DE19620575A1

DE19620575A1 - Schaltungsanordnung zur Einstellung der Parameter von elektronischen Geräten

Info

Publication number: DE19620575A1
Application number: DE19620575A
Authority: DE
Inventors: Johann Skupin
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-11-27

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einstellung der Parameter von elektronischen Geräten, wie Zeitrelais, Motorschutzschalter, Auslöser oder dergleichen, bestehend aus einem Potentiometer mit einer Einstellskala, einer A/D-Wandlereinheit und einer Rechen- und Speichereinheit.

Es sind bereits elektronische Geräte bekannt, bei denen die Einstellwerte der Parameter anhand eines Potentiometers und einer um dieses angeordneten Werteskala eingestellt werden können. Hierbei wird das Potentiometer soweit verstellt bis der gewünschte Einstellwert auf der Skala erreicht ist. Diese Methode für die Einstellung der Parameter von elektronischen Geräten hat sich bislang weitgehend bewährt.

Als nachteilig hat es sich erwiesen, daß die gewünschten Einstellwerte zumeist nur sehr ungenau einstellbar sind. Dies hat verschiedene Ursachen. Einerseits können paralaxe Fehler bei der Einstellung der Parameter auftreten, andererseits sind die Einstellskalen der Potentiometer nur sehr ungenau in ihrer Aufteilung, da für deren Anordnung auf den Geräten meist nur sehr wenig Platz verfügbar ist (fortschreitende Miniaturisierung).

Desweiteren sind Drehschalter bekannt, die insbesondere in miniaturisierten Ausführungen nicht immer eine präzise Rastung der einzelnen Schaltstellungen gewährleisten. So kommt es in der Praxis beispielsweise vor, daß bei der Einstellung bestimmter Parameterwerte mittels derartiger Drehschalter der gewünschte Wert überhaupt nicht oder nur sehr ungenau eingestellt wird, da der Schalter in der gewünschten Stellung nicht präzise eingerastet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachsten und kostengünstigen Mitteln eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der die Einstellung der Parameter von elektronischen Geräten deutlich vereinfacht und die Einstellgenauigkeit wesentlich verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rechen- und Speichereinheit einen Speicherbereich aufweist, in dem eine interne Wertetabelle abgelegt ist, wobei die einzelnen Werte bzw. Wertebereiche dieser Wertetabelle jeweils einem Skalenwert auf der Einstellskala des Potentiometers zugeordnet sind und die Rechen- und Speichereinheit bei Übereinstimmung von einem dieser Werte bzw. Wertebereiche der Wertetabelle der Rechen- und Speichereinheit mit einem eingestellten Widerstandswert bzw. Widerstandswertebereich des Potentiometers ein Signal erzeugt und dieses Signal eine Anzeigevorrichtung ansteuert, die die hinreichend genaue Einstellung des eingestellten Skalenwertes signalisiert. Vorzugsweise wird für diese Anzeige eine LED verwendet, wie sie in herkömmlichen Geräten für die Anzeige der Stromversorgung oder von Kurz- oder Erdschlüssen ohnehin vorhanden sind. Dabei ist es aus Kosten- und Platzgründen vorteilhaft eine oder mehrere dieser bereits vorhandenen LED′s als Anzeigevorrichtung für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zu verwenden, so daß diese LED dann eine Doppelfunktion erfüllt. Ferner ist es ebenfalls denkbar die Anzeigevorrichtung als akustischen Signalgeber, in Form eines Piepsers oder dergleichen, auszubilden.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden paralaxe Fehler bei der Einstellung der Parameter gänzlich ausgeschlossen und die vorhandene, zumeist sehr kleine Einstellskala dient lediglich der Kontrolle, ob auch wirklich der richtige Parameter-Wert eingestellt ist. Aufgrund der erreichten Einstellgenauigkeit sind Geräte, wie beispielsweise Zeitrelais, mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung problemlos für neue Anwendungsgebiete, wie für denk Einsatz bei SPS-Anwendungen und dergleichen, verwendbar.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung enthalten. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines elektronischen Gerätes mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer möglichen Ausführungsform,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Drehpotentiometers.

Die Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines elektronischen Gerätes in Form eines Motorschutzrelais, bestehend aus einem Gehäuse 2, Anschlußklemmen 4, einem Taster 6, einem als Drehpotentiometer ausgebildeten Potentiometer 8 mit einer auf dem Gehäuse 2 angeordneten Einstellskala 10, einem Drehschalter 12 und einer Anzeigevorrichtung 14. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Taster 6 eine Test- bzw. Resetfunktion. Mit dem Drehschalter 12 sind verschiedene Parameter-Wertebereiche, hier Strombereiche einstellbar, während mit dem Potentiometer 8 der genaue Parameterwert einstellbar ist. Um den Parameterwert genauer als bei herkömmlichen Geräten einstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei hinreichend genau eingestelltem Parameterwert die Anzeigevorrichtung 14 diesen Zustand signalisiert. Dies wird erreicht, indem eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ihre Verwendung findet.

