DE4234520C2 - Tragbare, auf eine Bewegung ansprechende Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine tragbare Vorrichtung mit einem Sensorschalter, der auf eine Bewegungsänderung anspricht, und insbesondere eine tragbare Vorrichtung zur Lieferung eines Alarmsignals bei einer von einem Eindringling oder Dieb ver­ ursachten Störung.

Viele Gebäude sind mit Alarmsystemen ausgerüstet, die mit verschiedenen Arten von Sensorschaltern die Anwesenheit von Eindringlingen erfassen. Einfache Sensorschalter umfassen Ein-Aus-Schalter, die beispielsweise mit einer Tür oder einem Fenster in einem Gebäude verbunden sind. Wenn ein Eindring­ ling die Tür oder das Fenster öffnet, wird der Schalter aus­ geschaltet, woraufhin ein Alarm ertönt. Leider erfordert diese Art von Sicherheitssystem einen großen Verdrahtungsauf­ wand im Gebäude zwischen den Fenstern und den Türen zum Alarmgeber, und darüber hinaus ertönt der Alarm erst, nachdem in die Tür oder das Fenster eingebrochen wurde. Es gibt auch hochentwickelte Sicherheitssysteme, die akustische Detektoren als Sensorschalter verwenden. Der akustische Detektor erfaßt innerhalb des Raums erzeugte Schallwellen. Wenn ein Eindring­ ling in den Raum eintritt, stellt der Detektor eine Frequenz­ verschiebung der empfangenen Schallwellen aufgrund des Dopp­ lereffekts fest und verursacht, wenn eine solche Frequenzver­ schiebung festgestellt wird, daß ein Alarm ertönt. Es gibt ähnliche Systeme, die Infrarotdetektoren anstelle der akusti­ schen Detektoren verwenden. Diese Systeme leiden an den Nach­ teilen, daß sie relativ komplex sind und ebenfalls erst akti­ viert werden, nachdem ein Eindringling in den Raum eingedrun­ gen ist.

Es wurden elektronische Vorrichtungen vorgeschlagen, die die oben erwähnten Probleme in gewissem Maß beseitigen, indem sie einen Alarm ertönen lassen, bevor ein Eindringling in den Raum eingedrungen ist. Auch eine tragbare elektronische Vor­ richtung, die feststellen kann, ob ein Eindringling versucht eine Tür zu öffnen, bevor die Tür tatsächlich geöffnet wurde, ist vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtung umfaßt eine schleifenförmige Antenne, die auf einem Türknopf der Tür an­ geordnet wird, und eine an die Antenne angeschlossene elek­ tronische Schaltung, die auf Änderungen der von der Antenne gebildeten Schaltung reagiert, welche auf der kapazitiven Kopplung zwischen der Antenne und mit dem Türknopf in Kontakt stehenden Objekten beruhen. Wenn ein Eindringling versucht, den Türknopf zu drehen, stellt die elektronische Schaltung eine Änderung der kapazitiven Kopplung fest und verursacht einen Alarmton, bevor die Tür geöffnet wird. Leider ist diese Vorrichtung immer noch relativ komplex, und damit sie zuver­ lässig arbeitet, muß sie sicher an der Tür montiert werden, indem die Antenne fest um den Türknopf befestigt wird oder an dem Türknopf mit einem Klettenverschluß oder einem Saugnapf fixiert wird. Obwohl diese Vorrichtung also tragbar ist eignet sie sich tatsächlich nur als Sicherheitsvorrichtung gegen potentielle Eindringlinge in einen Raum.

Aus der US 5,027,105 ist eine tragbare, auf eine Bewegung ansprechende Vorrichtung mit einer Stromversorgung, einem Sensorschalter und einer elektronischen Schalteinrichtung, die ansprechend auf den Sensorschalter einen Ausgangswandler aktiviert, bekannt. Wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befin­ det, stellt der Sensorschalter einen niedrigen Widerstand für Strom von der Stromquelle dar, während, wenn die Vorrichtung aus ihrer Ruhe gestört wird, der Sensorschalter umgeschaltet wird, um für den Strom einen erhöhten Widerstand darzustel­ len. Die elektronische Schalteinrichtung aktiviert aufgrund des erhöhten Widerstands den Ausgangswandler. Die elektroni­ sche Schalteinrichtung enthält ein aus zwei NAND-Gliedern aufgebautes Flipflop. Wenn die scharfgeschaltete Vorrichtung eine den Sensorschalter in den Zustand des höheren Wider­ stands bringende Bewegung erfährt, wird das Flipflop aus einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand geschaltet, der auch dann erhalten bleibt, wenn der Sensorschalter danach wieder in seinen Zustand niedrigen Widerstands zurückkehrt. Das Ausgangssignal des Flipflops im aktiven Zustand gelangt über eine Signalverzögerungsschaltung, deren Ausgangsstufe wiederum ein NAND-Glied ist, an die Basis des Schalttransi­ stors, der dann eingeschaltet wird und den Stromkreis für einen Alarmgeber schließt.

