本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種感應(yīng)按鍵。

背景技術(shù)：

當(dāng)前的很多工控設(shè)備、汽車電子設(shè)備上都會使用到開關(guān)元件，如常用的啟動停止按鈕、功能選擇按鈕等，此類開關(guān)通常是作為電信號觸發(fā)，且常為機(jī)械開關(guān)，機(jī)械開關(guān)因自身的機(jī)械壽命的原因，會影響整個(gè)產(chǎn)品的壽命，且機(jī)械開關(guān)通常無法做到絕對的防塵防水。

隨著工業(yè)社會的飛速發(fā)展，大量的工控電子設(shè)備進(jìn)入到各個(gè)工廠。傳統(tǒng)的工業(yè)制作加工設(shè)備上均會大量使用按鈕開關(guān)作為機(jī)器操作之用。然而，工控環(huán)境通常都不是很好，在設(shè)備上會裝配大量的機(jī)械開關(guān)，如啟停、數(shù)字鍵盤等作為信號輸入輸出。然而隨著按鍵使用次數(shù)的增加，按鍵自身的彈性、內(nèi)部觸點(diǎn)均會隨著按鍵頻繁的動作而變得越來越差。機(jī)械按鍵本身在按鍵按下和按鍵彈起時(shí)均會有一定的抖動，會對信號產(chǎn)生干擾。在生產(chǎn)車間，現(xiàn)場也可能會有大量的粉塵及水霧從按鍵安裝孔進(jìn)入電子設(shè)備內(nèi)部。在這樣惡劣的環(huán)境下，常規(guī)機(jī)械類按鍵難保證長時(shí)間正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種感應(yīng)按鍵，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中按鍵無法在惡劣的環(huán)境下長時(shí)間正常工作的問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種感應(yīng)按鍵，其特征在于，所述感應(yīng)按鍵包括：

感應(yīng)區(qū)、感應(yīng)電路、單片機(jī)；

所述感應(yīng)電路分別與所述感應(yīng)區(qū)、所述單片機(jī)電性連接；

所述單片機(jī)還與受所述感應(yīng)按鍵控制的受控元件電性連接。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)電路包括：

第一電源、第二電源、第一運(yùn)算放大器、第一電容、第二電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)及第五開關(guān)；

所述第一電容的第一端通過所述第一開關(guān)與所述第一電源電性連接，并通過所述第二開關(guān)接地；所述第一電容的第二端與所述感應(yīng)區(qū)電性連接，并通過所述第三開關(guān)接地，還通過所述第四開關(guān)與所述第一運(yùn)算放大器的同向輸入端電性連接；

所述第一運(yùn)算放大器的正電源端與所述第一電源電性連接，負(fù)電源端與所述第二電源電性連接；

所述第二電容的第一端與所述第一運(yùn)算放大器的反向輸入端電性連接，所述第二電容的第二端通過所述第五開關(guān)接地，并分別與所述第一運(yùn)算放大器的輸出端及所述單片機(jī)電性連接；

所述單片機(jī)還分別與所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)及所述第五開關(guān)電性連接。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)電路還包括：

第二運(yùn)算放大器；

所述第二電容的第二端與所述單片機(jī)電性連接，具體為：

所述第二電容的第二端與所述第二運(yùn)算放大器的同向輸入端電性連接，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端分別與所述第二運(yùn)算放大器的反向輸入端及所述單片機(jī)電性連接。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)區(qū)為金屬板。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)區(qū)還包括：

玻璃蓋板；

所述玻璃蓋板設(shè)置在所述金屬板之上，用于避免所述金屬板與外界接觸。

進(jìn)一步地，在電路板的預(yù)置位置開口，使該預(yù)置位置處的銅箔裸露于空氣中，并將所述銅箔作為所述感應(yīng)區(qū)。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)區(qū)還包括：

玻璃蓋板；

所述玻璃蓋板設(shè)置于所述銅箔之上，用于避免所述銅箔與外界接觸。

從上述本實(shí)用新型實(shí)施例可知，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型中的按鍵能夠通過感應(yīng)人體電容，檢測電壓變化的方式，來確認(rèn)用戶是否需要使用該按鍵，且能做到用戶不必須與按鍵有直接的接觸，只將手指置于該按鍵感應(yīng)區(qū)附近即可控制。此按鍵無任何機(jī)械運(yùn)動部件和機(jī)械觸點(diǎn)，大大提高了按鍵的使用壽命，除感應(yīng)區(qū)外的全部元件都在設(shè)備內(nèi)部，無需與人體有任何接觸，因此可以做到完全防塵防水，提高了產(chǎn)品粘性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵中的感應(yīng)電路的一種電路圖；

圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵中的感應(yīng)電路的另一種電路圖。

具體實(shí)施方式

為使得本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)用新型目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。圖1示例的感應(yīng)按鍵1，主要包括：

感應(yīng)區(qū)101、感應(yīng)電路102及單片機(jī)103。

感應(yīng)電路102分別與感應(yīng)區(qū)101、單片機(jī)103電性連接，單片機(jī)103還與受該感應(yīng)按鍵1控制的受控元件2電性連接。

感應(yīng)電路102在單片機(jī)103的控制下，持續(xù)進(jìn)行充放電的動作。單片機(jī)103周期性的采集感應(yīng)電路102的電壓輸出值并進(jìn)行檢測。若用戶未將手指置于感應(yīng)區(qū)101附近，則檢測到的電壓輸出值將總是一定值；當(dāng)用戶將手指置于感應(yīng)區(qū)101附近或者接觸該感應(yīng)區(qū)101時(shí)，檢測到的電壓輸出值小于該定值，此時(shí)單片機(jī)103向受控元件2發(fā)出控制指令，控制其執(zhí)行對應(yīng)的操作。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵，相較于現(xiàn)有技術(shù)，能夠通過感應(yīng)人體電容，檢測電壓變化的方式，來確認(rèn)用戶是否需要使用該按鍵，且能做到用戶不必須與按鍵有直接的接觸，只將手指置于該按鍵感應(yīng)區(qū)附近即可控制。此按鍵無任何機(jī)械運(yùn)動部件和機(jī)械觸點(diǎn)，大大提高了按鍵的使用壽命，除感應(yīng)區(qū)外的全部元件都在設(shè)備內(nèi)部，無需與人體有任何接觸，因此可以做到完全防塵防水，提高了產(chǎn)品粘性。

請參閱圖2，圖2是圖1所示第一實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵中感應(yīng)電路102的電路圖。其中，感應(yīng)電路102主要包括：

第一電源VCC、第二電源VEE、第一運(yùn)算放大器1021、第一電容C1、第二電容C2、第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4和第五開關(guān)S5。

第一電容C1的第一端通過第一開關(guān)S1與第一電源VCC電性連接，并通過第二開關(guān)S2接地；第一電容C1的第二端與感應(yīng)區(qū)101電性連接，并通過第三開關(guān)S3接地，還通過第四開關(guān)S4與第一運(yùn)算放大器1021的同向輸入端電性連接。

第一運(yùn)算放大器1021的正電源端與第一電源VCC電性連接，負(fù)電源端與第二電源VEE電性連接。通常，此處使用的VCC與VEE的電壓的絕對值是相同的。例如，VCC采用+15V電壓時(shí)，VEE將采用-15V電壓。

第二電容C2的第一端與第一運(yùn)算放大器1021的反向輸入端電性連接，第二電容C2的第二端通過第五開關(guān)S5接地，并分別與第一運(yùn)算放大器1021的輸出端及單片機(jī)103電性連接。

單片機(jī)103還分別與第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4及第五開關(guān)S5電性連接。

其中，第一電容C1的電容容量要遠(yuǎn)小于第二電容C2的電容容量。

單片機(jī)103控制感應(yīng)電路102中各開關(guān)元件，配合單片機(jī)103，周期性地按順序進(jìn)行以下步驟：

1、閉合S2、S3、S4、S5，斷開S1，讓電容C1和C2充分放電；

2、斷開S2、S4、S5，準(zhǔn)備給C1充電；

3、閉合S1，給C1充電；

4、斷開S1、S3，閉合S2、S4，根據(jù)電荷平衡原理，C1左端電荷對地釋放，右端電荷向運(yùn)算放大器正向積分，C1中的電荷累積到C2；

5、重復(fù)預(yù)置次數(shù)的1-4步驟后，單片機(jī)103檢測感應(yīng)電路102的電壓輸出值。其中，預(yù)置次數(shù)通常為80-100范圍內(nèi)的一固定次數(shù)。例如，當(dāng)選擇了90作為該預(yù)置次數(shù)時(shí)，每重復(fù)90次的1-4步驟后，單片機(jī)103將檢測感應(yīng)電路102的電壓輸出值，第二電容C2的第二端與單片機(jī)103電性連接，此處單片機(jī)103檢測的電壓輸出值即為第二電容C2放電時(shí)的電壓值。

