WO2009003992A1 - Circuit arrangement for identifying switch-on sequences for an on/off switch - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a circuit arrangement for the detection of switch-on sequences for a
- On / off switch equipped with a first module containing a flip-flop for outputting a status signal.
- the circuit arrangement is simple and can be used in many different fields.
- a first capacitor C8 of a first module 11 is charged via the on / off switch when switching on via a charging resistor R9 and a first diode D8.
- This charging voltage is conducted via a second capacitor C9 and led via a second diode D9 to the switching input of a flip-flop.
- the flip-flop may consist of a logic gate, but it may also be implemented discretely.
- the flip-flop is designed so that it assumes a defined state when the input signal is missing.
- the first capacitor C8 is slowly and reliably discharged via a resistor RIO. Now, if the on / off switch is pressed again after a short time and thus closed, so much charge is stored in the first capacitor C8.
- the capacitor charges itself correspondingly slower, and the lower voltage change rate means that only a small pulse is applied to the input of the flip-flop via the second capacitor C9 and the second diode D9, which can not switch over this. Since no input signal is present at the flip-flop, it falls into a defined state, which by suitable dimensioning of the resistors R3 and R4 and the presence of ClO, which connect the two outputs of the flip-flop in the discrete version with the power supply, is reached. Due to the additional voltage pulse via D9, the second input of the flip-flop, 'come up faster', and the flip-flop is thus in a different switching state than when switching on the circuit after a longer break.
- the circuit of the first module 11 thus makes it possible to detect whether the device in question is switched on again after a longer switch-off time, or whether it was only briefly switched off and immediately switched on again. If several of these circuits are interconnected by means of switches, then you can use simple Switching on / off different consumers are switched on / off or a consumer can be switched to different modes.
- FIG. 1a Circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention in a three-stage embodiment.
- FIG. 11 shows a circuit diagram of an embodiment of several consumers directly connected to the circuit arrangement according to the invention.
- FIG. 2 Simple evaluation logic to switch different consumers on and off in succession.
- Fig. 3 Some relevant signals to describe the mode of operation of a module.
- FIG. 1 shows a three-stage embodiment of the circuit arrangement according to the invention.
- An on / off switch S a voltage converter 3 is switched on and off, which supplies the circuit arrangement according to the invention with voltage.
- the voltage converter is supplied by an input voltage U E.
- the input voltage may be a DC or AC voltage, eg a mains voltage.
- a first capacitor C8 is charged via the series connection of a first diode D8 and a first resistor R9 with a defined first time constant ⁇ l.
- the time constant is small and charging is therefore fast. This can be clearly seen in Fig. 3, in which the signal 22 represents the voltage across the first capacitor C8.
- the first capacitor is discharged again via a resistor RIO connected in parallel with a second defined time constant ⁇ 2.
- This time constant is significantly greater, so that the unloading process takes a significantly longer time.
- the charging voltage of the first capacitor C8 is conducted via a second capacitor C9 and a second diode D9 to the input E1 of the flip-flop. Since the first capacitor C8 charges very fast, this generates at the second diode D9 a pulse 242, which brings the downstream flip-flop for switching.
- the status signal at the output A1 of the flip-flop is logic 0 and can be evaluated accordingly.
- the second capacitor discharges via the discharge resistors RIO and RIl, as well as the first capacitor Cl via the discharge resistor RIO. If the on / off switch is switched off only for a short period of time and then immediately switched on again, as the signal 20 in FIG. 3 shows, the first capacitor C8 discharges only very slightly, as can be seen from the signal 22 in this figure . When restarting, therefore, a charging current only flows for a short time, and the voltage change at the first capacitor is relatively low, resulting in a very small voltage pulse 244 at the diode. This pulse is not high enough to switch the flip-flop. By means of a suitable dimensioning of the resistors R3 and R4 which connect the outputs A1 and A4 to the voltage supply, it is achieved that the flip-flop is defined when the input signal is missing in a state in which the output A1 is logic 1.
- the signal 26 in Fig. 3 represents the current across the second diode D9. It is good to see that at the first turn on, a high current pulse flows through the diode, resulting in the switching of the flip-flop, while after a short time Switching off and on again no current flows because the voltage across the diode is lower than its forward voltage.
- the signal 26 represents the voltage across a third capacitor ClO. This is needed to obtain a defined turn-on sequence from the flip-flop.
- the signals 27 and 29 represent the voltages across the resistors R6 and R5, which represent the state of the associated outputs A1 and A4.
- a control gear for lamps can be controlled, that according to the three state signals 31, 33 and 35 sets different dimming levels of the lamps.
- the system can be switched off again by the switch S at any time. But if, as at time t3, only briefly and immediately turned on again, so the flip-flop of the first module 11 to swing, and the output Al is at logic 1. This has the consequence that the second module 13 is turned on. For the second module, it is but a switch on after a long break, since it was previously switched off. Thus, the first output A2 of the second module remains at logic 0. In the state table 41 at time t3, therefore, the switch S and the first output Al of the first module to logic 1. The signals can be evaluated accordingly to a consumer in another Condition to operate. For several consumers, e.g. one is switched off, since now the second output A4 of the first module 11 is at logic 0. This is e.g.
- the consumer 17 in Fig. Ib the case. If the output A4 is set to logical 1, the LED driver is switched on, the output oscillates to logical 0, the driver and thus also the LED D5 is switched off. The consumers 18 and 19 remain switched on in this state, since the second outputs A5 and A6 of the modules 13 and 15 are still at logical 1.
