DE20100168U1

DE20100168U1 - Switch group

Info

Publication number: DE20100168U1
Application number: DE20100168U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2011-01-06

Description

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05.01.2001 02299-00 T/ou05.01.2001 02299-00 T/ou

Liebherr-Werk Ehingen GmbH D-89584 Ehingen/DonauLiebherr-Werk Ehingen GmbH D-89584 Ehingen/Donau

SchaltergruppeSwitch group

Die Erfindung betrifft eine Schaltergruppe, bestehend aus mehreren durch Druck betätigbaren Schaltern oder Tastern, von denen jeder mindestens zwei und vorzugsweise bis zu zehn Anschlußstifte besitzt, die als Kontaktstifte in einen Sockel oder über diesen oder unmittelbar in eine Leiterplatte zur Verbindung mit Gegenkontakten einsteckbar sind.The invention relates to a switch group consisting of several pressure-operated switches or buttons, each of which has at least two and preferably up to ten connection pins which can be inserted as contact pins into a base or via this or directly into a circuit board for connection to mating contacts.

Die einzelnen Schalter derartiger Schaltergruppen dienen der Aktivierung beispielsweise von Untersystemen von Baumaschinen oder Kranen und/oder der Auslösung bestimmter Funktionen und Steuerfunktionen. Nachteilig bei derartigenThe individual switches of such switch groups are used to activate, for example, subsystems of construction machines or cranes and/or to trigger certain functions and control functions. The disadvantage of such

Schaltergruppen ist, daß die zahlreichen durch die Anschlußstifte gebildeten Ausgänge verdrahtet werden müssen, was einen erheblichen Aufwand bedeutet und wegen der zahlreichen Leitungen die Übersichtlichkeit beeinträchtigt.The disadvantage of switch groups is that the numerous outputs formed by the connection pins have to be wired, which means a considerable amount of work and impairs clarity due to the numerous cables.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltergruppe der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sich mit einem erheblich verringertem Aufwand für die Verdrahtung einbauen läßt.The object of the invention is therefore to provide a switch group of the type specified at the outset, which can be installed with a considerably reduced outlay for wiring.

Erfindungsgemäß kann diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß die Leiterplatte eine mit elektronischen Schaltungen und/oder einem Mikroprozessor mit zugehörigen elektronischen Schaltungen versehene Karte mit einer seriellen Schnittstelle ist, über die die Schaltsignale ausgebbar sind. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object can be achieved in that the circuit board is a card provided with electronic circuits and/or a microprocessor with associated electronic circuits and having a serial interface via which the switching signals can be output. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei der Schaltergruppe sind die Anschlußstifte der einzelnen Schalter also derart in die elektronischen Schaltungen integriert, daß die einzelnen Schaltsignale über die serielle Schnittstelle durch eine einzige Leitung oder aber durch eine stark verringerte Anzahl von Leitungen bzw. ein Bus-System, z.B. LSB, CAN, ASI ausgebbar sind, wobei die durch die einzelnen Schalter zu betätigenden Einheiten und Baugruppen durch entsprechende bit-Muster adressierbar sind. Damit wird durch die erfindungsgemäße Schaltergruppe nicht nur der Verdrahtungsaufwand vermieden oder verringert, die durch die Schalter angesprochenen Baugruppen können auch sicherer angesprochen werden.In the switch group, the connection pins of the individual switches are integrated into the electronic circuits in such a way that the individual switching signals can be output via the serial interface using a single line or a greatly reduced number of lines or a bus system, e.g. LSB, CAN, ASI, whereby the units and modules to be operated by the individual switches can be addressed using corresponding bit patterns. The switch group according to the invention therefore not only avoids or reduces the wiring effort, the modules addressed by the switches can also be addressed more reliably.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Karte mit einem Eingang für zurückgeführte Signale und/oder Daten versehen ist. Diese Rückführung gestattet zusätzlich eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der einzelnen Schalter. Ist eine Schaltfunktion trotz Betätigung eines Schalters nicht richtig ausgeführt worden, erzeugt die Elektronik ein Fehlersignal. Die Abfrage der einzelnen Schalter kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß immer ein Kontakt eines Kontaktpaares offen sein muß, wenn der andere geschlossen ist. Sind beide Kontakte gleichzeitig geschlossen oder offen, wird ein Fehlersignal erzeugt. Die Schaltergruppe kann auch kombinierte Schalter enthalten, die gleichzeitig immer zwei Schaltfunktionen ausführen, wobei ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn beide Schaltfunktionen nicht gleichzeitig ausgeführt werden.In a further embodiment of the invention, the card is provided with an input for fed-back signals and/or data. This feedback also allows the functionality of the individual switches to be checked. If a switching function has not been carried out correctly despite a switch being operated, the electronics generate an error signal. The individual switches can be checked, for example, in such a way that one contact of a contact pair must always be open when the other is closed. If both contacts are closed or open at the same time, an error signal is generated. The switch group can also contain combined switches that always carry out two switching functions at the same time, with an error signal being generated if both switching functions are not carried out at the same time.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Karte mit einer Stromversorgung für Lampen zur Beleuchtung der Druckflächen der Schalter versehen ist, die von den elektronischen Schaltungen gesteuert wird. Unterschiedliche Beleuchtungen der Schalter sind beispielsweise dann erforderlich, wenn einzelneAccording to a further development of the invention, the card is provided with a power supply for lamps for illuminating the pressing surfaces of the switches, which is controlled by the electronic circuits. Different illumination of the switches is required, for example, when individual