In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Die Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus dem Potentiometer 8, einer A/D-Wandlereinheit 16, einer Rechen- und Speichereinheit 18, sowie der Anzeigevorrichtung 14. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 14 als optischer Signalgeber, insbesondere in Form einer LED ausgebildet. Als besonders vorteilhaft in Bezug auf die Kosten und die beschränkten Platzverhältnisse bei derartigen elektronischen Geräten erweist es sich, für die Anzeigevorrichtung 14 eine bei derartigen Geräten bereits vorhandene LED, z. B. eine Power-LED o. dergl., zu verwenden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist das Gerät 2 mit insgesamt drei LED′s ausgestattet wobei eine, zwei oder auch alle drei LED′s der Anzeigevorrichtung 14 zugeordnet sein können.

Erfindungsgemäß weist die Rechen- und Speichereinheit 18 einen Speicherbereich 20 auf, in dem eine interne Wertetabelle abgelegt ist. Dabei ist jedem einzelnen Wert bzw. Wertebereich dieser Tabelle jeweils ein Skalenwert auf der Einstellskala 10 des Potentiometers 8 zugeordnet, so daß bei Übereinstimmung von einem der Werte bzw. Wertebereiche aus der Tabelle der Rechen- und Speichereinheit 18 mit einem der mit Hilfe des Potentiometers 8 eingestellten Werte ein Signal erzeugt wird und dieses Signal die hinreichend genaue Einstellung des eingestellten Skalenwertes signalisiert. Um den Einstellvorgang besonders komfortabel zu gestalten, ist vorzugsweise eine softwaremäßig realisierte Schmitt-Trigger-Schaltung vorgesehen. Hierdurch werden undefinierte Anzeigezustände der Anzeigevorrichtung 14 (z. B. flackern der LED′s) vermieden. So wird erreicht, daß man den angezeigten Einstellbereich erst wieder durch eine bewußte, größere Einstellveränderung am Potentiometer 8 verläßt und die Anzeige erlischt. Ein undefinierter Zustand der Anzeigeelemente 14, durch eine unruhige Hand des Betätigungspersonals, wird somit sicher vermieden.

Die Fig. 3 zeigt das Potentiometer 8 in einer Prinzipdarstellung. Das Potentiometer 8 besteht im wesentlichen aus einem Trägerelement 22 auf dem eine ohmsche Widerstandsfläche 24 angeordnet ist und einem drehbar auf dem Trägerelement 22 angeordneten Potentiometerfinger 26. Aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es möglich, kleinste Widerstandsbereiche des Potentiometers 8 zu erfassen und genau definiert einem bestimmten Skalenwert zuzuordnen. Somit ist es möglich Skalen- bzw. Einstellwerte von Potentiometern in geringfügigsten Abständen genauestens zu erfassen.

Für diese Art der Werteerfassung wird bei dem in der Fig. 3 dargestellten Potentiometer 8 jedem Widerstandswert eines bestimmten Kreissektorabschnittes (3 ein bestimmter Skalenwert und ein Wert bzw. Wertebereich im Speicherbereich 20 der Rechen- und Speichereinheit 18 zugeordnet, wobei innerhalb dieses Kreissektorabschnittes β, vorzugsweise mittig, ein weiterer Kreissektorabschnitt α einem Wert bzw. Wertebereich im Speicherbereich 20 der Rechen- und Speichereinheit 18 zugeordnet ist, so daß sobald das Potentiometer 8 auf einen Wert innerhalb des Kreissektorabschnittes α eingestellt ist, mittels Anzeigevorrichtung 14 angezeigt wird, daß der gewünschte Wert hinreichend genau eingestellt ist. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Kreissektorabschnitte α <= 3° erfaßbar, so daß im Vergleich zu herkömmlichen Geräten dieser Art deutlich mehr Einstellwerte hinreichend genau einstellbar sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es einerseits möglich lediglich eine der Geräte-LED′s zu benutzen, die bei hinreichend genau eingestelltem Parameterwert aufleuchtet oder andereseits alle drei LED′s für die Anzeige zu benutzen, wobei beispielsweise die mittlere LED bei hinreichend genau eingestelltem aufleuchtet Parameterwert und die benachbarten LED′s aufleuchten, sobald ein Wert in der Nähe dieses Skalenwertes eingestellt wurde. Vorzugsweise leuchtet in letzterem Fall bei geringfügig zu groß eingestelltem Wert die oberste und bei geringfügig zu klein eingestelltem Wert die unterste der drei LED′s auf. Ferner sind auch andere Funktionszuordnungen für die Anzeigevorrichtung 14 denkbar. Beispielsweise ist es vorstellbar, einzelne, auf der Einstellskala dargestellte Werte, durch die Anzeige einer ersten LED (z. B. D1) anzuzeigen und die einzelnen, in vordefinierten Schrittweiten beabstandeten Zwischenwerte, mittels einer weiteren LED (z. B. D2) anzuzeigen. Ist nur eine LED vorhanden, wäre es auch möglich, die hinreichend genaue Einstellung der Skalenwerte beispielsweise durch eine konstante Anzeige und die hinreichend genaue Einstellung der Zwischenwerte durch blinkende Anzeige zu signalisieren.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung, z. B. gegenüber Geräten mit LCD oder 7-Segmentanzeige, ist der, daß die eingellten Werte anhand der Einstellskala unabhängig von einer ständigen Energieversorgung ablesbar sind.