- the circuit according to the invention can remain switched on for any desired length of time. As long as the modules are supplied with power, their condition does not change. Decisive are the shutdown breaks. If the shut-off pauses are short, a state is incremented each time it is switched on again. The last possible state remains with repeated switching off and on, as can be seen from the logic diagram in FIG. If the shutdown break is longer, the circuit is reset and starts again at the first state. After switching off and on again, the circuit is therefore in the, second 'state, in which S and Al are at logic 1. [29] Of course, the signals of the outputs and the switch can be further linked in order to achieve a specific behavior of the circuit.
- the signals can be linked in accordance with the circuit in FIG. This is constructed with simple AND gates and inverting Schmitt triggers, and switches outputs Z1-Z4 according to the states after the row. This switching through can be found in the logic table 43. When switching on for the first time (after a long pause), the output Zl is at logic 1, at the second switch-on (after a short switch-off) the output Z2, etc. With other logic connections, naturally also any other behavior can be achieved.
- the circuit according to the invention can be used, for example, to produce different lighting scenarios in an old house installation by means of only one light switch merely by briefly switching it off and on again.
- the circuit according to the invention can also be used to produce different states in electrical appliances with only a simple switch. This is advantageous, for example, in the case of an LED flashlight in which all LEDs are switched on in the first state when first switched on. After switching off and on again, some of the LEDs are switched off, etc. Thus, depending on the number of interconnected modules, different dimming positions can be switched.
- the big advantage of the circuit is that they are switched off again at any time can, without switching through all states, as is the case with a mechanical multiple switch. This significantly improves the usability of the device.
Landscapes
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- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
The invention relates to a circuit arrangement for identifying switch-on sequences for an on/off switch, with a first module (11), which contains a flip-flop (50) for outputting a state signal, wherein a first capacitor (C8) of the first module (11) is charged by a voltage supply (3) via a first diode (D8) and a charging resistor (R9) with a charge time constant (τ1) via an on/off switch (S) when the latter is switched on, and this charging voltage is fed via a second capacitor (C9) and is applied to the switching input of the flip-flop (50) via a second diode (D9), the first (A1) and second (A4) output of said flip-flop then outputting corresponding state signals for evaluation, wherein, when the circuit arrangement is switched off, the first capacitor is discharged again via a discharge resistor (R3) with a defined time constant (τ2), and the charge time constant (τ1) of the first capacitor is markedly less than the discharge time constant (τ2). The invention furthermore relates to a method for controlling various states of one or more loads, wherein the states are connected within a certain time span simply by switching an on/off switch (S) off and on again.
Description
Beschreibung description
[1] Schaltungsanordnung zur Erkennung von Einschaltsequenzen für einen Ein/Ausschalter.[1] Circuit arrangement for detecting switch-on sequences for an on / off switch.
Technisches GebietTechnical area
[2] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanord- nung zur Erkennung von Einschaltsequenzen für einen[2] The invention relates to a circuit arrangement for the detection of switch-on sequences for a
Ein/Ausschalter, ausgestattet mit einem ersten Modul, das ein Flip-Flop zur Ausgabe eines Zustandssignales enthält.On / off switch, equipped with a first module containing a flip-flop for outputting a status signal.
Stand der TechnikState of the art
[3] Es gibt Anwendungen, bei denen der Verbraucher aus Energiespar- oder sonstigen Gründen hart Ein- bzw. Ausgeschaltet wird. Daher haben diese Geräte keinen , Stand-by- Modus' , so dass die Steuerung verschiedener Betriebsmodi über einen einzigen Ein/Ausschalter schwierig ist.There are applications in which the consumer hard on or off for energy saving or other reasons. Therefore, these devices do not have a 'stand-by mode', making it difficult to control various modes of operation through a single on / off switch.
[4] Bisher wurden für verschiedene Modi beim Einschalten mechanische Stufenschalter verwendet. Diese schalten entweder verschiedene Phasen durch, die dann an den Verbraucher gelegt werden, oder es werden neben der Ein/Aus Funktion des Schalters verschiedene Signale geschaltet und zur Auswertung dem Verbraucher zugeführt. Bei vielen Anwendungsfällen, z.B. bei bestehenden Installationen, sind aber keine entsprechenden Stufenschalter verfügbar, sondern nur normale Ein/Ausschalter, die den Verbraucher hart Ein- bzw. Ausschalten. Hier wird oftmals der Schalter nur als Signalschalter verwendet, und der Verbraucher trotzdem dauerhaft an die Stromversorgung angeschlossen, so dass er in der Lage ist, die vom Schalter gelieferten Signale zu verarbeiten. Dies zieht jedoch einen erhöhten Stromverbrauch nach sich, der die Nachteile erhöhter Betriebskosten zur Folge hat. Bei Elektrogeräten ist es
zwar möglich, mechanische Stufenschalter zu verwenden, jedoch sind diese sehr teuer und fehleranfällig.[4] So far, mechanical tap-changers have been used for various modes when switched on. These either switch through different phases, which are then applied to the consumer, or different signals are switched in addition to the on / off function of the switch and fed to the consumer for evaluation. In many applications, such as existing installations, but no corresponding tap changer are available, but only normal on / off switch, the hard on or off the consumer. Here, the switch is often used only as a signal switch, and the consumer still connected permanently to the power supply, so that he is able to process the signals supplied by the switch. However, this entails an increased power consumption, which has the disadvantages of increased operating costs. With electrical appliances it is Although possible to use mechanical tap changer, but these are very expensive and prone to error.
