CN204392221U - 一种基于fsr的触控开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于FSR的触控开关，包括：设置有多个导电区域的FRS按压感应层；分别与所述多个导电区域相连的检测电路。该开关通过按压方式来操作，既可以简化开关的结构设计、避免误触发，同时，由于FSR的阻值特性会随着压力的变化而变化，从而能够通过检测压力的大小，实现在同一开关区域支持多级开关的功能，扩展了开关的数量。

Description

一种基于FSR的触控开关

技术领域

本申请涉及触摸开关技术领域，尤其涉及一种基于FSR的触控开关。

背景技术

现如今车辆中，除了传统的机械开关之外，人们越来越多的接触到触控开关和触摸屏。

传统的机械开关，结构复杂，从而导致操作繁琐；而近年来流行的电容触摸按键，通常由保护层、电容感应层和驱动电路组成，结构简单，利用这种技术用户只要用手指轻轻触碰开关图标就能实现开关操作，从而使人机交互更加直接。该种电容式触摸开关，除了对人的手指敏感之外，对整个人体都敏感，容易受到人体其他部位的接近或触碰，从而误触发的缺点。此外，对于空间有限的开关区域，采用机械式或电容式的开关，难以实现多级开关，增加开关数量等。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于FSR的触控开关，需要被轻微按压才能触发，并可以识别出触发压力的大小，从而有效避免人体的误触发，同时可以实现多级开关的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于FSR的触控开关，包括：

设置有多个导电区域的FSR按压感应层； 

分别与所述多个导电区域相连的检测电路。

优选的，所述FSR按压感应层包括：

透明内层PET薄膜；

透明外层PET薄膜；

设置于所述透明内层PET薄膜与所述外层透明PET薄膜之间，且与所述导电区域对应的FSR感应电极。 

优选的，所述按压感应层还包括：与所述透明内层PET薄膜远离所述透明外层PET薄膜的一面面接触的底壳。

优选的，所述底壳为塑料外壳。

优选的，所述按压感应层还包括：与所述透明外层PET薄膜远离所述透明内层PET薄膜的一面面接触的透明防刮层。

优选的，所述透明防刮层为透明防刮塑料层。

优选的，所述导电区域的个数为6个。

优选的，所述检测电路的一端与MCU微型控制器的输入/输出端口相连，另一端通过所述导电区域与所述MCU微型控制器的模拟/数字采样口相连、通过所述导电区域以及限流电阻接地。

优选的，所述检测电路包括：

第一电阻； 

第二电阻； 

与所述第一电阻、所述第二电阻以及电源电压相连的三极管。

优选的，所述三极管为PNP型三极管，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述MCU微型控制器的输入/输出端口相连，发射极与所述电源电压相连，集电极通过所述第二电阻与所述导电区域相连。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于FSR的触控开关，包括：设置有多个导电区域的FSR按压感应层；分别与所述多个导电区域相连的检测电路。该开关通过按压方式来操作，既可以简化开关的结构设计、避免误触发，同时，由于FSR的阻值特性会随着压力的变化而变化，从而能够通过检测压力的大小，实现在同一开关区域支持多级开关的功能，扩展了开关的数量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种基于FSR的触控开关的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种导电区域布置图；

图3为本实用新型提供的一种检测电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种基于FSR(Force Sensing Resistor，压电电阻式传感器)的触控开关，FSR的阻值特性会随着压力的变化而变化，因此，根据按压压力的大小，可以使阻值发生相应的改变，根据检测到的阻值大小即可得到该压力所对应的开关信号，进一步实现多级开关的功能，从而在有限的空间内扩展开关的数量。

如图1所示，图1为本实用新型提供的一种基于FSR的触控开关的结构示意图。该基于FSR的触控开关包括：

设置有多个导电区域的FSR按压感应层。 

在本实用新型中，FSR按压感应层包括：透明内层PET薄膜101、透明外层PET薄膜102以及设置于透明内层PET薄膜101与外层透明PET薄膜102之间，且与导电区域对应的FSR感应电极103。

其中，透明内层PET薄膜101和透明外层PET薄膜102是一种带有印刷电路并且附着有FSR感应电极的PET薄膜。

PET薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜，其透明性好，有光泽，具有良好的气密性。PET薄膜的机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多，且挺力好，尺寸稳定，适于印刷、纸袋等二次加工。PET薄膜还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。在本申请中，PET薄膜主要是作为电路以及FSR感应电极的载体，起保护电路以及FSR感应电极的作用。

FSR感应电极103是由设置在透明内层薄膜101和透明外层薄膜102上的感应区域构成的。

具体的，在本实用新型中，导电区域的个数可以设置为6个，当然也可以 为其他个数，在此不作限制，可以根据具体情况进行选择。

如图2所示，图2为本实用新型提供的一种导电区域布置图。图中透明外层PET薄膜102的A、B、C、D、E、F为六个PET导电区域，对应为6个开关，当按压透明外层PET薄膜102的A区域时，该A区域会与透明内层PET薄膜101上的A＇区域接触导通，此时由检测电路识别判断出A区域对应的开关导通，同理，可以检测出B和B＇、C和C＇、D和D＇、E和E＇、F和F＇其余五个区域对应的五个开关状态。

按压感应层还包括：与透明内层PET薄膜101远离透明外层PET薄膜102的一面面接触的底壳104，其中，底壳104为塑料外壳。 

按压感应层还包括：与透明外层PET薄膜102远离透明内层PET薄膜101的一面面接触的透明防刮层105，其中，透明防刮层105为透明防刮塑料层，具体是一种透明塑料薄膜，用于保护透明内层PET薄膜101和透明外层PET薄膜102，防止PET薄膜被刮伤，破坏电路、电极等。

