專利名稱：一種壓電傳感按摸開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子開關(guān)器件，是一種壓電傳感按摸開關(guān)。
目前已有的與電子電路配置的觸摸開關(guān)和感應(yīng)式觸摸開關(guān)大多靠人體感應(yīng)的電訊號通過電子電路控制用電電路的通斷。這種觸摸式開關(guān)和感應(yīng)開關(guān)的觸摸片一般置于開關(guān)盒體面板的外表面，存在著安全性較差，易磨損和抗干擾性差，靈敏度不高等不足。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓電傳感按摸開關(guān)。該傳感按摸開關(guān)的壓電傳感器為壓電蜂鳴片，置于開關(guān)盒體罩蓋的內(nèi)表面，并在盒體內(nèi)的電路板上配置由信號采集電路單元、控制電路單元、電流導(dǎo)引及開關(guān)電路單元、尖脈沖諧波整流電路單元和電源及指示電路單元相互連接而成的電子電路靠壓電效應(yīng)，通過電子電路控制用電電路的通斷。以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足。
本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)是一種壓電傳感按摸開關(guān)由盒體和安裝盒體內(nèi)的電子電路組成，電路中的壓電傳感基片貼敷于盒體面板上，其特征在于電路板上的電路由信號采集電路單元(1)、控制電路單元(2)、電流引導(dǎo)及電子開關(guān)電路單元(3)、尖脈沖諧波整流電路單元(4)以及電源整流及指示電路單元(5)相互連接構(gòu)成；其中電路單元(1)由壓電蜂鳴片HTD并接電阻R1構(gòu)成，電路單元(2)以雙D觸發(fā)器IC芯片為主構(gòu)成，分為單、雙穩(wěn)態(tài)電路，芯片的1、4、6、3、5、14各腳和所配接的電阻R2、電容器C1為單穩(wěn)態(tài)電路，3腳做為輸入端與電路單元(1)的輸出端聯(lián)接，跨接在1、4腳間的電阻R2和1腳為其輸出端，IC芯片的7、8、9、10、11、12、13腳做為雙穩(wěn)態(tài)電路，以IC芯片的11腳、13腳為該電路的輸入端和輸出端；電路單元(3)以兩只電子開關(guān)器件VS1、VS2相互連接構(gòu)成，其中VS1的陽極通過電阻R4連接VS2的陽極，VS1的陽極與VS2的控制極連接，VS1的控制極通過電阻R3與電路單元(2)的輸出端連接，VS2的陽極、陰極為該電路單元的輸出端；電路單元(4)由兩只晶體二極管D1、ZD相互串接后與電容器C2并接，再配置相應(yīng)的電阻R5、電容器C3和電阻R6構(gòu)成，以電阻R6和電阻R4的聯(lián)接點(diǎn)a為其輸出端與電路單元(5)的輸入端聯(lián)接；電路單元(5)以橋式整流電路為主構(gòu)成，以并聯(lián)在整流電路輸出端的電阻R7、發(fā)光二極管LED為其輸出端，電阻R7與LED串聯(lián)，整流電路的輸入端連接220伏交流電路；該按摸開關(guān)的盒體(11)的封蓋由透明或半透明材料制成，電路中的發(fā)光二極管管體(9)伸入封蓋罩(6)內(nèi)壓電傳感器基片(7)貼敷于封蓋內(nèi)表面上，按摸開關(guān)靠盒體底面上的接線柱(10)采用單線進(jìn)出方式串接在用電器的零線或火線電路中。
所選用的傳感器規(guī)格為壓電傳感器HTD為壓電蜂鳴片，其外型規(guī)格可選用φ20mm，φ27mm或φ35mm中的一種。
電子開關(guān)、觸發(fā)器等元器件的選配為電子開關(guān)器件為晶閘管，雙D觸發(fā)器IC芯片可選用CD40 13，晶體二極管ZD為穩(wěn)壓管。
本實(shí)用新型的附圖有

圖1是壓電按摸開關(guān)電路圖。
圖2是壓電按摸開關(guān)結(jié)構(gòu)簡圖。
附圖給出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)一步說明如下該壓電按摸開關(guān)的盒體(11)采用塑料材質(zhì)制成，可做成用于控制臺燈、床頭燈和日光燈、電風(fēng)扇通斷的多種不同規(guī)格形狀，如圖2所示是一種裝置在墻壁上的開關(guān)盒體，為86系列或國標(biāo)規(guī)定的其他系列，盒體底面安裝線路板(8)。
