ES2286283T3 - Teclado para maquinas de venta de productos. - Google Patents
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Abstract
Un teclado para máquinas de venta de productos, caracterizado porque comprende una matriz de sensores de proximidad capacitivos, cada uno de los cuales está constituido por una pareja de láminas translúcidas (3''-3'''') que forman el emisor y receptor del respectivo sensor, en el que dichas láminas (3''-3'''') están conectadas a un circuito impreso (4) dispuesto adyacente a la superficie posterior de un panel frontal y transparente (1), y en el que las etiquetas de producto (2) y de precio (2'') están colocadas entre dicho panel frontal y transparente (1) y dichas láminas (3''-3'''') y en el que el circuito impreso (4) tiene ventanas (7) para el paso de luz emitida por fuentes de iluminación (8) situadas detrás de dicho circuito impreso (4), pasando las láminas translúcidas (3''-3'''') e iluminando el frontal del teclado.
Description
Teclado para máquinas de venta de productos.
Esta invención se refiere a un teclado para
máquinas de venta de productos, en adelante denominadas máquinas de
"vending", que incorporan una serie de teclas o pulsadores cuya
actuación manual lleva consigo la actuación de los mecanismos
correspondientes mediante los que se dispensa el producto
seleccionado, es decir el mostrado en la tecla o pulsador que ha
sido accionado.
Es objetivo de la invención proporcionar un
teclado para el tipo de máquinas referido con anterioridad, que se
basa en una matriz de sensores de proximidad en los que el emisor y
receptor de cada sensor está determinado por láminas de film
translúcido conectadas eléctricamente a un circuito impreso con los
componentes electrónicos que permitan detectar la presencia del
dedo del usuario, todo ello de manera tal que mediante una fuente de
iluminación dispuesta por detrás del circuito impreso se
proporciona la oportuna iluminación del frente del panel, viéndose
el teclado desde el exterior.
Las máquinas de vending dispensan artículos o
productos tales como botes de bebida, productos comestibles, etc.,
de manera que puedan funcionar solas y sin necesidad de un empleado,
estando expuestas a usuarios que a veces realizan actos de
vandalismo sobre la propia máquina, pasando por intentos de fraude y
robos más o menos sofisticados, produciéndose así mismo derrames de
líquidos por un mal uso o actos de gamberrismo que conlleva la
correspondiente suciedad de los teclados o pulsadores.
Este tipo de máquinas deben hacer una publicidad
directa del producto que se vende, por lo que deben ser atractivas
visualmente y con una buena iluminación de los logotipos o etiquetas
de los productos en venta.
Igualmente, es interesante que los teclados se
puedan configurar a medida de clientes especiales (grandes
distribuidores), cambiando el número y tamaño de las teclas sin
tener que realizar inversiones muy grandes en útiles de
fabricación, concretamente en troqueles o moldes.
Los problemas fundamentales que presentan este
tipo de máquinas conciernen a las teclas de selección de los
productos, así como a las pantallas de información de precios,
crédito, etc., existiendo varias soluciones para paliar o
solucionar esa problemática.
Concretamente, las máquinas de vending incluyen
unos teclados electromecánicos que pueden estar formados por
pulsadores soldados sobre un circuito impreso, o bien mediante
teclas de silicona que cierran contactos en un circuito impreso,
incluso con teclados de membrana.
Cuando se utilizan pulsadores soldados sobre
circuito impreso, es necesario un botón externo que presione al
pulsador, lo que obliga a inversiones en moldes de piezas de
plástico que no se pueden modificar fácilmente, existiendo además
problemas de estanqueidad y problemas de suciedad en las ranuras de
las teclas.
Cuando se utilizan teclas de silicona, si bien
supone una solución muy económica, presenta también inconvenientes
como los referidos con anterioridad.
La utilización de teclados de membrana presenta
determinadas ventajas tales como su óptima estanqueidad y facilidad
de limpieza, aunque presentan el inconveniente de que son poco
resistentes ante actos de vandalismo, pudiéndose quemar o rasgar
con bastante facilidad.
Por otro lado, en electrodomésticos,
concretamente en vitrocerámicas, se conocen teclados con sensores de
proximidad en cada tecla, y cuyos sensores pueden ser de reflexión
de luz infrarroja o sensores de perturbación de campo eléctrico,
también llamados en este último caso, capacitivos.