该基于FSR的触控开关还包含分别与多个导电区域相连的检测电路。

在本实用新型中，所述检测电路的一端与MCU微型控制器的输入/输出端口相连，另一端通过导电区域与MCU微型控制器的模拟/数字采样口相连、通过导电区域以及限流电阻接地，其中，限流电阻为可变电阻。

具体的，检测电路包括：第一电阻；第二电阻；与第一电阻、第二电阻以及电源电压相连的三极管。三极管可以为PNP型三极管，当然也可以为NPN型三极管，在此不作限制，可以根据具体情况选定。当三极管为PNP型三极管时，三极管的基极通过第一电阻与MCU微型控制器的输入/输出端口相连，发射极与电源电压相连，集电极通过第二电阻与导电区域相连。

如图3所示，图3为本实用新型提供的一种检测电路原理图。图3即为三极管选用PNP型三极管时的电路原理图。MCU为普通的微型控制器，I/O即为MCU的输入/输出口，A/D为MCU的模拟/数字采样口。图中标示的R01、R02和R03为普通电阻，其中，R01即为检测电路的第一电阻、R02为检测电路的第二电阻、R03为限流电阻；T01为PNP型三极管。A和A＇为对应的其中一个FSR感应区域，FSR感应区域形成一个阻抗，假设该区域的阻抗为R_AX，当该区域被按压时，阻抗R_AX会增大，且按压压力越大，阻抗R_AX增加的也越大。

在本实用新型中，以A和A＇为对应的其中一个FSR感应区域作为两级开关为例，设定A和A＇感应区域被按压时的阻抗超过R_A1时，一级开关被启动打开，设定A和A＇感应区域被按压时的阻抗超过R_A2时，二级开关被启动打开。

具体说明基于FSR的多级触摸开关识别的原理及步骤如下：

步骤一：MCU首先设置I/O设置为输出口，并将IO1置为高电平输出，使得PNP三极管T01导通。

步骤二：MCU控制模拟/数字采样端口A/D开始采样，并计算A和A＇为对应的其中一个FSR感应区域的电压U_AX。计算公式如下式(1)：

$U_{\mathrm{AX}}=\frac{V_{+}-V_{\mathrm{EBC}}}{R_{02}+R_{03}+R_{\mathrm{AX}}}---\left(1\right)$

式中，V₊为供电电压，V_EBC为PNP三极管T01导通后的压降，R02、R03为压降电阻，这几个参数均为已知参数。

由式(1)可得RAX。的计算公式如式(2)：

$R_{\mathrm{AX}}=\frac{R_{03}*(V_{+}-V_{\mathrm{EBC}})}{U_{\mathrm{AX}}}-R_{02}-R_{03}---\left(2\right)$

由式(2)可知，当A和A＇区域被按压阻抗R_AX增大时，MCU通过模拟/数字采样端口A/D采样到的电压值U_AX减小。

步骤三：判断开关及开关级别。

根据式(2)计算A和A＇区域对应的阻抗值R_AX，

若R_AX<R_A1时，开关未被按压；

若R_AX>R_A1，且R_AX<R_A2时，则开关被按压，且开关被按压的级别为一级；

若R_AX>R_A2时，则开关被按压，且开关被按压的级别为二级；

步骤四：返回步骤一，实时循环检测各个开关的状态。

具体的，在本实用新型中，每个导电区域对应的多级开关个数不限定在2个，可以为1个、3个、4个或5个，或者其他级数，可以根据具体情况设定阻抗节点，以实现多级开关的功能。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于FSR的触控开关，包括：设置有多个导电区域的FSR按压感应层；分别与所述多个导电区域相连的检测电路。该开关通过按压方式来操作，既可以简化开关的结构设计、避免误触发，同时，由于FSR的阻值特性会随着压力的变化而变化，从而能够通过检测压力 的大小，实现在同一开关区域支持多级开关的功能，扩展了开关的数量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于FSR的触控开关，其特征在于，包括：

设置有多个导电区域的FSR按压感应层；

分别与所述多个导电区域相连的检测电路；

其中，当所述FSR按压感应层被按压时，其形成的阻抗会随着按压压力的增大而增大。

2.根据权利要求1所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述FSR按压感应层包括：

透明内层PET薄膜；

透明外层PET薄膜；

设置于所述透明内层PET薄膜与所述透明外层PET薄膜之间，且与所述导电区域对应的FSR感应电极。

3.根据权利要求2所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述按压感应层还包括：与所述透明内层PET薄膜远离所述透明外层PET薄膜的一面面接触的底壳。

4.根据权利要求3所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述底壳为塑料外壳。

5.根据权利要求2所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述按压感应层还包括：与所述透明外层PET薄膜远离所述透明内层PET薄膜的一面面接触的透明防刮层。

6.根据权利要求5所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述透明防刮层为透明防刮塑料层。

7.根据权利要求1所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述导电区域的个数为6个。

8.根据权利要求1所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述检测电路的一端与MCU微型控制器的输入/输出端口相连，另一端通过所述导电区域与所述MCU微型控制器的模拟/数字采样口相连、通过所述导电区域以及限流电阻接地。

9.根据权利要求8所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述检测电路包括：

第一电阻；

第二电阻；

与所述第一电阻、所述第二电阻以及电源电压相连的三极管。

10.根据权利要求9所述的基于FSR的触控开关，其特征在于，所述三极管为PNP型三极管，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述MCU微型控制器的输入/输出端口相连，发射极与所述电源电压相连，集电极通过所述第二电阻与所述导电区域相连。