Aufgabetask
[5] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungs- anordnung zur Erkennung von Einschaltsequenzen für einen Ein/Ausschalter anzugeben, mit der ein mechanischer Stufenschalter ersetzt werden kann, und das mit einem ersten Modul ausgestattet ist, das ein Flip-Flop zur Ausgabe eines Zustandssignales enthält. Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mittels dem solche Einschaltsequenzen erkannt werden können.It is therefore an object of the invention to provide a circuit arrangement for detecting Einschaltsequenzen for an on / off switch, with a mechanical tap changer can be replaced, and which is equipped with a first module, a flip-flop for output contains a status signal. It is also an object of the invention to specify a method by means of which such switch-on sequences can be detected.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
[6] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Schaltungsan- Ordnung ist einfach aufgebaut und kann in vielen verschiedenen Bereichen Anwendung finden. Erfindungsgemäß wird über den Ein/Ausschalter beim Einschalten ein erster Kondensator C8 eines ersten Moduls 11 über einen Ladewiderstand R9 und eine erste Diode D8 aufgeladen. Diese La- despannung wird über einen zweiten Kondensator C9 geführt und über eine zweite Diode D9 an den Schalteingang eines Flip-Flops geführt. Das Flip-Flop kann aus einem Logikgatter bestehen, es kann aber auch diskret ausgeführt sein. Das Flip-Flop ist so ausgeführt, dass es bei feh- lendem Eingangssignal einen definierten Zustand einnimmt.[6] The object is achieved by a circuit arrangement having the features of claim 1. The circuit arrangement is simple and can be used in many different fields. According to the invention, a first capacitor C8 of a first module 11 is charged via the on / off switch when switching on via a charging resistor R9 and a first diode D8. This charging voltage is conducted via a second capacitor C9 and led via a second diode D9 to the switching input of a flip-flop. The flip-flop may consist of a logic gate, but it may also be implemented discretely. The flip-flop is designed so that it assumes a defined state when the input signal is missing.
[7] Wird nun der Ein/Ausschalter nach einer längeren Ausschaltzeit wieder eingeschaltet, so sind zunächst alle Kondensatoren entladen und laden sich daher schnell auf. Dadurch entsteht am ersten Kondensator C8 eine hohe Span-
nungsänderungsgeschwindigkeit, die über den zweiten Kondensator C9 und die zweite Diode D9 in einen Impuls umgewandelt wird, der das Flip-Flop umschaltet, und am ersten Ausgang Al des Flip-Flops somit ein Zustandssignal zur Verfügung steht.[7] If the on / off switch is then switched on again after a longer switch-off time, all capacitors are initially discharged and therefore charge up quickly. This results in a high voltage at the first capacitor C8. voltage change rate, which is converted via the second capacitor C9 and the second diode D9 in a pulse, which switches the flip-flop, and thus at the first output of the flip-flop Al, a state signal is available.
[8] Nach Abschalten des Ein/Ausschalters wird der erste Kondensator C8 über einen Widerstand RIO langsam und definiert entladen. Wird nun der Ein/Ausschalter nach kurzer Zeit erneut betätigt und somit geschlossen, so ist im ersten Kondensator C8 noch viel Ladung gespeichert. Der Kondensator lädt sich entsprechend langsamer auf, und die geringere Spannungsänderungsgeschwindigkeit führt dazu, dass über den zweiten Kondensator C9 und die zweite Diode D9 nur ein kleiner Puls an den Eingang des Flip-Flops ge- legt wird, der dieses nicht umzuschalten vermag. Da nun kein Eingangssignal am Flip-Flop anliegt, fällt es in einen definierten Zustand, der durch eine geeignete Dimensionierung der Widerstände R3 und R4 und der Anwesenheit von ClO, die die beiden Ausgänge des Flip-Flops in der diskreten Ausführung mit der Spannungsversorgung verbinden, erreicht wird. Durch den zusätzlichem Spannungsimpuls über D9 wird der zweite Eingang des Flip-Flops , schneller hochkommen' , und das Flip-Flop befindet sich somit in einem anderen Schaltzustand als beim Einschalten der Schaltung nach einer längeren Pause.[8] After switching off the on / off switch, the first capacitor C8 is slowly and reliably discharged via a resistor RIO. Now, if the on / off switch is pressed again after a short time and thus closed, so much charge is stored in the first capacitor C8. The capacitor charges itself correspondingly slower, and the lower voltage change rate means that only a small pulse is applied to the input of the flip-flop via the second capacitor C9 and the second diode D9, which can not switch over this. Since no input signal is present at the flip-flop, it falls into a defined state, which by suitable dimensioning of the resistors R3 and R4 and the presence of ClO, which connect the two outputs of the flip-flop in the discrete version with the power supply, is reached. Due to the additional voltage pulse via D9, the second input of the flip-flop, 'come up faster', and the flip-flop is thus in a different switching state than when switching on the circuit after a longer break.
