DE102020212536A1 - Button for security applications - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Taster für Sicherheitsanwendungen sowie ein Verfahren zum Auswerten von Signalen eines derartigen Tasters. Der Taster (1) umfasst eine Bedienfläche (20), einen ersten berührungssensitiven Sensor (2), eine mit dem ersten berührungssensitiven Sensor (2) elektrisch verbundene erste Auswerteeinheit (6), einen mit der ersten Auswerteeinheit (6) elektrisch verbundenen ersten Kontakt (8), einen zweiten berührungssensitiven Sensor (3), eine mit dem zweiten berührungssensitiven Sensor (3) elektrisch verbundene zweite Auswerteeinheit (7) und einen mit der zweiten Auswerteeinheit (7) elektrisch verbundenen zweiten Kontakt (9), wobei der erste berührungssensitive Sensor (2) und der zweite berührungssensitive Sensor (3) unterschiedliche Technologien einsetzen, wobei der erste berührungssensitive Sensor (2) und der zweite berührungssensitive Sensor (3) derart angeordnet sind, dass eine Berührung der Bedienfläche (20) und/oder ein Krafteintrag an der Bedienfläche (20) mit einem menschlichen Finger (4) oder einem Eingabeelement mittels des ersten berührungssensitiven Sensors (2) und mittels des zweiten berührungssensitiven Sensors (3) gleichzeitig erfassbar ist, und wobei die erste Auswerteeinheit (6) und die zweite Auswerteeinheit (7) für eine Fehlererkennung elektrisch verbunden sind.The invention relates to a button for security applications and a method for evaluating signals from such a button. The button (1) comprises an operating surface (20), a first touch-sensitive sensor (2), a first evaluation unit (6) electrically connected to the first touch-sensitive sensor (2), a first contact (6) electrically connected to the first evaluation unit (6). 8), a second touch-sensitive sensor (3), a second evaluation unit (7) electrically connected to the second touch-sensitive sensor (3), and a second contact (9) electrically connected to the second evaluation unit (7), the first touch-sensitive sensor ( 2) and the second touch-sensitive sensor (3) use different technologies, the first touch-sensitive sensor (2) and the second touch-sensitive sensor (3) being arranged in such a way that touching the operating surface (20) and/or applying force to the operating surface (20) with a human finger (4) or an input element by means of the first touch-sensitive sensor (2) and by means of the second ber guidance-sensitive sensor (3) can be detected at the same time, and wherein the first evaluation unit (6) and the second evaluation unit (7) are electrically connected for error detection.
Description
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND PRIOR ART
Die Erfindung betrifft einen Taster für Sicherheitsanwendungen sowie ein Verfahren zum Auswerten von Signalen eines derartigen Tasters.The invention relates to a button for security applications and a method for evaluating signals from such a button.
Als Taster wird im Zusammenhang mit der Anmeldung ein mechanisch oder manuell durch Berühren oder Drücken betätigbares Bedienelement bezeichnet. Der Taster ist je nach Anwendungsfall als Tastschalter, insbesondere als Schließer oder Öffner, welche nach einem Wegfall einer Berührung oder einwirkenden Kraft selbsttätig in einen Ausgangszustand zurückkehren, oder als Wechselschalter gestaltet, welcher nach einer Betätigung in einem geänderten Schaltzustand verbleibt.In the context of the application, a button is a control element that can be actuated mechanically or manually by touching or pressing. Depending on the application, the button is designed as a pushbutton switch, in particular as a normally open or normally closed contact, which automatically returns to an initial state after there is no contact or applied force, or as a changeover switch, which remains in a changed switching state after being actuated.
Für Sicherheitsanwendungen ist es bekannt, Relais, Tastschalter und/oder Wechselschalter, mit zwei oder mehr elektromechanischen Kontakten zu realisieren. Um ein Risiko einer fehlerhaften Auslösung durch einen Defekt eines Kontakts zu vermeiden, beispielsweise ein fehlendes Öffnen durch ein sogenanntes Verschweißen eines Kontakts, sind die Kontakte mechanisch gekoppelt. Derartige mechanisch gekoppelte Kontakte werden auch als zwangsgeführte Kontakte bezeichnet.It is known for security applications to implement relays, pushbutton switches and/or changeover switches with two or more electromechanical contacts. In order to avoid a risk of erroneous tripping due to a defect in a contact, for example failure to open due to so-called welding of a contact, the contacts are mechanically coupled. Such mechanically coupled contacts are also referred to as forcibly guided contacts.