本實(shí)用新型的工作原理是1、提供電路靜態(tài)工作電壓該開關(guān)串接入用電器電路中后，220伏交流電由晶體二極管D2～D5組的橋式整流器整流輸出的脈動(dòng)直流電壓分別施于VS2陽極，經(jīng)電阻R7限流后使發(fā)光二極管LED發(fā)光指示開關(guān)位置和被R6、R5降壓，晶體二極管ZD削幅后經(jīng)晶體二極管D1、電容器C2濾波向控制電路單元(2)提供平滑低壓直流電。
按摸開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)在無人按摸或無人敲擊盒體面板時(shí)，壓電蜂鳴片無電流輸出，電路單元(2)單穩(wěn)態(tài)部分處于穩(wěn)態(tài)，即CD4013的1腳為低電位，CD4013的雙穩(wěn)態(tài)部分輸出端13腳亦為低電位，R3中無電流，晶閘管VS1因沒有觸發(fā)電流而處于關(guān)斷狀態(tài)，晶閘管VS2觸發(fā)電流的通路被關(guān)斷，VS2也處于關(guān)斷狀態(tài)，導(dǎo)致電路整體被關(guān)斷，串接在交流電源與本開關(guān)間的用電器不工作。
按摸開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)當(dāng)按摸開關(guān)盒體表面被按摸或敲擊時(shí)，壓電蜂鳴片將所受壓力轉(zhuǎn)換為電流，該電流觸發(fā)CD4013的單穩(wěn)態(tài)電路，使其輸出端1腳產(chǎn)生暫出正脈沖，進(jìn)而觸發(fā)CD4013的雙穩(wěn)態(tài)部分，使其輸出端13腳為高電位，電流經(jīng)電阻R3進(jìn)入VS1控制極，使其導(dǎo)通，并接通VS2門極觸發(fā)電流，使晶閘管VS2陽極脈動(dòng)直流電壓經(jīng)電阻R4、VS1的陽極、陰極向VS2控制極提供觸發(fā)電流，當(dāng)該電流逐步增大至其觸發(fā)電流值時(shí)，以VS1、VS2為主組成的開關(guān)電路單元使a點(diǎn)與c點(diǎn)短路，發(fā)光二極管熄滅，交流電源、橋式整流器VS2和用電器形成回路，用電器受電工作。與此同時(shí)，電路單元(4)中的電容器C2以及晶體二極管D1的儲(chǔ)存電能及反向阻斷作用維持了b點(diǎn)電壓，這也保證了因VS1、VS2頻繁關(guān)斷和導(dǎo)通而在a點(diǎn)產(chǎn)生的尖脈沖為控制電路單元(2)提供了穩(wěn)定的工作電壓。另外電路單元(4)中相并聯(lián)的電阻R5和電容器C3也有利于尖脈沖中的高次諧波分量通過，經(jīng)ZD和D1整流C2濾波以穩(wěn)定b點(diǎn)工作電壓。這也是能夠使電路單元(2)正常工作，并向VS1不斷提供觸發(fā)電流以保證用電器正常工作的關(guān)鍵。
按摸開關(guān)的再次關(guān)斷狀態(tài)當(dāng)燈或其他用電器需再關(guān)斷時(shí)，敲擊或按摸盒體表面，壓電蜂鳴器再次產(chǎn)生電流觸發(fā)CD4013單穩(wěn)態(tài)電路，其輸出端1腳輸出暫穩(wěn)態(tài)正脈沖觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)部分，使其恢復(fù)初始穩(wěn)態(tài)，其輸出端13腳由高電位變?yōu)榈碗娢唬摰碗娢皇闺娐穯卧?3)關(guān)斷，切斷用電器供電電路，按摸開關(guān)恢復(fù)初始狀態(tài)LED也再次發(fā)光。
本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步是該壓電傳感按摸開關(guān)主要靠壓電蜂鳴器的壓電效應(yīng)產(chǎn)生觸發(fā)電流通過盒體內(nèi)電路控制用電器受電與否，由于壓電蜂鳴器只對壓力敏感而且貼敷于盒體內(nèi)表面，并可串接在零線電路中不僅可以靠蜂鳴片內(nèi)園和簧片間的電容的旁路作用排除其他雜散信號的干擾，而且避免了其他類觸摸開關(guān)易發(fā)生的人體觸電現(xiàn)象。另外電路單元(3)有效地保證了該電子開關(guān)的工作穩(wěn)定性，并使電路整體耗電較小。電路單元(2)可以增強(qiáng)觸發(fā)大電流晶閘管的能力，使該按摸開關(guān)可以帶動(dòng)大功率負(fù)載如200瓦白熾燈和雙管40瓦日光燈。
