CN112040592B - 一种触摸感应led灯控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触摸感应LED灯控制电路，包括：触控模块、控制模块、LED灯模块、电源模块；触控模块包括第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器用于同时感应触摸并通过将电容值发送到所述控制模块；控制模块用于接收所述电容值并根据所述电容值的大小调节LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色；本发明通过手指触摸第一电容触控传感器和第二电容触控传感器时，第一电容触控传感器和第二电容触控传感器的间隙的电介质改变，进而电容值发生变化，从而控制模块根据电容值的大小调节LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色，触控灵敏，使用方便，同时成本低。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯技术领域，尤其涉及一种触摸感应LED灯控制电路。
背景技术
LED灯就是以LED(Light Emitting Diode)即发光二极管为光源的灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。其使用的LED照明技术是第三代照明技术。LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点。目前市面上可见的LED灯大多为外设控制开关的灯，也有少部分触摸控制灯投入使用。但现有的触摸控制LED灯触控装置不灵敏，同时触控只能控制灯的亮灭，不能根据触控来调节灯的亮度或者颜色，使用不方便。
发明内容
本发明的目的在于提出一种触摸感应LED灯控制电路，以解决现有的触摸控制LED灯触控装置不灵敏，同时触控只能控制灯的亮灭，不能根据触控来调节灯的亮度或者颜色，使用不方便的问题。
本发明的目的采用如下技术方案实现：一种触摸感应LED灯控制电路，包括：触控模块、控制模块、LED灯模块、电源模块；所述触控模块包括第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；
所述控制模块分别连接所述触控模块和所述LED灯模块；所述电源模块用于给所述触控模块、所述控制模块和所述LED灯模块供电；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器分别与所述控制模块连接；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器之间具有一间隙，且所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器组成电容的两极；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器用于同时感应触摸并通过将电容值发送到所述控制模块；所述控制模块用于接收所述电容值并根据所述电容值的大小调节所述LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电容触控传感器包括多个触摸区，多个所述触摸区与所述第二电容触控传感器之间的间隙不同。
作为上述技术方案的进一步改进，所述控制模块包括触控MCU电路和主控MCU电路，所述触控MCU电路分别连接所述主控MCU电路、第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；所述主控MCU电路连接所述LED灯模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述触控MCU电路包括：触控MCU芯片、第一电容、第二电容和第一晶体振荡器；所述触控MCU芯片的第一引脚分别连接所述第一电容的左端和所述第一晶体振荡器的上端；所述触控MCU芯片的第二引脚分别连接所述第二电容的左端和所述第一晶体振荡器的下端；所述第一电容的右端分别连接所述第二电容的右端和接地端。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU电路包括：主控MCU芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、晶振芯片、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述主控MCU芯片的第五引脚分别连接所述主控MCU芯片的第六引脚、第七引脚、所述第三电容的上端、所述第四电容的上端和所述电源模块；所述主控MCU芯片的第八引脚分别连接所述第三电容的下端、所述第四电容的下端和接地端；所述主控MCU芯片的第九引脚分别连接所述晶振芯片的第一引脚和所述第五电容的上端；所述主控MCU芯片的第十引脚分别连接所述晶振芯片的第三引脚和所述第六电容的上端；所述晶振芯片的第二引脚分别连接所述第五电容的下端、所述第六电容的下端和接地端；所述主控MCU芯片的第十一引脚分别连接所述第一电阻的右端和所述第二电阻的左端，所述第一电阻的左端连接所述电源模块，所述第二电阻的右端连接接地端；所述主控MCU芯片的第十二引脚分别连接所述第七电容的下端和所述第八电容的下端；所述主控MCU芯片的第十三引脚分别连接所述第七电容的上端和所述第八电容的上端；所述主控MCU芯片的十四引脚连接所述第三电阻的左端，所述第三电阻的右端连接所述电源模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括降压稳压电路，所述降压稳压电路包括：降压稳压芯片、第九电容和第十电容，所述降压稳压芯片的第一引脚分别连接所述第九电容的上端和电源端，所述降压稳压芯片的第二引脚分别连接所述第九电容的下端、所述第十电容的下端和接地端；所述降压稳压芯片的第三引脚连接所述第十电容的上端。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括滤波电路，所述滤波电路用于对所述主控MCU电路进行滤波。