Aufgrund ihres elektromechanischen Aufbaus benötigen derartige Taster mit zwangsgeführten Kontakte einen relativ großen Bauraum und haben oft eine begrenzte maximale Anzahl an Schaltzyklen. Um den Ausfall eines Kontakts zu erkennen, müssen bei redundant ausgelegten Tastern die Kontakte außerdem überwacht und diagnostiziert werden.Because of their electromechanical structure, such buttons with positively driven contacts require a relatively large amount of space and often have a limited maximum number of switching cycles. In order to detect the failure of a contact, the contacts must also be monitored and diagnosed with redundantly designed buttons.
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen kleinbauenden Taster, für Sicherheitsanwendungen zu schaffen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auswerten von Signalen eines derartigen Tasters zu schaffen.It is an object of the invention to create a small button for security applications. A further object of the invention is to provide a method for evaluating signals from a button of this type.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Taster, umfassend eine Bedienfläche, einen ersten berührungssensitiven Sensor, eine mit dem ersten berührungssensitiven Sensor elektrisch verbundene erste Auswerteeinheit, einen mit der ersten Auswerteeinheit elektrisch verbundenen ersten Kontakt, einen zweiten berührungssensitiven Sensor, eine mit dem zweiten berührungssensitiven Sensor elektrisch verbundene zweite Auswerteeinheit und einen mit der zweiten Auswerteeinheit elektrisch verbundenen zweiten Kontakt geschaffen, wobei der erste berührungssensitive Sensor und der zweite berührungssensitive Sensor unterschiedliche Technologien einsetzen, wobei der erste berührungssensitive Sensor und der zweite berührungssensitive Sensor derart angeordnet sind, dass eine Berührung der Bedienfläche und/oder ein Krafteintrag an der Bedienfläche mit einem menschlichen Finger oder einem Eingabeelement mittels des ersten berührungssensitiven Sensors und mittels des zweiten berührungssensitiven Sensors gleichzeitig erfassbar ist, und wobei die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit für eine Fehlererkennung elektrisch verbunden sind.According to a first aspect, a button comprising an operating surface, a first touch-sensitive sensor, a first evaluation unit electrically connected to the first touch-sensitive sensor, a first contact electrically connected to the first evaluation unit, a second touch-sensitive sensor, a second touch-sensitive sensor electrically connected connected second evaluation unit and a second contact electrically connected to the second evaluation unit, wherein the first touch-sensitive sensor and the second touch-sensitive sensor use different technologies, wherein the first touch-sensitive sensor and the second touch-sensitive sensor are arranged in such a way that touching the control surface and/or or a force input on the operating surface with a human finger or an input element by means of the first touch-sensitive sensor and by means of the second touch-sensitive sensor at the same time can be detected, and wherein the first evaluation unit and the second evaluation unit are electrically connected for error detection.
Die Begriffe „ein“, „eine“ etc. werden im Zusammenhang mit der Anmeldung lediglich als unbestimmte Artikel und nicht als Zählwörter verwendet. Die Begriffe „erster“, „zweiter“ etc. dienen lediglich der Unterscheidung von Elementen und geben keine Hierarchie der Elemente an.The terms "a", "an" etc. are used in connection with the application only as indefinite articles and not as measure words. The terms "first", "second", etc. are used only to distinguish between elements and do not indicate a hierarchy of elements.
Als berührungssensitive Sensoren werden im Zusammenhang mit der Anmeldung elektronische Systeme zur Erfassung einer Berührung der Bedienfläche und/oder eines Krafteintrags an der Bedienfläche mit einem menschlichen Finger oder einem Eingabeelement bezeichnet. Derartige Sensoren werden auch als Touchsensoren bezeichnet.In connection with the application, electronic systems for detecting a touch of the operating surface and/or a force input on the operating surface with a human finger or an input element are referred to as touch-sensitive sensors. Such sensors are also referred to as touch sensors.