Son conocidas las ventajas de los sensores de
perturbación de campo eléctrico, aunque esas ventajas son válidas
para el tipo de electrodoméstico anteriormente referido, mientras
que en su aplicación sobre máquinas de vending presentan varias
limitaciones o inconvenientes entre los que se pueden citar los
siguientes:
- -
- El espesor máximo del panel a través del que se detecta un dedo es muy pequeño, con lo que el alcance de detección es reducido.
- -
- Ante un cambio de las condiciones ambientales de temperatura y humedad, la lectura varía, con los problemas e inconvenientes que ello supone.
- -
- En determinados casos la lectura en algunos tipos de sensores se ve afectada por la puesta en tierra de la máquina y por el aislamiento entre el usuario y la tierra eléctrica (suelos y zapatos aislantes disminuyen la efectividad del sensor).
- -
- No es posible la iluminación desde la parte posterior de las etiquetas de productos y precios.
La patente US-5.239.152 se
refiere a un panel de sensor táctil con modo gráfico oculto que no
está relacionado con el objeto reivindicado.
La presente invención se refiere a un teclado de
máquina de vending tal como se define en la reivindicación
independiente adjunta.
El teclado que se preconiza, ha sido concebido
para resolver la problemática anteriormente expuesta, pudiendo ser
aplicado con total eficacia en máquinas vending que es para lo que
ha sido previsto el teclado en cuestión.
Más concretamente, el teclado de la invención,
basándose en la detección de la perturbación de campo eléctrico
producida por el cuerpo humano, siendo el funcionamiento de tipo
capacitivo, comprende una matriz de sensores de proximidad, uno
para cada función o tecla prevista en la máquina, incorporando cada
sensor unas láminas de film translúcido y de naturaleza conductora
que quedan situadas por detrás del frontal de vidrio o plástico
transparente de la máquina y en conexión con un circuito impreso
situado por detrás, soportando éste los correspondientes
componentes electrónicos para el correcto funcionamiento del
conjunto.
Los componentes electrónicos forman un circuito
diseñado especialmente para conseguir una gran sensibilidad de la
detección y una autocalibración del sistema que lo hace inmune a la
variación de las condiciones.
El teclado se complementará además con unas
fuentes de iluminación dispuestas detrás del circuito impreso y que
atraviesan las láminas de film traslúcido, viéndose desde el
exterior del teclado, previéndose para ello ventanas en el
correspondiente circuito impreso para que a través de ellas pueda
pasar la luz emitida por esas fuentes de iluminación y alcanzar, a
través de las láminas de film traslúcido, la parte frontal, o lo
que es lo mismo el panel transparente previsto frontalmente, que
será de gran espesor para proporcionar una buena protección contra
factores externos y efectos vandálicos.
Cada uno de los sensores de proximidad
establecidos en la matriz de sensores, tendrá la medida concreta de
las etiquetas estándar empleadas en máquinas vending, para mostrar
productos en venta, de forma que el usuario hace la selección
colocando el dedo sobre el panel, concretamente en la zona de la
etiqueta del producto, aunque pueden realizarse teclas de formas y
tamaños muy variados con la misma estructura base.
En cualquier caso, las láminas constitutivas del
emisor y receptor de cada sensor podrían estar incluidas en el
propio circuito impreso que, en este caso, no estaría afectado de
ventanas ya que la luz emitida por las fuentes de iluminación
incidiría directamente sobre las láminas del emisor y receptor.
También podrían trabajar conjuntamente sí,
mediante programación, varios sensores de la matriz, actuando así
como un único elemento. Esto permitiría por ejemplo realizar
teclados de etiquetas de diferentes dimensiones con el mismo soporte
físico.
El circuito electrónico de detección o presencia
del dedo, está formado por un microprocesador conectado a unas
resistencias, amplificadores y comparador, en paralelo con un
condensador de referencia, de manera que ese circuito de detección
trata al emisor y receptor que componen el sensor como un
condensador de capacidad variable, de manera que la variación de
dicha capacidad se establecerá al cambiar el dieléctrico que lo
rodea, como sucede cuando se aproxima el dedo a un elemento que
modifique el campo eléctrico.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante
de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en sección
esquemática del panel frontal en el que está establecida la matriz
de sensores de proximidad objeto de la invención.
La figura 2.- Muestra una vista ampliada y en
sección de la realización de un sensor de proximidad, realizado de
acuerdo con el objeto de la invención.