[9] Die Schaltung des ersten Moduls 11 ermöglicht es also, zu detektieren, ob das betreffende Gerät nach einer längeren Ausschaltzeit wieder eingeschaltet wird, oder ob es nur kurz aus- und sofort wieder eingeschaltet wurde. Werden mehrere dieser Schaltungen über Schalter hinter- einandergeschaltet, so können über einfache
Ein/Ausschaltvorgänge verschiedene Verbraucher Ein/Ausgeschaltet werden beziehungsweise ein Verbraucher in verschiedene Modi geschaltet werden.[9] The circuit of the first module 11 thus makes it possible to detect whether the device in question is switched on again after a longer switch-off time, or whether it was only briefly switched off and immediately switched on again. If several of these circuits are interconnected by means of switches, then you can use simple Switching on / off different consumers are switched on / off or a consumer can be switched to different modes.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)Short description of the drawing (s)
[10] Fig. Ia Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer dreistufigen Ausführungsform.[10] FIG. 1a Circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention in a three-stage embodiment.
[11] Fig. Ib Schaltbild einer Ausführungsform mehrerer an die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung di- rekt angeschlossener Verbraucher.11 shows a circuit diagram of an embodiment of several consumers directly connected to the circuit arrangement according to the invention.
[12] Fig. 2 Einfache Auswertelogik, um verschiedene Verbraucher hintereinander Ein- und Auszuschalten .[12] Fig. 2 Simple evaluation logic to switch different consumers on and off in succession.
[13] Fig. 3 Einige relevante Signale um die Funktions- weise eines Moduls zu beschreiben.[13] Fig. 3 Some relevant signals to describe the mode of operation of a module.
[14] Fig. 4 Logik- und Zustandsdiagramm der verschiedenen Schaltstufen.[14] Fig. 4 Logic and state diagram of the various switching stages.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
[15] Fig. 1 zeigt eine dreistufige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Über einen Ein/Ausschalter S wird ein Spannungswandler 3 Ein- und Ausgeschaltet, der die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Spannung versorgt. Der Spannungswandler wird von einer Eingangsspannung UE versorgt. Die Eingangsspannung kann eine Gleich- oder eine Wechselspannung sein, z.B. eine Netzspannung.
[16] Sobald der Ein/Ausschalter eingeschaltet wird, wird ein erster Kondensator C8 über die Serienschaltung einer ersten Diode D8 und eines ersten Widerstandes R9 mit einer definierten ersten Zeitkonstante τl aufgeladen. Die Zeitkonstante ist klein, und das Aufladen geht damit entsprechend schnell vor sich. Dies ist gut in Fig. 3 zu erkennen, in der das Signal 22 die Spannung über dem ersten Kondensator C8 darstellt. Wird der Ein/Ausschalter wieder ausgeschaltet, wird der erste Kondensator über einen pa- rallel geschalteten Widerstand RIO mit einer zweiten definierten Zeitkonstante τ2 wieder entladen. Diese Zeitkonstante ist deutlich größer, so dass der Entladevorgang eine bedeutend längere Zeit in Anspruch nimmt. Beim ersten Einschalten des Ein/Ausschalters wird die Ladespan- nung des ersten Kondensators C8 über einen zweiten Kondensator C9 und eine zweite Diode D9 auf den Eingang El des Flip-Flops geführt. Da sich der erste Kondensator C8 sehr schnell auflädt, erzeugt dies an der zweiten Diode D9 einen Puls 242, der das nachgeschaltete Flip-Flop zum Umschalten bringt. Das Zustandssignal am Ausgang Al des Flip-Flop ist logisch 0 und kann entsprechend ausgewertet werden .FIG. 1 shows a three-stage embodiment of the circuit arrangement according to the invention. An on / off switch S, a voltage converter 3 is switched on and off, which supplies the circuit arrangement according to the invention with voltage. The voltage converter is supplied by an input voltage U E. The input voltage may be a DC or AC voltage, eg a mains voltage. [16] As soon as the on / off switch is turned on, a first capacitor C8 is charged via the series connection of a first diode D8 and a first resistor R9 with a defined first time constant τl. The time constant is small and charging is therefore fast. This can be clearly seen in Fig. 3, in which the signal 22 represents the voltage across the first capacitor C8. If the on / off switch is switched off again, the first capacitor is discharged again via a resistor RIO connected in parallel with a second defined time constant τ2. This time constant is significantly greater, so that the unloading process takes a significantly longer time. When the on / off switch is first switched on, the charging voltage of the first capacitor C8 is conducted via a second capacitor C9 and a second diode D9 to the input E1 of the flip-flop. Since the first capacitor C8 charges very fast, this generates at the second diode D9 a pulse 242, which brings the downstream flip-flop for switching. The status signal at the output A1 of the flip-flop is logic 0 and can be evaluated accordingly.
