DE1918401A1 - Contact switch with contact pieces made of conductive material - Google Patents

Contact switch with contact pieces made of conductive material

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Description

Berührungsschalter mit Kontakt stücken aus leitendem Ijaterial Die Erfindung bezieht sich auf einen Berührungsschalter mit Kontaktstücken aus leitendem Material, bei dem durch Berühren der Kontakt stücke mit einem menschlichen Finger die Leitfähigkeit der Haut ausgenutzt-wird, einen an den Kontaktstücken angeschlossenen Stromkreis zu schließen. Touch switches with contact pieces made of conductive Ijmaterial Die The invention relates to a touch switch with contact pieces made of conductive Material in which touching the contact pieces with a human finger the conductivity of the skin is used, one connected to the contact pieces Close circuit.

Bei einer bekannten Anordnung nach der DAS 1 271 242 liegt der Tastteil des Berührungsschalters an einer Stromquelle, die mit dem Basis-Emitter-Kreis eines NPN-Transistors in Serie geschaltet ist, dessen Kollektor an der Basis eines Leistungstransistors des Typs PNP angeschlossen ist, dessen Emitter-Kollektor-Kreis seinerseits über eine vorgeschaltete Diode einen Strorn zum Erregen eines den Verbraucierstromkreis schaltenden Relais liefert0 Man muß befürchten, daß eine einwandfreie Befehlseingabe in die Schaltanordnung nicht erfolt, und annehrnen, daß dieser Mangel einer ausreichenden Steuerspannung auf eine Unterschätzung der Spanne des Wertes des Ubergangswiderstandes der menschlichen Haut, der von ihren jeweiligen Zustand und dem Anpreßdruck auf die Kontaktstücke abhängt wnd zwischen o,l und 10 M liegt, zurückzuführen ist.In a known arrangement according to DAS 1 271 242, the probe part is located of the touch switch on a power source connected to the base-emitter circuit of a NPN transistor is connected in series, the collector of which is at the base of a power transistor of the PNP type is connected, its emitter-collector circuit in turn via an upstream diode generates a current to excite the consumer circuit switching relay supplies 0 One must fear that a correct command input in the switching arrangement does not take place, and assume that this deficiency is a sufficient Control voltage to an underestimation of the range of the value of the contact resistance the human skin, depending on its particular condition and the contact pressure on it the contact piece depends on wnd lies between 0.1 and 10 M.

Die Erfindung sieht eine einwandfreie Befehlseingabe an das Relais dadurch vor, daß dem an den Kontakt stücken angeschlossenen Transistor ein zweiter Transistor als Verstärker und diesem ein Schmitt-Trigger mit nachfolgender Zenerdiode nachgeschaltet ist, die über einen Leistungstransistor ein den zu schaltenden Verbraucherstromlcreis schaltendes Relais stauert.The invention provides for proper command input to the relay in that the transistor connected to the contact pieces is a second Transistor as an amplifier and a Schmitt trigger followed by a Zener diode is connected downstream, which is connected via a power transistor to the consumer current circuit to be switched switching relay stagnates.

Der Arbeitspunkt des ersten Transistors ist derart gewählt, daß eine an sehr hohen Widßrstandswerten der die Kontaktstücke berührenden Haut abfallende, sehr geringe Eingangsspannung an der Basis des Transistors ausreicht, diesen sicher durchzuschalten.The operating point of the first transistor is chosen such that a very high resistance values of the skin falling off the contact pieces, very low input voltage at the base of the transistor is sufficient to make it safe to switch through.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird der Berührungsschalter zur Schaltung von Verbraucherstromkreisen von Haus-bzw. Gebäudeinstallationen angewendet, denen auch die Stromversorgung für die Transistoren des Berührungsschalters über einen Transformator und Gleichrichter entnommen wird.According to a further inventive concept, the touch switch for switching consumer circuits of house or. Building installations applied, which also provides the power supply for the transistors of the touch switch a transformer and rectifier is taken.

