the capacitor 19 need only be very small (for example 0.001 uF / l kV), so that the energy consumption by the capacitor 19 is practically negligible.
Weiterhin ist in Fig. 2 eine andere Lastanordnung darge stellt, wobei als Last die Lampe 9 dient und der zweite geschaltene Ausgang über den Transistor 3 auf Masse ge schaltet und nicht verwendet ist.Furthermore, another load arrangement is shown in FIG. 2, the lamp 9 serving as the load and the second switched output switching to ground via the transistor 3 and not being used.
Die Fig. 3A und 3B zeigen eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 oder 2 zur Verwendung als Wassersensor 22, wobei die wesentlichen Schaltkreis komponenten auf einer Platine 23 aufgebaut sind, welche in Kunststoff eingebettet ist und zusammen mit Batterie zellen 7 innerhalb eines Gehäuses 25 gehalten ist. Der Freiraum um die Batteriezellen und die Platine ist mit Kunststoff wie z.B. 916 RTV Silastic ausgegossen. Das Gehäuse 25 ist mit einem Stopfen 27 versiegelt, von wel chem sich drei isolierte Anschlüsse 13, 15 und 17 er strecken. Der Anschluß 13 ist mit der negativen Versor gungsleitung verbunden, wohingegen die Anschlüsse 15 und 17 mit dem Kollektor des Transistors 5 bzw. dem Emitter des Transistor 3 verbunden sind und die Schaltausgänge darstellen. Die Anschlüsse 13, 15 und 17 dienen zum Anschluß an ein weiteres Gerät, welches u.a. die Lasten 9 und 11 aufweist. Weiterhin ragen die Anschlüsse S 1 und S 2 durch den Stopfen 27 und sind auf einer dortigen Ober fläche 29 ausgebildet. Im Betrieb wird das Gerät mit den Lasten 9 und 11 an dem Sensor 22 derart angeschlossen, daß die Oberfläche 29 freiliegt. Wenn somit der Sensor 22 in Wasser eintaucht, findet eine Verbindung zwischen den Anschlüssen S 1 und S 2 statt, so daß der Schaltkreis akti viert wird und Energie an die Lasten 9 und 11 liefert. FIGS. 3A and 3B show a practical embodiment of the device according to Fig. 1 or 2 for use as a water sensor 22, wherein the main circuit components are mounted on a circuit board 23 which is embedded in plastic and cells together with the battery 7 within a Housing 25 is held. The space around the battery cells and the circuit board is filled with plastic such as 916 RTV Silastic. The housing 25 is sealed with a plug 27 , of which chem three insulated connections 13 , 15 and 17 he stretch. The connection 13 is connected to the negative supply line, whereas the connections 15 and 17 are connected to the collector of transistor 5 and the emitter of transistor 3 , respectively, and represent the switching outputs. The connections 13 , 15 and 17 are used for connection to a further device, which, among other things, has the loads 9 and 11 . Furthermore, the connections S 1 and S 2 protrude through the plug 27 and are formed on an upper surface 29 there. In operation, the device with the loads 9 and 11 is connected to the sensor 22 such that the surface 29 is exposed. Thus, when the sensor 22 is immersed in water, there is a connection between the connections S 1 and S 2 , so that the circuit is activated and supplies energy to the loads 9 and 11 .
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde in dem Zusammenhang beschrieben, bei dem eine Batteriever sorgung 7 verwendet wurde; die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch dann verwendet werden, wenn eine Netzversorgung verwendet wird. Hierbei sollte die Vorrichtung vorzugsweise eine Signalanzeige in Form einer LED aufweisen. Weiterhin liegt auf der Hand, daß bei einer Wechselstrom-Versorgung der Kondensator 19 keine ausreichende Dämpfung gegen Induktionsfelder lie fern würde. Das Vorsehen einer anderen Dämpfungsvorrich tung liegt jedoch innerhalb des Kenntnisstandes eines Durchschnittsfachmanns.The device according to the present invention has been described in the context in which a battery supply 7 was used; the device according to the present invention can also be used when a mains supply is used. Here, the device should preferably have a signal display in the form of an LED. Furthermore, it is obvious that with an AC supply, the capacitor 19 would not have sufficient attenuation against induction fields. However, the provision of another damping device is within the knowledge of one of ordinary skill in the art.
Schließlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen und Anwendungsmöglich keiten beschränkt, vielmehr sind andere Anwendungsfälle möglich, bei denen die beschriebenen Sensor- und Schalt funktionen anwendbar sind.Finally, the present invention is not limited to that described embodiments and application possible limited, rather are other applications possible, where the described sensor and switching functions are applicable.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: KUHNEN, R., DIPL.-ING. FUERNISS, P., DIPL..-CHEM. |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |