CN102946245B - 触摸开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸开关，包括依次连接的电容触盘、MCU和LED灯驱动电路，其中，MCU通过电容触盘监测用户的触摸动作，并在监测到触摸动作后，控制LED灯驱动电路，使LED灯亮度转换，采用LED灯亮度的不同指示本开关的开关状态及受控设备的通断状态。从而在环境亮度不佳的条件下，利用LED灯的亮度向用户给出提示，同时只需触摸即可改变开关状态，而无需判断开关的形状变化或受控设备的通断状态。

Description

触摸开关

技术领域

本发明涉及开关控制技术领域，特别是涉及一种触摸开关。

背景技术

在许多电器设备中，特别是在诸如炊具、架子、微波炉、洗碗机、洗衣机、滚筒式甩干机及类似的家用设备中，经常会用到触碰式开关。这种触碰式开关通过用户的触碰启动受控设备的特定切换操作，但在光线不足的情况下，无法起到提示作用。

电容接触式开关是另一种开关，它具有一个作为电容传感元件的传感区，和用户一起形成了一个电容，该电容根据接触式开关的启动即接触式开关是否被触碰而变化。但这种电容接触式开关的开关状态一般是根据受控设备是否正常工作来判断，当受控设备出现故障时，无法判断受控设备的状态，导致更换电器有触电的风险。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种触摸开关，通过开关自身即可了解开关状态，而且不受光线的影响。

一种触摸开关，包括依次连接的电容触盘、MCU和LED灯驱动电路，

所述电容触盘用于接收触摸动作；

所述MCU用于监测所述电容触盘的充电周期，并在所述充电周期突变时向所述LED灯驱动电路发送切换指令；

所述LED灯驱动电路用于在接到所述切换指令后，控制流经LED灯电流的大小，使LED灯在两种亮度间切换，所述两种亮度，一种对应本触摸开关的开状态，一种对应本触摸开关的关状态。

本发明触摸开关，在监测到用户触摸动作后，控制LED灯亮度转换，用LED灯亮度的不同指示受控设备的通断状态。从而在环境亮度不佳的条件下，利用LED灯的亮度向用户给出提示，同时只需触摸即可改变开关状态，而无需判断开关的形状变化或受控设备的通断状态。

附图说明

图1为本发明触摸开关实施例一的电路示意图；

图2为本发明触摸开关实施例三的电路示意图；

图3为本发明触摸开关实施例三中继电器的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细解释本发明的方案。

实施例一

本实施例的触摸开关，如图1所示，包括依次连接的电容触盘、MCU和LED灯驱动电路。

所述电容触盘用于接收触摸动作；所述MCU用于监测所述电容触盘的充电周期，并在所述充电周期突变时向所述LED灯驱动电路发送切换指令；所述LED灯驱动电路用于在接到所述切换指令后，控制流经LED灯电流的大小，使LED灯在两种亮度间切换，所述两种亮度，一种对应本触摸开关的开状态，一种对应本触摸开关的关状态。

所述电容触盘主要采用RC型电容单触式传感器来感应用户的触摸。电容触盘和地之间实际上形成了一个电容，其容值是由触盘的面积、触盘与地的距离、触盘和地之间的介质的介电常数三个因素决定的，因此在无外界影响的情况下电容的容值是固定不变的。但当用户的手指靠近电容的上方区域时，会干扰电场，从而引起电容发生相应变化。MCU的IO口连接到RC型电容单触式传感器上，同时接一个下拉电阻。通过MCU的IO口先对上述电容充电到VCC，然后IO口设为输入，同时MCU内部计时器开始计数，IO口打开低电平中断触发。当电容放电到电压达到中断触发阈值时，中断产生，计数器记下读数，可以得到电容的RC充电周期。当手指接近触盘改变RC型电容单触式传感器的容值时，由于容值的改变必然导致RC充电周期的改变，即所述突变。当MCU监测到周期改变较大达到预设阈值时，判定本开关被按下，向所述LED灯驱动电路发送切换指令。

LED灯驱动电路接到切换指令后，通过控制LED灯电流的大小改变LED灯的亮度，使LED灯从一种亮度切换至另一种亮度。用户通过观察LED灯亮度的变化，确定切换成功与否及本开关的当前状态。

实施例二

为了达到更好的视觉提示效果，本实施例优化了LED灯驱动电路。具体地，LED灯驱动电路包括IC芯片和LED灯组。

LED灯组包括一组LED发光二极管，本实施例将该组发光二级管设置于电容触盘的周围，设计者可以根据已确定的触摸开关的形状来选取合适的电容触盘，再依据电容触盘的有效触摸区域设置LED发光二级管的分布，以LED发光二级管点亮时能够指示电容触屏的有效触摸区域为准。当LED发光二极管点亮时，用户除了可以根据亮度的不同了解本触摸开关及受控设备的状态外，还可以借助其亮度方便地找到本触摸开关的位置，同时，可以按照发光二级管所围的形状确定本触摸开关的可控区域即有效的触摸区域。

作为一个优选的实施例，上述LED灯组可以包括16个LED发光二极管，所述IC芯片具有16位并行IO口，每个IO口连接一个LED发光二极管。

所述IC芯片接到所述MCU的切换指令后，控制16位并行IO口的通断，以改变流经LED灯组的电流。所述IC芯片的IO口从断开切换至导通时，所述LED灯组上流经的电流增大，LED发光二极管的亮度由若变强。具体地，所述IO口导通时，所述LED灯组高亮显示，所述IO口断开时，所述LED灯组低亮柔和显示。另外，IC芯片还可以通过控制IO口，使所述LED灯组以跑马灯的形式指示开关状态的切换过程，LED灯组的动态跑马过程更有利于用户确定可控区域。

