CN207968458U - 新型触摸开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型触摸开关，包括触摸感应模块、感应检测单元、控制器模块和电源模块；电源模块供电；触摸感应模块接收触摸动数据信息上传感应检测单元；感应检测单元上传的数据信息转换为检测信号并上传控制器模块；控制器模块对检测信号进行检测，并输出对应的驱动信号。本实用新型提供的这种新型触摸开关，通过将触摸感应模块的信号转换为振荡电路的输出信号并进行检测，从而使得本实用新型的新型触摸开关能够对摸感应模块的触摸动作进行精准检测和识别，而且本实用新型的触摸感应模块可根据需要进行调整和扩展，大大增加了本实用新型的使用范围和灵活性，极大的提高了用户的使用体验。

Description

新型触摸开关

技术领域

本实用新型具体涉及一种新型触摸开关。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，触摸开关已经成为了人们日常生活中必不可少的部分，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

触摸开关的核心在于对人们的触摸动作进行检测。现有的触摸开关种类较多，如触摸开关中的触摸感应部分采用电容式传感器来感应用户的触摸，或利用人体的电容感应，将电容的变化转化为电压、电荷及充电周期的变化量等方法进行判定。但是，无论哪种触摸开关，一旦触摸开关确定，其感应接收部分作为电路的一部分均不能进行调整和扩展。如果，用户需要延长其触摸感应部位的长度、改变触摸的面积大小或位置，或根据用户需求将感应部分替换为自身需要的导电物体(比如采用钥匙进行触摸从而打开某装置等)，此时现有的触摸开关将无法工作(比如触摸无反应)或者触摸开关的动作将变得混乱(比如频繁的开启和停止动作)等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动作稳定可靠且触摸感应部分可调整和扩展的新型触摸开关。

本实用新型提供的这种新型触摸开关，包括触摸感应模块、感应检测单元、控制器模块和电源模块；电源模块给所述新型触摸开关供电；触摸感应模块、感应检测单元和控制器模块依次串联；触摸感应模块用于接收用户的触摸动作并将触摸信号上传感应检测单元；感应检测单元将接收的触摸感应模块上传的触摸信号转换为检测信号并上传控制器模块；控制器模块对感应检测单元上传的检测信号进行检测，并输出对应的驱动信号。

所述的新型触摸开关还包括输出单元；输出单元与控制器模块连接，用于接收控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作。

所述的输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备。

所述的新型触摸开关还包括输入单元；输入单元与控制器模块连接，用于用户对所述新型触摸开关进行数据输入。

所述的新型触摸开关还包括显示单元；显示单元与控制器模块连接，用于显示所述新型触摸开关的参数。

所述的新型触摸开关还包括触摸开关通信模块；触摸开关通信模块与控制器模块连接，用于将新型触摸开关的参数对外进行发送。

所述的触摸开关通信模块包括有线通信模块和无线通信模块。

所述的有线通信模块包括串行总线通信模块和并行总线通信模块。

所述的无线通信模块包括射频通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块和4G通信模块。

所述的新型触摸开关还包括远程接收单元；远程接收单元与新型触摸开关的触摸开关通信模块连接并与所述新型触摸开关通信。

所述的远程接收单元包括接收单元电源模块、接收单元控制器模块和接收单元通信模块；接收单元电源模块给所述远程接收单元供电；接收单元控制器模块通过接收单元通信模块与触摸开关通信模块连接并通信。

所述的远程接收单元还包括接收单元输出单元；接收单元输出单元与接收单元控制器模块连接，用于接收接收单元控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作。

所述的接收单元输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备。

所述的远程接收单元还包括接收单元输入单元；接收单元输入单元与接收单元控制器模块连接，用于用户对所述远程接收单元进行数据输入。

所述的远程接收单元还包括接收单元显示单元；接收单元显示单元与接收单元控制器模块连接，用于显示所述远程接收单元的参数。

所述的触摸感应模块为若干个导电点，且各个导电点之间通过导电体连接；使用者直接通过人体或任意导电体触摸任意一个导电点或者连接导电点的导电体的任意部分均可实现触摸感应。

