一种基于红外光的非接触式滑条及控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于红外光的非接触式滑条和控制电路，包括红外光发射单元、红外光接收单元和信号处理器，红外光发射单元包含红外光发射器及红外光发射驱动电路，红外光接收单元包含至少两个红外光接收器，红外光接收器分布在所述红外光发射器的两侧，红外光发射单元、红外光接收单元置于透光外壳内。本实用新型专利技术基于红外光的反射性，利用不可见红外光实现了非接触式的滑条控制，解决了触摸控制必须接触的局限性。

Non contact slide bar and control circuit based on infrared light

The utility model discloses a non-contact infrared slide and the control circuit based on infrared light emitting unit, including infrared receiving unit and the signal processor, the infrared emission infrared transmitter and the infrared emission unit includes a drive circuit, an infrared receiving unit comprises at least two infrared receiver infrared receiver distribution in the infrared transmitter on both sides the infrared emission unit, infrared light receiving unit is arranged in the shell. The utility model is based on the reflection of the infrared light, and realizes the non-contact sliding strip control by using the invisible infrared light, which solves the limitation that the touch control must be contacted.

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及一种非接触式的开关，尤其是涉及一种基于红外光的非接触式滑条及控制电路。

技术介绍

目前，在医用仪器等领域，为了避免设备控制时因接触控制开关产生灰尘或造成感染等问题，要求实现仪器的非接触控制，且部分仪器还要求达到线性可控，如何实现非接触式滑条控制是解决该问题的关键。现有的非接触式控制开关大多采用复杂度高的图像处理技术，通过摄像头捕捉控制动作，传输到高性能控制器，通过特定识别算法处理判断控制的动作。然而，现有的非接触式控制开关实现成本较高、算法复杂度大，不利于技术的普及和应用。