作为上述技术方案的进一步改进，所述滤波电路包括：第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路和第四滤波电路，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路和所述第四滤波电路分别连接所述主控MCU芯片。
作为上述技术方案的进一步改进，所述触控MCU芯片型号为ATSAMD21J18A。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主控MCU芯片型号为S32K144。
本发明的有益效果是：本发明通过手指触摸第一电容触控传感器和第二电容触控传感器时，第一电容触控传感器和第二电容触控传感器的间隙的电介质改变，进而电容值发生变化，从而控制模块根据电容值的大小调节LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色，触控灵敏，使用方便，同时成本低。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的系统模块结构示意图；
图2是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的触控MCU电路图；
图3是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的主控MCU电路图；
图4是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的降压稳压电路图；
图5是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第一LED灯电路图；
图6是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第二LED灯电路图；
图7是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的串口通信电路图；
图8是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第一滤波电路图；
图9是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第二滤波电路图；
图10是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第三滤波电路图；
图11是本发明提供的一种触摸感应LED灯控制电路的第四滤波电路图；
图1-11中的坐标箭头分别表示上、下、左和右。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参照图1至图11，一种触摸感应LED灯控制电路，包括：触控模块、控制模块、LED灯模块、电源模块；所述触控模块包括第一电容触控传感器和第二电容触控传感器。
所述控制模块分别连接所述触控模块和所述LED灯模块；所述电源模块用于给所述触控模块、所述控制模块和所述LED灯模块供电；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器分别与所述控制模块连接；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器之间具有间隙，且所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器组成电容的两极；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器用于同时感应触摸并通过将电容值发送到所述控制模块；所述控制模块用于接收所述电容值并根据所述电容值的大小调节所述LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色。
在本发明实施例中，所述触控模块采用按键型的触控板，所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器设于所述触控板上，所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器之间具有间隙，所述间隙内为空气，且所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器组成电容的两极；当手指进行触摸动作时，会改变极间电介质，进而导致电容值发生变化，通过两个电容触控传感器测量可得变化程度。由于人体介电常数远大于空气，因此电容值会明显增大，由此可得知发生触摸，增加了触控的灵敏度。
在本发明实施例中，所述第一电容触控传感器包括多个触摸区，多个所述触摸区与所述第二电容触控传感器之间的间隙不同。
在本发明实施例中，所述触控模块采用滑动条型的触控板，所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器设于所述触控板上。滑动条部分采用灌铜式设计，工作原理为测量第一电容触控传感器与第二电容触控传感器之间的互感电容，同时在第一电容触控传感器布置了多个通道，多个通道与第二电容触控传感器接触的面积逐渐增大，多个通道与第二电容触控传感器之间的间隙逐渐增大，这样当手指在滑动条上滑动时，对应区域的第一电容触控传感器通道所测得的电容便会增大，进而实现滑动触控控制LED灯的颜色和亮度的功能。同时，为了提高滑动过程的线性度与精确度，在第一电容触控传感器采用了具有重叠边缘的锥形设计，确保在滑动条任何位置的接触点始终与至少两个电容触控传感器的电极保持接触，通过这两个通道给出的电容值变化比例，可以更精确的表示手指在两个通道间的位置变化，从而通过控制模块来控制LED灯发出对应的亮度和颜色，提高了触控的精确度。
在本发明实施例中，所述控制模块包括触控MCU电路和主控MCU电路，所述触控MCU电路分别连接所述主控MCU电路、第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；所述主控MCU电路连接所述LED灯模块。