Um den Installateuren einfache Geräte zum Anschluß an die Leitungen in die Hand zu geben, sind gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken die elektronischen Bauelemente zu einer blockförmigen, giesharzvergossenen Baueinheit, evtl. unter Verwendung von integrierten Schaltkreisen, vereinigt und an einem Tragring für Installationsgeräte befestigt oder mit dem Tragring vergossen in einer Installationsdose unterzubringen und mit an sich bekannten iIitteln, wie Spreizklemmen oder dgl., zu befestigen.To give the installers simple devices for connection to the lines to hand are, according to a further inventive concept, the electronic Components to form a block-shaped, cast resin-encapsulated structural unit, possibly under Use of integrated circuits, combined and on a support ring for installation devices attached or encapsulated with the support ring in an installation box and to be fastened with means known per se, such as expanding clamps or the like.

Das Relais zur Schaltung der Verbraucherstromkreise kann am Giesharzblock befestigt sein.The relay for switching the consumer circuits can be found on the cast resin block be attached.

Zur weiteren Vereinfachung der Geräte ist die Abdeckung der Installationsdose Träger der Kontaktstücke, und die Kontaktstücke und elektronischen Bauelemente sind in der Installationsdose elektrisch durch Steckkontakte oder dgl. miteinander verbunden.To further simplify the devices, the cover of the installation box is Carrier of the contact pieces, and the contact pieces and electronic components are In the installation socket electrically connected to one another by plug contacts or the like.

Die Abdeckung ist rund, quadratisch oder von anderer goometrischer Form, besteht aus einem Duro- oder Thermoplast, und die voneinander isolierten Kontakt stücke in Form konzentrischer Kreisringe oder von ineinandergreifender Gestaltung sind in die Abdeckung eingelegt und befestigt oder in an sich bekannter Weise galvanisch, durch Aufspritzen, Aufdampfen, Aufdrucken oder dgl. aufgetragen.The cover is round, square, or other goometric Form, consists of a thermoset or thermoplastic, and the contact insulated from each other Pieces in the form of concentric circular rings or interlocking designs are placed in the cover and fastened or galvanically in a manner known per se, applied by spraying, vapor deposition, printing or the like.

Damit etwaigen Wunschen nach einer Beleuchtung oder Kontrolle Rechnung getragen wird, ist innerhalb der Installationsdose und unterhalb der transparenten oder mit transparenten Stellen ausgestatteten Abdeckplatte ein Glimm-oder Glühlampenaggregat für eine Kontrolle oder Beleuchtung angeordnet Um auch hier das Gerät einfach zu halten, ist die für die Aufnahme der auswechselbaren Glimm- oder Glühlampe bestirnrnte Fassung und die sinstiger Teile des Glimm- oder Glühlampenaggregates mit der blockförmigen Baueinheit in Block vereinigt.So that any requests for lighting or control bill is worn is inside the installation box and below the transparent one or a cover plate equipped with transparent points, a glow or incandescent lamp unit arranged for a control or lighting To make the device easy to use here too hold, is the one bestirnrnte to accommodate the replaceable glow or incandescent lamp Socket and the sinstiger parts of the glow or incandescent lamp unit with the block-shaped Unit united in block.

Die Bauelemente des Berührungsschalters können mit Installationsdosen für den Aufbau von Unterputz-, Aufputz- und wasserdichten oder wassergeschührten Schaltern verwendet werden, wobei die Anordnung deshalb einfach wird, weil keine beweglichen Teile vorhanden sind.The components of the touch switch can be fitted with installation boxes for the construction of flush-mounted, surface-mounted and watertight or water-protected Switches are used, the arrangement being made simple in that there are none moving parts are present.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung abgebildet.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown.

Die Fig. 1 zeigt ein Schaltbild, die Fig. 2 eisen Schnitt durch eine in einer Unterputzdose installierte Baueinheit, die Fig. 3 eine Draufsicht auf die Baueinheit und die Fig. 4 eine Draufsicht auf eine in einer Abdeckung vereinigte Mehrheit von Berührungsschalten.Fig. 1 shows a circuit diagram, Fig. 2 iron section through a Unit installed in a flush-mounted box, FIG. 3 is a plan view of the Assembly and FIG. 4 is a plan view of a unit combined in a cover Majority of touch switching.

