PT83484B - Dispositivo de registo e leitura de dados em cartoes por campo electrico - Google Patents

Description

MEMÓRIA DESCRITIVa

A presente invenção refere-se a um dispositivo de registo e leitura de dados aplicável a equipamentos electrónicos cujos circuitos se encontram contidos em placas ou cartões amovíveis, compreendendo uma pluralidade de pontos de ligação de entrada e de saída. Mais especificamente, a invenção diz respeito a um dispositivo de acoplamento eléctrico entre os pontos de ligação de entrada e saída das referidas placas ou cartões e os respectivos pontos situados na estrutura do equipamento, capaz de pro porcionar a transferência de sinais entre os referidos pontos sem que haja necessidade da existência de contacto físico entre os mesmos, processando-se a dita transferência através da varia ção do campo eléctrico devido ao condensador formado em função da geometria e posicionamento relativo dos terminais de acoplamento utilizados.

Conforme é sabido, os equipamentos electrónicos compreendem uma pluralidade de circuitos visualmente acondicionados em placas ou cartões que se ligam entre si e a pontos de entrada ou de saída do equipamento através de um conjunto de meios condutores, em geral agrupados e fixados à estrutura mecânica do referido equipamento. Para maior facilidade de fabrico e manutenção, bem como para maior permutabilidade dos circuitos, os ditos equipamentos utilizam placas ou cartões amovíveis que se ligam entre si, ou à cablagem alojada na estrutura do equipamento, através de dispositivos de ligação, os quais, de uma maneira geral, compreendem uma estrutura composta por duas peças que coope ram entre si, fabricadas em material isolante compreendendo uma pluralidade de cavilhas e lâminas metálicas responsáveis pela *

realização do contacto físico não permanente, entre os pontos de ligação das referidas placas e os respectivos pontos na cablagem do equipamento, sendo tais dispositivos utilizados ainda pa ra ligar directamente entre si, duas ou mais placas ou cartões.

Devido a natureza não permanente das ligações assim obtidas, diversas técnicas baseadas na melhoria da qualidade do material condutor utilizado no fabrico dos terminais de contacto,

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-3no aumento da pressão exercida entre estes e no aumento da área de contacto, têm sido utilizadas para aumentar a fiabilidade dos contactos realizados. Tais procedimentos, embora reduzam consideravelmente a ocorrência de falhas nas ligações devido a insuficiência do contacto eléctrico realizado, não eliminam o desgaste, as deformações ou mesmo a quebra dos terminais de con tacto, decorrentes das constantes remoções e inserções a que es tão sujeitas as placas ou cartões de um equipamento electrónico.

Com base no exposto, é portanto objectivo da presente inven ção proporcionar um dispositivo de registo e leitura de dados segundo o qual a transferência de sinais eléctricos entre os pontos a serem ligados de forma não permanente, se processe sem a existência de contacto físico entre os referidos pontos.

De acordo com os princípios da presente invenção, os objecti vos propostos são alcançados proporcionando para cada ponto de ligação de entrada e saída, tanto do equipamento quanto das pia cas ou cartões de circuito, um terminal lamelar de ligação fabricado em material electricamente condutor, sendo os ditos terminais posicionados de tal forma que com a inserção das placas ou cartões no equipamento, os dois terminais correspondentes a uma dada ligação a ser realizada sejam justapostos de modo a man ter entre eles um espaçamento constante, dando origem a um condensador, o qual permite a transferência de sinais eléctricos entre os respectivos pontos de ligação da placa e do equipamento através da variação do campo eléctrico gerado entre os dois ter minais, aquando da aplicação de um sinal eléctrico variável no tempo, processando-se portanto o acoplamento eléctrico desejado sem qualquer contacto físico entre os terminais, eliminando assim a ocorrência de contactos eléctricos insuficientes, desgastes, deformações, ou mesmo quebra dos mesmos, tal como ocorre nos sistemas convencionais anteriormente descritos. Para aumentar ainda mais a fiabilidade dos acoplamentos assim obtidos, de acordo com os princípios da presente invenção, os terminais lamelares de acoplamento são recobertos com uma camada de material isolante evitando, ao contrário dos contactos electro-mecânicos, a ocorrência de qualquer contacto eléctrico físico entre

65.411 ιπιι:ιι|{ηΜ q^tgçygg;

-4os mesmos.