所述的感应检测单元为振荡电路。

所述的感应检测单元还包括输入滤波电路；输入滤波电路与振荡电路的输入端串联，用于滤除从触摸感应部分耦合进入的电干扰信号。

所述的感应检测单元还包括输入保护电路；输入保护电路串接在输入滤波电路与振荡电路之间，用于对振荡电路进行电保护。

所述的振荡电路包括由模拟电路器件构成的振荡电路和采用集成芯片构成的振荡电路。

所述的由模拟电路器件构成的振荡电路为采用电路元器件搭建的RC振荡电路、采用电路元器件搭建的LC振荡电路、采用电路元器件搭建的RL振荡电路、采用电路元器件搭建的RLC振荡电路、由电路芯片集成的RC振荡电路、由电路芯片集成的LC振荡电路、由电路芯片集成的RL振荡电路和由电路芯片集成的RLC振荡电路、由电路元器件搭建的压控振荡电路、由电路元器件搭建的方波发生器电路、由电路元器件搭建的晶振方波振荡电路。

所述的采用集成芯片构成的振荡电路为采用压控振荡模块构成的振荡电路、采用方波发生器构成的振荡电路或采用集成振荡芯片构成的振荡电路。

本实用新型提供的这种新型触摸开关，通过将触摸感应模块的信号转换为振荡电路的输出信号并进行检测，从而使得本实用新型的新型触摸开关能够对摸感应模块的触摸动作进行精准检测和识别，而且本实用新型的触摸感应模块可根据需要进行调整和扩展，大大增加了本实用新型的使用范围和灵活性，极大的提高了用户的使用体验。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的感应检测单元的功能模块图。

图3为本实用新型的感应检测单元的一种实施例的电路原理图。

图4为本实用新型的振荡电路采用RC振荡电路时的电路原理图。

图5为本实用新型的振荡电路采用LC振荡电路时的电路原理图。

图6为本实用新型的振荡电路采用压控振荡模块时的电路原理图。

图7为本实用新型的振荡电路采用方波发生器时的电路原理图。

图8为本实用新型的振荡电路采用集成振荡芯片时的电路原理图。

图9为本实用新型的触摸感应模块的示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种新型触摸开关，包括触摸感应模块、感应检测单元、控制器模块、电源模块、输出单元、输入单元、显示单元和触摸开关通信模块；电源模块给所述新型触摸开关供电；触摸感应模块用于接收用户的触摸动作并将触摸信号上传感应检测单元；感应检测单元将接收的触摸感应模块上传的触摸信号转换为检测信号并上传控制器模块；控制器模块对感应检测单元上传的检测信号进行检测，并输出对应的驱动信号；输出单元与控制器模块连接，用于接收控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作；输入单元与控制器模块连接，用于用户对所述新型触摸开关进行数据输入；显示单元与控制器模块连接，用于显示所述新型触摸开关的参数；触摸开关通信模块与控制器模块连接，用于将新型触摸开关的参数对外进行发送。

输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备；开关设备包括继电器、接触器、可控硅、开关管等各类开关型的设备或电子元器件；开关量控制的电气设备则包括灯、风扇、空调、电视、加热器、热水器等各类型的家用、商用或工业应用的开关量控制的电气设备；输入单元则可以采用触摸屏、按键、声控输入等输入设备；显示单元则一般采用数码管显示、液晶屏、点阵屏、投影的显示设备；触摸开关通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块包括串行总线通信模块(比如CAN总线、485通信总线、232通信总线等)和并行总线通信模块(比如PC总线、以太网总线、IEEE488总线等)；而无线通信模块包括射频通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块和4G通信模块。

新型触摸开关还包括远程接收单元；远程接收单元与新型触摸开关的触摸开关通信模块连接并与所述新型触摸开关通信。

远程接收单元包括接收单元电源模块、接收单元控制器模块、接收单元通信模块、接收单元输出单元、接收单元输入单元和接收单元显示单元；接收单元电源模块给所述远程接收单元供电；接收单元控制器模块通过接收单元通信模块与触摸开关通信模块连接并通信；接收单元输出单元与接收单元控制器模块连接，用于接收接收单元控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作；接收单元输入单元与接收单元控制器模块连接，用于用户对所述远程接收单元进行数据输入；接收单元显示单元与接收单元控制器模块连接，用于显示所述远程接收单元的参数。