[17] Wird der Ein/Ausschalter ausgeschaltet, so entlädt sich der zweite Kondensator über die Entladewiderstände RIO und RIl, sowie der erste Kondensator Cl über den Entladewiderstand RIO. Wird der Ein/Ausschalter nur für eine kurze Zeitspanne aus- und dann sofort wieder eingeschaltet, wie das Signal 20 in Fig. 3 darstellt, entlädt sich der erste Kondensator C8 nur sehr wenig, wie aus dem Sig- nal 22 in dieser Figur ersichtlich ist. Beim Wiedereinschalten fließt daher nur für kurze Zeit ein Ladestrom,
und die Spannungsänderung am ersten Kondensator ist relativ gering, was in einem sehr kleinen Spannungspuls 244 an der Diode resultiert. Dieser Puls ist nicht hoch genug, um das Flip-Flop zum Umschalten zu bringen. Über ei- ne geeignete Dimensionierung der Widerstände R3 und R4, die die Ausgänge Al und A4 an die Spannungsversorgung anbinden, wird erreicht, dass das Flip-Flop bei fehlendem Eingangssignal definiert in einen Zustand versetzt wird, bei dem der Ausgang Al logisch 1 ist.[17] If the on / off switch is switched off, the second capacitor discharges via the discharge resistors RIO and RIl, as well as the first capacitor Cl via the discharge resistor RIO. If the on / off switch is switched off only for a short period of time and then immediately switched on again, as the signal 20 in FIG. 3 shows, the first capacitor C8 discharges only very slightly, as can be seen from the signal 22 in this figure , When restarting, therefore, a charging current only flows for a short time, and the voltage change at the first capacitor is relatively low, resulting in a very small voltage pulse 244 at the diode. This pulse is not high enough to switch the flip-flop. By means of a suitable dimensioning of the resistors R3 and R4 which connect the outputs A1 and A4 to the voltage supply, it is achieved that the flip-flop is defined when the input signal is missing in a state in which the output A1 is logic 1.
[18] Das Signal 26 in Fig. 3 stellt den Strom über die zweite Diode D9 dar. Es ist gut zu sehen, dass beim ersten Einschalten ein hoher Strompuls durch die Diode fließt, der zum Umschalten des Flip-Flops führt, während nach kurzem Aus- und Wiedereinschalten kein Strom fließt, da die Spannung über der Diode kleiner ist als deren Flußspannung. Das Signal 26 stellt die Spannung über einem dritten Kondensator ClO dar. Dieser wird benötigt, um eine definierte Einschaltsequenz vom Flip-Flop zu erhalten. Die Signale 27 und 29 stellen die Spannungen über den Widerständen R6 und R5 dar, die den Zustand der zugeordneten Ausgänge Al und A4 repräsentieren.The signal 26 in Fig. 3 represents the current across the second diode D9. It is good to see that at the first turn on, a high current pulse flows through the diode, resulting in the switching of the flip-flop, while after a short time Switching off and on again no current flows because the voltage across the diode is lower than its forward voltage. The signal 26 represents the voltage across a third capacitor ClO. This is needed to obtain a defined turn-on sequence from the flip-flop. The signals 27 and 29 represent the voltages across the resistors R6 and R5, which represent the state of the associated outputs A1 and A4.
[19] Somit können mit der Schaltungsanordnung des Moduls 11 zwei verschiedene Zustandsvarianten dargestellt werden. Einmal der Zustand bei dem der erste Ausgang Al lo- gisch 0 ist, und der Auftritt, wenn die Schaltung nach längerem Ausschalten wieder mit Strom versorgt wird. Wird die Schaltung nur kurz Aus- und wieder Eingeschaltet, so ist der erste Ausgang Al auf logisch 1.Thus, with the circuit arrangement of the module 11, two different state variants can be represented. Once the state in which the first output Al is logic 0, and the appearance when the circuit is powered after a long time off again. If the circuit is only briefly switched off and on, the first output A1 is at logic 1.
[20] In der bevorzugten Ausführungsform werden nun mehre- re dieser Module über gesteuerte Schalter hintereinander
geschaltet, um verschiedene Zustandssignale zu erhalten. Dabei werden die Schalter vom jeweiligen Ausgangssignal des vorhergehenden Moduls angesteuert. Der Schalter 12, der das zweite Modul 13 schaltet, wird also vom Ausgang Al des ersten Moduls 11 angesteuert (Fig. 1) . Der Schalter 14 des dritten Moduls 15 wird vom Ausgang A2 des zweiten Moduls 13 angesteuert.[20] In the preferred embodiment, several of these modules are now connected in series via controlled switches switched to receive various status signals. The switches are controlled by the respective output signal of the previous module. The switch 12, which switches the second module 13, is therefore driven by the output A1 of the first module 11 (FIG. 1). The switch 14 of the third module 15 is driven by the output A2 of the second module 13.
[21] Dies hat zur Folge, dass nach jedem kurzen Ein/Ausschalten des Schalters S, also der Spannungsver- sorgung der Erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, ein weiteres Modul eingeschaltet' wird, also dessen erster Ausgang auf logisch 1 ist. Damit können verschiedene Zustände eines Verbrauchers geschaltet werden, oder es können verschiedene Verbraucher geschaltet werden.This has the consequence that after each short on / off of the switch S, so the voltage supply of the inventive circuit arrangement, another module is 'turned on', ie its first output is at logic 1. This allows different states of a consumer to be switched or different consumers can be switched.
[22] Beispielsweise kann mittels der drei Ausgänge A1-A3 ein Betriebsgerät für Lampen angesteuert werden, dass entsprechend den drei Zustandssignalen 31, 33 und 35 verschiedene Dimmstufen der Lampen einstellt.[22] For example, by means of the three outputs A1-A3 a control gear for lamps can be controlled, that according to the three state signals 31, 33 and 35 sets different dimming levels of the lamps.
