CN104218936A - 基于电容识别原理的笔记本电脑屏幕开合检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于电容识别原理的笔记本电脑屏幕开合检测方法，属于笔记本、平板电脑等应用领域。本发明将笔记本电脑上、下盖或是平板及手机的机身与保护套前盖内置金属片（或是结构件填充金属粉末），构成电容器。当屏幕开合时，系统通过波形采集电路，识别电容器容值变化，完成屏幕的开合判断。

Description

基于电容识别原理的笔记本电脑屏幕开合检测方法

技术领域

本发明涉及笔记本、平板电脑等应用领域，用于笔记本电脑屏幕及平板电脑保护套等的开合识别，具体地说是一种基于电容识别原理的笔记本电脑屏幕开合检测方法。本方法采用基本物理学原理，可以通过简单电路实现，适合各种应用领域，成本极低，某些领域应用成本几乎为零。  

背景技术

目前笔记本电脑、平板电脑、手机（带外部保护套）等领域屏幕或保护套开合判断多采用霍尔传感器识别方法，应用较为成熟，在成本、电路设计上基本没有优化空间。另外，霍尔传感器通常摆放在笔记本上盖上边缘位置，传输线要求较长而且对笔记本局域网天线等的摆放有一定阻碍。 

发明内容

笔记本电脑等屏幕开合时，由于屏幕与机身之间距离变化导致以屏幕和机身为两极的电容器容值变换，本方法提出了一种通过识别电容器容值变化而识别电脑屏幕开合的方式。本方法区别于传统霍尔传感器方法的地方在于，本方法利用物理学上电容器基本特征，原理简单、实现方法多样、电路设计容易、成本极低。 

本方法的理论依据是笔记本电脑等开合屏幕时，屏幕与机身之间距离变化导致以屏幕和机身为两极的电容器容值变化，通过采集容值变化来识别屏幕的开合。 

将笔记本电脑上、下盖或是平板及手机的机身与保护套前盖内置金属片（或是结构件填充金属粉末），构成电容器。当屏幕开合时，系统通过波形采集电路，识别电容器容值变化，完成屏幕的开合判断。 

可以采用三种方式。 

1、采用比较器方法 

    根据公式C=Q/U，且C值大小正比于电容两极导体相对面积，反比于电容两极距离；当笔记本电脑屏幕闭合时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积增大、距离减小，C变大，有电流流经电阻R2对电容充电，比较器A端电压低于B端电压，比较器out端输出低电平；当电脑屏幕打开时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积减小、距离变大，C变小，有电流流经电阻R2对电容放电，比较器A端电压高于B端电压，out输出高电平；当平时使用过程中，笔记本屏幕基本不变，由于比较器输出端外接上拉电阻，out引脚处为高电平；系统通过判断out输出是否有高、低电平变换即可判别电脑屏幕开合状态。

2、采用电流检测器方法 

当屏幕闭合时，电脑上盖和下壳组成的电容器充电，电流从RS-引脚流向RS+引脚，引脚SIGN（out端）输出低电平；当屏幕打开时，电脑上盖和下壳组成的电容器放电，电流从RS+引脚流向RS-引脚，引脚SIGN（out端）输出高电平；系统通过识别芯片SIGN脚的高低电平判断电脑屏幕开合状态。

3、单片机检测方法 

将电容一侧接到单片机AD采样引脚，就可实现屏幕的开合检测。当屏幕闭合时，电容器充电，AD脚检测到幅值不断上升的波形；当屏幕打开时，电容器放电，AD脚可以检测到幅值不断下降的波形。单片机通过识别波形不同，判断屏幕的开合状态。

本方法利用物理学上电容器基本特征，原理简单、实现方法多样、电路设计容易、成本极低。可以通过简单电路实现，适合各种应用领域，成本极低，某些领域应用成本几乎为零。 

附图说明

附图1是采用比较器方法的电路图。 

附图2是采用电流检测器方法的电路图。 

附图3是采用单片机检测方法的电路图。 

具体实施方式

笔记本电脑上盖方便位置处内置金属片（或模具填充金属粉末，也可以整个金属上盖代替）且金属片接地。电脑下壳与金属片位置对应处（若以整个上盖代替则位置随意）放置另一金属片且金属片接电源。 