La figura 3.- Muestra, finalmente, el esquema
correspondiente al circuito electrónico de detección de proximidad
del dedo.
A la vista de las figuras reseñadas puede
observarse como el teclado para máquinas de vending objeto de la
invención, incluye una matriz de sensores de proximidad que
detectarán la variación del campo eléctrico generada al aproximar
el dedo al correspondiente panel frontal y transparente (1), que es
de notable grosor, tras el cual van dispuestas las etiquetas de
producto (2) y de precio (2'), y tras éstas un film traslúcido (3)
formando el emisor y receptor, sobre un circuito impreso (4) que
soporta los componentes electrónicos, y el circuito de detección
entre el panel transparente (1) y el circuito impreso (4)
representado en la figura 3.
En la forma concreta representada en la figura 2
se deja ver lo que sería la constitución de un sensor de
proximidad, situado detrás del grueso panel frontal y traslúcido
(1), en donde el emisor y receptor están formados por las láminas
traslúcidas (3') y (3'') cuyas medidas se corresponderán con las de
la etiqueta del producto utilizado en este tipo de máquina vending,
etiquetas (2) y (2') que quedarán situadas entre esas láminas o
film de material traslúcido (3'-3'') y la cara
posterior del grueso panel frontal (1).
Las comentadas láminas o film
(3'-3''), que son conductoras, están eléctricamente
conectadas al circuito impreso (4), a través de zonas conductoras
(5) y porciones de pegamento conductor (6), tal y como se representa
en la figura 2.
El circuito impreso (4) está afectado de
ventanas (7) para permitir el paso de la luz emitida por una fuente
de iluminación (8), como se representa en la figura 1, para poder
iluminar, a través de las láminas o film traslúcido
(3'-3''), la parte frontal del sensor, o lo que es
lo mismo las etiquetas (2) y (2') situadas frontalmente.
El circuito de detección de presencia del dedo
(9) ante el panel frontal (1), es el representado en la figura 3,
circuito que trata al emisor y receptor formado por los film o
láminas traslúcidas (3'-3'') constitutivos del
propio sensor, como un condensador de capacidad variable
referenciado con (10) en esa figura 3, el cual está formado por un
área conductora rodeada por una espira (11) también conductora, de
manera tal que las dimensiones de ese sensor pueden corresponderse
con las de la etiqueta estándar de las máquinas de vending, aunque
pueden hacerse sensores de distintos tamaños y formas.
En cualquier caso, la capacidad de ese
condensador (10) varía al cambiar el dieléctrico que lo rodea, como
sucede cuando se aproxima el dedo o algún elemento que modifique el
campo eléctrico, estableciéndose la medida de la capacidad mediante
el circuito mostrado en la figura 3, el cual incluye un
microprocesador (12), una pareja de amplificadores (13) y (13'), un
comparador (14), así como las resistencias (R1, R2) y condensador
de referencia (C), todo ello de manera que el sensor (10) se carga
con cada impulso (15) que recibe, descargándose a continuación a
través de la resistencia (R1).
Mientras dura la descarga del sensor (10) a
través de la resistencia (R1), se realiza la carga del condensador
de referencia (C), a través de la resistencia (R2), de manera que el
tiempo de carga de ese condensador (C) en cada impulso dependerá de
la capacidad del sensor (10).
Al acercar el dedo (9) al sensor, la capacidad
de éste aumenta y los tiempos de carga del condensador (C) son más
largos, alcanzando el nivel de carga programado con un número de
impulsos menores.
Los impulsos (15) son enviados al sensor (10)
desde el microprocesador (12), de manera que a medida que se
reciben los impulsos el condensador (C) se va cargando como se ha
dicho con anterioridad, hasta que se alcanza un nivel de tensión
determinado en el comparador (14), recibiéndose la señal obtenida en
el microprocesador (12), todo ello de manera tal que el número de
impulsos enviados por este último, hasta obtener la señal de
"condensador cargado", es el dato que permite detectar con
precisión la aproximación del dedo al sensor.
El número de impulsos enviado a cada sensor,
hasta que se recibe la señal del comparador (14), recibe a
continuación un tratamiento matemático que permite calcular las
variaciones producidas entre la última lectura y una media
aritmética ponderada de las lecturas anteriores, y cuya media
ponderada va variando de forma continua, adaptándose lentamente a
los cambios del sistema debidos a variaciones de temperatura,
humedad, cambios de etiquetas, etc., pudiéndose considerar por lo
tanto que el sistema se autocalibra compensando automáticamente las
variaciones al cabo de un cierto tiempo.
