CN105227170A - 一种非接触式绝对位置旋钮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非接触式绝对位置旋钮，包括感应开关电路板与感应旋钮，所述感应开关电路板与所述感应旋钮分别放置在操作面板的两侧，其特征在于：所述感应旋钮包括位于中心位置的圆柱形同面具有N极和S极、且N极和S极中心对称的感应永磁体，设置在感应永磁铁外的第一圆环形定位永磁体，以及用于固定感应永磁体和第一圆环形定位永磁体的能够转动的旋钮基座；所述感应开关电路板上设置有第二圆环形定位永磁体，能检测感应永磁体转动而产生磁场变化的磁感应元件，及与磁感应元件连接的用于计算感应旋钮旋转角度的MCU单元。本发明结构新颖，同时具备线性旋转角度位置检测、且同样无需在电器设备上开孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关旋钮，特别是涉及一种非接触式绝对位置旋钮。
背景技术
现有的开关旋钮大都属于物理连接的开关旋钮，如电位器式开关旋钮、带杆编码式开关旋钮，这种物理连接的旋钮不仅在使用中会因机械结构的磨损影响使用寿命，同时物理连接的旋钮在使用时由于需要在电器设备的面板上开孔，破坏设备外壳的完整性和密封性，导致面板的受力强度会大大削弱，还会导致设备外部的污染物进入设备内部，对设备内部的零部件和电路构成污染和破坏，同时在一定程度上也妨碍了面板的清洁。
为此，人们提出了一种感应式开关旋钮，如授权公开号为CN101005280B(专利号为ZL200610033206.X)的中国发明专利就公布了这样一种感应编码开关，其包括感应开关板与感应旋钮，所述感应开关板与所述感应旋钮分别放置在操作面板的两侧，并通过所述感应开关板中心的第一永磁体与所述感应旋钮中心的第二永磁体的相互吸引来定位，所述感应开关板包括均匀分布在同一圆周上的n(n＞＝3)个霍尔开关，所述感应旋钮包括用来固定第二永磁体的底座、安装在该底座上的旋钮以及均匀分布在该旋钮内壳的同一圆周上的m(m为偶数)个永磁体，通过旋转所述旋钮产生相对于所述感应开关板变化的磁场。这种感应编码开关无须在操作面板上开孔即能安装，能很好保持电器设备外壳的完整性，可以较好达到防水、防潮与防漏电的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种结构新颖的、同时具备线性旋转角度位置检测、且同样无需在电器设备上开孔的非接触式绝对位置旋钮。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种非接触式绝对位置旋钮，包括感应开关电路板与感应旋钮，所述感应开关电路板与所述感应旋钮分别放置在操作面板的两侧，其特征在于：
所述感应旋钮包括位于中心位置的圆柱形同面具有N极和S极、且N极和S极中心对称的感应永磁体，设置在感应永磁铁外的第一圆环形定位永磁体，以及用于固定感应永磁体和第一圆环形定位永磁体的能够转动的旋钮基座；
所述感应开关电路板上设置有第二圆环形定位永磁体，能检测感应永磁体转动而产生磁场变化的磁感应元件，及与磁感应元件连接的用于计算感应旋钮旋转角度的MCU单元；
感应开关电路板与感应旋钮通过第一圆环形定位永磁体与第二圆环形定位永磁体的相互吸引来定位。
作为改进，所述磁感应元件位于感应开关电路板上且与旋钮基座中心的感应永磁体的中心同轴，这样磁感应元件能较好的检测感应永磁体转动而产生磁场变化，便于后续MCU计算感应旋钮旋转角度。
所述磁感应元件可以采用磁旋转位置编码器，也可以采用可编程非接触式电位器。
而所述MCU单元则直接读取磁旋转位置编码器或可编程非接触式电位器内部寄存器数值，然后通过数学运算，计算感应旋钮的旋转角度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：结构简单新颖，可以实时检测感应旋钮相对与设定0点旋转的绝对角度，具有电位器的线性度，同时磁感应元件与感应旋钮不存在接触，使用寿命长，且无需在设备面板上开孔，确保了面板的完整性，从而也避免了设备内部的器件受面板外的污染物污染和破坏。