A invenção será melhor compreendida a partir da descrição detalhada a seguir e das figuras que a ela se referem, das quais:

A figura 1 ilustra, através de uma vista em perspectiva parcialmente fragmentada, o acoplamento entre uma placa ou cartão de circuito e a cablagem do equipamento que a contém, de acordo com os princípios da presente invenção.

A figura 2 ilustra, através de uma vista em perspectiva parcialmente fragmentada, o acoplamento de uma placa ou cartão de circuito, à cablagem do equipamento que a contém, de acordo com uma outra modalidade de realização da invenção.

A figura 3 ilustra, através de uma representação esquemática, um exemplo de aplicação dos princípios da presente invenção.

Conforme mostrado na figura 1, de acordo com os princípios da presente invenção, o acoplamento entre uma placa ou cartão de circuito (10) e a cablagem eléctrica (11) do equipamento que a contém é proporcionado por uma pluralidade de pares de terminais lamelares (12), um para cada ligação desejada, compreenden do cada par um primeiro terminal (13) ligado directamente à cablagem eléctrica (11) do equipamento e um segundo terminal (14) disposto sobre a superfície (15) da placa (10), apresentando os ditos terminais um posicionamento relativo tal que, com a inser ção da referida placa no equipamento seja proporcionada a justa posição destes, mantendo um espaçamento (16) constante entre as superfícies justapostas (17, 17'), dando origem a um condensador, o qual permite a transferência de sinais eléctricos entre os referidos pontos de ligação da placa e do equipamento, através da variação do campo eléctrico gerado entre os dois terminais (13, 14), aquando da aplicação de um sinal eléctrico variá vel no tempo.

Para que um sinal eléctrico possa ser transferido de uma placa ou cartão para a cablagem eléctrica do equipamento e vice -versa, são necessários dois pontos de ligação, os quais de acordo com a presente invenção são proporcionados através de dois pares (12) de terminais (13, 14), um dos quais actuando com re-

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-5torno, ou terra. Assim para transferência de uma pluralidade de sinais são necessários tantos pares de terminais quantos sejam os sinais a serem transmitidos, mais um par adicional que poderá actuar como retorno para todos os sinais.

Devido à não existência de contacto físico entre os pontos de ligação e à alta impedância apresentada pelo condensador, que se comporta como um circuito aberto para sinais constantes no tempo, tanto o sinal de alimentação como os sinais analógicos ou digitais de grande duração necessitam ser modulados por um sinal de frequência elevada para que possam ser transferidos da placa para o equipamento e vice-versa através do condensador for mado pelo par de terminais justapostos, processando-se a recuperação destes sinais por posterior rectificação e filtragem.

Devido à folga propositada deixada entre os terminais de contacto (13, 14) com o objectivo de permitir que a placa se pos sa deslocar, aquando da sua inserção ou remoção do equipamento, o espaçamento (16) entre os terminais (13, 14) poderá variar em função do posicionamento da placa, resultando numa variação no valor do condensador formado, aquando da justaposição dos referidos terminais, acarretando uma variação correspondente no nível do sinal transferido, ou seja, um deslocamento da placa que reduza o espaçamento entre os terminais, resultará num sinal transferido de nível maior do que o resultante de um deslocamento em sentido contrário. Uma maneira de assegurar sempre o mesmo nível do sinal transferido, consiste em posicionar os pares de terminais correspondentes aos pontos de ligação envolvidos, de tal forma que os condensadores formados com a inserção da pia ca no equipamento se posicionem, alternadamente, de um e de outro lado da placa ou cartão, tal como mostrado na figura 2. Esta técnica faz com que o condensador equivalente ao par de condensadores envolvidos não tenha o seu valor alterado, devido a uma movimentação transversal da placa em relação aos terminais ligados ao equipamento.

A figura 2, ilustra a utilização da técnica anteriormente descrita, aquando da transferência de um sinal sinusóidal aplicado à cablagem (11) do equipamento para uma placa ou cartão de

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-6circuito (10), inserida no referido equipamento.