Schalter derart aktiviert sind, daß sie zur Ausübung von Schaltfunktionen betätigt werden können. Derart aktivierte Schalter können beleuchtet sein, während Schalter, denen gerade keine Schaltfunktion zugewiesen ist, abgedunkelt sind. Die Schalter können beispielsweise auch mit einer Nachtbeleuchtung geringerer Helligkeit versehen sein, die ein Erkennen der Schalter ermöglicht. Eine hellere Beleuchtung kann dann eine Funktionsbeleuchtung sein, die eine entsprechende Aktivierung des Schalters erkennen läßt.Switches are activated in such a way that they can be operated to perform switching functions. Switches activated in this way can be illuminated, while switches that are not currently assigned a switching function are darkened. The switches can also be provided with a lower-brightness night lighting, for example, which enables the switches to be recognized. Brighter lighting can then be a function lighting, which allows the corresponding activation of the switch to be recognized.

Weiterhin kann die Beleuchtung der Schalter auch dem Umgebungslicht angepaßt sein, so daß sie beispielsweise bei Sonnenlichteinstrahlung verstärkt ist.Furthermore, the lighting of the switches can also be adapted to the ambient light, so that it is enhanced, for example, in sunlight.

Schließlich können die Anschlußstifte der einzelnen Schalter auch die Karte durchsetzen und überragen, so daß sie in herkömmlicher Weise verdrahtet werden können. Finally, the connection pins of the individual switches can also penetrate and protrude from the card so that they can be wired in the conventional manner.

In besonders vorteilhafter Weise können an sich herkömmliche Schalter in Doppelfunktion verwendet werden. Zum einen sind die Anschlußstifte der Schalter bzw. Taster durch die Leiterplatte hindurchgeführt, so daß sie in an sich bekannter Weise abgegriffen werden und so wie herkömmliche Schalter 1:1 schalten können. Die Anschlußstifte der Schalter können unmittelbar entsprechende Funktionen schalten. Zum anderen werden die Anschlußstifte der Schalter in der Leiterplatte abgegriffen, so daß einzelne der Ausgänge mit einem entsprechenden Algorithmus, der in den elektronischen Schaltungen bzw. im MikroController der Leiterplatte abgespeichert ist, geschaltet werden können. Auf diese Weise können auch Sensoren angeschlossen werden, so daß in Abhängigkeit des Sensorsignales eine Schaltung bewirkt werden kann. Es kann auch zum Beispiel eine Verzögerungsschaltung realisiert sein, dergestalt, daß eine Betätigung des jeweiligen Schalters zeitversetzt weitergegeben wird. Zwischen dem Microcontroller, der Leiterplatte und den Kontaktdurchgängen für die Anschlußstifte der Schalter sind Leistungsschalter vorgesehen, die zu einer entsprechenden Schaltung vom Mikrocontroller die Signale auf die Kontaktstifte übertragen.In a particularly advantageous way, conventional switches can be used in a dual function. Firstly, the connection pins of the switches or buttons are led through the circuit board so that they can be tapped in a known manner and can switch 1:1 like conventional switches. The connection pins of the switches can switch corresponding functions directly. Secondly, the connection pins of the switches are tapped in the circuit board so that individual outputs can be switched using a corresponding algorithm that is stored in the electronic circuits or in the microcontroller of the circuit board. Sensors can also be connected in this way so that a switch can be triggered depending on the sensor signal. A delay circuit can also be implemented, for example, such that actuation of the respective switch is passed on with a time delay. Power switches are provided between the microcontroller, the circuit board and the contact passages for the connection pins of the switches, which transmit the signals from the microcontroller to the contact pins for a corresponding circuit.

