Сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей

Полезная модель относится к области электротехники и электроники и может быть использована для коммутации электрических цепей, в частности, в устройствах ввода информации с увеличенным ракурсом наблюдения.

Отличительная особенность предлагаемой конструкции состоит в том, что в сенсорном устройстве для включения и выключения электрических цепей содержащем воспринимающий элемент внешнего воздействия, исполнительный элемент и источник оптического излучения со светоформирующим элементом, светоформирующий элемент, создающий преимущественно азимутальную диаграмму направленности излучения, установлен между воспринимающим и исполнительным элементами.

Предлагаемая конструкция позволяет расширить возможности ее использования применительно к системам, где требуется с расстояния обеспечить визуальный контроль срабатывания сенсорных устройств.

Полезная модель относится к области электротехники и электроники и может быть использована для коммутации электрических цепей, в частности, в устройствах ввода информации с увеличенным ракурсом наблюдения.

Известны сенсоры (кнопки) с индикацией емкостного сенсорного устройства путем визуализации как нажатия на кнопку, так и визуализацией ее состояний.

Известно сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей [1], которое выбрано в качестве прототипа. Оно содержит оптическую индикацию, с помощью которой возможна визуализация состояния устройства. Устройство содержит воспринимающий элемент внешнего воздействия, исполнительный элемент, источник оптического излучения и светоформирующий элемент. В частности, воспринимающий элемент состоит из шильда и чувствительного электрода; исполнительный элемент состоит из второго чувствительного электрода и схемы, обрабатывающей изменение емкости чувствительных электродов в соответствии с заданной программой. В качестве источника оптического излучения применен, по крайней мере, один светодиод или лазерный диод, а светоформирующий элемент расположен конструктивно в световом или лазерном диоде и дополнительно образован с помощью прямоугольных вырезов обоих чувствительных элементов, которые диафрагмируют поток от источника оптического излучения.

При срабатывании известного устройства пользователь визуально убеждается в том, что кнопка нажата. В описании работы известного устройства подчеркивается, что идентифицировать срабатывание устройства пользователь может по прохождению красного света сквозь мягкие ткани пальца и вокруг пальца на поверхности образа кнопки. Таким образом, пользователь наблюдает за срабатыванием устройства преимущественно перпендикулярно плоскости поверхности кнопки.

Однако, в авиации, в устройствах группового вызова бортпроводника, для того, чтобы оперативно отреагировать на вызов, необходимо на некотором расстоянии определять местоположение сработавшего сенсорного устройства, то есть наблюдать за срабатыванием устройства преимущественно в азимутальной плоскости. Такая необходимость также возникает у операторов, обслуживающих пульты значительных размеров в различных отраслях промышленности.

Таким образом, недостатком известной конструкции является отсутствие возможности наблюдения за срабатыванием сенсорного устройства преимущественно в азимутальной плоскости.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка путем применения специального светоформирующего элемента и его особого расположения.

Заявляемое сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей, как и устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит воспринимающий элемент внешнего воздействия, исполнительный элемент и источник оптического излучения со светоформирующим элементом. В отличие от прототипа в заявляемом сенсорном устройстве для включения и выключения электрических цепей светоформирующий элемент, создающий преимущественно азимутальную диаграмму направленности излучения, установлен между воспринимающим и исполнительным элементами.

На фиг.1 приведена схема конкретного исполнения заявляемого устройства. В данном случае сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей содержит светопропускающий корпус 1, чувствительный электрод с защитным слоем 2, конусный отражатель 3, печатную плату 4, чувствительный электрод 5, светодиоды 6, шину питания и управления 7. Чувствительный электрод с защитным слоем 2 образует воспринимающий элемент внешнего воздействия, исполнительный элемент выполнен в виде чувствительного электрода 5, светодиоды 6 являются источником оптического излучения, светоформирующая система состоит из светоформирующей системы светодиодов 6, конусного отражателя 3 и светопропускающего корпуса 1. Печатная плата 4 служит для размещения светодиодов 6 и электрической связи чувствительного электрода с защитным слоем 2, чувствительного электрода 5 и шины питания и управления 7.

Заявляемое сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей работает следующим образом. По шине питания и управления 7 на печатную плату 4, электрически связанную с чувствительным электродом с защитным слоем 2 и чувствительным электродом 5, подается напряжение питания и заявляемое устройство переходит в рабочее состояние. Пользователь устройства, приближая и устанавливая палец на чувствительный электрод с защитным слоем 2, меняет емкостную связь между ним и чувствительным электродом 5, при этом стимулируется подача управляющего сигнала и по шине питания и управления 7 поступает сигнал на включение светодиодов 6. Излучение каждого светодиода 6, сформированное своей оптической системой, в данном конкретном случае близком к параллельному пучку, падает на конусный отражатель 3 и сквозь светопропускающий корпус 1 распространяется преимущественно в азимутальном направлении.

Светопропускающий корпус может быть выполнен из диффузно рассеивающего материала. В этом случае конусный отражатель может не применяться - за счет диффузного рассеивания и диафрагмирования излучения чувствительным электродом с защитным слоем формируется диаграмма направленности в азимутальном направлении.

Осуществление заявленной полезной модели позволит расширить возможности ее использования применительно к системам, где требуется с расстояния обеспечить визуальный контроль срабатывания сенсорных устройств. Дополнительным преимуществом заявляемого устройства является подсветка окружающего кнопку пространства.

Промышленная применимость заявляемого решения подтверждается тем, что предлагаемая конструкция сенсорного устройства для включения и выключения электрических цепей разработана с использованием стандартных элементов, широко используемых в настоящее время материалов. Устройство разработано для серийного изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования и технологии.

Кроме указанного выше результата, практическое осуществление заявленной полезной модели позволяет расширить возможности ее использования применительно к тем областям, где необходимо улучшить условия эксплуатации или работы.

Литература

1. Ермачков В.В. Кнопка с индикацией емкостного сенсорного устройства. Пат. РФ 2368071, кл. H03K 17/955.

Сенсорное устройство для включения и выключения электрических цепей, содержащее воспринимающий элемент внешнего воздействия, исполнительный элемент и источник оптического излучения со светоформирующим элементом, отличающееся тем, что светоформирующий элемент, создающий преимущественно азимутальную диаграмму направленности излучения, установлен между воспринимающим и исполнительным элементами.