CN109039318B - 一种触摸按键振动反馈触控装置、控制电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及触摸按键振动技术领域，具体公开了一种触摸按键振动反馈触控装置、控制电路及其控制方法，包括触控面板、面板支架、PCB电路板和后盖，所述触控面板上设有若干触摸按键，所述触控面板上固定安装有振动马达，所述触控面板和面板支架之间设有柔性件，触控面板和面板支架通过柔性连接，所述面板支架和PCB电路板固定安装于后盖上，所述触控面板、振动马达和PCB电路板之间电性连接，本发明的触控面板和面板支架通过柔性连接，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动，同时在控制电路上采用单独的PWM电路控制，省去了需要安装多个振动马达的成本，实现了振感均匀的体验。

Description

一种触摸按键振动反馈触控装置、控制电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及触摸按键振动技术领域，尤其涉及一种触摸按键振动反馈触控装置、控制电路及其控制方法。
背景技术
目前大多数汽车内饰产品采用按键和旋钮实体输入的交互方式，随着技术的高速发展，越来越多的厂家通过触摸技术的应用和语音等升级目前的人机交互方式。触摸技术的应用带来振动反馈的需求，要求触摸不同区域的按键时人体主观感受到的振感均匀，目前行业内的解决方案是采用多颗振动马达或每个触摸按键放置一个压电陶瓷来实现振感的均匀，此方案需要的马达或者压电陶瓷的数量较多，而随着马达或者压电陶瓷数量的增多，需要增加相应的固定零件和电气连接，增加了装配工时，且由于结构空间的限制，无法每个触摸按键放置一个马达，导致难以使每个触摸按键的振感满足需求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种节约成本，实现振感均匀的触摸按键振动反馈触控装置、控制电路及其控制方法。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：一种触摸按键振动反馈触控装置，包括触控面板、面板支架、PCB电路板和后盖，所述触控面板上设有若干触摸按键，所述触控面板上固定安装有振动马达，所述触控面板和面板支架之间设有柔性件，触控面板和面板支架通过柔性连接，所述面板支架和PCB电路板固定安装于后盖上，所述触控面板、振动马达和PCB电路板之间电性连接。
优选的，所述柔性件为金属弹片，所述触控面板通过金属弹片与面板支架连接，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动。
优选的，所述柔性件为泡棉胶，所述触控面板通过泡棉胶与面板支架连接，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动。
优选的，所述振动马达的数量为一个，在控制电路上采用单独的PWM电路控制，省去了需要安装多个振动马达的成本。
优选的，所述触控面板上还设有电镀装饰件，对触控面板起到保护作用，同时也提高了美观性。
本发明还提供了一种触摸按键振动反馈控制电路，包括依次连接的MCU、PWM电路、振动马达和触控面板，所述PWM电路包括接口J2和三极管Q1，所述三极管Q1的基极分别连接有电阻R2和电阻R3，所述电阻R3的另一端连接振动马达的PWM控制端，电阻R2的另一端分别连接地端、三极管Q1的发射极和二极管D2，所述二极管D2的另一端分别连接三极管Q1的集电极二极管D1和接口J2的P1引脚；所述二极管D1的另一端分别连接接口J2的P2引脚和电容C1，所述电容C1并联有二极管D3，所述二极管的一端接地，另一端连接有电阻R1，所述电阻R1并联有二极管D4，电阻R1的另一端连接振动马达的供电端；所述MCU与触控面板、接口J2连接，接口J2的MT1脚和MT2脚分别接地，当MCU输出不同PWM信号时可控制振动马达产生不同的振感。
本发明还提供了一种触控按键振动反馈控制方法，包括以下步骤：
S1、测量PWM控制端输出100%时，触控面板上各触摸按键的振动强度，获得振动强度最弱的触摸按键的振感，将获得振动强度最弱的触摸按键的振感设为标准振感；
S2、标定每个触摸按键的PWM值及振动马达的控制参数；
S3、将振动强度最弱的触摸按键的PWM值标定为100%输出，触摸其他触摸按键时，调整其他触摸按键PWM值及振动马达控制参数，使各其他触摸按键的振动强度与标准振感一致；
S4、记录下每个触摸按键的PWM值及振动马达控制参数，将PWM值及振动马达控制参数写入MCU。
优选的，在所述步骤S4之后，触摸各触摸按键时，MCU自动输出对应的PWM值及马达控制参数，使各触摸按键的振动强度一致。
优选的，所述振动马达的控制参数包括振动频率、振幅、振动持续时间、间歇时间和循环次数，通过调整振动马达的控制参数使各触摸按键的振感均匀一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明的触控面板和面板支架通过柔性连接，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动，采用一个振动马达实现对多个触摸按键的振感控制，降低了成本和装配工时；