Zur Funktion der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung:
Hierbei sind verschiedene Möglichkeiten zur Einstellung der Parameter über das Potentiometer 8 denkbar.

Einerseits ist es denkbar, daß die Schaltungsanordnung durch Verstellen des Potentiometers 8 unmittelbar in einen "Einstellmodus" übergeht, wobei das für die Einstellanzeige benutzte bzw. mitbenutzte LED der Anzeigevorrichtung 14 dann für den Einstellvorgang benutzt wird und der jeweilige Parameterwert eingestellt werden kann und sobald das Potentiometer 8 eine gewisse Zeit nicht mehr verstellt wurde die Schaltungsanordnung in eine Art "Betriebsmodus" übergeht, wobei die LED′s der Anzeigevorrichtung 14 ihre herkömmliche Funktion, wie Power-An zeige o. dergl. übernehmen. Andererseits ist ebenfalls denkbar die Einstellung der Parameter erst freizugeben, wenn ein zusätzliches Freigabeelement, wie Taster o. dergl. betätigt wurde.

Durch eine bestimmte Einstellung des Potentiometers 8 wird ein bestimmter ohmscher Widerstand eingestellt und damit ein entsprechender Spannungsabfall an diesem Widerstand erzeugt, der mit Hilfe der A/D-Wand lereinheit 16 in einen digitalen Wert umgewandelt wird. Dieser digitale Wert wird von der Rechen- und Speichereinheit 18 verarbeitet und mit den Werten bzw. Wertebereichen im Speicherbereich 20 der Rechen- und Speichereinheit 18 verglichen, so daß bei Übereinstimmung - d. h. der eingestellte Wert liegt innerhalb des vordefinierten Wertebereiches im Speicherbereich 20 der Rechen- und Speichereinheit 18 - ein Signal für die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 14 ausgegeben wird.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So ist es z. B. ebenfalls denkbar, die Anzeigeart der Schaltungsanordnung durch andere Arten von Anzeigevorrichtungen 14, die die digitalen Werte Eins und Null darstellen können, zu realisieren. Eine mechanische Art der Anzeige wäre somit ebenfalls denkbar.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Einstellung der Parameter von elektronischen Geräten, wie Zeitrelais, Motorschutzschalter, Auslöser oder dergleichen, bestehend aus einem Potentiometer (8) mit einer Einstellskala (10), einer A/D-Wandlereinheit (16) und einer Rechen- und Speichereinheit (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen- und Speichereinheit (18) einen Speicherbereich (20) aufweist, in dem eine interne Wertetabelle abgelegt ist, wobei die einzelnen Werte bzw. Wertebereiche dieser Wertetabelle jeweils einem Skalenwert auf der Einstellskala (10) des Potentiometers (8) zugeordnet sind und die Rechen- und Speichereinheit (18) bei Übereinstimmung von einem dieser Werte bzw. Wertebereiche der Wertetabelle der Rechen- und Speichereinheit (18) mit einem Skalenwert auf der Einstellskala (10) des Potentiometers (8) ein Signal erzeugt und dieses Signal eine Anzeigevorrichtung (14) ansteuert, die die hinreichend genaue Einstellung des ein gestellten Skalenwertes signalisiert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (14) als optischer Signalgeber ausgebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (14) aus mindestens einer LED besteht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (14) als mechanische Anzeige ausgebildet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (14) als akustischer Signalgeber ausgebildet ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (8) als Drehpotentiometer ausgebildet ist, wobei die einzelnen an Hand der Anzeigevorrichtung (14) anzeigbaren Einstellwerte einzelnen Kreissektorabschnitten α zugeordnet sind und die Kreissektorabschnitte α sich über einen Bereich von α <= 3° erstrecken.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (14) eine Doppelfunktion erfüllt, indem sie einerseits in einem Betriebsmodus eine Funktion, wie die Anzeige der Spannungsversorgung o. dergl. und andererseits in einem Einstellmodus die Funktion der Anzeige der einzelnen hinreichend genau eingestellten Einstellwerte erfüllt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung durch Betätigung des Potentiometers (8) in den Einstellmodus überführt wird und nach einer Verweilzeit, in der das Potentiometer (8) nicht betätigt wird, selbsttätig in den Betriebsmodus zurückschaltet.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung durch Betätigung eines zusätzlichen Freigabeelementes in den Einstellmodus überführbar ist.