CN209102782U - 一种用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路，该触摸按键包括，设置在PCB板(1)金属层(2)上的覆盖层(3)，一端接地一端连接所述金属层(2)的分布式电容(5)；触摸所述覆盖层(3)状态下，所述金属层(2)与触摸指(4)之间形成耦合电容(6)，所述触摸按键的电容由分布式电容(5)与耦合电容(6)并联构成，非触摸状态下所述触摸按键的电容值为分布式电容值。通过检测触摸按键的电容值变化即可实现电路控制，结构简单、灵敏度高，并且抗潮抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能表领域，尤其涉及一种用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路。
背景技术
在电能表的应用中，按键的设计通常是必不可少的，随着电子科学技术的不断发展，按键输入方式已由传统的机械按键逐渐发展为碳膜按键方式。
在当下所使用的电能表中，虽然还保留一些机械按键的使用，但使用最多的还是碳膜按键，由于导电碳膜的导电性、高稳定性和低成本等特性，被广泛应用于印制电路板中的一些选择性触点按键。
但是，现有的碳膜按键的制作工艺较为复杂，耐潮性能弱，抗干扰能力差，同时其外围电路较为复杂，响应速度慢。
因此，针对现有技术的缺陷，确有必要提供一种改良的电能表按键以克服现有技术的所述缺陷。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、不易磨损、耐潮及抗干扰能力强、灵敏度高、成本节约的用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于电表的触摸按键，其特征在于：
所述触摸按键包括，设置在PCB板金属层上的覆盖层，
一端接地另一端连接所述金属层的分布式电容；
触摸所述覆盖层状态下，所述金属层与触摸指之间形成耦合电容，所述触摸按键的电容由分布式电容与耦合电容并联构成，非触摸状态下所述触摸按键的电容值为分布式电容值。
进一步的，所述覆盖层为玻璃或亚克力或塑料或陶瓷。
进一步的，所述表面覆盖层厚度不大于5mm。
一种用于电表的触摸按键检测控制电路，所述检测控制电路包括控制芯片、与控制芯片的检测端相连的触摸按键、与控制芯片的输出端连接的显示模块、与控制芯片相连以提供电力的电源模块；所述控制芯片检测触摸按键的电容值变化并控制输出端口的输出电平信号，所述显示模块根据所述输出电平信号进行显示。
进一步的，所述检测控制电路还包括与控制芯片的电源端相连的调节模块；所述调节模块包括一端与所述电源端相连另一端接地的采样电容C3，所述采样电容C3的电容值大小可调。当覆盖层变化时，通过调整采样电容C3的大小来调整触摸按键的灵敏度。
进一步的，所述检测控制电路还包括位于电源模块与控制芯片之间的开关模块；所述开关模块包括单刀双掷开关SW，所述单刀双掷开关SW的固定端与控制芯片的使能端相连，自由端分别连接电源模块输出端和接地。
进一步的，所述显示模块包括发光二极管和三极管，二极管正极接高电平，负极与三极管集电极连接，所述三极管发射极接地、基极与控制芯片的输出端连接；所述电源模块包括DC/DC转换芯片U1及与DC/DC转换芯片U1并联的滤波电容。
进一步的，所述滤波电容包括位于DC/DC转换芯片U1前端的第一滤波电容C1和位于DC/DC转换芯片U1后端的第二滤波电容C2。
进一步的，所述三极管为NPN型三极管。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：PCB板上的金属层与地之间设置有分布式电容，当手指按压覆盖层的时候，金属层与手指之间还形成耦合电容，通过检测触摸按键的电容值变化，即可判断是否在操作触摸按键，这种按键结构简单、不易磨损、抗潮抗静电能力强、灵敏度高、成本节约；在检测控制电路中设置调节电容，可以根据覆盖层的材质、厚度的变化对触摸按键的灵敏度进行调整，电路结构简单，操作非常方便。
附图说明
图1为本实用新型用于电表的触摸按键的一种优选结构示意图；
图2为本实用新型用于电表的触摸按键检测控制电路的一种优选电路图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示为本实用新型的实施例结构示意图，该触摸按键包括，设置在PCB板1金属层2上的覆盖层3，一端接地一端连接所述金属层2的分布式电容5；触摸所述覆盖层3状态下，金属层2与触摸指4之间形成耦合电容6，触摸按键的电容由分布式电容5与耦合电容6并联构成，非触摸状态下所述触摸按键的电容值为分布式电容值。通过检测触摸按键的电容值变化，即可判断触摸按键是否有触摸动作，进而将电容的变化信号输送给电能表的控制单元进行相应的动作。
本实施例中，假设玻璃厚度d为4mm，电极面积A为1cm2，根据平行板电容的定义，有：
式中，真空介电常数ε0＝8.85×10-12C2/N·m2，玻璃的相对介电常数εr≈7.8，可以得出Cf＝17.26pF。为此，为了确保触摸按键的灵敏度，检测触摸按键电容值的传感器采用皮法灵敏级。
本实施例中，覆盖层3为玻璃或亚克力或塑料或陶瓷，并且为了确保触摸按键正常工作，覆盖层3的厚度不大于5mm。