技术实现思路

为了解决现有技术中非接触开关实现成本较高的问题，本技术提供了一种基于红外光非接触式的滑条及控制电路，本技术实现简易、成本低廉，有利于工业推广使用。
本技术采用的技术方案如下：
一种基于红外光的非接触式滑条，包括红外光发射单元、红外光接收单元和信号处理单元，其特征在于，所述红外光发射单元包含红外光发射器及红外光发射驱动电路，所述红外光接收单元包含至少两个红外光接收器，所述红外光接收器分布在所述红外光发射器的两侧，所述红外光发射单元、红外光接收单元置于透光外壳内。
以及一种基于红外光的非接触式控制电路，包括红外发射二极管D1、第一红外接收二极管D2、第二红外接收二极管D3，微控制器MCU，所述红外发射二极管D1阳极连接系统电源VCC，阴极连接限流电阻R3，电阻R3另外一端连接开关器件Q1集电极，Q1射极连接到地，Q1基极接下拉电阻R4一端且连接到MCU的GPIO；所述第一红外接收二极管D2阳极连系统电源VCC，阴极连接第一分压电阻R1且连接到MCUADC第一通道AIN0，R1另外一端连接地；所述第二红外接收二极管D3阳极连系统电源VCC，阴极连接第一分压电阻R2且连接到MCUADC第二通道AIN1，R2另外一端连接地。
与现有技术相比，本方案利用红外光的反射性实现了在无遮挡、透明物以及半透明材料下的非接触式线性控制，解决了现有技术中触摸控制必须接触的局限性，大大降低了制造成本和难度。
附图说明
图1为本技术基于红外光非接触式滑条的结构示意图；
图2为本技术实施例红外光反射示意图；
图3为本技术实施例的电路图；
图4为本技术实施例的控制时序图。
具体实施方式
为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
本技术主要基于红外光的反射原理，当触点即接触物所在的位置发生变化时，不同位置接收到的红外反射光亦存在量的差异，进而来判断触点位置所在。如图1所示，本非接触式的滑条包括红外光发射单元、红外光接收单元、信号处理单元。红外光发射单元包含红外线发射器及红外驱动电路，以一定频率向外发射红外光；红外光接收单元由分布在不同位置在红外接收器接收反射回来的红外光并发送到信息处理单元，信号处理单元周期性地驱动红外光发射单元，并根据不同位置红外接收器发送过来的红外光量确定触点的位置，并触发相应操作。
优选地，还包括信号放大单元，信号放大单元包含直流比例放大电路，用于将接收到的反射红外光量信号进行放大，便于区分不同位置接收到的红外光量大小的差异。
以下将结合图2和图3所示实施例作进一步的说明。如图2所示，本实施例中的非接触式滑条包括一个红外发射二极管D1（用IR表示），两个红外接收二级管D2、D3（分别用T1和T2表示），T1和T2分别位于IR的两侧，优选地，T1和T2等距离地分布于IR的两侧。图3示出了本实施例的简易电路图，其中，红外发射管D1阳极连接系统电源VCC，阴极连接限流电阻R3，电阻R3另外一端连接开关器件Q1集电极，Q1射极连接到地，Q1基极接下拉电阻R4一端且连接到MCU的GPIO；第一红外接收二极管D2阳极连系统电源VCC，阴极连接第一分压电阻R1且连接到MCUADC第一通道AIN0，R1另外一端连接地；第二红外接收二极管D3阳极连系统电源VCC，阴极连接第一分压电阻R2且连接到MCUADC第二通道AIN1，R2另外一端连接地。
本实施例的开关器件Q1可以为三极管，也可以为FET，MOSFET。
进一步地，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2为可调电阻，可以调整两个分压电阻R1和R2的值来调节分压比例，进而平衡红外接收二极管的差异性而导致感应值偏差大。
下述将对本技术的原理作进一步的说明。图2中T1代表第一红外接收二极管，T2代表第二红外接收二极管，IR代表红外发射二极管。T1、T2分布在IR两侧，IR发出的红外光一部分通过内壁反射到内部，部分被T1、T2接收，部分光线通过半透外壁透射出去，如图2.1所示。当接触物靠近外壁时，接触物将一部分透射出外壁的光线再次反射回内部，使红外接收二极管接收到的光线更多，反馈值增加。当接触物在处于不同位置时，T1、T2接收到的红外光线亦不同，如图2.2－2.4所示，根据T1、T2感应到红外光线的量的关系即可判断接触物所在的位置，以下将结合图4具体说明如何根据T1、T2感应到的红外光量的关系判断触点所在的位置。
图4中横轴代表接触物的处于不同位置的4种情形，包括无接触物，即未触摸滑条开关的情形；接触物偏T1时，即触点位于第一红外接收器T1侧的情形；接触物居中时，即触点位于第一红外接收器T1与第二红外接收器T2中间位置的情形；接触物偏T2时，即触点位于第二红外接收器T2侧的情形。纵轴分别代表静态感应信号C0波形、IR_DR驱动波形、T1-C0感应波形、T2-C0感应波形和|T1-T2|感应波形。静态感应信号C0包括外界环境红外光量和IR发射且无接触物时内部反射回的红外光量的总和，环境光在一段时间内应处于稳定状况，假设保持为一个值不变。当MCU控制IR周期性发出红外光，在有效驱动电平时，无接触物情况下为静态状态，那么T1-C0、T2-C0、T1-T2均为0；当在无效驱动电平时，因为减少了IR发出的光，T1-C0、T2-C0为负值，由于T1和T2变化相等因此T1-T2依旧为0。设定在无效驱动电平且无接触物采集的值为基准值|T1-C0|0、|T2-C0|0，|T1-T2|0；在接触物偏T1时，T1-C0大于T2-C0，且分别大于|T1-C0|0、|T2-C0|0，T1-T2为正值；在接触物居中时T1-C0等于T2-C0，且分别大于|T1-C0|0、|T2-C0|0，T1-T2为0；在接触物偏T2时，T2-C0大于T1-C0，且分别大于|T2-C0|0、|T1-C0|0，T1-T2为负值。因此，根据T1-C0、T2-C0、|T1-C0|0、|T2-C0|04个量之间的关系即可判别有无接触物，当T1-C0>|T1-C0|0且T2-C0>|T2-C0|0，即说明有接触物存在；在判断接触物存在的基础上，根据T1-T2的值即可以计算接触物在T1、T2线上的位置，当T1>T2时，说明接触物靠近T1，当T1=T2时，说明接触物位于T1、T2中间，当T1<T2时，说明接触物靠近T2，进而可实现非接触式的滑条控制。
应当理解，以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外光的非接触式滑条，包括红外光发射单元、红外光接收单元和信号处理单元，其特征在于，所述红外光发射单元包含红外光发射器及红外光发射驱动电路，所述红外光接收单元包含至少两个红外光接收器，所述红外光接收器分布在所述红外光发射器的两侧，所述红外光发射单元、红外光接收单元置于透光外壳内。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外光的非接触式滑条，包括红外光发射单元、红外光接收单元和信号处理单元，其特征在于，所述红外光发射单元包含红外光发射器及红外光发射驱动电路，所述红外光接收单元包含至少两个红外光接收器，所述红外光接收器分布在所述红外光发射器的两侧，所述红外光发射单元、红外光接收单元置于透光外壳内。
2.根据权利要求1所述的非接触式滑条，其特征在于，还包括信号放大单元，所述信号放大单元与所述红外光接收单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的非接触式滑条，其特征在于，所述红外光发射器为红外发射二极管，所述红外光接收器为红外接收二极管。
4.根据权利要求2所述的非接触式滑条，其特征在于，所述放大电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻均为可调电阻。
5.一种基于红外光的非接触式控制电路，包括红外发射二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明旭，陈建灿，潘永雄，
申请(专利权)人：深圳市优逸电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44