若用戶未將手指置于感應(yīng)區(qū)101附近，則檢測到的電壓輸出值將總是一定值；當(dāng)用戶將手指置于該感應(yīng)區(qū)101附近或者接觸該感應(yīng)區(qū)101時(shí)，由于人體是電導(dǎo)體且接地，人體會通過感應(yīng)區(qū)101對地釋放部分電荷，使C1電容值變小，重復(fù)預(yù)置次數(shù)的1-4步驟后，檢測到的電壓輸出值也會變小。當(dāng)單片機(jī)103檢測到的電壓輸出值與該定值的差的絕對值大于預(yù)置的最大差值范圍時(shí)，單片機(jī)103向受控元件2發(fā)出控制指令，控制其執(zhí)行對應(yīng)的操作。

在本實(shí)施例中，感應(yīng)區(qū)101可以由一塊金屬板和一層很薄的玻璃蓋板組成；也可以是在電路板的預(yù)置位置開口，使該預(yù)置位置處的銅箔裸露于空氣中，在銅箔上加蓋一層玻璃蓋板，則感應(yīng)區(qū)101由該銅箔與玻璃蓋板組成。其中金屬板或銅箔與感應(yīng)電路102中第一電容C1的第二端電性連接，玻璃蓋板加蓋在該金屬板或銅箔上，用于保護(hù)金屬板或銅箔，避免金屬板或銅箔與外界接觸，可以防塵防水以及防止用戶直接接觸金屬板或銅箔。當(dāng)用戶將手指置于感應(yīng)區(qū)101附近或者接觸到該感應(yīng)區(qū)101中加蓋在金屬板或銅箔上的玻璃蓋板時(shí)，由于人體是電導(dǎo)體且可看做接地，因此人體會將帶走C1中的部分電荷，使單片機(jī)103檢測到的電壓輸出值變小。因此，用戶在使用本實(shí)用新型中的感應(yīng)按鍵時(shí)，可以不需要接觸該按鍵，僅需將手指置于該按鍵感應(yīng)區(qū)101附近，即可控制該按鍵對應(yīng)的設(shè)備。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵，相較于現(xiàn)有技術(shù)，能夠通過感應(yīng)人體電容，檢測電壓變化的方式，來確認(rèn)用戶是否需要使用該按鍵，且能做到用戶不必須與按鍵有直接的接觸，只將手指置于該按鍵感應(yīng)區(qū)附近即可控制。此按鍵無任何機(jī)械運(yùn)動部件和機(jī)械觸點(diǎn)，大大提高了按鍵的使用壽命，除感應(yīng)區(qū)外的全部元件都在設(shè)備內(nèi)部，無需與人體有任何接觸，因此可以做到完全防塵防水，提高了產(chǎn)品粘性。

請參閱圖3，圖3是在圖2實(shí)施例提供的感應(yīng)電路102的電路圖的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)第二運(yùn)算放大器1022，則第二電容C2的第二端與單片機(jī)103電性連接，具體為：

第二電容C2的第二端與第二運(yùn)算放大器1022的同向輸入端電性連接，第二運(yùn)算放大器1022的輸出端分別與第二運(yùn)算放大器1022的反向輸入端及單片機(jī)103電性連接。

該第二運(yùn)算放大器1022，用于放大感應(yīng)電路102的電壓輸出值，使上述步驟5中，單片機(jī)103采集到放大后的電壓輸出值，以使該電壓輸出值發(fā)生變化時(shí)，單片機(jī)103更加容易檢測出。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的感應(yīng)按鍵，相較于現(xiàn)有技術(shù)，能夠通過感應(yīng)人體電容，檢測電壓變化的方式，來確認(rèn)用戶是否需要使用該按鍵，且能做到用戶不必須與按鍵有直接的接觸，只將手指置于該按鍵感應(yīng)區(qū)附近即可控制。此按鍵無任何機(jī)械運(yùn)動部件和機(jī)械觸點(diǎn)，大大提高了按鍵的使用壽命，除感應(yīng)區(qū)外的全部元件都在設(shè)備內(nèi)部，無需與人體有任何接觸，因此可以做到完全防塵防水，提高了產(chǎn)品粘性。

在上述實(shí)施例中，對各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。

以上為對本實(shí)用新型所提供的感應(yīng)按鍵的描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。