接收单元输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备；开关设备包括继电器、接触器、可控硅、开关管等各类开关型的设备或电子元器件；开关量控制的电气设备则包括灯、风扇、空调、电视、加热器、热水器等各类型的家用、商用或工业应用的开关量控制的电气设备；接收单元输入单元则可以采用触摸屏、按键、声控输入等输入设备；显示单元则一般采用数码管显示、液晶屏、点阵屏、投影的显示设备；接收单元通信模块与新型触摸开关的触摸开关通信模块相对应，包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块包括串行总线通信模块(比如CAN总线、485通信总线、232通信总线等)和并行总线通信模块(比如PC总线、以太网总线、IEEE488总线等)；而无线通信模块包括射频通信模块、蓝牙通信模块、红外通信模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块和4G通信模块。

如图2所示为本实用新型的感应检测单元的功能模块图：感应检测单元采用振荡电路，在振荡电路之前还串接有输入滤波电路和输入保护电路；输入滤波电路用于滤除从触摸感应部分耦合进入的电干扰信号；输入保护电路用于对振荡电路进行电保护。

如图3所示为本实用新型的感应检测单元的一种实施例的电路原理图：输入滤波电路在该实施例中采用电感L1(也可采用磁珠等其他滤波电路)以滤除感应触摸单元的大部分高频干扰信号，即通过感应触摸单元耦合进振荡电路的外界电干扰；输入保护电路采用保护二极管D1和D2，两个二极管用于避免静电损坏振荡电路。而图中的电容CY则为当人体触摸或者当人体通过导电体间接触摸到感应触摸单元时，人体与大地之间所产生的等效电容，该等效电容的加入使得振荡电路的输入端的电容值发生改变，从而影响振荡电路的输出方波的频率，从而将人体对于感应触摸单元的触摸动作转换为电信号的变化。而控制器模块则通过检测该电信号的变化，从而达到对感应触摸部分的触摸检测。

本发明的触摸感应单元的核心器件为振荡电路，而振荡电路包括由模拟电路器件构成的振荡电路和采用集成芯片构成的振荡电路。由模拟电路器件构成的振荡电路为采用电路元器件搭建的RC振荡电路、采用电路元器件搭建的LC振荡电路、采用电路元器件搭建的RL振荡电路、采用电路元器件搭建的RLC振荡电路、由电路芯片集成的RC振荡电路、由电路芯片集成的LC振荡电路、由电路芯片集成的RL振荡电路和由电路芯片集成的RLC振荡电路、由电路元器件搭建的压控振荡电路、由电路元器件搭建的方波发生器电路、由电路元器件搭建的晶振方波振荡电路；所述的采用电路元器件搭建的定义为：并非采用由集成芯片构成的电路，而是设计者采用电阻、电容、电感、集成运放等独立元器件自行搭建或组件而形成的电路。

采用集成芯片构成的振荡电路为采用压控振荡模块构成的振荡电路、采用方波发生器构成的振荡电路或采用集成振荡芯片构成的振荡电路。

振荡电路的类型较多，以下将列举几个振荡电路的典型例子：

如图4所示为本发明的振荡电路采用RC振荡电路时的电路原理图：在该实施例中，振荡电路采用由运放U1和电阻R、电容C构成的RC振荡电路；在该电路图中，电阻R2和电容C1及电阻R4和电容C2构成串并联的选频网络，由R3和R5组成负反馈支路，输出电压Vout经过选频网络正反馈分压输入运放U1正反馈端，Vout经过引入负反馈支路输入U1负反馈端，从而达到稳定幅度及频率的输出正弦波形。设R2＝R4＝R，C1＝C2＝C时，该振荡电路在没有触摸信号时，其输出端(运放U1的输出端)输出的方波频率而当有触摸信号时，此时等效电容相当于与电容C2并联，此时振荡电路的振荡电容的容值发生了改变，因此此时输出的方波频率发生了改变，输出的方波的频率发生了改变。