Aus der US 4,011,555 ist eine Alarmeinrichtung für Rundfunk- und Fernsehgeräte bekannt, die bei Herausziehen des Netz­ steckers des Geräts aus einer Steckdose Alarm gibt. Die bekannte Einrichtung enthält einen Alarmton-Oszillator, der im Alarmfall aktiviert wird und aus einem NAND-Glied, einem Transistor und einem Ausgangsübertrager aufgebaut ist. Zur Erzielung der zum Schwingen erforderlichen Rückkopplung ist die Primärwicklung des Ausgangsübertragers mit einer Anzap­ fung versehen, die mit einem Eingang des NAND-Glieds verbun­ den ist. Solange das Gerät mit dem Netz verbunden ist, wird ein den Alarmton-Oszillator mit einer Batterie verbindender Thyristor im Sperrzustand gehalten. Sobald die Trennung vom Netz erfolgt, wird der Thyristor gezündet und legt den Alarm­ ton-Oszillator an die Batterie, so daß Alarm gegeben wird. Aufgrund der einem Thyristor eigenen bistabilen Funktion bleibt dieser Zustand erhalten, selbst wenn der Netzstecker kurz darauf wieder eingesteckt wird. Zur Rückstellung der Einrichtung dient ein Rückstellschalter.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und zuverlässig ein Alarmsignal abgibt, wenn der Sensorschalter eine Bewegung feststellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Da solch eine tragbare Vorrichtung nur auf Bewegungsänderun­ gen anspricht, kann sie beispielsweise in einer Tasche, die vor Diebstahl zu schützende Wertsachen enthält, gelassen wer­ den; sie wird nicht durch die Anwesenheit in der Nähe befind­ licher Leute aktiviert, solange diese die Tasche nicht tat­ sächlich bewegen oder in einer solchen Weise auf sie Einfluß nehmen, daß die Vorrichtung bewegt wird. Diese Vorrichtung eignet sich gleichermaßen dazu, an einen Türknopf innerhalb eines Raums, etwa eines Hotelzimmers, gehängt zu werden, um so die Anwesenheit eines Eindringlings festzustellen, der versucht die Tür zu öffnen, und zwar aufgrund der dabei er­ zeugten und die Vorrichtung bewegenden Vibrationen.

Der Ausgangswandler einer solchen Vorrichtung ist vorzugs­ weise eine Alarmeinrichtung, die ein lautes Tonsignal er­ zeugt, wenn die Vorrichtung aus ihrem ruhenden Zustand ge­ bracht wird.

Leichteste Bewegungen der Vorrichtung reichen aus, den Alarm auszulösen, und der Alarm tönt weiter, selbst wenn die Vor­ richtung sofort wieder in den ruhenden Zustand kommt.

Der Schmitt-Trigger weist vorzugsweise einen zweiten Eingang auf, an den ein Kondensator angeschlossen ist. Der Kondensa­ tor ist normalerweise aufgeladen, um den zweiten Eingang auf einem festen Logikpegel zu halten. Über einen Widerstand ist der zweite Eingang an den Ausgang des Schmitt-Triggers ange­ schlossen, so daß der Ausgangspegel des Schmitt-Triggers nor­ malerweise die Endladung des Kondensators verhindert. Wenn die Vorrichtung jedoch gestört wird und sich der Ausgangspe­ gel ändert, um den Schalttransistor zu schalten, kann sich der Kondensator über den Widerstand entladen, so daß, wenn der Kondensator im wesentlichen entladen ist, sich der Logikpegel an dem zweiten Eingang des Schmitt-Triggers ändert und das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers dadurch einen Logikpegel wieder annimmt, durch den Schalttransistor in einen Zustand geschaltet wird, in welchem der Ausgangswandler nicht akti­ viert ist. Solch eine Schmitt-Triggeranordnung mit zwei Ein­ gängen kann sich selbst zurücksetzen, so daß nicht konti­ nuierlich ein Alarm ertönt und die Stromquelle nicht unnötig belastet wird.

Die von dem Widerstand und dem Kondensator gebildete Zeitkon­ stante beträgt vorzugsweise etwa zwanzig Sekunden, so daß der Ausgangswandler für eine Dauer von zwanzig Sekunden aktiviert werden kann, nachdem die Vorrichtung gestört wurde. Wenn die Vorrichtung jedoch mit einem vom Benutzer zu betätigenden Ein/Aus-Schalter zum Scharfstellen versehen wird, kann man durch manuelle Betätigung dieses Ein/Aus-Schalters den Alarm vor Ablauf der zwanzig Sekunden abschalten.

Vorzugsweise ist der zweite Eingang des Schmitt-Triggers über einen zweiten Widerstand mit dem positiven Anschluß der Stromquelle verbunden, während ein zweiter Kondensator zwi­ schen den zweiten Widerstand und den zweiten Eingang einer­ seits und den negativen Anschluß der Stromversorgung geschal­ tet ist. Der zweite Kondensator wird beim Einschalten der Stromversorgung nicht sofort aufgeladen, so daß das Ausgangs­ signal des Schmitt-Triggers nicht sofort von der Stellung des Sensorschalters beeinflußt wird. Die Vorrichtung kann deshalb von einem Benutzer eingestellt werden, und es ertönt dennoch nicht sofort ein Alarm, obwohl der Benutzer die Vorrichtung beim Einstellen bewegt.

Vorzugsweise wird der erstgenannte Kondensator vom Ausgangs­ signal des Schmitt-Triggers über einen dritten Widerstand und eine Diode geladen, wobei die Zeitkonstante aus dem Kondensa­ tor und dem dritten Widerstand geringer ist als die durch den Kondensator und den zweiten Widerstand eingestellte Zeitkon­ stante. Da sich der Kondensator relativ schnell auflädt, stellt er sicher, daß der Schalttransistor nicht den Alarm auslöst.

