觸摸按鍵板的製作方法

2023-06-07 19:19:06 1

本實用新型涉及一種觸摸按鍵板，主要用於各種電器的操控。

背景技術：

傳統的機械按鍵按壓次數壽命有限，並且機械按鍵按鈕會受外力及自身特性的影響，出現老化而喪失功能，並且機械按鍵不能很好的適用於某些特殊環境（如防塵、防霧、防水、防腐等）。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種觸摸按鍵板，以解決現有技術存在的使用壽命短，以及不能很好的適用於某些特殊環境（如防塵、防霧、防水、防腐等）的問題。

本實用新型的技術方案是：一種觸摸按鍵板，其特徵在於，包括包括基板和設在其兩側的觸摸控制按鍵電路，該觸摸控制按鍵電路包括觸摸感應按鍵模塊、觸摸信號處理模塊、多路模擬開關模塊、LED指示燈模塊、降壓穩壓模塊、插座連接器，觸摸感應按鍵模塊與觸摸信號處理模塊的輸入接口連接，觸摸信號處理模塊的不同輸出接口分別與多路模擬開關模塊的輸入端和LED指示燈模塊連接，多路模擬開關模塊的輸出端於插座連接器連接；降壓穩壓模塊供給其他模塊的直流電源。

所述的觸摸感應按鍵模塊由多個感應盤，每一該感應盤各通過印刷線路串聯一限流電阻與所述的觸摸信號處理模塊的I/O 口對應連接，實現觸摸感應和信號傳輸。

所述的觸摸信號處理模塊採用CBM7320型觸摸晶片集成電路。

所述的多路模擬開關模塊由八選一74HC4051型開關集成電路和濾波電容組成，該開關集成電路的供電腳通過濾波電容接地，該開關集成電路的S0/S1/S2/E端分別接觸摸晶片集成電路的I/O口來接收開關指令信號，內部作出通斷動作。

所述的LED 指示燈模塊由多個LED和與每一該LED串聯的限流電阻通過印刷線路與所述的觸摸晶片集成電路連接組成，LED 的負極接觸摸晶片集成電路的I/O口，LED的正極接限流電阻的一端，限流電阻的另一端接供電電源3.3V端。

所述的插座連接器設有按鍵功能開關信號輸出的埠和與所述的降壓穩壓模塊連接的電源輸入埠。

本實用新型的優點是：使用觸摸感應方式，沒有對按鍵產生外力，不會在使用中快速老化喪失功能，大大延長了產品使用壽命；觸摸按鍵可以隱於產品內部，能很好的幫助產品做到防塵、防霧、防水、防腐等，適用於一些特殊環境。

附圖說明

圖1是本實用新型的觸摸控制按鍵電路的框圖；

圖2是本實用新型的觸摸感應按鍵模塊的電路原理圖；

圖3是本實用新型的觸摸信號處理模塊的電路原理圖；

圖4是本實用新型的多路模擬開關模塊的電路原理圖；

圖5是本實用新型的LED指示燈模塊的電路原理圖；

圖6是本實用新型的降壓穩壓模塊的電路原理圖；

圖7是本實用新型的插座連接器的電路原理圖；

圖8是本實用新型基板正面的印刷電路圖；

圖9是本實用新型基板背面的印刷電路圖。

具體實施方式

參見圖1～圖9，本實用新型一種觸摸按鍵板，包括包括基板B和設在其兩側的觸摸控制按鍵電路（PCB），該觸摸控制按鍵電路包括觸摸感應按鍵模塊1、觸摸信號處理模塊2、多路模擬開關模塊3、LED指示燈模塊4、降壓穩壓模塊5、插座連接器6，觸摸感應按鍵模塊1與觸摸信號處理模塊2的輸入接口連接，觸摸信號處理模塊2的不同輸出接口分別與多路模擬開關模塊3的輸入端和LED指示燈模塊4連接，多路模擬開關模塊3的輸出端於插座連接器6連接；降壓穩壓模塊5供給其他模塊的直流電源。

