CN106992774A - 人体感应传感器电路 - Google Patents

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Abstract

一种人体感应传感器电路，包括单按键触摸开关芯片U1、单刀双掷电子开关芯片U2、金属PAD，所述芯片U1的OUT端通过电阻R2与MCU芯片的GPIO2端连接，HLD端通过上拉电阻R3与MCU芯片的GPIO3端连接，OLH端通过上拉电阻R5与MCU芯片的GPIO3端连接，所述芯片U1的TCH端通过电阻R4与芯片U2的A/COM端连接，所述芯片U2的B0/NC端连接参考电容C3，所述金属PAD与芯片U2的B1/NO端连接，所述芯片U2的S/IN端与MCU芯片的GPIO1端连接。本发明人体感应传感器电路，通过参考电容C3进行自我校准，避免错误触发，电路简单，实用性强，降低功耗。

Description

人体感应传感器电路
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤指一种人体感应传感器电路。
背景技术
由于互电容检测技术与现代通讯技术非常接近，可以使用现有成熟技术移植到互电容式触摸屏检测领域，容易设计出高性能、高稳定性的产品，但是其设计难度较大，并且芯片成本较高。而自电容检测技术，实现简单，成本较低，但时域检测时非常容易受到干扰，产品性能较低。
现有的采用自电容检测技术的人体感应传感器中，上电后MCU芯片会自动学习周边环境的电容值，通过MCU芯片内部ADC检测电压的改变，从而输出高电平信号，判别人体触摸或靠近。但是，如果在上电前人体就接触或者接近PAD，则无法判断，容易出现错误触发；如果在上电后人体再接触或者接近PAD，为了维持判断的准确性，需要一直上电，功耗大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种在原有的人体感应传感器电路的基础上，通过增加外围电路，解决在自电容检测技术中错误触发问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种人体感应传感器电路，包括单按键触摸开关芯片U1、单刀双掷电子开关芯片U2、金属PAD，所述芯片U1的OUT端通过电阻R2与MCU芯片的GPIO2端连接，所述芯片U1的VDD端与MCU芯片的GPIO3端连接，HLD端通过上拉电阻R3与MCU芯片的GPIO3端连接， OLH端通过上拉电阻R5与MCU芯片的GPIO3端连接，所述芯片U1的TCH端通过电阻R4与芯片U2的A/COM端连接，上电时默认芯片U2的B0/NC端和的A/COM端导通，所述芯片U2的B0/NC端连接参考电容C3，所述金属PAD与芯片U2的B1/NO端连接，所述芯片U2的S/IN端与MCU芯片的GPIO1端连接，所述芯片U2的VCC端与MCU芯片的GPIO3端连接。
具体地，所述芯片U1的TCH端通过电容C2接GND端，VDD端通过电容C1接GND端。
具体地，所述芯片U2的S/IN端通过电阻R1接GND端，VCC端通过电容C4接GND端。
具体地，所述GPIO1端、GPIO2端、GPIO3端电平保持一致。
本发明的有益效果在于：本发明人体感应传感器电路，通过参考电容C3进行自我校准，从而判断是否在上电前就有人体接触或靠近PAD，避免错误触发，电路简单，实用性强，系统不需要长时间上电，芯片不会长时间工作，降低功耗，解决了自电容检测技术中错误触发的问题。
附图说明
图1 是本发明的电路原理图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于一种人体感应传感器，包括单按键触摸开关芯片U1、单刀双掷电子开关芯片U2、金属PAD，所述芯片U1的OUT端通过电阻R2与MCU芯片的GPIO2端连接，所述芯片U1的VDD端与MCU芯片的GPIO3端连接，HLD端通过上拉电阻R3与MCU芯片的GPIO3端连接， OLH端通过上拉电阻R5与MCU芯片的GPIO3端连接，所述芯片U1的TCH端通过电阻R4与芯片U2的A/COM端连接，上电时默认芯片U2的B0/NC端和的A/COM端导通，所述芯片U2的B0/NC端连接参考电容C3，所述金属PAD与芯片U2的B1/NO端连接，所述芯片U2的S/IN端与MCU芯片的GPIO1端连接，所述芯片U2的VCC端与MCU芯片的GPIO3端连接。