Vorzugsweise ergeben der zweite Widerstand und der zweite Kondensator eine Zeitkonstante von etwa zehn Sekunden, so daß die Vorrichtung während etwa zehn Sekunden nach Einschalten der Stromversorgung nicht auf Bewegungsänderungen anspricht. Ein Eingang eines zweiten Schmitt-Triggers ist mit dem zwei­ ten Kondensator verbunden, und der Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers ist an eine LED angeschaltet, so daß die LED während der zehn Sekunden, während welcher der zweite Konden­ sator geladen wird, angeschaltet wird. Die Vorrichtung kann deshalb für etwa zehn Sekunden, nachdem die Stromversorgung eingeschaltet wurde und die Vorrichtung dadurch eingestellt wurde, bewegt werden. Dies ist genügend Zeit, um die Vorrich­ tung beispielsweise an einem Türgriff zu befestigen oder sie in das Innere einer Tasche zu stecken. Die aufleuchtende LED zeigt dem Benutzer an, daß kein Alarm ertönen wird. Wenn je­ doch der Benutzer die Vorrichtung berührt, nachdem die LED einmal ausgegangen ist, wird ein Alarm ertönen, sofern der Benutzer nicht die Stromversorgung ausschaltet.

Eine solche Vorrichtung kann mittels einer Standard 9 Volt Batterie betrieben werden, die relativ leicht und überall er­ hältlich ist.

Eine tragbare Vorrichtung wie etwa eine tragbare Sicherheits­ alarmeinrichtung mit einem auf eine Bewegungsänderung anspre­ chenden Sensorschalter ist vorzugsweise leicht, kompakt und haltbar. Notwendigerweise muß daher auch der Sensorschalter leicht, kompakt und haltbar sein. Er muß es aushalten, herum­ bewegt zu werden und muß außerdem zuverlässig rückstellbar sein. Idealerweise sollte solch ein Sensorschalter eine mini­ male Anzahl von Teilen umfassen, billig herzustellen und leicht aufzubauen sein. Solch ein Schalter sollte wenig be­ wegliche Teile enthalten, und jegliche vorhandenen bewegli­ chen Teile sollten sich nicht abnutzen. Dessenungeachtet sollten die beweglichen Teile auf eine Bewegungsänderung stark ansprechen, so daß ein empfindlicher Sensorschalter gebildet werden kann.

Vorzugsweise umfaßt der Sensorschalter zwei voneinander beab­ standete elektrische Kontakte, von denen jeder eine Ausneh­ mung aufweist, und einen leitenden Preßbolzen, der in den Ausnehmungen ruht, wenn der Sensorschalter in Ruhe ist, um einen kontinuierlichen elektrisch leitenden Pfad zwischen den elektrischen Kontakten herzustellen. Wenn der Sensorschalter einer Bewegungsänderung ausgesetzt wird, verläßt der Preßbol­ zen die Ruheposition, so daß der leitende Pfad zwischen den elektrischen Kontakten unterbrochen wird. Wenn die Bewegung des Sensorschalters aufhört und der Preßbolzen wieder in den Ausnehmungen ruht, wird der leitende Pfad wieder hergestellt. Die elektrischen Kontakte werden von einem isolierenden Ele­ ment getragen und voneinander isoliert, welches die Form eines Rohrabschnitts aus elastischem isolierendem Material, etwa Kunststoff, hat und über Schulterteile an den elektri­ schen Kontakten greift.

Solch ein Sensorschalter kann sehr einfach sein, robust im Aufbau und nur aus drei Grundteilen gebildet werden.

Vorzugsweise hat die Kammer eine zylindrische Form, und die elektrischen Kontakte verschließen die offenen Enden der zylindrischen Kammer nach Art von Kappen.

Vorteilhafterweise liegen die beiden Ausnehmungen einander gegenüber und bilden ein Volumen, das größer ist als das von dem Preßbolzen eingenommene, und der Preßbolzen ist länglich ausgebildet und liegt in diesem Volumen. Die Kappen und der Preßbolzen können aus irgendeinem leitenden Material, bei­ spielsweise Kupfer hergestellt werden.

Vorzugsweise enthält jeder Kontakt eine elastische Haarbefe­ stigung, mit der der Sensorschalter an einem beweglichen Objekt montiert werden kann. Ein auf elastischen Haarbefesti­ gungen befestigter Sensorschalter ist sehr bewegungsempfind­ lich, da Schwingungen über die Länge des Haars multipliziert werden.

Vorzugsweise bildet jedes elastische Haar eine Anschlußlei­ tung für den elektrischen Stromfluß zum jeweiligen Kontakt. Die elastischen Haare sind damit sowohl Teil des Sensormecha­ nismus als auch elektrisches Verbindungsmittel, durch das Strom durch den Sensorschalter geführt wird.