在本发明实施例中，请参照图2，所述触控MCU电路包括：触控MCU芯片U1和晶振电路，所述晶振电路包括：第一电容C1、第二电容C2和第一晶体振荡器Y1；所述触控MCU芯片U1的第一引脚分别连接所述第一电容C1的左端和所述第一晶体振荡器Y1的上端；所述触控MCU芯片U1的第二引脚分别连接所述第二电容C2的左端和所述第一晶体振荡器Y1的下端；所述第一电容C1的右端分别连接所述第二电容C2的右端和接地端。晶振电路：采用两个负载电容：第一电容C1和第二电容C2，作用是稳定晶振的输出频率与振幅；采用第一晶体振荡器Y1为单片机提供外部时钟。
所述触控MCU电路的第三引脚连接滑动条的第二电容触控传感器，所述触控MCU电路的第六引脚连接所述按键的第二电容触控传感器，所述触控MCU电路的第七引脚、第八引脚、第九引脚和第十引脚分别连接所述滑动条多个通道的第一电容触控传感器，所述触控MCU电路的第十一引脚连接所述串口通信电路的接收端、所述触控MCU电路的第十二引脚连接所述串口通信电路的发送端，所述触控MCU电路的第十七引脚用于SW调试下载复位，所述触控MCU电路的第二十一引脚用于SW调试下载时钟，所述触控MCU电路的的第二十二引脚用于SW调试下载数据。
在本发明实施例中，请参照图7，所述串口通信电路包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，所述第一MOS管Q1的漏极分别连接所述第六电阻R6和所述主控MCU芯片，所述第一MOS管Q1的栅极分别连接所述第七电阻R7的上端和所述降压稳压电路，所述第一MOS管Q1的源极分别连接所述第七电阻R7的下端和所述触控MCU芯片U1的第十一引脚，所述第六电阻R6的上端连接电源端；所述第二MOS管Q2的漏极分别连接所述第八电阻R8和所述主控MCU芯片，所述第二MOS管Q2的栅极分别连接所述第九电阻R9的上端和所述降压稳压电路，所述第二MOS管Q2的源极分别连接所述第九电阻R9的下端和所述触控MCU芯片U1的十二引脚，所述第八电阻R8的上端连接电源端。
在本发明实施例中，请参照图3，所述主控MCU电路包括：主控MCU芯片U2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、晶振芯片U4、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；所述主控MCU芯片U2的第一引脚、第二引脚为总线CAN转串口通信电路引脚，即连接所述串口通信电路；所述主控MCU芯片U2的的第三引脚、第四引脚与LED灯模块连接；所述主控MCU芯片U2的第五引脚分别连接所述主控MCU芯片U2的第六引脚、第七引脚、所述第三电容C3的上端、所述第四电容C4的上端和所述电源模块；所述主控MCU芯片U2的第八引脚分别连接所述第三电容C3的下端、所述第四电容C4的下端和接地端；所述主控MCU芯片U2的第九引脚分别连接所述晶振芯片U4的第一引脚和所述第五电容C5的上端；所述主控MCU芯片U2的第十引脚分别连接所述晶振芯片U4的第三引脚和所述第六电容C6的上端；所述晶振芯片U4的第二引脚分别连接所述第五电容C5的下端、所述第六电容C6的下端和接地端；所述主控MCU芯片U2的第十一引脚分别连接所述第一电阻R1的右端和所述第二电阻R2的左端，所述第一电阻R1的左端连接所述电源模块，所述第二电阻R2的右端连接接地端；所述主控MCU芯片U2的第十二引脚分别连接所述第七电容C7的下端和所述第八电容C8的下端；所述主控MCU芯片U2的第十三引脚分别连接所述第七电容C7的上端和所述第八电容C8的上端；所述主控MCU芯片U2的十四引脚连接所述第三电阻的左端，所述第三电阻的右端连接所述电源模块；所述主控MCU芯片U2的第十五引脚、第十六引脚为调试引脚；所述主控MCU芯片U2的第十七引脚、第十八引脚、第十九引脚用于SW调试下载。
在本发明实施例中，还包括车载网关模块，所述车载网关模块通过总线与所述主控MCU电路连接，实现主控MCU电路与外部进行通信，接收外部的控制信号。
在本发明实施例中，请参照图5，所述LED灯模块包括第一LED灯电路、第二LED灯电路……第NLED灯电路；所述第一LED灯电路包括第一LED芯片U5、第四电阻R4、第五电阻R5、第十一电容C11和第十二电容C12；所述第一LED芯片U5的第二引脚连接所述第四电阻R4的下端，所述第一LED芯片U5的第三引脚连接所述第五电阻R5的下端，所述第一LED芯片U5的第八引脚连接所述第十二电容C12的左端、所述第十一电容C11的左端、所述第二降压稳压电路、所述第四电阻R4的上端和所述第五电阻R5的上端，所述第十一电容C11的右端连接所述第十二电容C12的右端和接地端；所述第一LED芯片U5的第一引脚、第四引脚和第五引脚分别连接接地端。
请参照图6，所述第二LED灯电路包括一个LED芯片和两个电容，具体为第二LED芯片U6、第十三电容C13和第十四电容C14；所述第二LED芯片U6的第二引脚连接所述第一LED芯片U5的第七引脚，所述第二LED芯片U6的第三引脚连接所述第一LED芯片U5的第六引脚，所述第二LED芯片U6的第八引脚通过并联的第十三电容C13和第十四电容C14连接第二降压稳压电路和接地端，所述第二LED芯片U6的第一引脚、第四引脚、第五引脚连接接地端。以此类推，多个LED灯电路彼此串联连接，前一个LED芯片的第六引脚和第七引脚分别连接后一个LED芯片的第三引脚和第二引脚。
在本发明实施例中，LED灯模块，包括54颗FLEX_LED，采用串接方式，并采用统一5V供电，由于数目较多，因此所有LED采用三块PCB板进行桥接。
在本发明实施例中，请参照图4，所述电源模块包括降压稳压电路，所述降压稳压电路包括：降压稳压芯片U3、第九电容C9和第十电容C10，所述降压稳压芯片U3的第一引脚分别连接所述第九电容C9的上端和电源端，所述降压稳压芯片U3的第二引脚分别连接所述第九电容C9的下端、所述第十电容C10的下端和接地端；所述降压稳压芯片U3的第三引脚连接所述第十电容C10的上端。
在本发明实施例中，还包括滤波电路，所述滤波电路用于对所述主控MCU电路进行滤波。
在本发明实施例中，所述滤波电路包括：第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路和第四滤波电路，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路和所述第四滤波电路分别连接所述主控MCU芯片U2。