2、在控制电路上采用单独的PWM电路控制，省去了需要安装多个振动马达的成本，实现了各触摸按键输出的振感一致，提供振感均匀的体验。
附图说明
图1为本发明实施例一和实施例二的整体结构示意图；
图2为本发明实施例一和实施例三的PWM电路连接图；
图3为本发明实施例三的整体连接框图；
其中，1为触控面板；2为面板支架；3为PCB电路板；4为后盖；5为振动马达；6为柔性件；7为电镀装饰件。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参照图1，本实施例提供了一种触摸按键振动反馈触控装置，包括触控面板、面板支架、PCB电路板和后盖，触控面板上设有若干触摸按键，触控面板上固定安装有振动马达，触控面板和面板支架之间设有柔性件，触控面板和面板支架通过柔性连接，面板支架和PCB电路板固定安装于后盖上，触控面板、振动马达和PCB电路板电性连接。
具体的，触控面板通过金属弹片与面板支架连接，用柔性方式将触控面板与面板支架固定，采用悬浮式结构，而不影响电器件的安装固定强度，将振动马达固定在触控面板上，金属弹片连接触控面板与面板支架，当振动马达振动时，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动，触控面板上还设有电镀装饰件，对触控面板起到保护作用，同时也提高了美观性，本实施例中的振动马达数量为一个，PCB电路板上设有一单独的PWM电路对振动马达进行控制，实现触摸不同触摸按键时，各个触摸按键根据其对应的PWM值及振动马达控制参数，使振感达到要求。
请参照图2，PWM电路包括MCU、接口J2和三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接有电阻R2和电阻R3，电阻R3的另一端连接振动马达的PWM控制端，电阻R2的另一端分别连接地端、三极管Q1的发射极和二极管D2，二极管D2的另一端分别连接三极管Q1的集电极二极管D1和接口J2的P1引脚；二极管D1的另一端分别连接接口J2的P2引脚和电容C1，电容C1并联有二极管D3，二极管的一端接地，另一端连接有电阻R1，电阻R1并联有二极管D4，电阻R1的另一端连接振动马达的供电端；MCU与接口J2连接，接口J2的MT1脚和MT2脚分别接地，当MCU输出不同PWM信号时可控制振动马达产生不同的振感。
首先测量PWM控制端输出100%时，触控面板上各触摸按键的振动强度，获得振动强度最弱的触摸按键的振感，将获得振动强度最弱的触摸按键的振感设为标准振感，标定每个触摸按键的PWM值及振动马达的控制参数，将振动强度最弱的触摸按键的PWM值标定为100%输出，触摸其他触摸按键时，调整其他触摸按键PWM值及振动马达控制参数，使各其他触摸按键的振动强度与标准振感一致，最后记录下每个触摸按键的PWM值及振动马达控制参数，将PWM值及振动马达控制参数写入MCU中，此后在触摸不同按键时，MCU自动输出对应的PWM值及振动马达控制参数，使振感达到要求。
实施例二：
本实施例与实施例一类似，区别之处在于本实施例中的触控面板通过泡棉胶与面板支架连接，能有效的将振动传递到触控面板的操控区域而不会通过面板支架将振动传递到其他位置而降低触控面板操控区域的振动。
实施例三：
请参照图2和图3，本实施例提供了一种触控按键振动反馈控制电路，包括依次连接的MCU、PWM电路、振动马达和触控面板， PWM电路包括接口J2和三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接有电阻R2和电阻R3，所述电阻R3的另一端连接振动马达的PWM控制端，电阻R2的另一端分别连接地端、三极管Q1的发射极和二极管D2，所述二极管D2的另一端分别连接三极管Q1的集电极二极管D1和接口J2的P1引脚；
所述二极管D1的另一端分别连接接口J2的P2引脚和电容C1，所述电容C1并联有二极管D3，所述二极管的一端接地，另一端连接有电阻R1，所述电阻R1并联有二极管D4，电阻R1的另一端连接振动马达的供电端；所述MCU与触控面板、接口J2连接，接口J2的MT1脚和MT2脚分别接地。
本实施例的首先通过软件测量PWM控制端输出100%时，触控面板上各触摸按键的振动强度，获得振动强度最弱的触摸按键的振感，将获得振动强度最弱的触摸按键的振感设为标准振感，标定每个触摸按键的PWM值及振动马达的控制参数，将振动强度最弱的触摸按键的PWM值标定为100%输出，触摸其他触摸按键时，调整其他触摸按键PWM值及振动马达控制参数，使各其他触摸按键的振动强度与标准振感一致，最后记录下每个触摸按键的PWM值及振动马达控制参数，将PWM值及振动马达控制参数写入MCU中，此后在触摸不同按键时，MCU自动输出对应的PWM值及振动马达控制参数，使振感达到要求。
实施例四：