參見圖2，所述的觸摸感應按鍵模塊1由9 個感應盤11和分別與每一感應盤11串聯的9 個限流電阻R21-R29、通過印刷線路12連接觸摸信號處理模塊2；一個感應盤11與一個電阻的一端連接，電阻的另一端與觸摸晶片集成電路CBM7320 的I/O 口連接，實現觸摸感應和信號傳輸。

參見圖3，所述的觸摸信號處理模塊2由觸摸晶片集成電路CBM7320 組成；I/O 分別連接觸摸感應按鍵模塊1、LED指示燈模塊4、多路模擬開關模塊3，通過降壓穩壓模塊5的3.3V輸出供電使觸摸信號處理模塊2進行觸摸檢測、指令信號來控制LED和模擬開關的工作。

參見圖4，所述的多路模擬開關模塊3由八選一開關集成電路74HC4051（U3/U4）和電容C4/C5組成；U3/U4的供電腳通過電容C4/C5接地，U3/U4的S0/S1/S2/E 分別接觸摸晶片集成電路CBM7320的I/O口來接收開關指令信號，內部作出通斷動作。

參見圖5，所述的LED指示燈模塊4由9 個LED（發光二極體D1-D9）和9 個限流電阻R1-R9通過印刷線路與觸摸晶片集成電路連接組成；LED的負極接觸摸晶片集成電路CBM7320的I/O口，LED的正極接電阻1-R9的一端，電阻1-R9另一端接供電3.3V，當LED 負極為低電平時，LED亮，當LED負極為高電平時，LED滅。

參見圖6，所述的降壓穩壓模塊5由AMS1117穩壓器U1、電容C1、電容C2、電阻R20、電容C3通過走線連接組成；AMS1117穩壓器的Vin接電源輸入，GND端接GND，Vout為3.3V輸出，電容C1\C2接在GND與Vout之間，R20一端接Vout，另一端泰國片C3接地。

參見圖7，所述的插座連接器6是按鍵功能開關信號輸出的埠，也是電源的輸入埠（為降壓穩壓模塊5提供5V電源）。

參見圖8和圖9，本實用新型整體為一塊矩形的PCB，在基板B的正面設有一字等間隔排列的9 個圓形的感應盤11，觸摸控制按鍵電路的各單元的IC和原件焊接在基板B兩側，通過印刷線路12按照電路原理圖連接。

本實用新型觸摸按鍵的功能與原理：

1. 觸摸按鍵的功能：

觸摸按鍵實現的功能與普通機械式按鍵的作用一樣，與之不同的是，機械按鍵通過開關或者金屬片的通斷髮揮作用，觸摸按鍵是通過檢測電容的變化，經過觸摸處理模塊處理後，輸出開關的通斷信號發揮作用。

2. 觸摸按鍵的原理：

在任何兩個導電的物體之間都存在電容，電容的大小與介質的導電性質、極板的大小及導電性質、極板周圍是否存在導電物質等有關。PCB板之間的感應盤就是電容的極板。當人體的手指接近PCB的感應盤時，由於人體的導電性，會改變電容的大小，觸摸處理晶片檢測到電容值的大幅度變化後，輸出指令信號。

通過人體觸摸PCB上的感應盤11，觸摸晶片集成電路檢測到電容值的改變，發送指令給對應通道的LED負極為低電平，使其LED指示燈亮起，同時發送信號給多路模擬開關模塊3，控制多路模擬開關模塊3給對應通道作出連通動作，使其對應通道與地連通，實現連通功能；當鬆開手指與感應盤的接觸時，電容值恢復，觸摸晶片集成電路檢測到電容值的改變，發送指令給對應通道的LED負極為高電平，使其LED指示燈不亮，同時發送信號給多路模擬開關模塊3，控制多路模擬開關模塊3給對應通道作出斷開動作，使其對應通道與地不連通，實現斷開功能；這樣就基本實現了觸摸控制通斷髮揮作用。

3. 觸摸按鍵的優勢：傳統的機械按鍵按壓次數壽命有限，並且機械按鍵按鈕會受外力及自身特性的影響，出現老化而喪失功能，並且機械按鍵不能很好的適用於某些特殊環境（如防塵、防霧、防水、防腐等）。