CN209057193U - 一种用于水下设备控制器的按键电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于水下设备控制器的按键电路，包括暴露在水下环境的按键和防水密封的控制板电路；所述的按键内嵌有磁铁元件，其通过距离可变的按压机构或滑动机构套设在控制板电路外侧；所述的控制板电路为霍尔开关电路，按键与电路板不直接接触，通过按压机构或滑动机构调节磁铁和霍尔开关电路的距离大小来进行磁通量变化调节，输出TTL高电平或低电平实现指令的发送。本实用新型通过磁通量的大小控制开关的导通，与常规按键相比，在水下等液体环境下使用对密封要求更低；控制电路简单可靠：本实用新型所采用的电路及元器件安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于水下设备技术领域，涉及一种用于水下设备控制器的按键电路。
背景技术
近年来，无论是用于资源开发、水下作业，或是水下娱乐，众多水下机器人、水下载人航行器、载人潜水设备纷纷出现。这些设备在使用中控制成为首要解决的问题。然而要想对水下设备进行控制，就需要简单操作，体积小的便携式控制器。
现有技术中水下密封处理繁琐，控制器普遍设计难度很大，而且可靠性并不大。特别是水下密封性的原因，部分要求点控的设备设计按钮难度大，体积也比较大不宜安装。而且水下环境复杂，微电控制技术难度大。这些都使得水下设备在使用时带来诸多不便。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种用于水下设备控制器的按键电路，其控制电路防水结构简单，整体性能稳定，更好的解决了目前水下设备控制器防水难的问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种用于水下设备控制器的按键电路，包括暴露在水下环境的按键和防水密封的控制板电路；所述的按键内嵌有磁铁元件，其通过按压机构或滑动机构套设在控制板电路外侧；
所述的控制板电路为霍尔开关电路，通过按压机构或滑动机构调节磁铁元件和霍尔开关电路的距离进行磁通量变化调节，霍尔开关电路输出TTL高电平或低电平实现指令的发送。
所述的霍尔开关电路为：
霍尔元件的VCC引脚直接接电源正极，GND引脚接地，OUT引脚通过上拉电阻连接VCC；再将霍尔元件的OUT接限流电阻后接入三极管的基极；三极管的集电极通过上拉电阻连接参考电源正极，霍尔开关电路的输出电平直接接到三极管的集电极；三极管的发射极接地。
所述的三极管类型为NPN型。
进一步的，还将两个发光二极管并联接入霍尔开关电路：二极管的正极接三极管的集电极，负极接地。
进一步的，还将多个霍尔传感器并联，再接到同一个三极管的基极。
进一步的，所述的上拉电阻根据所选霍尔元器件OUT引脚的电流大小决定其阻值。
进一步的，限流电阻根据所选三极管元器件基极引脚的电流大小决定其阻值。
所述上拉电阻根据所选三极管元器件集电极引脚的电流大小和输出信号所接单片机引脚的电流大小决定其阻值。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型巧妙的解决了水下密封的难题，主控板实施二次密封胶密封处理，安全可靠；而按键不需要进行特别的密封处理，可以直接暴露在水下环境进行操作；这样大大扩展了水下设备的控制器应用环境，并降低控制成本。
本实用新型的水下密封简单：本实用新型通过磁通量的大小控制开关的导通，与常规按键相比，在水下等液体环境下使用对密封要求更低。
本实用新型的控制电路简单可靠：本实用新型所采用的电路及元器件安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型的电路示意图。
图2为本实用新型的按压机构示意图；
图3为按压机构的局部放大示意图；
图4为本实用新型的滑动机构示意图；
图5为滑动机构的局部放大示意图。
其中，1.壳体、2.按键、3.分隔式感应器、4.复位弹簧、5.控制封装盒、6.控制板、7.防水线、8.二级防水密封胶、9.防水密封胶、10.自攻螺钉、14.滑动按钮、15.滑动按钮安装壳。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
参见图1-图5，一种用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，包括暴露在水下环境的按键和防水密封的控制板电路；所述的按键内嵌有磁铁元件，其通过按压机构或滑动机构套设在控制板电路外侧；
所述的控制板电路为霍尔开关电路，通过按压机构或滑动机构调节磁铁元件和霍尔开关电路的距离进行磁通量变化调节，霍尔开关电路输出TTL高电平或低电平实现指令的发送。
参见图1，所述的霍尔开关电路为：
霍尔元件的VCC引脚直接接电源正极，GND引脚接地，OUT引脚通过上拉电阻连接VCC；再将霍尔元件的OUT接限流电阻后接入三极管的基极；三极管的集电极通过上拉电阻连接参考电源正极，霍尔开关电路的输出电平直接接到三极管的集电极；三极管的发射极接地。
参见图2、图3，所述的按压机构，包括固定在壳体1内的控制封装盒5，控制封装盒5内设有封装在防水密封胶9中的控制板6，控制板6通过防水线7与水下设备的执行机构相连接；控制封装盒5外表面上设有多个按键导柱，按键2通过复位弹簧套设在按键导柱上并伸出壳体1，按键2内嵌设有能够被控制板6所感知的分隔式感应器3；
按键2被按下后分隔式感应器3靠近控制板6，被控制板6上的感应器感应，控制板6发出按键2被按下所对应的指令；
按键2被松开后分隔式感应器3远离控制板6，控制板6上的感应器感应中断，控制板6发出按键2被松开所对应的指令；
控制板6发出的指令通过防水线7发送给水下设备的执行机构。
按键2被松开后分离式感应器3与控制板6上的感应器之间的距离增大，分离式感应器3与控制板6上的感应器之间的磁性强度减小，磁性强度减少至控制板6上的感应器不能被感应时，按键2松开所对应的指令信号发出。
进一步的，所述的控制板6的感应器还根据按键2按下时间来区分不同的指令，短按、长按、间断按分别对应不同内容的指令。
