(57)【要約】【課題】簡単な構造のスイッチを使用して、複数のスイッチのオンオフをひとつの入力端子の安価なマイコンで検出する。全てのスイッチのオンオフを独立して検出する。【解決手段】複数のスイッチのオンオフ検出回路は、複数のスイッチ１と、各々のスイッチ１のオンオフを”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”の信号に変換する変換回路３と、変換回路３の出力に接続されて、変換回路３から出力される”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ４と、このＤ／Ａコンバータ４から出力されるアナログ信号を単一の入力端子６に入力するマイコン２とを備える。マイコン２は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５を備え、入力されるアナログ信号をＡ／Ｄコンバータ５でデジタル信号に変換し、デジタル信号から各々のスイッチ１のオンオフを検出する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチ(1)と、各々のスイッチ(1)のオンオフを”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”の信号に変換する変換回路(3)と、変換回路(3)の出力に接続されて、変換回路(3)から出力される”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ(4)と、このＤ／Ａコンバータ(4)から出力されるアナログ信号を単一の入力端子(6)に入力するマイコン(2)とを備え、
マイコン(2)は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ(5)を備え、入力されるアナログ信号をＡ／Ｄコンバータ(5)でデジタル信号に変換し、デジタル信号から各々のスイッチ(1)のオンオフを検出するようにしてなる複数のスイッチのオンオフ検出回路。
【請求項２】
スイッチ(1)が８個以下で、Ｄ／Ａコンバータ(4)とＡ／Ｄコンバータ(5)が８ビットのコンバータである請求項１に記載される複数のスイッチのオンオフ検出回路。
【請求項３】
変換回路(3)が各々のスイッチ(1)と直列に接続している電流制限抵抗(7)と、スイッチ(1)と電流制限抵抗(7)の直列回路を接続している電源(8)と、スイッチ(1)と電流制限抵抗(7)との接続点(9)から、スイッチ(1)のオンとオフで”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”を出力する請求項１に記載される複数のスイッチのオンオフ検出回路。
【請求項４】
Ｄ／Ａコンバータ(4)が、スイッチ(1)の個数よりもひとつ少ない直列抵抗(11)と、この直列抵抗(11)の２倍の電気抵抗の終端抵抗(12)とを直列に接続している直列回路と、各々の直列抵抗(11)の接続点(14)と、直列抵抗(11)と終端抵抗(12)との接続点(14)に一端を接続して他端を入力端子とすると共に、電気抵抗を直列抵抗(11)の２倍としている入力抵抗(13)とを備える請求項１に記載される複数のスイッチのオンオフ検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスイッチのオンオフを検出する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数のスイッチを装備する電気機器は、各々のスイッチのオンオフを検出して、スイッチに対応した動作をさせている。このことを実現する回路を図１ないし図３に示す。図１の検出回路は、各々のスイッチ１と直列に電流制限抵抗７を接続して、電流制限抵抗７とスイッチ１との接続点９の電圧をマイコン２の入力端子６に入力している。この検出回路は、スイッチ１がオンになるとマイコン２の入力端子６の電圧が”Ｌｏｗ”となり、スイッチ１がオフになると入力端子６の電圧は”Ｈｉｇｈ”となる。したがって、マイコン２は、入力端子６に入力される電圧の”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”を検出して、スイッチ１のオンオフを検出できる。この回路は、マイコンの入力端子をスイッチの個数とする必要がある。このため、マイコンに多数の入力端子を装備する高価なものを使用する必要があり、部品コストが高くなる。
【０００３】
図２の検出回路は、図１の回路に比較してマイコン２の入力端子６の個数を少なくできる。ただ、この検出回路も８個のスイッチ１のオンオフを検出するために、６つの入力端子６を必要とする。このため、単一の入力端子のマイコンで、全てのスイッチのオンオフを検出できない。
【０００４】