本实施例的其他技术特征与实施例一相同，在此不予赘述。

实施例三

本实施例的触摸开关，如图2所示，还包括变压器、继电器和三极管。

所述变压器分别连接220V电源、所述MCU和所述继电器；所述继电器分别连接220V电源和本触摸开关的受控设备，并通过所述三极管连接所述MCU；所述MCU还用于在监测到所述充电周期突变时，通过所述三极管驱动所述继电器进行状态转换。

实施例一中的元器件主要为了实现LED灯亮度的变换，本实施例中新增的元器件主要为了实现受控设备的状态切换。

本实施例的触摸开关要控制的设备电源电压是220V，而MCU的工作电压只有3.3V，因此不能由MCU来直接控制设备。本实施例采用了继电器控制，通过弱电控制强电，从而达到控制电灯、家电等设备电源的目的。继电器的原理图如图3所示，其3、4脚之间是一个电磁铁，1脚接了市电电路的火线，2脚接的是电灯、家电的火线。当电路给3、4脚之间通电，继电器的就会产生吸力将2脚与1脚的触片吸合，从而控制设备。

本实施例的其他技术特征与实施例二相同，在此不予赘述。

实施例四

为了丰富开关状态切换的提示种类，本实施例的触摸开关还包括蜂鸣器，蜂鸣器与MCU相连，MCU在监测到所述充电周期突变时，触发所述蜂鸣器，蜂鸣器鸣叫，在听觉上给用户一种提示。

为了方便用户操作，本实施例的触摸开关还可以包括无线收发模块。当用户距离本触摸开关较远时，可以通过手机等无线设备经由无线收发器向本触摸开关发送无线信号。上述无线收发模块在接到无线信号后，通知所述MCU，所述MCU按照无线信号的指令，做出相应动作。

由于本触摸开关的供电电源采用非隔离方案，手指如果直接触碰电容触盘是会导致人体触电的。因此，本实施例还可以采用玻璃面板作为人体与开关交互的介质。一来美观大方，二来玻璃不导电，手潮湿也不会发生触电意外，同时玻璃的透光性不会给LED灯组的显示制造障碍。为了让玻璃和电容触盘及LED灯组紧密接触，在玻璃面板上贴一块金属片，电容触盘上焊一根张力、高度适中的弹簧，使得触盘与玻璃紧密、良好接触。

本实施例的其他技术特征与实施例三相同，在此不予赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种触摸开关，其特征在于，包括依次连接的电容触盘、MCU和LED灯驱动电路，

所述电容触盘用于接收触摸动作；

所述MCU用于监测所述电容触盘的充电周期，并在所述充电周期突变时向所述LED灯驱动电路发送切换指令；

所述LED灯驱动电路用于在接到所述切换指令后，控制流经LED灯电流的大小，使LED灯在两种亮度间切换，所述两种亮度，一种对应本触摸开关的开状态，一种对应本触摸开关的关状态；

所述LED灯驱动电路包括IC芯片和LED灯组，

所述LED灯组排布在所述电容触盘的周围；

所述IC芯片用于在接到所述切换指令后，控制流经所述LED灯组中LED灯电流的大小，使LED灯在所述两种亮度间切换；

所述LED灯组包括16个LED发光二极管，16个发光二极管紧密围绕在所述电容触盘的周围，所述IC芯片具有16位并行IO口，每个IO口连接一个LED发光二极管，

所述IC芯片接到所述MCU的切换指令后，控制16位并行IO口的通断，改变流经LED灯组的电流，所述IO口导通时，使所述LED灯组高亮显示，所述IO口断开时，使所述LED灯组低亮柔和显示，所述IO口在导通与断开之间切换时，使所述LED灯组跑马灯显示。

2.根据权利要求1所述的触摸开关，其特征在于，所述LED灯组排布在所述电容触盘的周围，以所述LED灯组点亮时能够指示所述电容触盘的有效触摸区域为准。

3.根据权利要求1或2所述的触摸开关，其特征在于，在所述电容触盘及LED灯组上还设置玻璃面板，在所述电容触盘、LED灯组和所述玻璃面板之间还设置弹簧和金属片，使所述电容触盘和所述玻璃面板紧密、良好接触。

4.根据权利要求1或2所述的触摸开关，其特征在于，还包括变压器、继电器和三极管，

所述变压器分别连接220V电源、所述MCU和所述继电器，

所述继电器分别连接220V电源和本触摸开关的受控设备，并通过所述三极管连接所述MCU，

所述MCU还用于在监测到所述充电周期突变时，通过所述三极管驱动所述继电器进行状态转换。

5.根据权利要求1或2所述的触摸开关，其特征在于，所述电容触盘为RC型电容单触式传感器。

6.根据权利要求1或2所述的触摸开关，其特征在于，还包括蜂鸣器，所述MCU还用于在监测到所述充电周期突变时，触发所述蜂鸣器。

7.根据权利要求1或2所述的触摸开关，其特征在于，还包括无线收发模块，用于在接到无线信号后，通知所述MCU，所述MCU按照无线信号的指令，做出相应动作。