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Die Schalter der Schaltergruppe können Folienschalter sein. Es können allgemein beliebige mechanische oder auch elektronische Schalter sein.The switches in the switch group can be membrane switches. They can generally be any mechanical or electronic switches.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing:

Figur 1: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltergruppe, undFigure 1: a perspective view of a switch group according to the invention, and

Figur 2: ein Blockschaltbild, das die Schaltung eines Tasters bzw. Schalters in Verbindung mit der Leiterplatte der Schaltergruppe aus Figur 1 verdeutlicht. Figure 2: a block diagram illustrating the circuit of a button or switch in connection with the circuit board of the switch group from Figure 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Schalter 1 zu einer Baugruppe zusammengefaßt. Jeder Schalter besitzt ein Gehäuse 2, aus dem ein durch Druck betätigbarer Schaltstößel heraustritt, dessen Druckfläche durch eine etwa viereckige transparente Fläche 3 gebildet ist, die in einem Rahmen 4 gehaltert sind. Die etwa quaderförmigen Gehäuse 2 der einzelnen Druckschalter 1 weisen an ihrer Unterseite Anschlußstifte 5 auf, die in Sockel 6 einsteckbar sind, die ihrerseits auf einer Karte 7 gehaltert sind, die die Elektronik trägt. Die Elektronik besteht zweckmäßigerweise aus hochintegrierten IC, die einen zugehörigen Mikroprozessor einschließen können. Weiterhin ist die Karte 7 mit einer Schnittstelle 8 versehen, die über die dargestellten drei Leitungen der seriellen Ausgabe der Schaltsignale in Form von mit bit-Mustern dient. Eine der Leitungen ist zur Rückführung von Signalen vorgesehen, die der Überprüfung der Funktionen der Schalter dient.In the embodiment shown, six switches 1 are combined to form a module. Each switch has a housing 2 from which a pressure-operated switching plunger emerges, the pressure surface of which is formed by an approximately square transparent surface 3 held in a frame 4. The approximately cuboid-shaped housings 2 of the individual pressure switches 1 have connection pins 5 on their underside which can be plugged into sockets 6, which in turn are held on a card 7 which carries the electronics. The electronics expediently consist of highly integrated ICs which can include an associated microprocessor. The card 7 is also provided with an interface 8 which is used for the serial output of the switching signals in the form of bit patterns via the three lines shown. One of the lines is intended for the return of signals which is used to check the functions of the switches.

Die Anschlußstifte 5 können in der dargestellten Weise die Karte 7 durchsetzen, so daß sie zusätzlich auch in herkömmlicher Weise verdrahtet werden können.The connection pins 5 can penetrate the card 7 in the manner shown, so that they can also be wired in a conventional manner.

Das durch die Baugruppe gebildete Tastenmodul besitzt einen oder mehrere Leistungsausgänge, so daß komplette Funktionstasteneinheiten mit Ein- und Ausgän-The key module formed by the assembly has one or more power outputs, so that complete function key units with inputs and outputs

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gen steuerbar sind. Komplette Software kann über die vorhandene serielle Schnittstelle
von der überlagerten Steuerung in den Mikrocontroller 9 geladen werden.Complete software can be downloaded via the existing serial interface
be loaded from the higher-level control into the microcontroller 9.

Figur 2 verdeutlicht die Verschaltung eines Tasters bzw. Schalters 1 mit der Leiterplatte 7. Die Anschlußstifte 5 des Schalters 1 sind durch die Leiterplatte 7 hindurchgeführt und treten an deren Unterseite heraus, wo sie zum Beispiel mit einem Magnetventil 12, einem Motor 13 oder aber auch einem Temperatursensor 14 verbunden werden können. In der Leiterplatte 7 werden die Schalterkontakte abgegriffen. Die Signalzustände der Schalterkontakte werden über ein Input-Interface 15 dem Mikrocontroller 9 zugeführt. Über eine Eingabe- Ausgabeschnittstelle 8, die als serielles Interface bzw. als Bus-System wie zum Beispiel LSB, CAN, ASI ausgebildet sein kann, ist der Mikrocontroller mit der elektronischen Umgebung, insbesondere mit einer übergeordneten Steuerung verbindbar. Zum einen kann über die Schnittstelle 8 eine Signalübertragung von dem Mikrocontroller 9 zu der übergeordneten Steuerung erfolgen. Es kann jedoch auch von der übergeordneten Steuerung ganze Software in den Mikrocontroller 9 eingespielt werden, so daß dieser entsprechende Algorithmen abarbeiten kann.Figure 2 illustrates the connection of a button or switch 1 to the circuit board 7. The connection pins 5 of the switch 1 are led through the circuit board 7 and emerge from the underside, where they can be connected to a solenoid valve 12, a motor 13 or a temperature sensor 14, for example. The switch contacts are tapped in the circuit board 7. The signal states of the switch contacts are fed to the microcontroller 9 via an input interface 15. The microcontroller can be connected to the electronic environment, in particular to a higher-level control, via an input/output interface 8, which can be designed as a serial interface or as a bus system such as LSB, CAN, ASI. On the one hand, a signal can be transmitted from the microcontroller 9 to the higher-level control via the interface 8. However, entire software can also be loaded into the microcontroller 9 from the higher-level control so that it can process corresponding algorithms.