Die Transistoren und ihre Arbeitswiderstände R1 bis R10 liegen sämtlich zwischen dem positiven Pol X und dem negativen Pol Y der Spannungsquelle von z.B. 12 Volt. Zwischen dem Pol X und der Basis des NPN-Transistors T1 liegen die voneinander isolierten Kontaktstücke K, bei deren Bdrühren der ttbergangswi derstand so weit verringert wird, daß das Basispotential so weit ansteigt, daß der in Kollektorschaltung betriebene Transistor T1 durchschaltet. Durch den nun fließenden Emitterstrom erhöht sich der Spannungsabfall an R2. Das Basispotential des NPN-Transistors T2 steigt dadurch an und steuert den Transistor T2 durch. Das nun durch die Verstärkerstufen T1 und T2 verstärkte am Emitter des Transistors T2 zur Verfügung stehende Schaltsignal schaltet den nachfolgenden Schmitt-Trigger.The transistors and their load resistors R1 to R10 are all between the positive pole X and the negative pole Y of the voltage source of e.g. 12 volts. Between the pole X and the base of the NPN transistor T1 are from each other insulated contact pieces K, the contact resistance when they are touched so far is reduced so that the base potential rises so far that the collector circuit operated transistor T1 turns on. Increased by the now flowing emitter current the voltage drop across R2. The base potential of the NPN transistor T2 increases thereby on and controls the transistor T2. Now through the amplifier stages T1 and T2 amplified the switching signal available at the emitter of transistor T2 switches the subsequent Schmitt trigger.

Bei unberührten Kontakt stücken K und damit niedriger Eingangsspannung am Schmitt-Trigger ist der Transistor T3 gesperrt und der Transistor TÄ durchgesteuert. Die Ausgangsspannung am Kollektor T4 beträgt etwa 1 Volto Bei anwachsender Spannung an der Basis des Transistors T3, also dem Eingang des Schmitt-Triggers, ändert sich zunächst nichts. Der Umschaltpunkt wird erst erreicht, wenn die Eingangsspannung an der Basis des Transistors T3 den Spannungsabfall am genannten Emitterwiderstand R7 zuzglich der Schwellspannung des Transistors T3 überschreitet. Dieses ist dadurch gewährleistet, daß der durch Berühren der Kontaktfläche K erzeugte Spannungsabfall durch die Transistoren Tl und T2 verstärkt wird, somit ausreicht, den Schlitt-Tri6-er in seinen anderen Zustand zu bringene Der Transistor T3 beginnt durchzusteuern, das Potential an seinem Kollektor nimmt ab, und der Transistor T4 beginnt zu sperren.With untouched contact pieces K and thus lower input voltage At the Schmitt trigger, the transistor T3 is blocked and the transistor TÄ is turned on. The output voltage at the collector T4 is about 1 volt with increasing voltage at the base of transistor T3, i.e. the input of the Schmitt trigger, changes initially nothing. The switchover point is only reached when the input voltage at the base of transistor T3, the voltage drop across the said emitter resistor R7 plus the threshold voltage of transistor T3 is exceeded. This is through ensures that the voltage drop generated by touching the contact surface K. is amplified by the transistors T1 and T2, so the Schlitt-Tri6-er is sufficient The transistor T3 begins to switch to its other state, the potential at its collector decreases and the transistor T4 begins to block.

Der Strom durch den genannten Emitterwiderstand R7 verringert sich zunächst. Der Spannungsabfall an ihm wird geringer, das bedeutet, daß die Spannung zwischen Basis und Emitter ansteigt.The current through said emitter resistor R7 is reduced first. The voltage drop across it will be less, which means that the voltage increases between base and emitter.