[23] Um die genaue Wirkungsweise der zusammen geschalte- ten Module zu verdeutlichen, ist in Fig. 4 ein Signal und ein Zustandsdiagramm der Schalters S und der ersten Ausgänge Al-A3 der Module dargestellt. Wird zum Zeitpunkt tl der Schalter, und damit die Spannungsversorgung, eingeschaltet, so schaltet das Flip-Flop des ersten Moduls 11 wie oben beschrieben in einen Zustand, in dem der erste Ausgang Al auf logisch 0 ist. Damit bleibt der elektronische Schalter 12 ausgeschaltet, und die Spannungsversorgung der weiteren Module ebenso.[23] In order to clarify the exact mode of operation of the modules connected together, a signal and a state diagram of the switch S and of the first outputs A1-A3 of the modules are shown in FIG. If, at the time t 1, the switch, and thus the voltage supply, is switched on, then the flip-flop of the first module 11, as described above, switches to a state in which the first output A1 is at logic 0. Thus, the electronic switch 12 remains off, and the power supply of the other modules as well.
[24] Dies schlägt sich auch im Zustandsdiagramm 41 nie- der. Zum Zeitpunkt to ist alles abgeschaltet, also der
Schalter S und die ersten Ausgänge Al-A3 auf logisch 0. Wird der Schalter S eingeschaltet, so bleiben wie oben beschrieben alle ersten Ausgänge Al-A3 auf logisch 0. Damit sind alle zweiten Ausgänge A4-A6 auf logisch 1. Dies kann dazu benutzt werden, um z.B. alle Verbraucher einzuschalten .[24] This is also reflected in the state diagram 41. At time to everything is switched off, so the Switch S and the first outputs Al-A3 to logic 0. If the switch S is turned on, as described above, all first outputs Al-A3 remain at logic 0. Thus, all second outputs A4-A6 are at logic 1. This can be used to turn on, for example, all consumers.
[25] Das System kann jederzeit wieder durch den Schalter S ausgeschaltet werden. Wird aber, wie zum Zeitpunkt t3, nur kurz aus und gleich wieder eingeschaltet, so schwingt das Flip-Flop des ersten Moduls 11 um, und der Ausgang Al ist auf logisch 1. Dies hat zur Folge, dass das zweite Modul 13 eingeschaltet wird. Für das zweite Modul ist es aber ein Einschalten nach einer langen Pause, da es ja vorher abgeschaltet war. Somit bleibt der erste Ausgang A2 des zweiten Moduls auf logisch 0. In der Zustandstabelle 41 zum Zeitpunkt t3 ist also der Schalter S und der erste Ausgang Al des ersten Moduls auf logisch 1. Die Signale können entsprechend Ausgewertet werden, um einen Verbraucher in einem weiteren Zustand zu betreiben. Bei mehreren Verbrauchern kann z.B. einer abgeschaltet werden, da ja jetzt der zweite Ausgang A4 des ersten Moduls 11 auf logisch 0 ist. Dies ist z.B. beim Verbraucher 17 in Fig. Ib der Fall. Ist der Ausgang A4 auf logisch 1, ist der LED-Treiber eingeschaltet, schwingt der Ausgang auf logisch 0, wird der Treiber und somit auch die LED D5 abgeschaltet. Die Verbraucher 18 und 19 bleiben in diesem Zustand noch eingeschaltet, da die zweiten Ausgänge A5 und A6 der Module 13 und 15 noch auf logisch 1 sind.[25] The system can be switched off again by the switch S at any time. But if, as at time t3, only briefly and immediately turned on again, so the flip-flop of the first module 11 to swing, and the output Al is at logic 1. This has the consequence that the second module 13 is turned on. For the second module, it is but a switch on after a long break, since it was previously switched off. Thus, the first output A2 of the second module remains at logic 0. In the state table 41 at time t3, therefore, the switch S and the first output Al of the first module to logic 1. The signals can be evaluated accordingly to a consumer in another Condition to operate. For several consumers, e.g. one is switched off, since now the second output A4 of the first module 11 is at logic 0. This is e.g. the consumer 17 in Fig. Ib the case. If the output A4 is set to logical 1, the LED driver is switched on, the output oscillates to logical 0, the driver and thus also the LED D5 is switched off. The consumers 18 and 19 remain switched on in this state, since the second outputs A5 and A6 of the modules 13 and 15 are still at logical 1.
[26] Wird der Schalter S ein weiteres mal kurz aus- und zum Zeitpunkt t5 wieder eingeschaltet, so ist das nun auch für das zweite Modul 13 ein kurzes Aus- und wieder
Einschalten, somit schwingt der erste Ausgang A2 des zweiten Moduls auf logisch 1. Damit wird zu diesem Zeitpunkt das dritte Modul 15 erstmalig mit Strom versorgt, da es aber somit für das dritte Modul ein erstes Ein- schalten nach einer langen Pause darstellt, bleibt der erste Ausgang A3 des dritten Moduls auf logisch 0. Damit bleiben zum Zeitpunkt t5 die beiden Verbraucher 17 und 18 abgeschaltet, lediglich der Verbraucher 19 ist noch eingeschaltet .[26] If the switch S is again briefly switched off and switched on again at the time t 5 , then this is now also a short off and on again for the second module 13 Turn on, thus the first output A2 of the second module oscillates to logic 1. Thus, at this time, the third module 15 is supplied with power for the first time, but since it thus represents the first module after a long pause for the third module remains first output A3 of the third module to logic 0. Thus remain at time t 5, the two consumers 17 and 18 off, only the load 19 is still turned on.