図３の検出回路は、ひとつの入力端子６でふたつのスイッチ１のオンオフを検出できる。このため、マイコン２に単一の入力端子６を有する安価なものを使用できる。ただ、この検出回路は、多数のスイッチのオンオフを検出することが難しく、現実には、図に示すように、２個のスイッチのオンオフを検出できる程度にすぎない。それは、多数のスイッチをオンオフにする全ての状態において、出力電圧を異なる電圧とするのが難しいからである。また、スイッチの数が多くなると、オンオフの状態が異なるときに、マイコンの入力端子に入力される電圧の差が極めて小さくなることも、多数のスイッチのオンオフを検出するのを難しくする。
【０００５】
以上の欠点を解消する検出回路として、多数のスイッチのオンオフを少ない入力端子のマイコンで検出する回路が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−５１７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の公報に記載される検出回路は、図４に示すように、１６個のスイッチ１のオンオフを、２つの入力端子６のマイコン２で検出する。この検出回路は、マイコンの入力端子を少なくして、多数のスイッチのオンオフを検出できる。しかしながら、この検出回路は、ひとつのスイッチがオンに切り換えられたことを検出できるが、複数のスイッチが同時にオンになるときに、オンになった全てのスイッチを検出できない。また、スイッチが、３接点の複雑な構造となるので、特別に設計された専用のスイッチを使用する必要がある。このため、スイッチのコストが高くなる。また、スイッチは接点数が多くなると接触不良が発生しやすいので、３接点のスイッチは、接触不良による故障が発生しやすい欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造のスイッチを使用し、さらに、複数のスイッチのオンオフをひとつの入力端子の安価なマイコンで検出でき、しかも全てのスイッチのオンオフを独立して検出できる複数のスイッチのオンオフ検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複数のスイッチのオンオフ検出回路は、複数のスイッチ１と、各々のスイッチ１のオンオフを”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”の信号に変換する変換回路３と、変換回路３の出力に接続されて、変換回路３から出力される”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ４と、このＤ／Ａコンバータ４から出力されるアナログ信号を単一の入力端子６に入力するマイコン２とを備える。マイコン２は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５を備え、入力されるアナログ信号をＡ／Ｄコンバータ５でデジタル信号に変換し、デジタル信号から各々のスイッチ１のオンオフを検出する。
【０００９】
本発明の複数のスイッチのオンオフ検出回路は、スイッチ１を８個以下として、Ｄ／Ａコンバータ４とＡ／Ｄコンバータ５を８ビットのコンバータとすることができる。
【００１０】
変換回路３は、各々のスイッチ１と直列に接続している電流制限抵抗７と、スイッチ１と電流制限抵抗７の直列回路を接続している電源８とを備え、スイッチ１と電流制限抵抗７との接続点９から、スイッチ１のオンとオフで”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”を出力することができる。
【００１１】
Ｄ／Ａコンバータ４は、スイッチ１の個数よりもひとつ少ない直列抵抗１１と、この直列抵抗１１の２倍の電気抵抗の終端抵抗１２とを直列に接続している直列回路と、各々の直列抵抗１１の接続点１４と、直列抵抗１１と終端抵抗１２との接続点１４に一端を接続して他端を入力端子とすると共に、電気抵抗を直列抵抗１１の２倍としている入力抵抗１３とを備えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスイッチのオンオフ検出回路は、簡単な構造のスイッチを使用して、複数のスイッチのオンオフを、ひとつの入力端子の安価なマイコンで検出できる特徴がある。それは、本発明の検出回路が、各々のスイッチのオンオフを”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”のデジタル信号に変換し、”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”のデジタル信号をＤ／Ａコンバータでアナログ信号に変換してマイコンに入力し、マイコンのＡ／Ｄコンバータで”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”のデジタル信号に復元して、スイッチのオンオフを検出するからである。