本实施例提供了一种触控按键振动反馈控制方法，包括以下步骤：S1、测量PWM控制端输出100%时，触控面板上各触摸按键的振动强度，获得振动强度最弱的触摸按键的振感，将获得振动强度最弱的触摸按键的振感设为标准振感；S2、标定每个触摸按键的PWM值及振动马达的控制参数；S3、将振动强度最弱的触摸按键的PWM值标定为100%输出，触摸其他触摸按键时，调整其他触摸按键PWM值及振动马达控制参数，使各其他触摸按键的振动强度与标准振感一致；S4、记录下每个触摸按键的PWM值及振动马达控制参数，将PWM值及振动马达控制参数写入MCU，此后，在触摸各触摸按键时，MCU自动输出对应的PWM值及马达控制参数，使各触摸按键的振动强度一致。
振动马达的控制参数包括振动频率、振幅、振动持续时间、间歇时间和循环次数，通过调整振动马达的控制参数使各触摸按键的振感均匀一致，具体的，本实施例的软件控制逻辑如下：振动电机的振幅最大值在160Hz和320Hz，且不同的频率会产生不同的振幅，将160Hz和320Hz的PWM输入组合输出给电机，会产生更强的振幅；针对上述的电机特性，可以有三个控制逻辑：1、以160Hz的频率，占空比为50%输出PWM控制电机100ms;2、以320Hz的频率，占空比为50%输出PWM控制电机100ms;3、组合160Hz和320Hz输出PWM信号，在10ms周期内，前6ms以160HZ驱动，后3ms以320Hz驱动，占空比均为50%，重复10次，共持续90ms，即本实施例可以通过不同的组合控制方法来控制振动电机的振感，已达到各触摸按键振感均匀的效果，需要说明的是，上述为本实施例列举的其中一种控制方法，本实施例并不局限于此，根据实际设计需求，可以有其他不同的逻辑控制方法。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种触摸按键振动反馈触控装置，包括触控面板（1）、面板支架（2）、PCB电路板（3）和后盖（4），所述触控面板（1）上设有若干触摸按键，其特征在于：所述触控面板（1）上固定安装有振动马达（5），所述触控面板（1）和面板支架（2）之间设有柔性件（6），触控面板（1）通过柔性件（6）和面板支架（2）进行柔性连接，以使所述触控面板（1）相对于面板支架（2）形成悬浮式结构，所述面板支架（2）和PCB电路板（3）固定安装于后盖（4）上，所述触控面板（1）、振动马达（5）和PCB电路板（3）之间电性连接；所述振动马达（5）的数量为一个；
所述触摸按键振动反馈触控装置，将160Hz和320Hz的PWM输入组合输出给振动马达（5），用于执行以下控制方式：
以160Hz的频率，占空比为50%输出PWM信号，控制振动马达（5）100ms；
以320Hz的频率，占空比为50%输出PWM信号，控制振动马达（5）100ms；
组合160Hz和320Hz输出PWM信号，在10ms周期内，前6ms以160HZ驱动，后3ms以320Hz驱动，占空比均为50%，重复10次，共持续90ms；
通过上述不同组合的控制方式来控制振动马达（5）的振感，以使各触摸按键振感均匀；
还包括以下步骤：
S1、测量PWM控制端输出100%时，触控面板上各触摸按键的振动强度，获得振动强度最弱的触摸按键的振感，将获得振动强度最弱的触摸按键的振感设为标准振感；
S2、标定每个触摸按键的PWM值及振动马达的控制参数；
S3、将振动强度最弱的触摸按键的PWM值标定为100%输出，触摸其他触摸按键时，调整其他触摸按键PWM值及振动马达控制参数，使各其他触摸按键的振动强度与标准振感一致；
S4、记录下每个触摸按键的PWM值及振动马达控制参数，将PWM值及振动马达控制参数写入MCU；
所述PCB电路板上设有一单独的PWM电路对振动马达进行控制，所述PWM电路包括接口J2和三极管Q1，所述三极管Q1的基极分别连接有电阻R2和电阻R3，所述电阻R3的另一端连接振动马达的PWM控制端，电阻R2的另一端分别连接地端、三极管Q1的发射极和二极管D2，所述二极管D2的另一端分别连接三极管Q1的集电极二极管D1和接口J2的P1引脚；所述二极管D1的另一端分别连接接口J2的P2引脚和电容C1，所述电容C1并联有二极管D3，所述二极管的一端接地，另一端连接有电阻R1，所述电阻R1并联有二极管D4，电阻R1的另一端连接振动马达的供电端；MCU与触控面板、接口J2连接，接口J2的MT1脚和MT2脚分别接地，当MCU输出不同PWM信号时可控制振动马达产生不同的振感。
2.根据权利要求1所述的触摸按键振动反馈触控装置，其特征在于：所述柔性件（6）为金属弹片，所述触控面板（1）通过金属弹片与面板支架（2）连接。
3.根据权利要求1所述的触摸按键振动反馈触控装置，其特征在于：所述柔性件（6）为泡棉胶，所述触控面板（1）通过泡棉胶与面板支架（2）连接。
4.根据权利要求1所述的触摸按键振动反馈触控装置，其特征在于：所述触控面板（1）上还设有电镀装饰件（7）。
5.根据权利要求1所述的触摸按键振动反馈触控装置，其特征在于：在所述步骤S4之后，触摸各触摸按键时，MCU自动输出对应的PWM值及马达控制参数，使各触摸按键的振动强度一致。
6.根据权利要求1所述的触摸按键振动反馈触控装置，其特征在于：所述振动马达的控制参数包括振动频率、振幅、振动持续时间、间歇时间和循环次数。
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