Infolge dieser Mitkopplung setzt ein Kippvorgan ein, nach dessen Ablauf der Transistor T3 durchsteuert und der Transistor T4 gesperrt ist. Das Potential am Kollektor T4 ist nun etwa gleich der Versorgungsspannung0 An dem Kollektor des Transistors T4 ist über eine Zenerdiode Z die Basis des Endtransistors T5 angeschlossen, in dessen ollektorkreis'die Arbeitswicklung eines Stromstoßrelais Str.As a result of this positive coupling, a tilting process begins after it has expired the transistor T3 turns on and the transistor T4 is blocked. The potential at the collector T4 is now approximately equal to the supply voltage0 at the The collector of the transistor T4 is the base of the output transistor via a Zener diode Z. T5 connected, in whose ollektorkreis'die working winding of a current impulse relay St.

liegt. Die Freilaufdiode D sorgt dafür, daß sich beim Sperren des Transistors T5 an der Induktivität der Wicklung des Stromstoßrelais Str. keine Spannungsspitze aufbauen kann, die zur Zerstörung des Transistors T5 führen könnte.lies. The freewheeling diode D ensures that when locking the Transistor T5 at the inductance of the winding of the impulse relay Str. No voltage spike can build up, which could lead to the destruction of the transistor T5.

Die Baueinheit 1 nach den Figuren 2 und 3 enthält sämtliche in der Schaltung 1 gezeigten Schaltelemente mit Ausnahme des den Arbeitsstromlireis schaltenden Relais, also Transistoren, Dioden und Widerstände. Sie ist mit dem Tragring 2 zu einem Giesharzblock vergossen0 Das Relais 3 ist am Giesharzblock 1 mittels einer Schraubverbindung befestigt, um es selbst oder die Baueinheit 1 bei Fehlern in beiden Teilen leicht austauschen zu können. Die Baueinheit 1 ist mit Anschlußllemmen 4 zum Anschluß an die Stromversorgung und mit heraistretenden Drahtenden zum Anschluß an das Relais 3 und dgl. ausgestattet, ferner mit Steckbuchsen 13 und 14.The unit 1 according to Figures 2 and 3 contains all in the Circuit 1 shown switching elements with the exception of the Arbeitsstromlireis switching Relays, i.e. transistors, diodes and resistors. It is closed with the support ring 2 a cast resin block potted 0 The relay 3 is on the cast resin block 1 by means of a Screw connection attached to itself or to the assembly 1 in the event of errors in both Parts can be exchanged easily. The structural unit 1 is provided with connection terminals 4 for connection to the power supply and with protruding wire ends for connection Equipped to the relay 3 and the like, furthermore with sockets 13 and 14.

Das ganze Aggregat kann wie ein Installation sgeräteein satz in eine Unterputzdose 5 eingebracht und ebenso befestigt werden.Like an installation device insert, the entire unit can be integrated into a Flush box 5 introduced and also attached.

Die Unterputzdose 5 ist dann wie üblich mittels einer Abdeckung Ö verkleidet, die mit Schrauben 7 am Giesharzblock 1 befestigt wird; auch eine schraubenlose Befestigung wäre möglich. Die Abdeckung 6 ist Träger der Kontaktplatte, die nach den Figuren 2 und 3 aus einer Kreisplatte als einem Pol, einem Kreisring 9 als zweitem Pol und einem dazwischenliegenden, die Kreisplatte 8 und den Kreisring 9 voneinander isolierenden Kreisring 10 besteht. Beide Pole tragen Steckerstifte 11 und 12, die in Steckbuchsen 13 und 14 der Baueinheit 1 einsetzbar sind.The flush-mounted box 5 is then as usual by means of a cover Ö covered, which is fastened with screws 7 on the cast resin block 1; also a screwless one Attachment would be possible. The cover 6 is the carrier of the contact plate, which according to Figures 2 and 3 from a circular plate as a pole, a circular ring 9 as the second Pole and an intermediate one, the circular plate 8 and the circular ring 9 from each other insulating circular ring 10 consists. Both poles carry connector pins 11 and 12, the can be used in sockets 13 and 14 of the structural unit 1.