如图5所示为本发明的振荡电路采用LC振荡电路时的电路原理图：在该实施例中，振荡电路采用三极管VT，电容C，电感L，及电阻R构成的LC振荡电路，其中核心振荡频率由L、C3、C决定，频率主要靠C来调节，C3为微调电容，电阻部分功能为振荡器提供合理的静态工作点，对振荡器启振和稳定性提供保障，C2为电路反馈部分，保证振荡幅度的稳定。该振荡电路在没有触摸信号时，其输出端(图中信号OUT)输出的方波频率而当有触摸信号时，此时等效电容相当于加载在A点和地信号之间，此时振荡电路的振荡电容的容值发生了改变，此时输出的方波的频率则发生了改变。

如图6所示为本发明的振荡电路采用压控振荡模块时的电路原理图：在该实施例中，采用压控振荡(VCO)模块构成振荡电路；其中压控振荡(VCO)模块可利用含VCO功能模块的芯片(如HEF4046BPN的锁相环路PLL逻辑芯片中的VCO功能部分)实现，芯片的6脚直接连接感应触摸部分，7脚通过振荡电容C1与6脚连接，11脚连接振荡电阻R1，12脚连接R2，该芯片其它功能模块可不使用，仅需为芯片提供供电即可使得VCO模块工作；当该振荡电路在没有触摸信号时，其输出端(图中芯片的4脚)输出的方波频率可根据芯片手册中的表格获得，根据手册其值与R1及C1相关，而当有触摸信号时，此时等效电容相当于加载在芯片的6脚和地信号之间，此时振荡电路的振荡电容的容值发生了改变，此时输出的方波的频率则发生了改变。

如图7所示为本实用新型的振荡电路采用方波发生器时的电路原理图：在该实施例中，振荡电路采用施密特方波发生器构成的振荡电路；施密特触发器的输入端(2脚)通过振荡电容CT连接电源信号VCC，同时也通过振荡电阻R1连接输出端(4脚)，其中CT充当充放电电容，R1提供充放电回路，U1A提供振荡条件，且施密特触发器输入电压有两个阈值，可以消除输入端在阈值附近的抖动干扰，使得输出更加稳定，当该振荡电路在没有触摸信号时，其输出端(图中触发器的2脚)输出的方波频率与R1和C1相关，具体数值可根据R1和C1的值与施密特触发器芯片手册的阈值得到；而当有触摸信号时，此时等效电容相当于加载在触发器的2脚和地及VCC之间，此时振荡电路的振荡电容的容值发生了改变，此时输出的方波的频率则发生了改变。

如图8所示为本发明的振荡电路采用集成振荡芯片时的电路原理图：在该实施例中，振荡电路采用集成振荡芯片(比如MIC1557)构成；芯片的1脚和2脚均连接电源信号VCC，芯片的3脚接地，芯片的4脚通过振荡电阻R1连接芯片的输出引脚5脚，同时芯片的4脚也通过振荡电容CT接地；当该振荡电路在没有触摸信号时，其输出端(图中芯片的5脚)输出的方波频率为其中k₁的值可以从芯片的数据手册中获得；而当有触摸信号时，此时等效电容相当于加载在芯片的4脚和地之间，此时振荡电路的振荡电容的容值发生了改变，此时输出的方波的频率则发生了改变。

如图9所示为本实用新型的感应触摸部分的示意图：触摸感应部分为若干个导电点，且各个导电点之间通过导电体(图中黑色粗实线)连接；使用者直接通过人体或任意导电体触摸任意一个导电点或者连接导电点的导电体的任意部分均可实现触摸感应。

Claims (22)

1.一种新型触摸开关，其特征在于包括触摸感应模块、感应检测单元、控制器模块和电源模块；电源模块给所述新型触摸开关供电；触摸感应模块、感应检测单元和控制器模块依次串联；触摸感应模块用于接收用户的触摸动作并将数据信息上传感应检测单元；感应检测单元将接收的触摸感应模块上传的数据信息转换为检测信号并上传控制器模块；控制器模块对感应检测单元上传的检测信号进行检测，并输出对应的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的新型触摸开关，其特征在于还包括输出单元；输出单元与控制器模块连接，用于接收控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作。

3.根据权利要求2所述的新型触摸开关，其特征在于所述的输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备。