所采用的脈沖諧波整流電路單元利用電容器的容抗隨頻率升高而減小的特性，可以在晶閘管控制角較小的條件下可有效地為控制電路單元提供穩(wěn)定的工作電壓，也同時(shí)保證了負(fù)載有足夠的工作電壓。
權(quán)利要求1.一種壓電傳感按摸開關(guān)由盒體和安裝盒體內(nèi)的電子電路組成，電路中的壓電傳感基片貼敷于盒體面板上，其特征在于電路板上的電路由信號采集電路單元(1)、控制電路單元(2)、電流引導(dǎo)及電子開關(guān)電路單元(3)、尖脈沖諧波整流電路單元(4)以及電源整流及指示電路單元(5)相互連接構(gòu)成；其中電路單元(1)由壓電蜂鳴片HTD并接電阻R1構(gòu)成，電路單元(2)以雙D觸發(fā)器IC芯片為主構(gòu)成，分為單、雙穩(wěn)態(tài)電路，芯片的1、4、6、3、5、14各腳和所配接的電阻R2、電容器C1為單穩(wěn)態(tài)電路，3腳做為輸入端與電路單元(1)的輸出端聯(lián)接，跨接在1、4腳間的電阻R2和1腳為其輸出端，IC芯片的7、8、9、10、11、12、13腳做為雙穩(wěn)態(tài)電路，以IC芯片的11腳、13腳為該電路的輸入端和輸出端；電路單元(3)以兩只電子開關(guān)器件VS1、VS2相互連接構(gòu)成，其中VS1的陽極通過電阻R4連接VS2的陽極，VS1的陽極與VS2的控制極連接，VS1的控制極通過電阻R3與電路單元(2)的輸出端連接，VS2的陽極、陰極為該電路單元的輸出端；電路單元(4)由兩只晶體二極管D1、ZD相互串接后與電容器C2并接，再配置相應(yīng)的電阻R5、電容器C3和電阻R6構(gòu)成，以電阻R6和電阻R4的聯(lián)接點(diǎn)a為其輸出端與電路單元(5)的輸入端聯(lián)接；電路單元(5)以橋式整流電路為主構(gòu)成，以并聯(lián)在整流電路輸出端的電阻R7、發(fā)光二極管LED為其輸出端，電阻R7與LED串聯(lián)，整流電路的輸入端連接220伏交流電路；該按摸開關(guān)的盒體(11)的封蓋由透明或半透明材料制成，電路中的發(fā)光二極管管體(9)伸放封蓋罩(6)內(nèi)，壓電傳感器基片(7)貼敷于封蓋內(nèi)表面上，按摸開關(guān)靠盒體底面上的接線柱(10)采用單線進(jìn)出方式串接在用電器的零線或火線電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的按摸開關(guān)，其特征在于壓電傳感器HTD為壓電蜂鳴片，其外型規(guī)格可選用φ20mm，φ27mm或φ35mm中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的按摸開關(guān)，其特征在于電子開關(guān)器件為晶閘管，雙D觸發(fā)器IC芯片可選用CD4013，晶體二極管ZD為穩(wěn)壓管。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電子開關(guān)器件，是一種壓電傳感按摸開關(guān)。該電子開關(guān)的壓電傳感器為壓電蜂鳴片，置于開關(guān)盒體罩蓋的內(nèi)表面，在盒體內(nèi)的電路板上配置包括信號采集電路單元、控制電路單元、電流引導(dǎo)及開關(guān)電路單元、尖脈沖諧波整流電路單元和電源及指示電路單元的電子電路，這種壓電傳感按摸開關(guān)可串接在用電器的零線電路中正常工作。具有無觸電危險(xiǎn)，工作穩(wěn)定可靠和能耗低，抗干擾能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號H03K17/94GK2240808SQ9521906
公開日1996年11月20日 申請日期1995年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月4日
發(fā)明者徐金田 申請人:河北省衡水地區(qū)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所