基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关，包括摩擦发电传感器、稳压电路、单片机、继电器，所述摩擦发电传感器包括负极薄膜以及与负极薄膜接触的正极片，所述负极薄膜为得电子材料薄膜，所述正极片为金属片；所述摩擦发电传感器的正极片连接稳压电路，所述稳压电路的输出端连接单片机的信号输入端，单片机的控制输出端控制继电器的线圈通断电，所述继电器的开关做为触摸式开关电路的开关。本实用新型专利技术具有价格低廉，结构简单，抗干扰性强且精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关
本技术涉及开关领域，具体涉及一种基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关。
技术介绍
目前市场上触摸开关按开关原理分类有电阻式触摸开关和电容式触摸开关。触摸开关的主流技术是采用电容感应技术实现，而电容感应技术有一定的缺陷。首先，该器件的电容感应传感器本身需要功耗，这就造成一定的能源消耗；其次因为手指在感应盘上带来的电容变化极小，而且随着隔离的绝缘面板厚度增加，电容的大小会成指数降低，大概隔5mm的钢化玻璃后，人的手指触摸只能带来不到0.5PF的电容变化，对于这样微小的电容变化量，检测非常困难，而且湿度、温度的变化、电磁干扰、电源干扰等都会极大的影响测量电路的测量结果，引发误操作。目前市场上有智能触摸开关ABLE，这种是专为酒店精心设计，具有较高的抗破坏能力、高可靠性、高稳定性，但价格却非常昂贵。于是设计一款价格低廉，结构简单，抗干扰性强且精度高的触摸开关就非常有意义。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本技术的目的是提供一种基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关，具有价格低廉，结构简单，抗干扰性强且精度高的特点。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于摩擦发电的触摸式开关电路，其关键在于：包括摩擦发电传感器、稳压电路、单片机、继电器，所述摩擦发电传感器包括负极薄膜以及与负极薄膜接触的正极片，所述负极薄膜为得电子材料薄膜，所述正极片为金属片；所述摩擦发电传感器的正极片连接稳压电路的输入端，所述稳压电路的输出端连接单片机的信号输入端，单片机的控制输出端控制继电器的线圈通断电，所述继电器的开关做为触摸式开关电路的开关。本技术是基于最新的摩擦电发电技术开发的一种的触摸式开关电路，当手触摸到摩擦发电传感器的得电子材料薄膜时，由于摩擦起电，手指带上负电荷，得电子材料薄膜上带上正电荷，而摩擦发电传感器的正极片此时不带电。当手指离开后的瞬时，得电子材料薄膜从下表面的金属片获取电子，此时下表面的金属片带上正电荷，于是便可在金属片中间引出一条导线，并串联电阻接到地，这时会产生一个从正极片经电阻到地的电流，便可以在电阻两端检测出电势差，再通过后续处理电路，便可读取识别，再利用单片机最终控制电灯或其它用电设备的开关。本专利技术的优点在于，摩擦发电传感器设计无需任何外接电源，且结构简单，灵敏度高，价格便宜，普通家庭均能适用，不容易受外部条件如湿度、温度、电磁的干扰。所述单片机还设置有指示控制端，该指示控制端连接有指示灯。当单片机控制继电器的开关闭合时，单片机的指示控制端控制指示灯熄灭，当单片机控制继电器的开关断开时，单片机的指示控制端控制指示灯亮，所述设置便于在黑夜中寻找到开关的位置。所述稳压电路包括集成运放，所述摩擦发电传感器的正极片经电阻R3接地，所述摩擦发电传感器的正极片还连接集成运放的同相输入端，集成运放的反相输入端接地，集成运放的输出端经电阻R4连接单片机的信号输入端。由于手指触摸的不同的摩擦力度会产生高低不等的电压，电压过低会导致单片机无法接收触发信号，电压过高会将单片机内部电路烧毁，摩擦发电传感器的输出端经集成运放后再连接单片机，一方面会提高摩擦发电传感器的灵敏度，对于过小的电压信号进行放大，另一方面可以保护单片机，对过大的电压信号进行稳压，因为运放的输出电压恒定。所述单片机的控制输出端连接开关三极管Q1的基极，开关三极管Q1控制所述继电器的线圈通断电。上述电路结构便于控制高电压、大电流的开关，在电流较小或电压较小时，也可以由单片机的控制输出端输出电压直接控制继电器的线圈通断电，或者直接通过开关三极管Q1控制用电设备通断电。所述得电子材料薄膜或是PTFE膜、或是FEP膜、或是PET膜、或是PDMS膜、或是ParyleneF膜、或是Kapton膜；所述金属片为铜片。