Für die Erfassung einer Berührung und/oder eines Krafteintrags sind verschiedene Technologien bekannt. Die Sensoren sind in einer Ausgestaltung als Kraftsensoren gestaltet, mittels welchen auf die Bedienfläche einwirkende Kräfte erfassbar sind. Die einwirkenden Kräfte bewirken dabei in einer Ausgestaltung eine Bewegung der Bedienfläche. In anderen Ausgestaltungen sind die Sensoren geeignet, um eine Berührung der Bedienfläche auch ohne auf diese für eine Verstellbewegung einwirkende Kräfte zu erfassen. Bei dem erfindungsgemäßen Taster werden mindestens zwei unterschiedliche Technologien eingesetzt. Als unterschiedliche Technologien werden in diesem Zusammenhang diversitäre Technologien mit unterschiedlichen physikalischen Prinzipien bezeichnet. Durch die Verwendung unterschiedlicher Technologien wird ein Risiko eines gleichzeitigen Versagens der Sensoren reduziert.Various technologies are known for detecting a touch and/or a force input. In one embodiment, the sensors are designed as force sensors, by means of which forces acting on the operating surface can be detected. In one embodiment, the acting forces bring about a movement of the operating surface. In other configurations, the sensors are suitable for detecting a touch on the control surface even without forces acting on it for an adjustment movement. At least two different technologies are used in the pushbutton according to the invention. In this context, diverse technologies with different physical principles are referred to as different technologies. The use of different technologies reduces the risk of the sensors failing at the same time.
Als Auswerteeinheiten im Sinne der Anmeldung werden elektronische Einheiten bezeichnet, welche geeignet sind, um ein Signal eines Sensors zu empfangen, zu verarbeiten und basierend auf einem Ergebnis der Verarbeitung ein Ausgangssignal zu generieren, welches an dem damit elektrisch verbundenen Kontakt bereitgestellt wird. Durch eine Verwendung von elektronischen Einheiten, welche elektrisch für eine Fehlererkennung verbunden sind, anstelle von elektromechanischen Bauelementen für eine Zwangsführung von Kontakten kann ein kleinbauender Taster realisiert werden.Electronic units are referred to as evaluation units within the meaning of the application, which are suitable for receiving a signal from a sensor, processing it and, based on a result of the processing, generating an output signal which is provided at the contact electrically connected thereto. By using electronic units, which are electrically connected for error detection, instead of electromechanical components for positively guiding contacts, a small pushbutton can be implemented.
Der Taster ist in einer Ausgestaltung als Tastschalter gestaltet, d.h. als ein Element, welches bei Wegfall einer einwirkenden Kraft wieder selbsttätig in einen Ausgangszustand zurückkehrt.In one embodiment, the button is designed as a button switch, ie as an element which automatically returns to an initial state when an acting force is removed.
Der erste berührungssensitive Sensor und der zweite berührungssensitive Sensor sind in einer Ausgestaltung ausgewählt aus der Gruppe umfassend einen piezoelektrischen Sensor, kapazitiven Sensor und einen resistiven Sensor. In einer Ausgestaltung umfasst der Taster einen piezoelektrischen Sensor und einen kapazitiven Sensor, um so mittels unterschiedlicher Technologien eine auf die Bedienfläche durch Drücken mit einem Finger oder einem Eingabeelement einwirkende Kraft zu erfassen. Die Sensoren sind dabei derart gewählt, dass eine hohe Anzahl möglicher Schaltzyklen realisiert werden kann.In one configuration, the first touch-sensitive sensor and the second touch-sensitive sensor are selected from the group comprising a piezoelectric sensor, a capacitive sensor and a resistive sensor. In one embodiment, the button includes a piezoelectric sensor and a capacitive sensor in order to use different technologies to detect a force acting on the operating surface when a finger or an input element is pressed. The sensors are selected in such a way that a large number of possible switching cycles can be implemented.
In einer Ausgestaltung weisen der erste berührungssensitive Sensor und der zweite berührungssensitive Sensor jeweils eine flächige Struktur auf und sind parallel zu einer Ebene der Bedienfläche ausgerichtet, wobei der erste berührungssensitive Sensor den zweiten berührungssensitiven Sensor zumindest im Bereich der Bedienfläche überdeckt. Die flächige Ausführung ermöglicht es, einen in Bedienrichtung flachen Taster zu schaffen. Die überdeckende Anordnung erlaubt eine gleichzeitige Erfassung einer Berührung der Bedienfläche und/oder einer auf die Bedienfläche einwirkenden Kraft.In one embodiment, the first touch-sensitive sensor and the second touch-sensitive sensor each have a flat structure and are aligned parallel to a plane of the control surface, with the first touch-sensitive sensor covering the second touch-sensitive sensor at least in the area of the control surface. The flat design makes it possible to create a button that is flat in the operating direction. The overlapping arrangement allows simultaneous detection of a touch on the operating surface and/or a force acting on the operating surface.