たとえば、８個のスイッチのオンオフは、８ビットのデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、８ビットのＤ／Ａコンバータを使用して、アナログ信号に変換される。８個のスイッチのオンオフは２５６通りの組合せがある。スイッチのオンオフから変換された８ビットのデジタル信号も、２５６通りの信号となる。このデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に変換されて、２５６段階のアナログ信号となってマイコンに入力される。マイコンは内蔵しているＡ／Ｄコンバータで、２５６段階のアナログ信号から、２５６通りのデジタル信号を復元して、スイッチのオンオフを検出する。
Ａ／Ｄコンバータを内蔵する１チップマイコンは、安価な規格品として多種類のものが市販されており、また、Ｄ／Ａコンバータの回路構成は簡単で、規格品としても市販されている。このため、本発明の検出回路は、極めて簡単な回路構成としながら、安価に多量生産できる特徴がある。
【００１３】
また、本発明は、多数のスイッチのオンオフを簡単な回路で正確に検出できる特徴もある。それは、複数のスイッチのオンオフからなる”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”とからなるデジタル信号を、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に変換するので、スイッチのオンオフの変化を、等差級数の電圧等のアナログ信号に変換できるからである。たとえば、８個のスイッチのオンオフの組合せは２５６通りもあるので、アナログ信号の電圧差は小さくなる。このため、アナログ信号の電圧差が一定でないと正確なデジタル信号に復元できなくなるが、本発明の検出回路はスイッチのオンオフの変化に対する電圧差を一定にできるので、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して正確にスイッチのオンオフに復元できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための複数のスイッチのオンオフ検出回路を例示するものであって、本発明はスイッチのオンオフ検出回路を以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
図５に示す複数のスイッチのオンオフ検出回路は、複数のスイッチ１と、各々のスイッチ１のオンオフを”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”の信号に変換する変換回路３と、変換回路３の出力に接続されて、変換回路３から出力される”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ４と、このＤ／Ａコンバータ４から出力されるアナログ信号を単一の入力に入力するマイコン２とを備える。
【００１７】
図の検出回路は、８個のスイッチ１を備えるが、スイッチは７個以下、あるいは９個以上とすることができる。ただ、多用される安価なマイコンは内蔵するＡ／Ｄコンバータを８ビット又は１０ビットとするので、本発明の検出回路は、８個以下、または１０個以下のスイッチのオンオフを検出するのに適している。さらに、本発明の検出回路は、スイッチの個数が多くなると、正確にスイッチのオンオフを検出するのが雑音や誤差によって難しくなる。このことからも、本発明の検出回路は、１０個以下のスイッチのオンオフの検出に適している。スイッチの個数が多くなると、デジタル信号のビット数が多くなり、１ビットの分解能が小さくなるからである。
【００１８】
図の変換回路３は、各々のスイッチ１と直列に接続している電流制限抵抗７と、スイッチ１と電流制限抵抗７の直列回路を接続している電源８と、スイッチ１と電流制限抵抗７との接続点９から、スイッチ１のオンとオフで”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”を出力する。この変換回路３は、スイッチ１がオフで”Ｈｉｇｈ”、オンで”Ｌｏｗ”を出力する。
【００１９】
電流制限抵抗７は、スイッチ１がオンの状態でスイッチ１に流れる電流を制限する。電流制限抵抗７は、１〜１００ｋΩの電気抵抗とされるが、電気抵抗を大きくしてスイッチ１のオン電流を小さくできる。電流制限抵抗７は、一端を電源８に、他端をスイッチ１を介してアースに接続している。
【００２０】
この変換回路３は、スイッチ１をオフにすると、スイッチ１の両端の電圧が電源電圧となり、電流制限抵抗７とスイッチ１の接続点９から”Ｈｉｇｈ”を出力する。スイッチ１がオンになると、スイッチ両端の電圧が０Ｖとなるので、”Ｌｏｗ”が出力される。
【００２１】
Ｄ／Ａコンバータ４は、入力側にバッファアンプ１０を接続している。バッファアンプ１０は、大きい入力インピーダンスと小さい出力インピーダンスのアンプである。バッファアンプ１０は、電圧増幅することなく、安定して”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”信号を、変換回路３から次の段に伝送する。バッファアンプ１０は、入力される信号を増幅することもでき、また反転して出力することもできる。ただ、Ｄ／Ａコンバータは、必ずしも入力側にバッファアンプを設ける必要はない。