Conforme mostrado nesta figura, aos dois pontos de ligação necessários para a transferência de sinal, correspondem um primeiro (12) e um segundo (12') pares de terminais dispostos em posições opostas em relação ao plano da placa (10), ou seja, enquanto o primeiro par (12) se encontra posicionado sobre uma das superfícies da referida placa, o segundo par (12·) encontra -se posicionado sob a superfície oposta, formandP um primeiro condensador Ca (12), cujos terminais (13, 14) têm entre si um espaçamento a (16) e um segundo condensador Cb (12'), cujos ter minais (13', 14') têm entre si um espaçamento b (16').

Desta forma, denominando por S a área de cada terminal envolvido, por K a constante dieléctrica dos condensadores formados e por Ca e Cb suas capacidades teremos:

Ca = K . S a

(I)

Cb — K · S (XI) b

Como se infere da figura 2, os condensadores (12, 12') formados, aquando da inserção da placa (10) no equipamento, estão ligados em série sendo, = a + b = (a + b)

C K.S K.S

K. S (III) a capacitância total apresentada pelo circuito, na qual (a+b) apresenta um valor constante, visto que, em função do posicionamento adoptado para os pares de contactos (12, 12'), um deslocamento da placa (10) que resulte num aumento do espaçamento a acarretará uma redução correspondente no espaçamento b e vice-versa, mantendo-se portanto constante a referida soma, ou seja:

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K.S d

constante (IV) onde d = (a + b)

Portanto, conforme demonstrado, o posicionamento da placa ou cartão (10) entre as lâminas de contacto fixas (13, 13') ligadas à cablagem (11) do equipamento, não influi no valor da ca pacidade final C apresentada pelo circuito, resultando num ní vel constante para o sinal sinusóidal transferido para a placa independentemente do posicionamento desta, cabendo ainda ressal tar que a espessura dos terminais de acoplamento e da placa não influenciam o valor da capacidade final C, não influenciando portanto o nível do sinal transferido.

No que se refere a imunidade do nível do sinal transferido aquando da ocorrência de deslocamento da placa em qualquer direcção paralela ao plano dos terminais, esta é assegurada mediante a utilização de terminais de áreas diferentes na formação dos pares de terminais de acoplamento. Este procedimento faz com que a área comum entre os terminais seja mantida mesmo com a ocorrência de tais deslocamentos. Assim por exemplo, fazendo com que os terminais (14, 14') dispostos sobre a superfície da placa (10) apresentem uma área menor do que aquela apresentada pelos terminais (13, 13') ligados à cablagem, a capacidade (Ca, Cb) apresentada pelos condensadores (12, 12') formados com a inserção da placa no equipamento, a qual é função dos terminais de menor área (14, 14'), se manterá inalterada apesar do deslocamento da placa.

Desta forma, de acordo com os princípios da presente inven ção, a placa ou cartão poderá sua posição em relação aos terminais fixados à cablagem do equipamento, sem que tais

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-8deslocamentos, obedecidos os limites estabelecidos no projecto, influenciem o nivel do sinal transmitido.

Embora a descrição precedente tenha sido feita com base numa variante específica envolvendo a transferência de um sinal da cablagem para a placa através da utilização de apenas dois pares de terminais de acoplamento, deve ser entendido que os mesmos procedimentos são válidos para a transferência de uma pluralidade de sinais no sentido oposto envolvendo a utilização de diversos pares de terminais.

Um exemplo de aplicação dos princípios da presente invenção é mostrado na figura 3, a qual representa o esquema eléctri co simplificado de um circuito contido numa placa ou cartão (10), destinado a vigiar e informar, mediante indicação visual, a pre sença de um sinal aplicado à placa por um circuito (18) externo a esta.

De acordo com o mostrado nesta figura, a tensão de alimen tação do circuito é proporcionada através de um sinal sinusoidal proveniente de um gerador (19), transferido à placa (10) através do condensador (20) formado pelos terminais de acoplamento correspondente a este ponto de ligação, aquando da inserção da placa no equipamento. Este sinal, cujo retorno é proporcionado pelo condensador (21) formado pelos terminais de acoplamento correspondentes a este ponto de ligação após ser recti ficado pelos díodos Dl e D2 e filtrado pelo condensador electro lítico Cl, é aplicado ao circuito de vigilância formado por Rl, R2, DL1 e Tl. 0 sinal a ser vigiado, o qual é proporcionado por um gerador de onda quadrada (23), é transferido para placa atra vés do condensador (24), formado pelos terminais de acoplamento, excitando o transístor Tl que fecha a alimentação do díodo LED (DL1) que acende acompanhando a cadência do sinal aplicado, cujo retorno é proporcionado pelo mesmo condensador (21) utilizado para retorno do sinal de alimentação.