Der Mikrocontroller 9 ist über Leistungsschalter 10 mit den Schalterkontakten des Schalters 1 verbindbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erster Leistungsschalter 10a über einen entsprechenden Schalterkontakt auf die in den Schalter 1 integrierte Lampe 11 geschaltet, so daß der Mikrocontroller die Lampe 11 hell bzw. dunkel schalten kann. Ein zweiter Leistungsschalter 10b ist auf den Schalterkontakt des Schalters 1 geschaltet, der ein Magnetventil 16 schaltet (vgl. Figur 2). Das Magnetventil 16 ist dementsprechend über den Mikrocontroller 9 schaltbar.The microcontroller 9 can be connected to the switch contacts of the switch 1 via a power switch 10. In the embodiment shown, a first power switch 10a is connected to the lamp 11 integrated in the switch 1 via a corresponding switch contact, so that the microcontroller can switch the lamp 11 on or off. A second power switch 10b is connected to the switch contact of the switch 1, which switches a solenoid valve 16 (see Figure 2). The solenoid valve 16 can be switched accordingly via the microcontroller 9.

Wie Figur 2 verdeutlicht, können die Schalterkontakte auch zum Anschluß von Sensoren verwendet werden. Im gezeigten Fall ist der Temperatursensor 14 angeschlossen, dessen Signal über das Input-Interface 15 dem Mikrocontroller 9 zugeführt wird.As Figure 2 shows, the switch contacts can also be used to connect sensors. In the case shown, the temperature sensor 14 is connected, the signal of which is fed to the microcontroller 9 via the input interface 15.

Bei der gezeigten Schaltergruppe können an sich herkömmliche und beliebige Schalter 1 in Doppelfunktion verwendet werden. Durch die durch die Leiterplatte 7 hindurchgeführten Schalterkontakte kann der entsprechende Schalter 1 herkömmlich 1:1, d.h. unmittelbar schalten. Die Kontaktstifte des Schalters 1 können unmittelbar entsprechende Funktionen schalten. Zum anderen werden in der Leiterplatte 7 die Schalterkontakte 5 abgegriffen, so daß einzelne der Ausgänge mit einem entsprechenden Algorithmus, der im MikroController 9 der Leiterplatte 7 abgespeichert ist, geschaltet werden können. Auf diese Weise kann zum Beispiel der Temperatursensor 14 angeschlossen werden, so daß in Abhängigkeit dessen Sensorsignales eine Schaltung bewirkt werden kann. Dies kann über die Leistungsschalter 10 erreicht werden, die entsprechende Schaltsignale auf Kontaktstifte 5 bzw. deren Durchführung übertragen.In the switch group shown, conventional and any switches 1 can be used in a dual function. The switch contacts that pass through the circuit board 7 allow the corresponding switch 1 to switch 1:1, i.e. directly. The contact pins of the switch 1 can switch corresponding functions directly. On the other hand, the switch contacts 5 are tapped in the circuit board 7 so that individual outputs can be switched using a corresponding algorithm that is stored in the microcontroller 9 of the circuit board 7. In this way, for example, the temperature sensor 14 can be connected so that a switch can be made depending on its sensor signal. This can be achieved using the power switches 10, which transmit corresponding switching signals to the contact pins 5 or their feedthrough.

Der im Schaltbild gezeigte Schalter 1 kann ein Folienschalter sein. Er kann allgemein ein beliebiger mechanischer Schalter, aber auch ein elektronischer Schalter sein.The switch 1 shown in the circuit diagram can be a membrane switch. It can generally be any mechanical switch, but also an electronic switch.

Claims

1. Switch group, with a circuit board ( 7 ) and several pressure-operated switches ( 1 ) or buttons, each of which has at least two and preferably up to ten connection pins which can be inserted as contact pins via a base or directly into the circuit board for connection to mating contacts, characterized in that the circuit board ( 7 ) is a card provided with electronic circuits and/or a microprocessor (a) with associated electronic circuits with a serial interface or a bus system via which the switching signals can be output.

2. Switch group according to claim 1, characterized in that the card is provided with an input ( 8 ) for returned signals and/or data.

3. Switch group according to claim 1 or 2, characterized in that the card is provided with a power supply for lamps ( 11 ) for illuminating the pressing surfaces of the switches, which is controlled by the electronic circuits and/or the microcontroller (a).

4. Switch group according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connection pins of the individual switches penetrate and project beyond the card.

5. Switch group according to one of the preceding claims, wherein the circuit board ( 7 ) has one or more power switches ( 10 ) which can be connected to the connection pins of the switches and via which switching signals can be transmitted from the electronic circuits and/or the microcontroller ( 9 ) to the connection pins.