Die Bedienfläche ist dabei in einer Ausgestaltung integraler Bestandteil des ersten berührungssensitiven Sensors und/oder des zweiten berührungssensitiven Sensors. Der erste Sensor ist in einer Ausgestaltung ein kapazitiver Sensor. Mittels des kapazitiven Sensors ist je nach Ausgestaltung eine einwirkende Kraft, eine kraftfreie Berührung oder eine Näherung erfassbar. Der kapazitive Sensor umfasst in einer Ausgestaltung eine Messelektrode, wobei die Bedienfläche relative zu der Messelektrode bewegbar ist, sodass sich ein Abstand zwischen der Messelektrode und der Bedienfläche und damit eine elektrisch messbare Kapazität ändern. Alternativ oder zusätzlich ist der zweite Sensor in einer Ausgestaltung ein piezoelektrischer Sensor mit einer piezoelektrischen Schicht, wobei eine Krafteinwirkung an der Bedienfläche eine Verformung der piezoelektrischen Schicht bewirkt.In one embodiment, the control surface is an integral part of the first touch-sensitive sensor and/or the second touch-sensitive sensor. In one embodiment, the first sensor is a capacitive sensor. Depending on the design, the capacitive sensor can be used to detect an acting force, a force-free touch or an approach. In one configuration, the capacitive sensor comprises a measuring electrode, with the operating surface being movable relative to the measuring electrode, so that a distance between the measuring electrode and the operating surface and thus an electrically measurable capacitance change. Alternatively or additionally, the second sensor in one configuration is a piezoelectric sensor with a piezoelectric layer, with a force acting on the operating surface causing a deformation of the piezoelectric layer.
In einer Ausgestaltung sind der erste berührungssensitive Sensor und der zweite berührungssensitive Sensor an einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Die Auswerteeinheiten sind dabei in einer Ausgestaltung ebenfalls an dieser Leiterplatte realisiert. In one configuration, the first touch-sensitive sensor and the second touch-sensitive sensor are arranged on a common circuit board. In one embodiment, the evaluation units are also implemented on this printed circuit board.
In einer Ausgestaltung sind die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit für eine Fehlererkennung mittels Kreuzvergleich bidirektional elektrisch verbunden. In einer Ausgestaltung ist für einen Kreuzvergleich vorgesehen, dass die erste Auswerteeinheit zyklisch ein Eingangssignal an die zweite Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit zyklisch ein Eingangssignal an die erste Auswerteeinheit sendet. In den Auswerteeinheiten sind dabei jeweils die Eingangssignale miteinander vergleichbar. Durch einen derartigen Kreuzvergleich ist somit mittels jeder Auswerteeinheit erfassbar, ob die beiden Sensoren dieselben Zustände haben und somit die korrespondierende Auswerteeinheit funktionsfähig ist. Die bidirektionale elektrische Verbindung ermöglicht es, eine redundante Bedienung gemäß Kategorie 3 oder 4 der „DIN EN IS013849 - Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen“ zu realisieren.In one configuration, the first evaluation unit and the second evaluation unit are electrically connected bidirectionally for error detection by means of cross-comparison. In one embodiment, it is provided for a cross-comparison that the first evaluation unit cyclically sends an input signal to the second evaluation unit and the second evaluation unit cyclically sends an input signal to the first evaluation unit. The input signals can be compared with one another in the evaluation units. Such a cross-comparison can thus be used by each evaluation unit to determine whether the two sensors have the same states and the corresponding evaluation unit is therefore functional. The bidirectional electrical connection makes it possible to implement redundant operation in accordance with