[27] Wird der Schalter S ein weiteres mal kurz aus- und zum Zeitpunkt t7 wieder eingeschaltet, so stellt dies nun auch für das Modul 15 ein kurzes Aus- und wieder Einschalten dar, und der erste Ausgang A3 des dritten Moduls schwingt auf logisch 1. Damit sind alle ersten Ausgänge auf logisch 1, und alle zweiten Ausgänge auf logisch 0. Im Beispiel der Ausführungsform nach Fig. 1 wären somit alle Verbraucher abgeschaltet.[27] If the switch S is briefly switched off again and switched on again at the time t7, this now also represents a short switch-off and then switch-on again for the module 15, and the first output A3 of the third module oscillates to logic 1 Thus, all first outputs are at logic 1, and all second outputs at logic 0. Thus, in the example of the embodiment according to FIG. 1, all consumers would be switched off.
[28] Die erfindungsgemäße Schaltung kann jeweils beliebig lange Eingeschaltet bleiben. Solange die Module mit Strom versorgt werden, ändert sich ihr Zustand nicht. Entscheidend sind die Abschaltpausen. Sind die Abschaltpausen kurz, so wird bei jedem erneuten Einschalten um einen Zustand weitergeschaltet. Der letzte mögliche Zustand bleibt bei wiederholtem Aus- und Einschalten bestehen, wie aus dem Logikdiagramm in Fig. 4 ersichtlich ist. Ist die Abschaltpause länger, so wird die Schaltung zurückgesetzt, und fängt erneut beim ersten Zustand an. Nach einmaligem Aus- und Einschalten ist die Schaltung also im , zweiten' Zustand, bei dem S und Al auf logisch 1 sind.
[29] Die Signale der Ausgänge und des Schalter lassen sich natürlich auch noch weiter Verknüpfen, um ein bestimmtes Verhalten der Schaltung zu erzielen. Soll z.B. in jedem Zustand nur ein bestimmtes Signal auf logisch 1 sein, das z.B. eine Dimmstufe repräsentiert, so können die Signale entsprechend der Schaltung in Fig. 2 verknüpft werden. Diese ist mit einfachen Und-Gattern und invertierenden Schmitt-Triggern aufgebaut, und schaltet die Ausgänge Z1-Z4 entsprechend den Zuständen nach der Reihe durch. Dieses durchschalten kann der Logiktabelle 43 entnommen werden. Beim ersten Einschalten (nach längerer Pause) ist der Ausgang Zl auf logisch 1, beim zweiten Einschalten (nach kurzem Ausschalten) der Ausgang Z2 usw. Mit anderen logischen Verschaltungen können selbstver- ständlich auch beliebige andere Verhaltensweisen erzielt werden .[28] The circuit according to the invention can remain switched on for any desired length of time. As long as the modules are supplied with power, their condition does not change. Decisive are the shutdown breaks. If the shut-off pauses are short, a state is incremented each time it is switched on again. The last possible state remains with repeated switching off and on, as can be seen from the logic diagram in FIG. If the shutdown break is longer, the circuit is reset and starts again at the first state. After switching off and on again, the circuit is therefore in the, second 'state, in which S and Al are at logic 1. [29] Of course, the signals of the outputs and the switch can be further linked in order to achieve a specific behavior of the circuit. If, for example, only one particular signal is to be at logic 1 in each state, which represents, for example, a dimming level, then the signals can be linked in accordance with the circuit in FIG. This is constructed with simple AND gates and inverting Schmitt triggers, and switches outputs Z1-Z4 according to the states after the row. This switching through can be found in the logic table 43. When switching on for the first time (after a long pause), the output Zl is at logic 1, at the second switch-on (after a short switch-off) the output Z2, etc. With other logic connections, naturally also any other behavior can be achieved.
[30] Durch solch eine Auslegung kann die erfindungsgemäße Schaltung z.B. dazu verwendet werden, um in einer alten Hausinstallation mittels nur eines Lichtschalters ledig- lieh durch kurzes Aus- und wieder Einschalten verschiedene Beleuchtungsszenarien herzustellen. Die erfindungsgemäße Schaltung kann aber auch dazu verwendet werden, um in Elektrogeräten mit nur einem einfachen Schalter verschiedene Zustände herzustellen. Von Vorteil ist dies z.B. bei einer LED-Taschenlampe, bei der im ersten Zustand beim ersten Einschalten alle LEDs eingeschaltet sind. Nach kurzem Aus- und Wiedereinschalten wird ein Teil der LEDs abgeschaltet usw. Damit können je nach Anzahl der verschalteten Module verschiedene Dimmstellungen geschaltet werden. Der große Vorteil der Schaltung liegt darin, dass sie jederzeit wieder ausgeschaltet werden
kann, ohne alle Zustände durchzuschalten, wie das bei einem mechanischem Mehrfachschalter der Fall ist. Damit wird die Benutzbarkeit des Gerätes deutlich verbessert.
[30] By such a design, the circuit according to the invention can be used, for example, to produce different lighting scenarios in an old house installation by means of only one light switch merely by briefly switching it off and on again. The circuit according to the invention can also be used to produce different states in electrical appliances with only a simple switch. This is advantageous, for example, in the case of an LED flashlight in which all LEDs are switched on in the first state when first switched on. After switching off and on again, some of the LEDs are switched off, etc. Thus, depending on the number of interconnected modules, different dimming positions can be switched. The big advantage of the circuit is that they are switched off again at any time can, without switching through all states, as is the case with a mechanical multiple switch. This significantly improves the usability of the device.
