CN216210938U - 一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块 - Google Patents
一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型的一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，包括主控MCU模块，与主控MCU模块通信连接的晶振模块、光位移动传感器以及电源模块，还包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器与主控MCU模块通信连接；所述电源模块分别与光位移动传感器以及重力加速度传感器连接，为其供电。本实用新型针对无线鼠标的低功耗模式下滑动触发检测，在现有的技术上，增加了MEMS重力加速度传感器，利用重力加速度传感器的低功耗特性，将鼠标休眠模式下的由光学位移传感器检测滑动动作替换为低功耗的重力加速度检测滑动动作，同时关闭较高功耗的光学位移传感器，以达到既实现鼠标滑动动作检测，又极大降低休眠功耗，节省电量的目的，使无线鼠标有更长的电池寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及鼠标控制技术领域，具体涉及一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块。
背景技术
鼠标是一种普遍使用的电脑输入设备。常规的有线鼠标通过鼠标线与电脑进行通信，并通过鼠标线获取运行电力。无线鼠标则取消了鼠标线，而使用电池供电，无线射频方式与电脑通信，为用户的携带和使用提供了非常大的便捷，越来越受到用户的欢迎。
无线鼠标在工作时，无线通信，位移检测等功能的运行均需要消耗电池的电量。因此，对低功耗的要求比较高，尤其是在鼠标长期静置休眠时，无线鼠标既然要保持与电脑的无线连接，同时也要能够实时检测用户的滑动鼠标操作。无线鼠标包括主控MCU和无线通信模块，光学位移传感器模块，滚轮，按键，电池等主要部分。其基本框图如1所示，其中，主控MCU和无线通信模块，是控制整机的运行、动作检测、与上位机通信；光学位移传感器和LED灯，是用来检测鼠标滑动的模块；滚轮，是用来识别滚动动作的模块；按键，是用来识别用户按键操作的模块。
目前市面上无线鼠标(例如，蓝牙鼠标)，在无操作状态静置一段时间，鼠标需要进入低功耗的休眠状态，以节省电池电量，此时，鼠标对用户操作的实时检测，是通过光学位移传感器的间歇式检测来实现的。
如图2所示，位移传感器是由三个主要部件构成，包括传感器本体，发光二极管，光学透镜。传感器本体是具有独立运算能力的控制器，可控制发光二极管发光，识别反射图像，并计算位移量的器件。发光二极管是发射识别光线 (例如，红光，红外光，蓝光等)。透镜是配合传感器本体和发光二极管，提供光路发射通道和接收通道的器件。
如图3所示，中间箭头所示为位移传感器组件的的光位移传感器为了完成一次检测，需点亮LED灯(例如红外灯，红灯，蓝灯等)，通过透镜发射单元向鼠标底部操作面(例如桌面，鼠标垫)发射识别灯光，光线被操作面反射后，通过透镜接收单元，将光线传回光位移传感器，传感器接收到反射光图像后，与上次接收的图像对比，通过对比先后图像的变化，识别鼠标滑动变化。
如图4所示，传统无线鼠标的低功耗及滑动唤醒流程：
如果鼠标出现滑动，则传感器唤醒主控MCU，主控MCU获取位移传感器的位移量数据，通过无线通信方式上传给上位机电脑，实现静置休眠状态下的滑动触发检测。位移传感器的每一次检测，需要开启LED灯，做图像比对，再做位移判断，整个过程涉的环节，相对其他类型的位移传感器，均需高消耗更高的电流。例如，某典型的光位移传感器在32Hz的间歇式检测频率下，整体传感器的平均电流可达30uA以上在7Hz的间歇式检测频率下，整体传感器的平均电流达15uA以上。无线鼠标在休眠状态的下移动检测，可以使用重力加速度传感器代替实现，并且能够实现更低的电量消耗。
微机电系统(后面简称MEMS)工艺的重力加速度传感器，可识别物体 X,Y,Z三维方向的运动，具有功耗极低，灵敏度高，体积小，操作灵活方便，成本低等优点，是电子设备检测物体运动状态时常用的一种传感器。尤其是在低功耗方面，当典型的重力加速度传感器进入低功耗检测模式时，在32Hz的间歇式检测频率下，整体传感器的平均电流仅6uA～7ua，而在7Hz的间歇式检测频率下，整体传感器的平均电流仅1.7～2uA。对于电量消耗的降低非常明显。
实用新型内容
本实用新型提出的一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，一种针对无线鼠标的低功耗应用，在静置休眠的低功耗模式下对于滑动触发检测，是通过功耗更低的MEMS工艺的重力加速度传感器做检测，替代了传统的光位移传感器，以达到更节省电流消耗的目的。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，包括主控MCU模块，还包括与主控MCU模块通信连接的晶振模块、光位移传感器以及电源模块，
还包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器与主控MCU模块通信连接；
所述电源模块分别与光位移传感器以及重力加速度传感器连接，为其供电。
由上述技术方案可知，本实用新型无线鼠标在无操作的静置状态持续一段时间后进入低功耗休眠状态时，对于鼠标滑动的检测功能，是使用功耗极低的 MEMS重力加速度传感器替代功耗较高的光学位移传感器做检测，并在休眠期间完全关闭光学位移传感器，以达到更节省电量的目的。