Zur Beleuchtung oder als Kontrollampe kann an der Baueinheit 1 eine Fassung 15 für eine Glimm- oder Glühlampe 16 angeordnet sein. Die Abdeckung 6 ist transparent oder kann oberhalb- der Glimm- oder Glühlampe 16 mit einer transparenten Stelle 17 ausgestattet sein.For lighting or as a control lamp, a Socket 15 for a glow or incandescent lamp 16 can be arranged. The cover 6 is transparent or can above the glow or incandescent lamp 16 with a transparent Position 17.

Wie in der Installationstechnik üblich, können nach Figur 4 mehrere Berührungsschalter 18, 19, 2o auch übereinander angeordnet sein und mit einer Abdeckplatte 21 abgedeckt werden.As is customary in installation technology, according to FIG. 4, several Touch switches 18, 19, 2o can also be arranged one above the other and with a cover plate 21 are covered.

Die Kontaktplatte kann sich, wie am Schalter 18 gezeigt, aus mehreren ineinandergreifenden und voneinander isolierten Streifen, die die beiden Pole bilden, zusammensetzen.As shown on switch 18, the contact plate can consist of several interlocking and isolated strips that form the two poles, put together.

Es besteht die iXögliikeit, in gewohnter Weise Schalter und Steckdosen, Taster, usw., in Unterputzdosen mit einer gemeinsamen Abdeckung zu kombinieren.There is the option of using switches and sockets in the usual way, Combine buttons, etc. in flush-mounted boxes with a common cover.