Elnbora a invenção tenha sido descrita com base numa variante específica deve ser entendido que várias adições e modificações são possíveis sem se afastarem do âmbito da invenção, tendo a descrição precedente um carácter ilustrativo e não li-

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-9mitativo. Assim, embora as lâminas de acoplamento tenham sido representadas na forma geométrica rectangular, deve ser entendido que diversas outras formas poderão ser utilizadas sem que tais alterações resultem em qualquer efeito técnico novo ou diferente daqueles anteriormente descritos. Da mesma forma, embora os terminais de acoplamento contidos na superfície das placas tenham sido representados como estando dispostos numa das extremidades destas, tais terminais poderão ser posicionados na região central das mesmas, sem prejuízo das características des critas.

Claims (9)

1. -REIVINDICAÇÕESI^a. - Dispositivo de registo e leitura de dados em cartões por campo eléctrico, aplicável a equipamentos electrónicos cujos circuitos se encontram contidos em placas ou cartões amovíveis contendo uma pluralidade de pontos de ligação de entrada e saída que se interligam de forma não permanente a pontos de ligação correspondentes, situados na cablagem eléctrica do equipamento ou numa outra placa, caracterizado por a transferência de sinais eléctricos entre os pontos de ligação ser efectuada atra vés do acoplamento capacitivo dos referidos pontos, proporciona do mediante a utilização de um..par de terminais de acoplamento (12) para cada interligação desejada, compreendendo cada par um primeiro terminal (14) ligado à placa ou cartão (10) e um segun do terminal (13) ligado à cablagem eléctrica (11) do equipamento, ou a uma outra placa, estando os ditos terminais dispostos numa configuração tal que a inserção da placa no equipamento re sulte na justaposição destes terminais mantendo entre as superfícies justapostas (17, 17’) um espaçamento (16), formando um condensador de acoplamento não permanente, processando-se a transferência de sinais eléctricos através do conjunto assim formado, pela variação do campo eléctrico gerado entre os referidos terminais quando um sinal eléctrico variável no tempo lhes

   65.411 eoso.c^l .;’,c«ciuoa«y« é aplicado.
2. 2^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por os pares de terminais de acoplamento serem formados por pares de terminais lamelares fabricados em material electri camente condutor.
3. 3^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por as superfícies justapostas dos terminais de um mesmo par de terminais de acoplamento serem revestidas com material electricamente isolante.
4. 4^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por a transferência de cada sinal eléctrico de ou para u ma mesma placa ser propocionada através da utilização de dois pares de terminais de acoplamento.
5. 5^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 4, ca racterizado por a transferência de uma pluralidade de sinais eléctricos de/ou para uma mesma placa ser efectuada através da u tilização de tantos pares de terminais de acoplamento quantos sejam os sinais a serem transferidos e um par de terminais adicional de retorno para os referidos sinais.
6. 6^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por os pares de terminais de acoplamento envolvidos na transferência de um dado sinal eléctrico de/ou para uma mesma placa, estarem dispostos sobre uma das superfícies da referida placa.
7. 7^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por os pares de terminais de acoplamento envolvidos na transferência de um dado sinal eléctrico de/ou para uma mesma placa, estarem dispostos em posições opostas, não colineares, em relação ao plano da placa.
8. 8^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por cada par de terminais de acoplamento compreender ter minais cujas áreas das superfícies justapostas são iguais.
9. 9^a. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por cada par de terminais de acoplamento compreender um terminal cuja área da superfície justaposta é maior do que a área da superfície justaposta do outro terminal do par.

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   -1110 *. - Dispositivo de acordo com a reivindicação terizado por a transferência de sinais não variáveis no ser efectuada através da modulação destes sinais por um de frequência elevada.