Finalmente, decir que el ajuste se realiza a
diferente velocidad cuando la señal recibida aumenta o disminuye,
de forma que la variación producida al dejar un dedo apoyado sobre
una tecla o sensor, se compensa más lentamente que la variación
producida al retirar el dedo, lo cual tiene su importancia puesto
que combina una máxima sensibilidad con un tiempo de ajuste
producido.
Entre las ventajas y mejoras que supone el
teclado descrito, pueden citarse como más importantes las
siguientes:
1.- Se consigue un teclado sin contacto físico,
y por lo tanto sin desgaste de piezas móviles o contactos
eléctricos.
2.- Facilidad de limpieza del panel frontal, ya
que es un panel liso de vidrio o metacrilato transparente sin
obstáculos.
3.- Robustez del sistema frente a vandalismo, ya
que el único elemento accesible es el panel frontal y éste es
grueso y resistente.
4.- Versatilidad para cambiar distribuciones de
tamaño de tecla sin necesidad de modificar moldes ni troqueles,
siendo necesario únicamente diseñar un circuito impreso nuevo.
5.- Posibilidad de iluminar el teclado y las
correspondientes etiquetas de productos o precios asociadas a los
pulsadores, desde la parte posterior, en virtud de la transparencia
de los elementos traslúcidos que constituyen los film o láminas
conductoras constitutivas del emisor y receptor de sensor.
6.- Lecturas fiables, en virtud de que la
captación es insensible a las condiciones ambientales de temperatura
y humedad, como consecuencia de la especial constitución del
circuito de detección.
Claims (5)
1. Un teclado para máquinas de venta de
productos, caracterizado porque comprende una matriz de
sensores de proximidad capacitivos, cada uno de los cuales está
constituido por una pareja de láminas translúcidas
(3'-3'') que forman el emisor y receptor del
respectivo sensor, en el que dichas láminas (3'-3'')
están conectadas a un circuito impreso (4) dispuesto adyacente a la
superficie posterior de un panel frontal y transparente (1), y en
el que las etiquetas de producto (2) y de precio (2') están
colocadas entre dicho panel frontal y transparente (1) y dichas
láminas (3'-3'') y en el que el circuito impreso (4)
tiene ventanas (7) para el paso de luz emitida por fuentes de
iluminación (8) situadas detrás de dicho circuito impreso (4),
pasando las láminas translúcidas (3'-3'') e
iluminando el frontal del teclado.
2. El teclado para máquinas de venta de
productos según la reivindicación 1, caracterizado porque las
láminas translúcidas (3'-3'') que forman el emisor
y receptor de cada sensor están conectadas eléctricamente con el
circuito impreso (4) a través de zonas conductoras (5) y porciones
de pegamento conductor (6).
3. El teclado para máquinas de venta según la
reivindicación 1, caracterizado porque las láminas
(3'-3'') que forman el emisor y receptor de cada
sensor están incluidas en el circuito impreso (4) que en este caso
no tiene ventanas (7).
4. El teclado para máquinas de venta de
productos según la reivindicación 1, caracterizado porque
varios sensores de la matriz funcionan conjuntamente medio de un
programa, actuando como si de un solo elemento se tratase,
permitiendo así realizar teclados de etiquetas de diferentes
dimensiones con el mismo soporte físico.
5. El teclado para máquinas de venta de
productos según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el circuito impreso (4) incluye un
circuito electrónico de detección de proximidad de un dedo (9)
mediante el que se activa cada sensor, comprendiendo dicho circuito
electrónico un microprocesador (12), una pareja de amplificadores
(13) y (13'), una resistencia de descarga (R1) y una resistencia de
carga (R2) de un condensador de referencia (C) conectado entre
dicha resistencia (R2) y un comparador (14) conectado al
microprocesador (12), de manera que los impulsos (15) que se envíen
al correspondiente sensor (10) conectado al circuito electrónico
producen la carga del condensador de referencia (C) hasta un nivel
de tensión fijado por el comparador (14), recibiéndose la señal
obtenida en el microprocesador (12), el cual envía impulsos hasta
obtener la señal de "condensador cargado" cuyo dato permite
detectar con precisión la aproximación de un dedo (9) hacia el
sensor (10).
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