In einer Ausgestaltung sind die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit ausgelegt, um an dem ersten Kontakt ein erstes Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen bzw. an dem zweiten Kontakt ein zweites Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen anzulegen und um bei einer Berührung der Bedienfläche und/oder eines Krafteintrags an der Bedienfläche, welche bzw. welcher mittels des ersten berührungssensitiven Sensors und mittels des zweiten berührungssensitiven Sensors erfasst wird, einen Zustand des ersten Ausgangssignals sowie einen Zustand des zweiten Ausgangssignals zu wechseln. Eine mittels der Sensoren erfasste Berührung der Bedienfläche und/oder ein mittels der Sensoren erfasster Krafteintrag an der Bedienfläche bewirken entsprechende Eingangssignale, welche den Auswerteeinheiten zugeführt werden. Ein Zustandswechsel beider Ausgangssignale erfolgt dabei in einer Gestaltung ausschließlich bei einem fehlerfreien Betrieb, d.h. wenn die Sensoren korrelierende Eingangssignale liefern. In anderen Ausgestaltungen ist ein Zustandswechsel beider Ausgangssignale nach Auswertung der Eingangssignale der Sensoren auch dann vorgesehen, wenn die Sensoren widersprüchliche Eingangssignale liefern, jedoch aufgrund einer durchgeführten Fehlererkennung auf eine erfolgte Betätigung des Tasters geschlossen werden kann. Dies ist insbesondere für Sicherheitsanwendungen zweckmäßig, bei welchen ein Ausfall eines Sensors nicht zu einem Verlust einer Sicherheitsfunktion führen darf. Ausgangssignale mit exakt zwei Zuständen werden auch als binäre Ausgangssignale bezeichnet. Auf die Ausgangssignale, insbesondere auch auf binäre Ausgangssignale. sind in einer Ausgestaltung zusätzliche Informationen aufmodulierbar, beispielsweise um eine Fehlersignalisierung zu erlauben. Die binären Werte der Ausgangssignale werden im Zusammenhang mit der Anmeldung als 0 und 1 bezeichnet.In one embodiment, the first evaluation unit and the second evaluation unit are designed to apply a first output signal with two optionally present states to the first contact or to apply a second output signal with two optionally present states to the second contact and, when the control surface and/or or a force input on the operating surface, which is detected by means of the first touch-sensitive sensor and by means of the second touch-sensitive sensor, to change a state of the first output signal and a state of the second output signal. A touch of the control surface detected by the sensors and/or a force input on the control surface detected by the sensors cause corresponding input signals, which are fed to the evaluation units. In one configuration, a change in the state of both output signals takes place only during error-free operation, i.e. when the sensors deliver correlating input signals. In other configurations, a state change of both output signals after evaluation of the input signals of the sensors is also provided when the sensors supply contradictory input signals, but it can be assumed that the button has been actuated due to an error detection that has been carried out. This is expedient in particular for safety applications in which a failure of a sensor must not lead to a loss of a safety function. Output signals with exactly two states are also referred to as binary output signals. On the output signals, especially on binary output signals. In one embodiment, additional information can be modulated, for example to allow error signalling. The binary values of the output signals are referred to as 0 and 1 in the context of the application.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit ausgelegt, um bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Tasters an dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt Ausgangssignale mit entgegengesetzten Zuständen anzulegen. Bei einem festgestellten irregulären Betrieb des Tasters können dabei in einer Ausgestaltung Ausgangssignale mit übereinstimmenden Zuständen an den Kontakten angelegt werden, um einem angeschlossenen System einen irregulären Betrieb des Tasters eindeutig zu signalisieren.In an advantageous embodiment, the first evaluation unit and the second evaluation unit are designed to apply output signals with opposite states to the first contact and the second contact when the button is operating properly. If irregular operation of the button is detected, output signals with matching states can be applied to the contacts in one embodiment, in order to clearly signal an irregular operation of the button to a connected system.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Tasterfeld für eine Sicherheitseinrichtung umfassend mehrere als Taster gestaltete Taster geschaffen.According to a second aspect, a button panel for a security device is created comprising a plurality of buttons designed as buttons.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Tasters geschaffen, wobei an dem ersten Kontakt und an dem zweiten Kontakt anliegende Ausgangssignale mittels einer Wahrheitstabelle ausgewertet werden.According to a third aspect, a method for operating a button is created, with output signals present at the first contact and at the second contact being evaluated using a truth table.