【００２２】
さらに、図のＤ／Ａコンバータ４は、スイッチ１の個数よりもひとつ少ない直列抵抗１１と、この直列抵抗１１の２倍の電気抵抗の終端抵抗１２とを直列に接続している直列回路と、各々の直列抵抗１１の接続点１４と、直列抵抗１１と終端抵抗１２との接続点１４に一端を接続して他端を入力端子としている入力抵抗１３とを備える。入力抵抗１３は、直列抵抗１１の２倍の電気抵抗としている。直列抵抗１１の電気抵抗は１０ｋΩ、終端抵抗１２と入力抵抗１３の電気抵抗は２０ｋΩに設定される。ただし、直列抵抗の電気抵抗も１〜１００ｋΩの範囲とすることができる。
【００２３】
このＤ／Ａコンバータ４は、各スイッチ１のオンオフによって変換回路３から出力され、Ｄ／Ａコンバータ４に入力される８ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。表１は、入力される８ビットのデジタル信号から出力されるアナログ信号の電圧値を示している。この表に示すように、スイッチ１のオンオフを切り換えて、電圧差を０．０２Ｖとするアナログ信号が出力される。ただし、表１は、スイッチ１の”Ｈｉｇｈ”信号を５Ｖとする出力電圧を示している。８個のスイッチ１をオンオフに切り換える組み合せは２５６通りある。８個のスイッチのオンオフに対応して出力される８ビットのデジタル信号は２５６通りある。Ｄ／Ａコンバータ４は、２５６通りのデジタル信号を、２５６段階のアナログ信号に変換して出力する。図のＤ／Ａコンバータ４は、簡単な回路で入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。ただし、本発明は、Ｄ／Ａコンバータを図に示す回路構成に特定しない。Ｄ／Ａコンバータは、現在使用され、あるいはこれから開発される全ての回路構成とすることができる。
【００２４】
【表１】
2006180186.tif 000003
【００２５】
アナログ信号は、電圧の大きさで、２５６段階の組合せを伝送する。したがって、Ｄ／Ａコンバータ４で変換されたアナログ信号は、単一の伝送路でマイコン２に入力される。したがって、スイッチ１のオンオフを特定するアナログ信号は、マイコン２の単一の入力端子６に入力される。
【００２６】
マイコン２は、内蔵するＡ／Ｄコンバータ５で、入力されるアナログ信号をデジタル信号に復元する。復元されたデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ４に入力される８ビットのデジタル信号と同じになる。このデジタル信号は、スイッチ１をオンオフに切り換えて変換されたデジタル信号と同じであるから、このデジタル信号から、８個のスイッチ１のオンオフを特定できる。スイッチ１がオフのときに、デジタル信号は”Ｈｉｇｈ”、オンのときに”Ｌｏｗ”となる。したがって、８ビットのデジタル信号の”Ｈｉｇｈ”と”Ｌｏｗ”は、順番に８個のスイッチ１のオンオフに相当する。したがって、８ビットのデジタル信号から、８個のスイッチ１のそれぞれのオンオフを検出できる。
【００２７】
たとえば、デジタルの”Ｈｉｇｈ”を１、”Ｌｏｗ”を０とするとき、８ビットのデジタル信号が順番に１０１０１０１０であると、スイッチ１は順番に、オフ、オン、オフ、オン、オフ、オン、オフ、オンとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の複数のスイッチのオンオフ検出回路は、たとえば複数のスイッチを有する充電器等の電気機器において、各々のスイッチのオンオフをマイコンに入力して、スイッチから入力される状態で電気機器を動作できる。そして、マイコンは、ひとつの入力端子を有する簡単なもので、複数のスイッチのオンオフを別々に独立して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のスイッチのオンオフ検出回路の一例を示す回路図である。
【図２】従来のスイッチのオンオフ検出回路の他の一例を示す回路図である。
【図３】従来のスイッチのオンオフ検出回路の他の一例を示す回路図である。
【図４】従来のスイッチのオンオフ検出回路の他の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例にかかるスイッチのオンオフ検出回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…スイッチ
２…マイコン
３…変換回路
４…Ｄ／Ａコンバータ
５…Ａ／Ｄコンバータ
６…入力端子
７…電流制限抵抗
８…電源
９…接続点
１０…バッファアンプ
１１…直列抵抗
１２…終端抵抗
１３…入力抵抗
１４…接続点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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