与现有技术相比，本发明人体感应传感器电路，通过参考电容C3进行自我校准，从而判断是否在上电前就有人体接触或靠近PAD，避免错误触发，电路简单，实用性强，系统不需要长时间上电，芯片不会长时间工作，降低功耗，解决了自电容检测技术中错误触发的问题。
具体地，所述芯片U1的TCH端通过电容C2接GND端，VDD端通过电容C1接GND端。
具体地，所述芯片U2的S/IN端通过电阻R1接GND端，VCC端通过电容C4接GND端。
具体地，所述GPIO1端、GPIO2端、GPIO3端电平保持一致。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
本具体实施例芯片U1可以采用JR9801B芯片、CT8223芯片或QM301芯片，芯片U2可以采用BCT4157芯片或SGM3157芯片。
芯片U1引脚4的OLH端默认拉低，并且通过引脚1的OUT端输出，触发成功时，输出高电平有效；引脚4的OLH端连接的电阻R3预留上拉，并通过引脚1的OUT端输出，触发成功时，输出低电平有效。芯片U1引脚6的HLD端默认拉低，并且通过引脚1的OUT端同步模式输出，即引脚1的OUT端输出高电平有效时，触发输出高，不触发输出低；反之引脚6的HLD端通过电阻R5上拉为高，为保持模式输出，即触发引脚1的OUT端输出高，脱离再触发输出低。芯片U1引脚3的TCH端与芯片U2引脚4的A/COM端连接，检测金属PAD。其中芯片U2引脚5的S/IN端为电子开关控制逻辑引脚，通过10K的电阻R1下拉到GND端，使得上电时默认芯片U2引脚3的B0/NC端和引脚4的A/COM端导通，电容C3为参考电容，根据整机电容环境进行调节大小，从而减少U1的错误判断。
其中，本具体实施例人体感应传感器电路芯片U1引脚4的OLH端，芯片内部默认拉低，芯片U1引脚6的HLD端芯片内部默认拉低，其控制逻辑如下：
1）MCU芯片控制GPIO1端拉低时，GPIO3端输出高电平，给整个电路供电，
2）延时500ms，芯片U2将引脚3的B0/NC端和引脚4的A/COM端导通，芯片U1通过引脚3的TCH端检测参考电容值，完成自我校准，
3）MCU芯片控制GPIO1端拉高，芯片U2将引脚1的B1/NO端和引脚4的A/COM端导通，芯片U1通过芯片U2检测金属PAD，
4）延时10ms，MCU芯片检测GPIO2端的电平，如果是高电平，判定是感应到人体，如果是低电平，判断是未感应到人体。
5）MCU芯片控制GPIO1端拉低，GPIO3端输出低电平，初始化整个电路。
为提高精确度，电路会多次进行单次检测，当后续5次检测中，均没有感应到人体，则判断未没有感应到人体，当后续5次中检测中，只要有一次检测感应到人体，就判断为感应到人体。解决了自电容检测技术中，即使人体感应传感器在系统上电前已经接触，也能检测出是否感应到人体。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种人体感应传感器电路，其特征在于：包括单按键触摸开关芯片U1、单刀双掷电子开关芯片U2、金属PAD，所述芯片U1的OUT端通过电阻R2与MCU芯片的GPIO2端连接，所述芯片U1的VDD端与MCU芯片的GPIO3端连接，HLD端通过上拉电阻R3与MCU芯片的GPIO3端连接，OLH端通过上拉电阻R5与MCU芯片的GPIO3端连接，所述芯片U1的TCH端通过电阻R4与芯片U2的A/COM端连接，上电时默认芯片U2的B0/NC端和的A/COM端导通，所述芯片U2的B0/NC端连接参考电容C3，所述金属PAD与芯片U2的B1/NO端连接，所述芯片U2的S/IN端与MCU芯片的GPIO1端连接，所述芯片U2的VCC端与MCU芯片的GPIO3端连接。
2.根据权利要求1所述的一种人体感应传感器电路，其特征在于：所述芯片U1的TCH端通过电容C2接GND端，VDD端通过电容C1接GND端。
3.根据权利要求1所述的一种人体感应传感器电路，其特征在于：所述芯片U2的S/IN端通过电阻R1接GND端，VCC端通过电容C4接GND端。
4.根据权利要求1所述的一种人体感应传感器电路，其特征在于：所述GPIO1端、GPIO2端、GPIO3端电平保持一致。
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