Eine einen solchen Sensorschalter enthaltende tragbare Vor­ richtung kann extrem kompakt ausgebildet werden, da die Kam­ mer des Sensorschalters in einer Größe von annähernd 10 mm Länge und 8 mm Breite hergestellt werden kann. Bei den mei­ sten Anwendungen kann der Sensorschalter direkt an einer lei­ tenden Montageplatte befestigt werden und braucht nicht an elastischen Haaren montiert zu werden. Eine elastische Haar­ befestigung braucht nur zum Aufbau höchst empfindlicher Vor­ richtungen eingesetzt zu werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Sensorschalters zur Verwendung in einer tragbaren, bewegungsempfindlichen Vorrichtung zeigt,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Sensorschalters längs der Linie A-A in Fig. 1 ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer tragbaren, bewe­ gungsempfindlichen Vorrichtung ist und

Fig. 4 ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform einer tragba­ ren, bewegungsempfindlichen Vorrichtung zeigt.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bewegungsemp­ findlichen Sensorschalters 42, der eine zylindrisch geformte Kammer 1 enthält, die aus einem Rohrstück aus Kunststoff oder einem anderen elastischen, isolierenden Material besteht. Elektrisch leitende Kappen verschließen die Enden der zylin­ drischen Kammer 1 und werden durch die von dem elastischen Rohrstück erzeugten Druckkräfte gehalten. Die Kappen bilden elektrische Kontakte 2, die mit dem positiven und dem negati­ ven Anschluß einer Stromversorgung verbunden werden können. Wie in Fig. 1 gezeigt, ruht der Sensorschalter auf einer Mon­ tageplatte 4 und ist mit dieser elektrisch über Drähte 3 ver­ bunden, die jeweils an die elektrischen Kontakte 2 angelötet sind. Die Art der Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten zur Erzielung der Schal­ terfunktion wird aus Fig. 2 verständlicher.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jeder elektrische Kontakt 2 eine Kappe, die in ein Ende der Kammer 1 eingesteckt ist. Eine kreisförmige Wand 6 verläuft nahe der Grenze der Innenfläche jedes elektrischen Kontakts 2 und bildet eine Schulter, die innerhalb der Kammer 1 liegt. Das elastische Rohrstück der Kammer 1 ergreift diese kreisförmigen Wände 6 in fester Weise, so daß die elektrischen Kontakte 2 sicher an der Kam­ mer 1 fixiert sind. Innerhalb jeder kreisförmigen Wand 6 ist eine Ausnehmung 7 ausgebildet. Ein langgestreckter Preßbolzen 8 aus einem Metall wie Kupfer oder einem anderen leitenden Material befindet sich innerhalb der Kammer 1 und ruht auf den Innenflächen der Ausnehmungen 7. Der Preßbolzen 8 stellt eine elektrische Brücke zwischen den beiden elektrischen Kon­ takten 2 dar. Wenn der Sensorschalter gestört wird, wird der Preßbolzen 8 aus dem Kontakt mit einem oder beiden Ausnehmun­ gen 7 angehoben und die elektrische Brücke zwischen den bei­ den Kontakten 2 dadurch unterbrochen, bis der Preßbolzen 8 wieder in Kontakt mit den beiden Ausnehmungen 7 kommt. Die Kammer 1, die elektrischen Kontakte 2 und der Preßbolzen 8 bilden auf diese Weise einen bewegungsempfindlichen Sensor­ schalter. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Preßbolzen 8 innerhalb eines schraffierten Volumens eingeschlossen, das von den Ausnehmungen 7 und dem freien Raum zwischen ihnen ge­ bildet wird. Obwohl sich der Preßbolzen 8 innerhalb dieses Volumens bewegen kann und auf diese Weise eine Brücke zwi­ schen den beiden elektrischen Kontakten 2 hergestellt und un­ terbrochen werden kann, sind Größe und Form des Preßbolzens 8 derart, daß unabhängig von der jeweiligen Ruheposition des Sensorschalters immer eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten 2 hergestellt wird.

In Fig. 2 sind haarähnliche Drähte 3′ an die Außenflächen der elektrischen Kontakte 2 angelötet. Die freien Enden der Drähte 3′ können beispielsweise an einer Montageplatte befe­ stigt werden und mit Strom von der Stromquelle versorgt wer­ den. Die Empfindlichkeit des Sensorschalters gegenüber Bewe­ gungen steigt, wenn lange haarähnliche Drähte 3′ verwendet werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besaß der Sensorschalter beispielsweise eine Länge von 10 mm und eine Breite von 8 mm und bildete einen sehr empfindlichen Schalter mit haarähnlichen Drähten einer Länge 15 mm. Für die meisten Zwecke kann jedoch ein empfindlicher Sensorschalter gebildet werden, ohne daß es nötig wäre, lange haarähnliche Drähte 3′ zu seinem Anschluß an eine Stromquelle einzusetzen.

Fig. 3 zeigt eine tragbare, bewegungsempfindliche Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 10, einen Audiowandler 12, eine Leucht­ diode (LED) 14, ein Zugband 16 und die zugehörige Schaltungs­ anordnung (siehe Fig. 4). Die Vorrichtung wird von einer in­ ternen 9 Volt Batterie 18 gespeist und ist auf diese Weise leicht tragbar. Die Vorrichtung wird dadurch eingeschaltet, daß das Zugband 16 nach oben gezogen wird. Dies bringt einen Schalter 20 innerhalb des Gehäuses 10 in eine "Ein"-Stellung, und die 9 Volt von der Batterie 18 werden an die elektrische Schaltung angelegt. Die LED 14 leuchtet auf und zeigt an, daß die Vorrichtung aktiviert wurde, aber noch nicht scharf ist. Da das Zugband 16 in Form einer Schlaufe ausgebildet ist, kann sie um ortsfeste Teile, etwa Türknöpfe oder Handgriffe gehängt werden. Nach etwa 10 Sekunden erlischt die LED 14. Dies zeigt an, daß die Vorrichtung scharf ist und daß, sollte sie in irgend einer Weise physisch gestört werden, der Alarm durch Aktivierung des Audiowandlers 12 ertönen wird. Wenn die Vorrichtung beispielsweise mittels des Zugbands 16 an einem Türknopf montiert wird, wird jeder Versuch eines Eindring­ lings (oder irgendeiner anderen Person) den Türknopf zu bewe­ gen, von dem Sensorschalter 42, der innerhalb der Vorrichtung montiert ist, erfaßt und der Audiowandler 12 wird ertönen.