4.根据权利要求1所述的新型触摸开关，其特征在于还包括输入单元；输入单元与控制器模块连接，用于用户对所述新型触摸开关进行数据输入。

5.根据权利要求1所述的新型触摸开关，其特征在于还包括显示单元；显示单元与控制器模块连接，用于显示所述新型触摸开关的参数。

6.根据权利要求1所述的新型触摸开关，其特征在于还包括触摸开关通信模块；触摸开关通信模块与控制器模块连接，用于将新型触摸开关的参数对外进行发送。

7.根据权利要求6所述的新型触摸开关，其特征在于所述的触摸开关通信模块包括有线通信模块和无线通信模块。

8.根据权利要求7所述的新型触摸开关，其特征在于所述的有线通信模块包括串行总线通信模块和并行总线通信模块。

9.根据权利要求7所述的新型触摸开关，其特征在于所述的无线通信模块包括射频通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块、WIFI通信模块、2G通信模块、3G通信模块和4G通信模块。

10.根据权利要求1所述的新型触摸开关，其特征在于还包括远程接收单元；远程接收单元与新型触摸开关的触摸开关通信模块连接并与所述新型触摸开关通信。

11.根据权利要求10所述的新型触摸开关，其特征在于所述的远程接收单元包括接收单元电源模块、接收单元控制器模块和接收单元通信模块；接收单元电源模块给所述远程接收单元供电；接收单元控制器模块通过接收单元通信模块与触摸开关通信模块连接并通信。

12.根据权利要求10所述的新型触摸开关，其特征在于所述的远程接收单元还包括接收单元输出单元；接收单元输出单元与接收单元控制器模块连接，用于接收接收单元控制器模块输出的驱动信号并进行相应的动作。

13.根据权利要求12所述的新型触摸开关，其特征在于所述的接收单元输出单元包括开关设备和开关量控制的电气设备。

14.根据权利要求10所述的新型触摸开关，其特征在于所述的远程接收单元还包括接收单元输入单元；接收单元输入单元与接收单元控制器模块连接，用于用户对所述远程接收单元进行数据输入。

15.根据权利要求10所述的新型触摸开关，其特征在于所述的远程接收单元还包括接收单元显示单元；接收单元显示单元与接收单元控制器模块连接，用于显示所述远程接收单元的参数。

16.根据权利要求1～15之一所述的新型触摸开关，其特征在于所述的触摸感应模块为若干个导电点，且各个导电点之间通过导电体连接；使用者直接通过人体或任意导电体触摸任意一个导电点或者连接导电点的导电体的任意部分均可实现触摸感应。

17.根据权利要求16所述的新型触摸开关，其特征在于所述的感应检测单元为振荡电路。

18.根据权利要求17所述的新型触摸开关，其特征在于所述的感应检测单元还包括输入滤波电路；输入滤波电路与振荡电路的输入端串联，用于滤除从触摸感应部分耦合进入的电干扰信号。

19.根据权利要求17所述的新型触摸开关，其特征在于所述的感应检测单元还包括输入保护电路；输入保护电路串接在输入滤波电路与振荡电路之间，用于对振荡电路进行电保护。

20.根据权利要求17所述的新型触摸开关，其特征在于所述的振荡电路包括由模拟电路器件构成的振荡电路和采用集成芯片构成的振荡电路。

21.根据权利要求20所述的新型触摸开关，其特征在于所述的由模拟电路器件构成的振荡电路为采用电路元器件搭建的RC振荡电路、采用电路元器件搭建的LC振荡电路、采用电路元器件搭建的RL振荡电路、采用电路元器件搭建的RLC振荡电路、由电路芯片集成的RC振荡电路、由电路芯片集成的LC振荡电路、由电路芯片集成的RL振荡电路和由电路芯片集成的RLC振荡电路、由电路元器件搭建的压控振荡电路、由电路元器件搭建的方波发生器电路、由电路元器件搭建的晶振方波振荡电路。

22.根据权利要求20所述的新型触摸开关，其特征在于所述的采用集成芯片构成的振荡电路为采用压控振荡模块构成的振荡电路、采用方波发生器构成的振荡电路或采用集成振荡芯片构成的振荡电路。