Da der Schalter keinerlei bewegliche Teile, die durch die Abdeckung hindurchreichen, enthält, kann man sämtliche Bauelemente zum Aufbau von wasserdichten bzw. wasssrgeschützten Schaltern in Unterputz- und Aufputzausführung benutzen.Because the switch does not have any moving parts through the cover pass through, you can use all components for building watertight Use or water-protected switches in flush-mounted and surface-mounted versions.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Berührungsschalter mit Kontaktstücken aus leitendem Material, bei deren Berühren durch einen menschlichen Finger der Basis-Emitter-Stromkreis eines Transistors geschlossen wird, der seinerseits eine Schalteranordnung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß dem an den Kontaktstücken (K) angeschlossenen Transistor (T1) ein zweiter Transistor (T2) als Verstärker und diesem ein Schmitt-Trigger (T3, T4> mit nachfolgender Zenerdiode (Z) nachgeschaltet ist, die über einen Leistungstransistor (T5) ein den zu schaltenden Verbraucherstromkreis schaltendes Relais (Str.) steuert.1. Touch switch with contact pieces made of conductive material, at touching them with a human finger of the base-emitter circuit of a Transistor is closed, which in turn controls a switch arrangement, thereby characterized in that the transistor (T1) connected to the contact pieces (K) a second transistor (T2) as an amplifier and this a Schmitt trigger (T3, T4> with a subsequent Zener diode (Z) connected via a power transistor (T5) controls a relay (Str.) That switches the consumer circuit to be switched. 2. Berührungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt des ersten Transistors (T1) derart gewählt ist, daß eine an sehr hohen Widerstandswerten der die Kontaktstücke (K) berührenden Haut abfallende, sehr geringe Eingangsspannung an der Basis des Transistors (T1) ausreicht, diesen sicher durchzuschalten.2. Touch switch according to claim 1, characterized in that the operating point of the first transistor (T1) is chosen such that a very high resistance values of the skin falling off the contact pieces (K), very low input voltage at the base of the transistor (T1) is sufficient to make it safe to switch through. 3. Anwendung des Berührungsschalters nach Anspruch 1 bis 2 zur Schaltung Von Verbraucherstromkreisen der Haus- bzw. Gebäudeinstallationen, denen die Stromversorgung für die Transistoren des Berührungsschalters über einen Transformator und Gleichrichter entnommen wird.3. Application of the touch switch according to claim 1 to 2 for the circuit From consumer circuits of the house or building installations to which the power supply for the transistors of the touch switch via a transformer and rectifier is removed. 40 Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente zu einer blockförmigen, giesharzvergossenen Baueinheit (1), evtlO unter Verwendung von integrierten Schaltkreisen, vereinigt sind und an einem Tragring (2) für Installationsgeräte befestigt oder mit dem Tragring vergossen in einer Installationsdose unterzubringen und mit an sich bekannten Mitteln wie Spreizklemmen oder dglo zu befestigen sind.40 touch switches for its use in house installations claims 1 to 3, characterized in that the electronic components to a block-shaped, cast-resin-encapsulated structural unit (1), possibly using of integrated circuits, are combined and on a support ring (2) for installation devices attached or encapsulated with the support ring in an installation box and are to be attached with known means such as expansion clamps or dglo. 5. Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (Str0, 3) zur Schaltung des Verbraucherstromkreises am Giesharzblock (1) befestigt ist.5. Touch switch for its application in house installations according to claims 1 to 4, characterized in that the relay (Str0, 3) for switching of the consumer circuit is attached to the cast resin block (1). 6. Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (o) der Installationsdose (5) Träger der Kontaktstücke (8, 9) ist, und die KontaktstUcke (, 9) und elektronischen Bauelemente (1) in der Installationsdose (5) elektrisch durch Steckkontakte (11, 12 13, 14) oder dgl. miteinander verbunden sind.6. Touch switch for its application in house installations according to claims 1 to 5, characterized in that the cover (o) of the installation box (5) is the carrier of the contact pieces (8, 9), and the contact pieces (, 9) and electronic Components (1) in the installation socket (5) electrically through plug contacts (11, 12 13, 14) or the like. Are connected to one another. 7. Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (6) rund, quadratisch oder von anderer geometrischer Form ist, aus einem Duro- oder Thermoplast besteht, und daß die voneinander isolierten Kontaktstücke (K) in Form konzentrischer Kreisringe oder von ineinandergreifender Gestaltung in die Abdeckung (6) eingelegt und befestigt oder in an sich bekannter Weise galvanisch, durch AuSspritzen, Aufdampfen, Aufdrucken oder dgl. aufgetragen sindo 7. Touch switch for its application in house installations according to claims 1 to 6, characterized in that the cover (6) is round, square or of another geometric shape, consists of a thermoset or thermoplastic, and that the mutually insulated contact pieces (K) are in the form of concentric circular rings or of interlocking design inserted and fastened in the cover (6) or in a known manner galvanically, by spraying, vapor deposition, printing or the like. are applied o 8. Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Installationsdose (5) und unterhalb der transparenten oder mit transparenten Stellen (17) ausgestatteten Abdeckplatte (6) ein Glimm- oder Glühlampenaggregat (15, 16) für eine Beleuchtung oder als Kontrolle angeordnet ist.8. Touch switch for its application in house installations according to claims 1 to 7, characterized in that within the installation box (5) and below the transparent or with transparent Place (17) equipped cover plate (6) a glow or incandescent lamp unit (15, 16) is arranged for lighting or as a control. 9o Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Aufnahme der auswechselbaren Glimm- oder Glühlampe (16) bestimmte Fassung (15) und digsonstigen Teile des Glimm-oder Glühlampenaggregates (15, 16) mit der blockförmigen Baueinheit (1) vereinigt sind. 9o touch switch for its use in house installations according to claims 1 to 8, characterized in that the for receiving the exchangeable Glow or incandescent lamp (16) certain socket (15) and other parts of the glow or Incandescent lamp unit (15, 16) are combined with the block-shaped structural unit (1). lo. Berührungsschalter für seine Anwendung in Hausinstallationen nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß seine Bauelemente mit Installationsdosen für den Aufbau von Unterputz-, Aufputz- und wasserdichten oder wassergeschützten Schaltern verwendet werden.lo. Touch switch for its use in house installations claims 1 to 9, characterized in that its components with installation boxes for the construction of flush-mounted, surface-mounted and watertight or water-protected Switches are used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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