Die Funktionsweise der in Fig. 3 gezeigten tragbaren Vorrich­ tung wird im einzelnen in bezug auf das in Fig. 4 gezeigte Schaltbild erläutert. Wenn der Handschalter 20 in die "Ein"- Stellung gebracht wird, werden von der Batterie 18 9 Volt an die gesamte Schaltung angelegt. Ein elektrischer Strom fließt durch einen Widerstand 22 und beginnt einen Kondensator 24 aufzuladen. Zunächst ist die Spannung an einem Punkt A der Schaltung relativ niedrig, so daß die beiden Eingänge eines Schmitt-Trigger-NAND-Glieds 26 auf "L" liegen, das heißt einem niedrigen Logikwert. Daher liegt der Ausgang des Schmitt-Trigger-NAND-Glieds 26 auf "H", also einem hohen Logikwert, so daß eine LED 28 aufleuchtet. Die von dem Wider­ stand 22 und dem Kondensator 24 gebildete Zeitkonstante beträgt annä­ hernd 10 Sekunden. Nach 10 Sekunden liegt am Punkt A eine relativ hohe Spannung an, so daß an den beiden Eingängen des NAND-Glieds 26 "H" liegt und der Ausgang des NAND-Glieds 26 auf "L" wechselt, so daß die LED 28 ausgeht. Wenn der Schal­ ter 20 eingeschaltet wird, liegt außerdem der Ausgang eines Schmitt-Trigger-NAND-Glieds 30 auf "H" und lädt einen Konden­ sator 32 über einen Widerstand 34 und eine Diode 36. Das Aus­ gangssignal des NAND-Glieds 30 gelangt ferner zur Basis eines Transistors 38, und der zunächst herrschende "H"-Zustand vom Ausgang des NAND-Glieds 30 an der Basis des Transistors 38 stellt sicher, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transi­ stors 38 gesperrt ist, obwohl der Emitter des Transistors 38 an den positiven Anschluß der Batterie 18 angeschlossen ist. Die 9 Volt von der Batterie 18 liegen auch über der Reihen­ schaltung aus einem Widerstand 40 und dem Sensorschalter 42. Der Sensorschalter 42 ist normalerweise geschlossen, wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befindet, und stellt dann einen relativ niedrigen Widerstand für den elektrischen Stromfluß dar. Sollte die Vorrichtung jedoch bewegt werden, öffnet sich der Sensorschalter 42 und stellt dann einen hohen Widerstand dar. Wenn die Vorrichtung in Ruhe ist, liegt deshalb der Punkt B der Schaltung an einer relativ niedrigen Spannung, während, wenn die Vorrichtung bewegt wird und sich der Sen­ sorschalter 42 öffnet, die Spannung am Punkt B auf einen hohen Wert (annähernd 8 Volt) steigt. Der Punkt B ist über einen Kondensator 45 und eine Diode 47 an einen Eingang 30b des NAND-Glieds 30 angeschlossen. Wenn sich der andere Ein­ gang 30a des NAND-Glieds 30 auf "H" befindet, repräsentiert der Logikwert am Eingang 30b den Ausgangszustand der Vorrich­ tung. Der Ausgang des NAND-Glieds 30 gelangt auf "L" nur dann, wenn seine beiden Eingänge auf "H" liegen, das heißt die Eingänge 30a und 30b müssen auf "H" sein. Der Eingang 30a wird annähernd auf derselben Spannung gehalten, wie sie am Punkt A anliegt, und, da diese während der ersten 10 Sekunden nach Einschalten des Schalters 20 niedrig ist, wird das NAND- Glied 30 von Änderungen des Potentials am Punkt B, die von Bewegungen der Vorrichtung herrühren, nicht beeinflußt. Nach 10 Sekunden jedoch, wenn der Kondensator 24 aufgeladen ist und sich der Punkt A auf "H" befindet, liegt auch am Ein­ gangsanschluß 30a "H", so daß der Ausgang des NAND-Glieds 30 nur solange auf "H" bleibt, wie der Sensorschalter 42 ge­ schlossen ist, die Vorrichtung also ungestört ist. Die Kapa­ zität des Kondensators 45 ist relativ klein, so daß das NAND- Glied 30 im wesentlichen unverzögert auf Potentialänderungen an Punkt B anspricht.