请参照图8，所述第一滤波电路包括第十五电容C15、第十六电容C16和第十七电容C17，用于对所述主控MCU芯片U2的第九引脚和第十引脚进行滤波。
请参照图9，所述第二滤波电路包括第十八电容C18，用于对所述主控MCU芯片U2的第二十引脚进行滤波。
请参照图10，所述第三滤波电路包括第十九电容C19，用于对所述主控MCU芯片U2的第十九引脚进行滤波。
请参照图11，所述第四滤波电路包括第一电感L1、第二十电容C20和第二十一电容C21，用于对所述主控MCU芯片U2的第四引脚和第五引脚进行滤波。
在本发明实施例中，所述触控MCU芯片U1型号为ATSAMD21J18A。
在本发明实施例中，所述主控MCU芯片U2型号为S32K144。
在本发明实施例中，所述降压稳压芯片U3型号为LM1117，
本发明通过手指触摸第一电容触控传感器和第二电容触控传感器时，第一电容触控传感器和第二电容触控传感器的间隙的电介质改变，进而电容值发生变化，从而控制模块根据电容值的大小调节LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色，触控灵敏，使用方便，同时成本低。。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于，包括：触控模块、控制模块、LED灯模块、电源模块；所述触控模块包括第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；
所述控制模块分别连接所述触控模块和所述LED灯模块；所述电源模块用于给所述触控模块、所述控制模块和所述LED灯模块供电；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器分别与所述控制模块连接；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器之间具有一间隙，且所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器组成电容的两极；所述第一电容触控传感器和所述第二电容触控传感器用于同时感应触摸并通过将电容值发送到所述控制模块；所述控制模块用于接收所述电容值并根据所述电容值的大小调节所述LED灯模块的电压和电流，从而控制LED灯模块的发光的亮度和颜色；
所述控制模块包括触控MCU电路和主控MCU电路，所述触控MCU电路分别连接所述主控MCU电路、第一电容触控传感器和第二电容触控传感器；所述主控MCU电路连接所述LED灯模块；所述主控MCU电路包括：主控MCU芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、晶振芯片、第一电阻、第二电阻和第三电阻；
所述主控MCU芯片的第五引脚分别连接所述主控MCU芯片的第六引脚、第七引脚、所述第三电容的上端、所述第四电容的上端和所述电源模块；所述主控MCU芯片的第八引脚分别连接所述第三电容的下端、所述第四电容的下端和接地端；所述主控MCU芯片的第九引脚分别连接所述晶振芯片的第一引脚和所述第五电容的上端；所述主控MCU芯片的第十引脚分别连接所述晶振芯片的第三引脚和所述第六电容的上端；所述晶振芯片的第二引脚分别连接所述第五电容的下端、所述第六电容的下端和接地端；所述主控MCU芯片的第十一引脚分别连接所述第一电阻的右端和所述第二电阻的左端，所述第一电阻的左端连接所述电源模块，所述第二电阻的右端连接接地端；所述主控MCU芯片的第十二引脚分别连接所述第七电容的下端和所述第八电容的下端；所述主控MCU芯片的第十三引脚分别连接所述第七电容的上端和所述第八电容的上端；所述主控MCU芯片的十四引脚连接所述第三电阻的左端，所述第三电阻的右端连接所述电源模块。
2.根据权利要求1所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述第一电容触控传感器包括多个触摸区，多个所述触摸区与所述第二电容触控传感器之间的间隙不同。
3.根据权利要求1所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述触控MCU电路包括：触控MCU芯片、第一电容、第二电容和第一晶体振荡器；所述触控MCU芯片的第一引脚分别连接所述第一电容的左端和所述第一晶体振荡器的上端；所述触控MCU芯片的第二引脚分别连接所述第二电容的左端和所述第一晶体振荡器的下端；所述第一电容的右端分别连接所述第二电容的右端和接地端。
4.根据权利要求1所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述电源模块包括降压稳压电路，所述降压稳压电路包括：降压稳压芯片、第九电容和第十电容，所述降压稳压芯片的第一引脚分别连接所述第九电容的上端和电源端，所述降压稳压芯片的第二引脚分别连接所述第九电容的下端、所述第十电容的下端和接地端；所述降压稳压芯片的第三引脚连接所述第十电容的上端。
5.根据权利要求1所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：还包括滤波电路，所述滤波电路用于对所述主控MCU电路进行滤波。
6.根据权利要求5所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述滤波电路包括：第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路和第四滤波电路，所述第一滤波电路、所述第二滤波电路、所述第三滤波电路和所述第四滤波电路分别连接所述主控MCU芯片。
7.根据权利要求3所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述触控MCU芯片型号为ATSAMD21J18A。
8.根据权利要求1所述的一种触摸感应LED灯控制电路，其特征在于：所述主控MCU芯片型号为S32K144。
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