基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關，包括摩擦發電傳感器、穩壓電路、單片機、繼電器，所述摩擦發電傳感器包括負極薄膜以及與負極薄膜接觸的正極片，所述負極薄膜為得電子材料薄膜，所述正極片為金屬片；所述摩擦發電傳感器的正極片連接穩壓電路，所述穩壓電路的輸出端連接單片機的信號輸入端，單片機的控制輸出端控制繼電器的線圈通斷電，所述繼電器的開關做為觸摸式開關電路的開關。本實用新型專利技術具有價格低廉，結構簡單，抗干擾性強且精度高的特點。

【技術實現步驟摘要】
基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關
本技術涉及開關領域，具體涉及一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關。
技術介紹
目前市場上觸摸開關按開關原理分類有電阻式觸摸開關和電容式觸摸開關。觸摸開關的主流技術是采用電容感應技術實現，而電容感應技術有一定的缺陷。首先，該器件的電容感應傳感器本身需要功耗，這就造成一定的能源消耗；其次因為手指在感應盤上帶來的電容變化極小，而且隨著隔離的絕緣面板厚度增加，電容的大小會成指數降低，大概隔5mm的鋼化玻璃后，人的手指觸摸只能帶來不到0.5PF的電容變化，對于這樣微小的電容變化量，檢測非常困難，而且濕度、溫度的變化、電磁干擾、電源干擾等都會極大的影響測量電路的測量結果，引發誤操作。目前市場上有智能觸摸開關ABLE，這種是專為酒店精心設計，具有較高的抗破壞能力、高可靠性、高穩定性，但價格卻非常昂貴。于是設計一款價格低廉，結構簡單，抗干擾性強且精度高的觸摸開關就非常有意義。
技術實現思路
有鑒于現有技術的至少一個缺陷，本技術的目的是提供一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關，具有價格低廉，結構簡單，抗干擾性強且精度高的特點。為了達到上述目的，本技術采用如下技術方案：一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其關鍵在于：包括摩擦發電傳感器、穩壓電路、單片機、繼電器，所述摩擦發電傳感器包括負極薄膜以及與負極薄膜接觸的正極片，所述負極薄膜為得電子材料薄膜，所述正極片為金屬片；所述摩擦發電傳感器的正極片連接穩壓電路的輸入端，所述穩壓電路的輸出端連接單片機的信號輸入端，單片機的控制輸出端控制繼電器的線圈通斷電，所述繼電器的開關做為觸摸式開關電路的開關。本技術是基于最新的摩擦電發電技術開發的一種的觸摸式開關電路，當手觸摸到摩擦發電傳感器的得電子材料薄膜時，由于摩擦起電，手指帶上負電荷，得電子材料薄膜上帶上正電荷，而摩擦發電傳感器的正極片此時不帶電。當手指離開后的瞬時，得電子材料薄膜從下表面的金屬片獲取電子，此時下表面的金屬片帶上正電荷，于是便可在金屬片中間引出一條導線，并串聯電阻接到地，這時會產生一個從正極片經電阻到地的電流，便可以在電阻兩端檢測出電勢差，再通過后續處理電路，便可讀取識別，再利用單片機最終控制電燈或其它用電設備的開關。本專利技術的優點在于，摩擦發電傳感器設計無需任何外接電源，且結構簡單，靈敏度高，價格便宜，普通家庭均能適用，不容易受外部條件如濕度、溫度、電磁的干擾。所述單片機還設置有指示控制端，該指示控制端連接有指示燈。當單片機控制繼電器的開關閉合時，單片機的指示控制端控制指示燈熄滅，當單片機控制繼電器的開關斷開時，單片機的指示控制端控制指示燈亮，所述設置便于在黑夜中尋找到開關的位置。所述穩壓電路包括集成運放，所述摩擦發電傳感器的正極片經電阻R3接地，所述摩擦發電傳感器的正極片還連接集成運放的同相輸入端，集成運放的反相輸入端接地，集成運放的輸出端經電阻R4連接單片機的信號輸入端。由于手指觸摸的不同的摩擦力度會產生高低不等的電壓，電壓過低會導致單片機無法接收觸發信號，電壓過高會將單片機內部電路燒毀，摩擦發電傳感器的輸出端經集成運放后再連接單片機，一方面會提高摩擦發電傳感器的靈敏度，對于過小的電壓信號進行放大，另一方面可以保護單片機，對過大的電壓信號進行穩壓，因為運放的輸出電壓恒定。所述單片機的控制輸出端連接開關三極管Q1的基極，開關三極管Q1控制所述繼電器的線圈通斷電。上述電路結構便于控制高電壓、大電流的開關，在電流較小或電壓較小時，也可以由單片機的控制輸出端輸出電壓直接控制繼電器的線圈通斷電，或者直接通過開關三極管Q1控制用電設備通斷電。所述得電子材料薄膜或是PTFE膜、或是FEP膜、或是PET膜、或是PDMS膜、或是ParyleneF膜、或是Kapton膜；所述金屬片為銅片。Kapton膜是聚酰亞胺(PI)薄膜材料的商品名稱。Parylene膜是聚對二甲苯薄膜，PDMS膜是聚二甲基硅氧烷薄膜；PET膜是聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜；FEP膜是氟化乙烯丙烯共聚物薄膜；PTFE膜是聚四氟乙烯薄膜。上述材料價格便宜，容易得到，得電子材料薄膜可以粘接或涂敷方式貼附在銅片上。一種基于摩擦發電的觸摸式開關，采用所述的基于摩擦發電的觸摸式開關電路，包括外殼，所述外殼包括殼體以及固定在殼體上的面板，所述摩擦發電傳感器嵌設在面板上，所述摩擦發電傳感器的負極薄膜位于面板的外表面，穩壓電路、單片機、繼電器均位于外殼內。上述設置結構簡單，并且便于安裝。