Nachdem also der Schalter 20 eingeschaltet wurde und die Bat­ terie 18 den Kondensator 24 nach etwa 10 Sekunden voll gela­ den hat, erlischt die LED 28, und die Vorrichtung ist scharf­ gestellt und bereit, durch eine eine Unterbrechung des Sen­ sorschalters 42 hervorrufende Bewegung ausgelöst zu werden. Wenn der Schalter 42 geöffnet wird und der Punkt B auf "H" gelangt, stellt sich am Ausgang des NAND-Glieds 30 "L" ein, und das Potential an der Basis des Transistors 38 fällt, wo­ durch ein leitender Zustand zwischen Emitter und Kollektor hergestellt wird. Ein Schaltungspunkt C, der sich vorher auf niedriger Spannung befand, erhält eine relativ hohe Spannung. Ein Eingang 44a eines Schmitt-Trigger-NAND-Glieds 44 und ein Eingang 46a eines Schmitt-Trigger-NAND-Glieds 46 gelangen beide auf "H". Der andere Eingang 44b des NAND-Glieds 44 be­ findet sich auf "L", so daß der Ausgang des NAND-Glieds 44 zunächst auf "H" ist. Der Ausgang des NAND-Glieds 44 ist je­ doch über einen Widerstand 48 auf den Eingang 44b rückgekop­ pelt, so daß der Eingang 44b ebenfalls "H" wird und der Aus­ gang des NAND-Glieds 44 zu "L" wechselt. Der Logikwert "L" am Ausgang des NAND-Glieds 44 wird erneut auf den Eingang 44b rückgekoppelt, so daß am Ausgang des NAND-Glieds 44 Schwin­ gungen entstehen. Die Frequenz dieser Schwingungen wird von dem Widerstand 48 und einem Kondensator 50 bestimmt und liegt bei etwa 1 Hz. Schwingungen treten auch am Ausgang des NAND- Glieds 46 auf, dessen Ausgang über einen Widerstand 52 auf seinen anderen Eingang 46b rückgekoppelt ist. Die Frequenz der Schwingungen am Ausgang des NAND-Glieds 46 wird von dem Widerstand 52 und einem Kondensator 54 bestimmt. Die Frequenz liegt etwa 2,5 kHz, also im Audiofrequenzbereich. Die NAND- Glieder 44 und 46 bilden einen getasteten Oszillator für einen Audiofrequenzlautsprecher 56, da das Ausgangssignal des NAND-Glieds 44 an den Eingang 46b des NAND-Glieds 46 geführt wird, so daß die audiofrequenten Schwingungen vom NAND-Glied 46 vom NAND-Glied 44 ein- und ausgetastet werden. Das Schwin­ gungsausgangssignal vom NAND-Glied 46 wird an die Basis eines Treibertransistors 58 angelegt. Die Basis des Treibertransi­ stors 58 befindet sich normalerweise auf hoher Spannung, so daß, obwohl der Emitter des Treibertransistors 58 direkt an den positiven Anschluß der Batterie 18 angeschlossen ist, kein Strom zwischen Kollektor und Emitter fließt. Wenn jedoch das Ausgangssignal des NAND-Glieds 46 zwischen den Logikwer­ ten "L" und "H" zu schwingen beginnt, fällt das Potential an der Basis des Treibertransistors 58 intermittierend, und ein getasteter audiofrequenter Strom fließt zwischen Emitter und Kollektor von der Batterie 18 zu einem Impedanzanpassungs­ transformator 60, an den der Audiowandler 56 angeschlossen ist, so daß ein Alarm ertönt.

Eine Rückkopplungsschleife besteht auch zwischen dem Ausgang des NAND-Glieds 30 und seinem Eingang 30b, und zwar über den Schalttransistor 38 und eine Diode 62. Selbst wenn daher das Potential am Punkt B plötzlich auf einen niedrigen Wert fällt, weil im Sensorschalter 42, nachdem dieser aufgrund einer Störung der Vorrichtung geöffnet wurde, wieder ein Kon­ takt hergestellt wird, bleibt der Ausgang des NAND-Glieds 30 auf "L" und das Potential am Punkt C hoch. Der audiofrequente Wandler 56 tönt deshalb weiter, wenn der Sensorschalter 42 einmal gestört wurde, selbst wenn die Vorrichtung dann in den Ruhezustand kommt. Der audiofrequente Wandler 56 kann einfach dadurch abgeschaltet werden, daß der Schalter 20 mittels des Zugbands 16 in die Aus-Stellung gezogen wird. Aber auch, wenn der Schalter 20 nicht betätigt wird, wird der Audiowandler 56 nicht endlos ertönen. Um die Batterie 18 zu entlasten, wird die Vorrichtung nach einer Zeitspanne von etwa 20 Sekunden automatisch zurückgesetzt. Dies erfolgt dadurch, daß, nachdem der Ausgang des NAND-Glieds 30 auf "L" gefallen ist, der Kon­ densator 32 sich über einen relativ großen Widerstand 64 zu entladen beginnt. Wenn die Ladung des Kondensators 32 einen geringen Wert erreicht, fällt das Potential am Eingang 30a des NAND-Glieds 30 auf "L", so daß der Zustand am Ausgang wieder "H" wird. Der "H"-Zustand am Ausgang des NAND-Glieds 30 verursacht, daß die Basis des Schalttransistors 38 den Schalttransistor sperrt, so daß der Punkt C zu "L" zurück­ kehrt und dieser Logikwert "L" an den Eingangsanschluß 30b des NAND-Glieds 30 gelangt. Der "H"-Zustand am Ausgang des NAND-Glieds 30 lädt den Kondensator 32 über den Widerstand 34 und die Diode 36 rasch auf, und der Eingang 30a kehrt zu einem "L"-Zustand zurück.

Das Potential am Eingang 30a des NAND-Glieds 30 wird die kom­ binierte Wirkung des Potentials am Kondensator 24 über eine Diode 25 und des Potentials am Kondensator 32 über eine Diode 27 normalerweise auf einem hohen Wert gehalten. Die Dioden 25 und 27 bilden praktisch ein UND-Glied für den Eingang 30a des NAND-Glieds 30.