方案一 采用比较器（或运算放大器）方法 

 如图1，根据公式C=Q/U，且C值大小正比于电容两极导体相对面积，反比于电容两极距离。当笔记本电脑屏幕闭合时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积增大、距离减小，C变大，有电流流经电阻R2对电容充电，比较器A端电压低于B端电压，比较器out端输出低电平。当电脑屏幕打开时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积减小、距离变大，C变小，有电流流经电阻R2对电容放电，比较器A端电压高于B端电压，out输出高电平。当平时使用过程中，笔记本屏幕基本不变，由于比较器输出端外接上拉电阻，out引脚处为高电平。系统通过判断out输出是否有高、低电平变换即可判别电脑屏幕开合状态。合理配置软件采样时间，可避免轻微屏幕扭动造成的误识别。

方案二 采用电流检测器方法 

    如图2，芯片MAX471为专业电流检测芯片，当屏幕闭合时，如方案一中所述，电脑上盖和下壳组成的电容器充电，电流从RS-引脚流向RS+引脚，引脚SIGN（out端）输出低电平；当屏幕打开时，如方案一中所述，电脑上盖和下壳组成的电容器放电，电流从RS+引脚流向RS-引脚，引脚SIGN（out端）输出高电平。系统通过识别芯片SIGN脚的高低电平判断电脑屏幕开合状态。

方案三 单片机检测方法 

如图3，对于多数行业内应用笔记本电脑，通常机器会配置单片机管理开关机状态和电源，此时只需按照图3中电路所示将电容一侧接到单片机AD采样引脚，就可实现屏幕的开合检测。当屏幕闭合时，电容器充电，AD脚检测到幅值不断上升的波形；当屏幕打开时，电容器放电，AD脚可以检测到幅值不断下降的波形。单片机通过识别波形不同，判断屏幕的开合状态。此方法使用成本近乎为零。

Claims (4)

1.基于电容识别原理的笔记本电脑屏幕开合检测方法，其特征在于将笔记本电脑上、下盖或是平板及手机的机身与保护套前盖内置金属片，构成电容器；当屏幕开合时，系统通过波形采集电路，识别电容器容值变化，完成屏幕的开合判断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用比较器方法，根据公式C=Q/U，且C值大小正比于电容两极导体相对面积，反比于电容两极距离；当笔记本电脑屏幕闭合时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积增大、距离减小，C变大，有电流流经电阻R2对电容充电，比较器A端电压低于B端电压，比较器out端输出低电平；当电脑屏幕打开时，电脑上盖和下壳金属片组成的电容器两极导体相对面积减小、距离变大，C变小，有电流流经电阻R2对电容放电，比较器A端电压高于B端电压，out输出高电平；当平时使用过程中，笔记本屏幕基本不变，由于比较器输出端外接上拉电阻，out引脚处为高电平；系统通过判断out输出是否有高、低电平变换即可判别电脑屏幕开合状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用电流检测器方法，当屏幕闭合时，电脑上盖和下壳组成的电容器充电，电流从RS-引脚流向RS+引脚，引脚SIGN（out端）输出低电平；当屏幕打开时，电脑上盖和下壳组成的电容器放电，电流从RS+引脚流向RS-引脚，引脚SIGN（out端）输出高电平；系统通过识别芯片SIGN脚的高低电平判断电脑屏幕开合状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于单片机检测方法，将电容一侧接到单片机AD采样引脚，就可实现屏幕的开合检测；当屏幕闭合时，电容器充电，AD脚检测到幅值不断上升的波形；当屏幕打开时，电容器放电，AD脚可以检测到幅值不断下降的波形；单片机通过识别波形不同，判断屏幕的开合状态。