所述的主控板6通过二级的防水密封胶9胶封，防水线7用一级密封胶8胶封，使控制板部分彻底处在密封环境下；
控制封装盒5及按键2可暴露在水下环境中。
参见图4、图5，所述的滑动机构为：
控制封装盒5外表面上设有滑动键槽导柱，按键2通过复位弹簧套设在滑动键槽导柱上并伸出壳体1；
控制板6上设有多组感应器，分隔式感应器3与感应器之间的距离设计为感应距离；在分隔式感应器3被滑动达到感应器的感应范围，被触发的感应器发出其所对应的指令。
具体的，所述的分隔式感应器3为磁铁，控制板6为霍尔开关电路，控制板6上的感应器为霍尔元件。
下面给出具体的实施例。
参见图1，霍尔元件(Q20、Q21)的VCC引脚直接接电源正极(具体的，比如采用霍尔元件HAL3144E，其VCC直接接到4.5V到24V电源的正极)，GND引脚接地，OUT引脚接上拉电阻到VCC(R23及R26，上拉电阻根据所选霍尔元器件OUT引脚的电流大小决定其阻值)；然后将霍尔元件的OUT接限流电阻(R29，限流电阻根据所选三极管元器件B极引脚的电流大小决定其阻值，不需要时可也不接)后接入三极管的B极(基极)；三极管的C极(集电极)接上拉电阻(R32，上拉电阻根据所选三极管元器件C极引脚的电流大小和输出信号所接单片机引脚的电流大小决定其阻值，不需要时可不接)到3.3V，然后输出电平直接接到三极管的C极。三极管的E极(发射极)直接接地。
其中，三极管类型为NPN型；
进一步的，还将两个发光二极管并联，二极管的正极接三极管的C极，负极接地。发光二极管用于指示按键状态，按键按下时，发光二极管亮，未按下时，发光二极管不亮；
本电路也可将多个霍尔传感器并联然后接到同一个三极管的B极，比如相并联的Q20、Q21，这样可以防止在其中一个霍尔传感器失效后，整个电路也正常工作。
给本实用新型电路通电后，当磁铁未靠近霍尔元器件，霍尔元件的OUT引脚为高电平(5V)，由于霍尔元器件的OUT引脚通过限流电阻连接三极管的B极，三极管B极为高电平。此时三极管C到E属于导通状态，C极为低电平(0V)。当磁铁靠近霍尔元器件，霍尔元件的OUT引脚变为低电平，由于低电平通过限流电阻连接三极管的B极，三极管B极变为低电平，此时三极管C到E属于断开状态，C极输出高电平(3.3V)。
本实用新型电路实现了由磁铁磁通量变化输出TTL高电平或低电平的目的；而且发光二极管作为输出电平指示，当输出高电平时发光二极管发亮。
本实用新型的按键与电路板不需要直接接触，通过调节磁铁和霍尔开关的距离大小来实现通断，减少水下等液体环境下的密封设计难度。
下面给出使用实施例。
实施例1：
将本实用新型按键电路板安装在设备上，通过按压按钮进行操作控制。按钮部分由按键和按键底部的磁铁组成，该部分特点在于不需要密封处理，大大降低了液体环境下的密封结构难度。通过按压按钮来调整磁铁与电路板的霍尔元件之间的距离。霍尔元件由于磁通量的变化实现通断，从而电路输出TTL(高或低)电平，达到了信号通断的按键效果。
实施例2：
将本实用新型按钮水平滑动电路板安装在设备上，通过滑动按钮进行操作控制。按钮部分由滑块和滑块底部的磁铁组成，该部分特点在于不需要密封处理，大大降低了液体环境下的密封结构难度。
通过滑动按钮来调整磁铁与电路板的霍尔元件之间的距离。霍尔元件由于磁通量的变化实现通断，从而电路输出TTL(高或低)电平。达到了类似按键的效果。
以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，包括暴露在水下环境的按键和防水密封的控制板电路；所述的按键内嵌有磁铁元件，其通过按压机构或滑动机构套设在控制板电路外侧；
所述的控制板电路为霍尔开关电路，通过按压机构或滑动机构调节磁铁元件和霍尔开关电路的距离进行磁通量变化调节，霍尔开关电路输出TTL高电平或低电平实现指令的发送。
2.如权利要求1所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，所述的霍尔开关电路为：
霍尔元件的VCC引脚直接接电源正极，GND引脚接地，OUT引脚通过上拉电阻连接VCC；再将霍尔元件的OUT接限流电阻后接入三极管的基极；三极管的集电极通过上拉电阻连接参考电源正极，霍尔开关电路的输出电平直接接到三极管的集电极；三极管的发射极接地。
3.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，所述的三极管类型为NPN型。
4.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，还将两个发光二极管并联接入霍尔开关电路：二极管的正极接三极管的集电极，负极接地。
5.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，还将多个霍尔传感器并联，再接到同一个三极管的基极。
6.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，所述的上拉电阻根据所选霍尔元器件OUT引脚的电流大小决定其阻值。
7.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，限流电阻根据所选三极管元器件基极引脚的电流大小决定其阻值。
8.如权利要求2所述的用于水下设备控制器的按键电路，其特征在于，所述上拉电阻根据所选三极管元器件集电极引脚的电流大小和输出信号所接单片机引脚的电流大小决定其阻值。
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|---|---|---|---|---|
| CN111734967A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-02 | 东莞市傲雷移动照明设备有限公司 | 一种用于移动照明设备的自锁电路及移动照明设备 |
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