本实用新型还涉及一种用于电表的采用上述触摸按键的检测控制电路，如图2所示，检测控制电路包括控制芯片004、与控制芯片004的检测端相连的触摸按键005、与控制芯片004的输出端连接的显示模块006、与控制芯片004相连以提供电力的电源模块001；控制芯片004检测触摸按键005的电容值变化并控制输出端口的输出电平信号，显示模块006根据所述输出电平信号进行显示。
本实施例中，检测控制电路还包括与控制芯片004的电源端相连的调节模块002；调节模块002包括一端与所述电源端相连另一端接地的采样电容C3，采样电容C3电容值大小可调，当表面覆盖层3变化时，通过调整调节电容C3大小来调整触摸按键的灵敏度。
本实施例中，检测控制电路还包括位于电源模块001与控制芯片004之间的开关模块003；开关模块003包括单刀双掷开关SW，单刀双掷开关SW的固定端与控制芯片004的使能端相连，自由端分别连接电源模块001输出端和接地，当单刀双掷开关SW的自由端与地连接时，操作触摸按键时，显示模块006不工作。
本实施例中，显示模块006包括发光二极管和三极管，二极管正极接高电平，负极与三极管集电极连接，这里的三极管采用NPN型三极管，三极管发射极接地、基极与控制芯片004的输出端连接；电源模块001包括DC/DC转换芯片U1及与DC/DC转换芯片U1并联的滤波电容，滤波电容包括位于DC/DC转换芯片U1前端的第一滤波电容C1和位于DC/DC转换芯片U1后端的第二滤波电容C2，设置滤波电容可以滤除信号杂质，增强触摸按键的操作准确性。
除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本实用新型的改进范围内，此处就不在赘述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种用于电表的触摸按键，其特征在于：
所述触摸按键包括，设置在PCB板(1)的金属层(2)上的覆盖层(3)，
一端接地另一端连接所述金属层(2)的分布式电容(5)；
触摸所述覆盖层(3)状态下，所述金属层(2)与触摸指(4)之间形成耦合电容(6)，所述触摸按键的电容由分布式电容(5)与耦合电容(6)并联构成，非触摸状态下所述触摸按键的电容值为分布式电容值。
2.根据权利要求1所述触摸按键，其特征在于：
所述覆盖层(3)为玻璃或亚克力或塑料或陶瓷。
3.根据权利要求2所述触摸按键，其特征在于：
所述表面覆盖层(3)厚度不大于5mm。
4.一种用于电表的采用如权利要求1-3中任一项所述触摸按键的检测控制电路，其特征在于：
所述检测控制电路包括控制芯片(004)、与控制芯片(004)的检测端相连的触摸按键(005)、与控制芯片(004)的输出端连接的显示模块(006)、与控制芯片(004)相连以提供电力的电源模块(001)；
所述控制芯片(004)检测触摸按键(005)的电容值变化并控制输出端口的输出电平信号，所述显示模块(006)根据所述输出电平信号进行显示。
5.根据权利要求4所述的检测控制电路，其特征在于：
所述检测控制电路还包括与控制芯片(004)的电源端相连的调节模块(002)；所述调节模块(002)包括一端与所述电源端相连另一端接地的采样电容C3，所述采样电容C3的电容值大小可调。
6.根据权利要求4所述的检测控制电路，其特征在于：
所述检测控制电路还包括位于电源模块(001)与控制芯片(004)之间的开关模块(003)；所述开关模块(003)包括单刀双掷开关SW，所述单刀双掷开关SW的固定端与控制芯片(004)的使能端相连，自由端分别连接电源模块(001)输出端和接地。
7.根据权利要求4所述的检测控制电路，其特征在于：
所述显示模块(006)包括发光二极管和三极管，二极管正极接高电平，负极与三极管集电极连接，所述三极管发射极接地、基极与控制芯片(004)的输出端连接；所述电源模块(001)包括DC/DC转换芯片U1及与DC/DC转换芯片U1并联的滤波电容。
8.根据权利要求7所述的检测控制电路，其特征在于：
所述滤波电容包括位于DC/DC转换芯片U1前端的第一滤波电容C1和位于DC/DC转换芯片U1后端的第二滤波电容C2。
9.根据权利要求7所述的检测控制电路，其特征在于：
所述三极管为NPN型三极管。
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| CN201821585024.8U CN209102782U (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路 |
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| CN201821585024.8U Active CN209102782U (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种用于电表的触摸按键及对应的检测控制电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112315646A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 刘林 | 一种智能暖手宝 |
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- 2018-09-27 CN CN201821585024.8U patent/CN209102782U/zh active Active
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