In einer Ausgestaltung wird an dem ersten Kontakt ein erstes Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen bzw. an dem zweiten Kontakt ein zweites Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen angelegt, wobei der erste berührungssensitive Sensor bei einer erfassten Berührung der Bedienfläche und/oder einem erfassten Krafteintrag an der Bedienfläche ein erstes Eingangssignal an die erste Auswerteeinheit sendet, und der zweite berührungssensitive Sensor bei einer erfassten Berührung der Bedienfläche und/oder einem erfassten Krafteintrag an der Bedienfläche ein zweites Eingangssignal an die zweite Auswerteeinheit sendet, wobei wenn das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal korrelieren, ein Zustand des ersten Ausgangssignals sowie ein Zustand des zweiten Ausgangssignals gewechselt werden.In one embodiment, a first output signal with two optional states is applied to the first contact and a second output signal with two optional states is applied to the second contact, with the first touch-sensitive sensor being activated when the operating surface is touched and/or when a force is detected the control surface sends a first input signal to the first evaluation unit, and the second touch-sensitive sensor sends a second input signal to the second evaluation unit when a touch is detected on the control surface and/or a detected force input on the control surface, with the first input signal and the second input signal correlating , a state of the first output signal and a state of the second output signal can be changed.
In einer Ausgestaltung werden bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Tasters an dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt Ausgangssignale mit entgegengesetzten Zuständen angelegt werden. Dabei sind in einer Ausgestaltung binäre Ausgangssignale vorgesehen, wobei beispielsweise ohne Berührung der Bedienfläche des Tasters an dem ersten Kontakt ein Ausgangssignal 0 und an dem zweiten Kontakt ein Ausgangssignal 1 anliegt, und bei einer Berührung an dem ersten Kontakt ein Ausgangssignal 1 und an dem zweiten Kontakt ein Ausgangssignal 0 anliegt.In one embodiment, when the button is operating properly, output signals with opposite states are applied to the first contact and the second contact. In one embodiment, binary output signals are provided, with, for example, an output signal of 0 being present on the first contact and an output signal of 1 being present on the second contact without touching the operating surface of the button, and an
Figurenlistecharacter list
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen die schematischen Figuren:
-
1 : einen Taster mit zwei berührungssensitiven Sensoren; -
2 : einen logischen Aufbau des Tasters gemäß1 ; und -
3 : eine Wahrheitstabelle zur Auswertung von Ausgangssignalen des Tasters gemäß1 .
-
1 : a button with two touch-sensitive sensors; -
2 : according to a logical structure of thebutton 1 ; and -
3 : a truth table for evaluating the output signals of the button according to1 .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Der dargestellte Taster 1 umfasst weiter eine Bedienfläche 20, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des ersten berührungssensitiven Sensors 2 ist. Der Taster 1 ist mittels eines menschlichen Fingers 4 durch Berührung der Bedienfläche 20 oder durch Aufbringen einer Kraft an der Bedienfläche 20 in einer durch einen Pfeil dargestellten Bedienrichtung I betätigbar.The
Die Sensoren 2, 3 weisen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine flächige Struktur auf und sind parallel zu einer Ebene der Bedienfläche 20 ausgerichtet. Der die Bedienfläche 20 aufweisende erste berührungssensitive Sensor 2 ist dabei in Bedienrichtung I vor dem zweiten berührungssensitiven Sensor 3 angeordnet, wobei der erste Sensor 2 den zweiten Sensor 3 im Bereich der Bedienfläche 20 überdeckt. Die berührungssensitiven Sensoren 2, 3 sind derart gestaltet, dass die Berührung der Bedienfläche 20 mit dem Finger 4 oder einem nicht dargestellten Eingabeelement mittels des ersten berührungssensitiven Sensors 2 und mittels des zweiten berührungssensitiven Sensors 3 gleichzeitig erfassbar ist.In the exemplary embodiment shown, the