Die voranstehend beschriebene tragbare, bewegungsempfindliche Vorrichtung enthält wenige Komponenten und ist leicht aufzu­ bauen. Die vier Schmitt-Trigger-NAND-Glieder 26, 30, 44 und 46 können in Form einer einzigen integrierten Schaltung ein­ gesetzt werden, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung IC TC 4093BP von Toshiba vertrieben wird. Alle Dioden sind vom Typ 1N4148, und die beiden Transistoren sind vom Typ 2SA733P. Die Werte der anderen Standardkomponenten sind in Fig. 4 angegeben.

Es ist anzumerken, daß viele Variationen der Form des Sensorschalters, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, gleich gut arbeiten könnten. Beispielsweise muß die Kam­ mer 1 nicht notwendigerweise eine genaue kreiszylindrische Form aufweisen. Eine Kammer in der Form eines Rechteckzylin­ ders, ein Kasten oder praktisch jede andere Form kann verwen­ det werden, solange ein Preßbolzen relativ frei von zwei inneren leitenden Flächen der Vorrichtung aufgenommen werden kann, daß er dem Spalt zwischen den beiden leitenden Flächen überbrückt, wenn sich der Sensorschalter in irgendeiner Posi­ tion in Ruhe befindet, aber außer Berührung mit wenigstens einer der leitenden Flächen gelangen kann, so daß der Kontakt unterbrochen wird, wenn der Sensorschalter bewegt wird.

Claims (17)