本实用新型的可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块具有以下有益效果：
本实用新型针对无线鼠标的低功耗模式下滑动触发检测，在现有的技术上，增加了MEMS重力加速度传感器，利用重力加速度传感器的低功耗特性，将鼠标休眠模式下的由光学位移传感器检测滑动动作替换为低功耗的重力加速度检测滑动动作，同时关闭较高功耗的光学位移传感器，以达到既实现鼠标滑动动作检测，又极大降低休眠功耗，节省电量的目的，使无线鼠标有更长的电池寿命。
附图说明
图1是传统鼠标的内部原理框图；
图2和图3是位移传感器的结构示意图；
图4是传统无线鼠标的低功耗及滑动唤醒流程图；
图5是本实用新型的鼠标内部结构框图；
图6是本实用新型的鼠标内部电路图；
图7是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图5所示，本实施例所述的可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，包括主控蓝牙模块，还包括与主控蓝牙模块连接的晶振模块、光位移传感器以及重力加速度传感器，还包括电源模块，所述电源模块分别与光位移传感器以及重力加速度传感器连接，为其供电。
如图6所示，本实用新型实施例的蓝牙主控采用NRF52810芯片，需要外部提供32M时钟晶振，采用3.3V外部电源供电，提供能量，并与位移传感器，重力加速度传感器共用同一个电源；光位移传感器采用PWM3212DB器件，与蓝牙主控采用SPI总线的通讯协议，重力加速度传感器采用上海矽睿的QMA7981, 其与蓝牙主控通过IIC连接通讯，识别重力加速度传感器的状态，经过蓝牙芯片的识别与判断，控制位移传感器开启，动作与进入睡眠。
如图7所示，本实施例的控制步骤如下：
1，无线鼠标在无操作的静置状态持续一段时间后进入低功耗休眠状态，完全关闭高功耗的光学位移传感器，同时开启功耗极低的MEMS重力加速度传感器，并控制重力加速度传感器其进入低功耗的滑动检测状态，并设触发唤醒系统的重力加速度动作量的阈值。
2，当重力传感器检测到鼠标的动作超过重力加速度设置的动作量阈值时，向主控MCU提供触发中断，唤醒主控MCU，唤醒系统。
3，主控MCU运行后，关闭重力传感器，打开光学位移传感器，识别用户滑动鼠标的数据，处理后通过无线通信的方式，传输给上位机。
4，当鼠标无操作静置状态一段时间，再次关闭高功耗的光位移传感器，开启重力加速度传感器进入间歇式检测状态，并设定重力加速度动作量阈值，系统进入低功耗休眠状态。如果用户操作鼠标会再次触发重力传感器唤醒主控 MCU，唤醒系统。
本实用新型的技术点体现在，无线鼠标在无操作的静置状态持续一段时间后进入低功耗休眠状态时，对于鼠标滑动的检测功能，是使用功耗极低的MEMS 重力加速度传感器替代功耗较高的光学位移传感器做检测，并在休眠期间完全关闭光学位移传感器，以达到更节省电量的目的。
综上所述，本实用新型针对无线鼠标的低功耗模式下滑动触发检测，在现有的技术上，增加了MEMS重力加速度传感器，利用重力加速度传感器的低功耗特性，将鼠标休眠模式下的由光学位移传感器检测滑动动作替换为低功耗的重力加速度检测滑动动作，同时关闭较高功耗的光学位移传感器，以达到既实现鼠标滑动动作检测，又极大降低休眠功耗，节省电量的目的，使无线鼠标有更长的电池寿命。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，包括主控MCU模块，还包括与主控MCU模块通信连接的晶振模块、光位移传感器以及电源模块，其特征在于：
还包括重力加速度传感器，所述重力加速度传感器与主控MCU模块通信连接；
所述电源模块分别与光位移传感器以及重力加速度传感器连接，为其供电。
2.根据权利要求1所述的可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，其特征在于：所述主控MCU模块为蓝牙主控采用NRF52810芯片。
3.根据权利要求1所述的可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，其特征在于：所述光位移传感器采用PWM3212DB器件，与蓝牙主控采用SPI总线的通讯协议。
4.根据权利要求1所述的可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块，其特征在于：重力加速度传感器采用上海矽睿的QMA7981,其与蓝牙主控模块通过IIC连接通讯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN216210938U true CN216210938U (zh) | 2022-04-05 |
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ID=80914773
Family Applications (1)
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| CN202121922191.9U Active CN216210938U (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种可用于蓝牙鼠标的低功耗控制模块 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-08-16 CN CN202121922191.9U patent/CN216210938U/zh active Active
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