Die Sensoren 2, 3 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beide an einer Vorderseite einer Leiterplatte 5 angeordnet. An einer Rückseite der Leiterplatte 5 sind eine erste Auswerteeinheit 6 und eine zweite Auswerteeinheit 7 vorgesehen. Wie schematisch in
Für einen Kreuzvergleich sendet dabei die erste Auswerteeinheit 6 zyklisch ein Eingangssignal an die zweite Auswerteeinheit 7 und die zweite Auswerteeinheit 7 sendet zyklisch ein Eingangssignal an die erste Auswerteeinheit 5. In den Auswerteeinheiten 6, 7 werden die Eingangssignale miteinander verglichen. Durch einen derartigen Kreuzvergleich ist somit mittels jeder Auswerteeinheit 6, 7 erfassbar, ob die beiden Sensoren 2, 3 dieselben Zustände haben und somit die korrespondierende Auswerteeinheit funktionsfähig ist. Dies erlaubt es, eine redundante Bedienung gemäß Kategorie 3 oder 4 der „DIN EN IS013849 - Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen“ zu realisieren.For a cross comparison, the
Die erste Auswerteeinheit 6 ist elektrisch mit einem ersten Kontakt 8 verbunden und ausgelegt, um an dem ersten Kontakt 8 ein binäres Ausgangssignal mit den Zuständen 0, 1 anzulegen.The
Die zweite Auswerteeinheit 7 ist elektrisch mit einem zweiten Kontakt 9 verbunden und ausgelegt, um an dem zweiten Kontakt 9 ein binäres Ausgangssignal mit den Zuständen 0, 1 anzulegen.The
Der erste Kontakt 8 und der zweite Kontakt 9 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zudem für eine Überwachung mit einer zumindest angemessenen Fehlererkennung bidirektional mit der ersten Auswerteeinheit 6 bzw. der zweiten Auswerteeinheit 7 gekoppelt.In the exemplary embodiment shown, the
Wie in
Die erste Auswerteeinheit 6 ist ausgelegt, um an dem ersten Kontakt 8 ein erstes Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen 0 und 1 anzulegen und um bei der Berührung der Bedienfläche 20 eine Zustand des ersten Ausgangssignals zu wechseln. The
Ebenso ist die zweite Auswerteeinheit 7 ausgelegt, um an dem zweiten Kontakt ein erstes Ausgangssignal mit zwei wahlweise vorliegenden Zuständen 0 und 1 anzulegen und um bei der Berührung der Bedienfläche 20 eine Zustand des zweiten Ausgangssignals zu wechseln.Likewise, the
Die erste Auswerteeinheit 6 und die zweite Auswerteeinheit 7 sind dabei derart ausgelegt, um bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Tasters 1 an dem ersten Kontakt 8 und dem zweiten Kontakt 9 Ausgangssignale mit entgegengesetzten Zuständen anzulegen.The
Für die Eingangssignale S2, S2 der Sensoren 2, 3 wird dabei zwischen einem Zustand „AN“ bei einer Berührung der Bedienfläche 20 oder einem Krafteintrag an der Bedienfläche und einem Zustand „AUS“ ohne Berührung oder Krafteintrag an der Bedienfläche 20 im regulären Betrieb unterschieden.For the input signals S2, S2 of the
Die erste Auswerteeinheit 6 ist dabei derart ausgelegt, um an dem ersten Kontakt 8 bei einem Eingangssignal S1 des ersten Sensors 2 mit dem Zustand „AUS“ ein erstes Ausgangssignal 01 mit dem Zustand 0 und bei einem Eingangssignal S1 des ersten Sensors 2 mit dem Zustand „AN“ ein erstes Ausgangssignal 01 mit dem Zustand 1 anzulegen.The
Die zweite Auswerteeinheit 7 ist dagegen derart ausgelegt, um an dem zweiten Kontakt 9 bei einem Eingangssignal S2 des zweiten Sensors 3 mit dem Zustand „AUS“ ein zweites Ausgangssignal O2 mit dem Zustand 1 und bei einem Eingangssignal S2 des zweiten Sensors 3 mit dem Zustand „AN“ ein zweites Ausgangssignal O2 mit dem Zustand 0 anzulegen.The
Ein Wechsel des ersten Ausgangssignals 01 von dem Zustand 0 auf den Zustand 1 bei einem gleichzeitigen Wechsel des zweiten Ausgangssignals O2 von dem Zustand 1 auf den Zustand 0 signalisiert so mit einer ausreichenden Sicherheit eine korrekte, mittels beider Sensoren 2, 3 erfasste Betätigung des Tasters 1.A change in the
Liefert dagegen nur einer der Sensoren 2, 3 ein Eingangssignal S1 bzw. S2 mit dem Zustand „AN“, so deutet dies auf einen irregulären Zustand des Tasters 1 hin, wie in der Wahrheitstabelle gemäß
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