1. Tragbare, auf eine Bewegung ansprechende Vorrich­ tung, umfassend eine Stromversorgung (18), einen Sensorschal­ ter (42) und eine elektronische Schalteinrichtung, die an­ sprechend auf den Sensorschalter (42) einen Ausgangswandler (56) aktiviert, bei der:
die elektronische Schalteinrichtung auf einen von zwei Widerstandszuständen des Sensorschalters (42) anspricht der­ art, daß, wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befindet, der Sensorschalter (42) einen niedrigen Widerstand für Strom von der Stromquelle (18) darstellt und die elektronische Schalt­ einrichtung den Ausgangswandler (56) nicht aktiviert, und, wenn die Vorrichtung aus ihrer Ruhe gestört wird, der Sensor­ schalter (42) umgeschaltet wird, um für den Strom einen er­ höhten Widerstand darzustellen, und die elektronische Schalt­ einrichtung darauf ansprechend, den Ausgangswandler (56) aktiviert;
die elektronische Schalteinrichtung einen Schmitt-Trig­ ger (30) enthält, der einen mit einem Schalttransistor (38) verbundenen Ausgang zu Aktivierung des Ausgangswandlers (56) aufweist;
der Sensorschalter (42) mit einem ersten Eingang (30b) des Schmitt-Triggers (30) verbunden ist;
wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befindet, der nied­ rige Widerstand des Sensorschalters (42) bewirkt, daß das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers (30) den Schalttransistor (38) in einen Zustand schaltet, in welchem der Ausgangswand­ ler (56) nicht aktiviert wird, und, wenn die Vorrichtung ge­ stört wird, der erhöhte Widerstand des Sensorschalters (42) bewirkt, daß das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers (30) den Schalttransistor (38) in einen Zustand schaltet, in welchem der Ausgangswandler (56) aktiviert wird; und
der Ausgang des Schalttransistors (38) mit dem ersten Eingang (30b) des Schmitt-Triggers (30) zur Rückkopplung ver­ bunden ist, so daß, wenn der Schmitt-Trigger (30) den Schalt­ transistor (38) einmal in einen Zustand geschaltet hat, in welchem der Ausgangswandler (56) aktiviert wird, dieser Zu­ stand aufrechterhalten bleibt, selbst wenn der Sensorschalter (42) wieder einen niedrigen Widerstand annimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schmitt- Trigger (30) einen zweiten Eingang (30a) aufweist und ein erster Kondensator (32) an den zweiten Eingang (30a) ange­ schlossen ist, wobei der erste Kondensator (32) normalerweise geladen ist, um den zweiten Eingang (30a) auf einem festen Logikwert zu halten, wobei der erste Kondensator (32) über einen ersten Widerstand (64) an den Ausgang des Schmitt-Trig­ gers angeschlossen ist, so daß der Ausgangspegel des Schmitt- Triggers normalerweise eine Entladung des ersten Kondensators (32) verhindert, aber, wenn die Vorrichtung gestört ist und der Ausgangspegel sich ändert, um den Schalttransistor (38) zu schalten, sich der erste Kondensator (32) über den ersten Widerstand (64) entladen kann, so daß, wenn der erste Konden­ sator (32) in wesentlichen entladen ist, der Logikwert am zweiten Eingang (30a) des Schmitt-Triggers (30) sich ändert und der Ausgang des Schmitt-Triggers dadurch wieder einen Logikwert annimmt, durch den der Schalttransistor (38) in einen Zustand geschaltet wird, in welchem der Ausgangswandler (56) nicht aktiviert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die von dem ersten Widerstand (64) und dem ersten Kondensator (32) gebil­ dete Zeitkonstante etwa 20 Sekunden beträgt, so daß der Aus­ gangswandler (56) für eine Dauer von 20 Sekunden nach Stören der Vorrichtung aktiviert werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der mit zwei Eingängen versehene Schmitt-Trigger ein Schmitt-Trigger- NAND-Glied (30) ist und der Ausgang des NAND-Glieds sich nor­ malerweise auf einem hohen Logikwert befindet, der den Schalttransistor (38) in einem Zustand hält, in welchem der Ausgangswandler (56) nicht aktiviert wird, der erste Eingang (30b), der mit dem Sensorschalter (42) verbunden ist, norma­ lerweise auf einem niedrigen Logikwert gehalten wird, und der zweite Eingang (30a) von dem ersten Kondensator (32) auf einem hohen Logikwert gehalten wird, wobei jedoch, wenn die Vorrichtung gestört wird, der Sensorschalter (42) verursacht, daß der erste Eingang (30b) des NAND-Glieds (30) auf einem hohen Logikwert gehalten wird, so daß sich der Ausgang des NAND-Glieds zu einem niedrigen Logikwert ändert und der Schalttransistor (38) veranlaßt wird, den Ausgangswandler (56) zu aktivieren, und wobei der erste Kondensator (32), der durch das Ausgangssignal mit hohem Logikwert am Ausgang des NAND-Glieds normalerweise am Entladen gehindert wird, sich entlädt, bis der zweite Eingang (30a) des NAND-Glieds einen niedrigen Logikwert erreicht und der Ausgang des NAND-Glieds zu einem hohen Logikwert zurückkehrt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Ausgang des Schmitt-Triggers (30) mit der Basis des Schalttransistors (38) verbunden ist, die Stromversorgung (18) mit dessen Emitter verbunden ist und sein Kollektor mit einem Treibertransistor (58) verbunden ist, der an den Aus­ gangswandler (56) angeschlossen ist und diesen treibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Ausgangs­ wandler ein Audiowandler (56) ist, und bei der zwischen dem Kollektor des Schalttransistors (38) und dem Treibertransi­ stor (58) sich eine Oszillatoranordnung (44, 46) befindet, die nach Maßgabe des Pegels des Kollektors des Schalttransi­ stors (38) aktiviert wird, um ein audiofrequentes Schwin­ gungssignal zur Steuerung des Treibertransistors (58) zu er­ zeugen, welcher den Ausgangswandler (56) treibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der zweite Eingang (30a) des Schmitt-Triggers (30) mit einem zweiten Kondensator (24) verbunden ist, ein zweiter Widerstand (22) zwischen den positiven Anschluß der Strom­ quelle und den zweiten Eingang (30a) geschaltet ist, wobei der zweite Kondensator (24) nicht unmittelbar voll geladen wird, wenn die Stromquelle eingeschaltet wird, so daß der Ausgang des Schmitt-Triggers nicht sofort von der Stellung des Sen­ sorschalters (42) beeinflußt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der erste Kon­ densator (32) vom Ausgangssignal des Schmitt-Triggers über einen dritten Widerstand (34) und eine Diode (36) geladen wird, wobei die Zeitkonstante von erstem Kondensator (32) und drittem Widerstand (34) geringer als die Zeitkonstante von zweitem Kondensator (24) und zweitem Widerstand (22) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der zweite Widerstand (22) und der zweite Kondensator (24) eine Zeitkonstante von etwa 10 Sekunden vorgeben, so daß die Vor­ richtung während etwa 10 Sekunden nach Einschalten der Strom­ versorgung nicht auf Bewegungsänderungen anspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der ein Eingang eines zweiten Schmitt-Triggers (26) mit dem zweiten Kondensa­ tor (24) verbunden ist, und der Ausgang des zweiten Schmitt- Triggers (26) mit einer LED (28) verbunden ist, so daß die LED (28) während der 10 Sekunden aktiviert wird, während de­ rer der zweite Kondensator (24) geladen wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die von einer 9 Voltzelle (18) gespeist wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der Sensorschalter (42) zwei voneinander beabstandete elektrische Kontakte (2) aufweist, von denen jeder eine Aus­ nehmung (7) enthält, sowie ein leitendes Verbindungsglied (8), das in den Ausnehmungen (7) ruht, wenn sich der Sensor­ schalter (42) in Ruhe befindet, um eine durchgehende elektri­ sche Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten (2) her­ zustellen derart, daß, wenn der Sensorschalter (42) einer Bewegungsänderung unterliegt, das Verbindungsglied die Ruhe­ position verläßt, so daß die leitende Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten (2) unterbrochen wird und, wenn der Sensorschalter (42) die Bewegung beendet und das Verbindungs­ glied (8) wieder in den Ausnehmungen (7) ruht, die leitende Verbindung wieder hergestellt wird, und bei dem die elektri­ schen Kontakte (2) von einem Isolierteil getragen und von diesem voneinander isoliert werden, das die Form eines Rohr­ stücks aus elastischem Material aufweist, welches über Schulterteile (6) der elektrischen Kontakte (2) greift.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die beiden Ausnehmungen (7) einander gegenüberliegen und ein Volumen bilden, das größer ist als das von dem Verbindungsglied (8) eingenommene, wobei das Verbindungsglied (8) allgemein lang gestreckt ist und sich in dem Volumen befindet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der jeder Kontakt (2) eine elastische Haarbefestigung (3′) enthält, durch die der Sensorschalter (42) an einem bewegbaren Objekt (4) montiert werden kann.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der jedes elasti­ sche Haar (3′) eine Anschlußleitung für den Stromfluß zum je­ weiligen Kontakt (2) bildet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der eine von den Ausnehmungen (7) und dem Rohrstück gebildete Kammer (1) annähernd 10 mm lang und 8 mm breit ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der jedes elastische Haar (3′) wenigstens 15 mm lang ist.