所述穩壓電路、單片機、繼電器均設置在電路板上，所述電路板通過螺栓固定在面板的內表面。所述面板、殼體均為塑料，面板卡接在殼體上。通過上述設置，當開關電路的某個零部件損壞時，便于取下進行更換，現有開關面板是通過螺釘固定在殼體上，要將開關面板取下時須要松動所有螺釘，并且開關的零部件固定在殼體內，維修更換皆不方便。通過設置卡接結構，維修時將面板從殼體上拆卸和裝配比較容易，比拆螺釘要輕便快速得多。所述穩壓電路、單片機、繼電器由電池供電或由交流電源經變壓裝置變壓后供電。電池供電可節省變壓裝置，采用交流電源經變壓裝置變壓后供電可免去更換電池或充電的煩惱，可根據需要選用。指示燈設置于面板的外表面。有益效果:本技術提供了一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路以及開關，具有價格低廉，結構簡單，抗干擾性強且精度高的特點。附圖說明圖1為基于摩擦發電的觸摸式開關電路的模塊圖；圖2為圖1的電路圖；圖3為基于摩擦發電的觸摸式開關的結構圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術作進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3所示，一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其關鍵在于：包括摩擦發電傳感器1、穩壓電路2、單片機3、繼電器4，所述摩擦發電傳感器1包括負極薄膜11以及與負極薄膜11接觸的正極片12，所述負極薄膜11為得電子材料薄膜，所述正極片12為金屬片；所述摩擦發電傳感器1的正極片12連接穩壓電路2的輸入端，所述穩壓電路2的輸出端連接單片機3的信號輸入端，單片機3的控制輸出端控制繼電器4的線圈通斷電，所述繼電器4的開關K1做為觸摸式開關電路的開關。本技術是基于最新的摩擦電發電技術開發的一種的觸摸式開關電路，當手觸摸到摩擦發電傳感器1的得電子材料薄膜時，由于摩擦起電，手指帶上負電荷，得電子材料薄膜上帶上正電荷，而摩擦發電傳感器1的正極片12此時不帶電。當手指離開后的瞬時，得電子材料薄膜從下表面的金屬片12獲取電子，此時下表面的金屬片12帶上正電荷，于是便可在金屬片12中間引出一條導線，并串聯電阻R3接地，這時會產生一個從正極片12經電阻R3到地的電流，便可以在電阻R3兩端檢測出電勢差，再通過后續處理電路，便可讀取識別，再利用單片機3最終控制電燈或其它用電設備的開關。本專利技術的優點在于，摩擦發電傳感器1設計無需任何外接電源，且結構簡單，靈敏度高，價格便宜，普通家庭均能適用，不容易受外部條件如濕度、溫度、電磁的干擾。所述單片機3還設置有指示控制端，該指示控制端連接有指示燈7。當單片機3控制繼電器4的開關K1閉合時，單片機3的指示控制端控制指示燈7熄滅，當單片機3控制繼電器4的開關K1斷開時，單片機3的指示控制端控制指示燈7亮，所述設置便于在黑夜中尋找到開關的位置。所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其特征在于：包括摩擦發電傳感器(1)、穩壓電路(2)、單片機(3)、繼電器(4)，所述摩擦發電傳感器(1)包括負極薄膜(11)以及與負極薄膜(11)接觸的正極片(12)，所述負極薄膜(11)為得電子材料薄膜，所述正極片(12)為金屬片；所述摩擦發電傳感器(1)的正極片(12)連接穩壓電路(2)的輸入端，所述穩壓電路(2)的輸出端連接單片機(3)的信號輸入端，單片機(3)的控制輸出端控制繼電器(4)的線圈通斷電，所述繼電器(4)的開關做為觸摸式開關電路的開關。

【技術特征摘要】
1.一種基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其特征在于：包括摩擦發電傳感器(1)、穩壓電路(2)、單片機(3)、繼電器(4)，所述摩擦發電傳感器(1)包括負極薄膜(11)以及與負極薄膜(11)接觸的正極片(12)，所述負極薄膜(11)為得電子材料薄膜，所述正極片(12)為金屬片；所述摩擦發電傳感器(1)的正極片(12)連接穩壓電路(2)的輸入端，所述穩壓電路(2)的輸出端連接單片機(3)的信號輸入端，單片機(3)的控制輸出端控制繼電器(4)的線圈通斷電，所述繼電器(4)的開關做為觸摸式開關電路的開關。2.根據權利要求1所述的基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其特征在于：所述單片機(3)還設置有指示控制端，該指示控制端連接有指示燈(7)。3.根據權利要求1所述的基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其特征在于：所述穩壓電路(2)包括集成運放，所述摩擦發電傳感器(1)的正極片(12)經電阻R3接地，所述正極片(12)還連接集成運放的同相輸入端，集成運放的反相輸入端接地，集成運放的輸出端經電阻R4連接單片機(3)的信號輸入端。4.根據權利要求1所述的基于摩擦發電的觸摸式開關電路，其特征在于：所述單...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳英，廖露，鄧乙平，向毅，柏俊杰，張小云，施金良，楊如森，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：新型
國別省市：重慶,50