Claims
1. Schaltungsanordnung zur Erkennung von Einschaltsequenzen für einen Ein/Ausschalter, mit einem ersten Modul (11), das ein Flip-Flop (50) zur Ausgabe eines Zustandssignales enthält, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Ein/Ausschalter (S) beim Einschalten ein erster Kondensator (C8) des ersten Moduls (11) durch eine Spannungsversorgung (3) über eine erste Diode (D8) und einen Ladewiderstand (R9) mit einer Ladezeitkonstante (τl) aufgeladen wird, und die Lade- Spannung des ersten Kondensators (C8) über einen zweiten Kondensator (C9) geführt und über eine zweite Diode (D9) an den Schalteingang des Flip-Flops (50) gelegt wird, dessen erster (Al) und zweiter (A4) Ausgang dann entsprechende Zustandssignale zur Auswer- tung ausgeben, wobei der erste Kondensator (C8) bei ausgeschalteter Schaltungsanordnung über einen Entladewiderstand (R3) mit einer definierten Zeitkonstante (τ2) wieder entladen wird, wobei die Ladezeitkonstante (τl) des ersten Kondensators deutlich kleiner ist als seine Entladezeitkonstante (τ2).1. A circuit arrangement for detecting start-up sequences for an on / off switch, comprising a first module (11) containing a flip-flop (50) for outputting a status signal, characterized in that via an on / off switch (S) at power on first capacitor (C8) of the first module (11) is charged by a voltage supply (3) via a first diode (D8) and a charging resistor (R9) with a charging time constant (τl), and the charging voltage of the first capacitor (C8) via a second capacitor (C9) and via a second diode (D9) to the switching input of the flip-flop (50) is set, the first (Al) and second (A4) output then output corresponding state signals for evaluation, the first capacitor (C8) is discharged again when the circuit arrangement is switched off via a discharge resistor (R3) with a defined time constant (τ2), the charge time constant (τl) of the first capacitor being significantly smaller as its discharge time constant (τ2).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine zu steuernde Last mit dem Ein/Ausschalter ein- bzw. ausgeschaltet wird.2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that also a load to be controlled with the on / off switch on or off.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ein zweites Modul (13) mit einer zum ersten Modul identischen Schaltung enthält, wobei das zweite Modul über einen elektronischen Schalter (12) durch das erste Modul (11) angesteuert wird, und die Ansteuerung des zweiten Moduls (13) über den ersten Ausgang (Al) des Flip-Flops des ersten Moduls (11) erfolgt.3. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the circuit arrangement includes a second module (13) having a circuit identical to the first module, wherein the second module via an electronic switch (12) through the first module (11) is controlled, and the control of the second module (13) via the first output (Al) of the flip-flop of the first module (11).
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungs- anordnung weitere Module (15) mit identischer Schaltung enthalten kann, die jeweils über elektronische Schalter (14) von den ersten Ausgängen (A2) der vorhergehenden Module angesteuert werden.4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement may comprise further modules (15) with identical circuit, which are each controlled by electronic switches (14) from the first outputs (A2) of the previous modules.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandssig- nale (Al.. A6) der Module ausgewertet werden, um eine Last durch einfaches kurzes Aus- und Wiedereinschalten des Schalters S in verschiedene Zustände zu schalten, wobei die Zustände durch einfaches kurzes Aus- und Wiedereinschalten des Schalters S weitergeschaltet werden.5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the state signals (Al. A6) of the modules are evaluated in order to switch a load by simply briefly switching the switch S off and on again into different states, wherein the states can be switched by simply short switching the switch S off and on again.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- standssignale (Al.. A6) der Module ausgewertet werden, um mehrere Lasten durch einfaches kurzes Aus- und Wiedereinschalten einzeln Ein- und Ausschalten zu können, wobei durch einfaches kurzes Aus- und Wiedereinschalten des Schalters S ein Zustand weitergeschaltet wird, und jedem Zustand ein Einschaltmuster der Lasten zuge- ordnet ist.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the status signals (Al .. A6) of the modules are evaluated in order to switch several loads on and off by simply switching off and on again, wherein simply by briefly switching the switch S off and on again, a state is forwarded, and a switch-on pattern of the loads is assigned to each state.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Zeitspanne zwischen dem Aus- und Wiedereinschalten des Schalters <5s beträgt, um einen Zustand weiterzuschalten.7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum period of time between switching off and on again Switch <5s is to continue a state.
8. Verfahren zur Steuerung verschiedener Zustände einer oder mehrerer Lasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustände durch einfaches Aus- und Wiedereinschalten eines Ein/Ausschalters (S) innerhalb einer bestimmten Zeitspanne durchgeschaltet werden.8. A method for controlling various states of one or more loads, characterized in that the states are turned on by simply switching off and on again an on / off switch (S) within a certain period of time.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Zeitspanne zwischen Aus- und Wieder- einschalten des Schalters zum Durchschalten der Zustände <5 Sekunden beträgt.9. The method according to claim 8, characterized in that the maximum time between switching off and on again of the switch for switching through the states is <5 seconds.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last jederzeit durch Ausschalten des Schalters S abgeschaltet werden kann.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the load can be switched off at any time by switching off the switch S.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustände bei längerem Ausschalten des Schalters zurückgesetzt werden. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the states are reset with a longer turn-off of the switch.
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