附图说明
图1为本发明实施例中非接触式绝对位置旋钮的结构示意图。
图2为图1例中感应旋钮的仰视图；
图3为图1例中感应开关电路板的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的非接触式绝对位置旋钮，包括感应开关电路板与感应旋钮，所述感应开关电路板与所述感应旋钮分别放置在操作面板3的两侧，其中
所述感应旋钮包括位于中心位置的圆柱形同面具有N极和S极、且N极和S极中心对称的感应永磁体21，设置在感应永磁铁外的第一圆环形定位永磁体22，以及用于固定感应永磁体和第一圆环形定位永磁体的能够转动的旋钮基座23，参见图2所示；
所述感应开关电路板1上设置有第二圆环形定位永磁体11，能检测感应永磁体转动而产生磁场变化的磁感应元件12，及与磁感应元件连接的用于计算感应旋钮旋转角度的MCU单元(图中未示出)，参见图3所示；
感应开关电路板1与感应旋钮通过第一圆环形定位永磁体22与第二圆环形定位永磁体11的相互吸引来定位。
本实施例中，所述磁感应元件12位于感应开关电路板上且与旋钮基座23中心的感应永磁体21的中心同轴。且磁感应元件采用型号为AS5600的12位可编程非接触式电位器。
第一次使用时用户需根据自身需求先对感应旋钮的旋转变化方向进行设定，即顺时针旋转增加还是逆时针旋转增加，其次对感应旋钮的起始0点以及终点(小于等于360度)进行设定，第一次使用设定之后便不需要进行再次设置，除非感应旋钮的起始与终止点及变化方向需要更改。当感应旋钮中感应永磁体21相对于磁感应元件发生同轴旋转时，磁感应元件感应到磁场的变化，并通过MCU内部的软硬件电路转换成为旋钮旋转的绝对角度对应的数字量，MCU通过直接读取磁旋转位置编码器或可编程非接触式电位器内部寄存器数值，然后通过数学运算，计算感应旋钮的旋转角度。12位可编程非接触式电位器中12位寄存器满量程值为：4095，MCU读取的寄存器值为：Value_regester(0～4095)；一周为：360°，感应旋钮当前旋转角度的值为：NOW_value＝(360*Value_regester)/4095；在我们的实际应用中，不要求精度很高，虽然读取的是12位的寄存器，但是一般往往只用高8位，MCU实际的数学运算为：高8位寄存器满量程值为：255，MCU读取的寄存器值为：Value_regester(0～255)，一周为：360°，感应旋钮当前旋转角度值为：NOW_value＝(360*Value_regester)/255。
Claims (5)
1.一种非接触式绝对位置旋钮，包括感应开关电路板与感应旋钮，所述感应开关电路板与所述感应旋钮分别放置在操作面板的两侧，其特征在于：
所述感应旋钮包括位于中心位置的圆柱形同面具有N极和S极、且N极和S极中心对称的感应永磁体，设置在感应永磁铁外的第一圆环形定位永磁体，以及用于固定感应永磁体和第一圆环形定位永磁体的能够转动的旋钮基座；
所述感应开关电路板上设置有第二圆环形定位永磁体，能检测感应永磁体转动而产生磁场变化的磁感应元件，及与磁感应元件连接的用于计算感应旋钮旋转角度的MCU单元；
感应开关电路板与感应旋钮通过第一圆环形定位永磁体与第二圆环形定位永磁体的相互吸引来定位。
2.根据权利要求1所述的非接触式绝对位置旋钮，其特征在于：所述磁感应元件位于感应开关电路板上且与旋钮基座中心的感应永磁体的中心同轴。
3.根据权利要求1所述的非接触式绝对位置旋钮，其特征在于：所述磁感应元件采用磁旋转位置编码器。
4.根据权利要求1所述的非接触式绝对位置旋钮，其特征在于：所述磁感应元件采用可编程非接触式电位器。
5.根据权利要求3或4所述的非接触式绝对位置旋钮，其特征在于：所述MCU单元直接读取磁旋转位置编码器或可编程非接触式电位器内部寄存器数值，然后通过数学运算，计算感应旋钮的旋转角度。
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