Kapton膜是聚酰亚胺(PI)薄膜材料的商品名称。Parylene膜是聚对二甲苯薄膜，PDMS膜是聚二甲基硅氧烷薄膜；PET膜是聚对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。上述材料价格便宜，容易得到，得电子材料薄膜可以粘接或涂敷方式贴附在铜片上。一种基于摩擦发电的触摸式开关，采用所述的基于摩擦发电的触摸式开关电路，包括外壳，所述外壳包括壳体以及固定在壳体上的面板，所述摩擦发电传感器嵌设在面板上，所述摩擦发电传感器的负极薄膜位于面板的外表面，稳压电路、单片机、继电器均位于外壳内。上述设置结构简单，并且便于安装。所述稳压电路、单片机、继电器均设置在电路板上，所述电路板通过螺栓固定在面板的内表面。所述面板、壳体均为塑料，面板卡接在壳体上。通过上述设置，当开关电路的某个零部件损坏时，便于取下进行更换，现有开关面板是通过螺钉固定在壳体上，要将开关面板取下时须要松动所有螺钉，并且开关的零部件固定在壳体内，维修更换皆不方便。通过设置卡接结构，维修时将面板从壳体上拆卸和装配比较容易，比拆螺钉要轻便快速得多。所述稳压电路、单片机、继电器由电池供电或由交流电源经变压装置变压后供电。电池供电可节省变压装置，采用交流电源经变压装置变压后供电可免去更换电池或充电的烦恼，可根据需要选用。指示灯设置于面板的外表面。有益效果:本技术提供了一种基于摩擦发电的触摸式开关电路以及开关，具有价格低廉，结构简单，抗干扰性强且精度高的特点。附图说明图1为基于摩擦发电的触摸式开关电路的模块图；图2为图1的电路图；图3为基于摩擦发电的触摸式开关的结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1、图2、图3所示，一种基于摩擦发电的触摸式开关电路，其关键在于：包括摩擦发电传感器1、稳压电路2、单片机3、继电器4，所述摩擦发电传感器1包括负极薄膜11以及与负极薄膜11接触的正极片12，所述负极薄膜11为得电子材料薄膜，所述正极片12为金属片；所述摩擦发电传感器1的正极片12连接稳压电路2的输入端，所述稳压电路2的输出端连接单片机3的信号输入端，单片机3的控制输出端控制继电器4的线圈通断电，所述继电器4的开关K1做为触摸式开关电路的开关。本技术是基于最新的摩擦电发电技术开发的一种的触摸式开关电路，当手触摸到摩擦发电传感器1的得电子材料薄膜时，由于摩擦起电，手指带上负电荷，得电子材料薄膜上带上正电荷，而摩擦发电传感器1的正极片12此时不带电。当手指离开后的瞬时，得电子材料薄膜从下表面的金属片12获取电子，此时下表面的金属片12带上正电荷，于是便可在金属片12中间引出一条导线，并串联电阻R3接地，这时会产生一个从正极片12经电阻R3到地的电流，便可以在电阻R3两端检测出电势差，再通过后续处理电路，便可读取识别，再利用单片机3最终控制电灯或其它用电设备的开关。本专利技术的优点在于，摩擦发电传感器1设计无需任何外接电源，且结构简单，灵敏度高，价格便宜，普通家庭均能适用，不容易受外部条件如湿度、温度、电磁的干扰。所述单片机3还设置有指示控制端，该指示控制端连接有指示灯7。当单片机3控制继电器4的开关K1闭合时，单片机3的指示控制端控制指示灯7熄灭，当单片机3控制继电器4的开关K1断开时，单片机3的指示控制端控制指示灯7亮，所述设置便于在黑夜中寻找到开关的位置。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于摩擦发电的触摸式开关电路，其特征在于：包括摩擦发电传感器(1)、稳压电路(2)、单片机(3)、继电器(4)，所述摩擦发电传感器(1)包括负极薄膜(11)以及与负极薄膜(11)接触的正极片(12)，所述负极薄膜(11)为得电子材料薄膜，所述正极片(12)为金属片；所述摩擦发电传感器(1)的正极片(12)连接稳压电路(2)的输入端，所述稳压电路(2)的输出端连接单片机(3)的信号输入端，单片机(3)的控制输出端控制继电器(4)的线圈通断电，所述继电器(4)的开关做为触摸式开关电路的开关。

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦发电的触摸式开关电路，其特征在于：包括摩擦发电传感器(1)、稳压电路(2)、单片机(3)、继电器(4)，所述摩擦发电传感器(1)包括负极薄膜(11)以及与负极薄膜(11)接触的正极片(12)，所述负极薄膜(11)为得电子材料薄膜，所述正极片(12)为金属片；所述摩擦发电传感器(1)的正极片(12)连接稳压电路(2)的输入端，所述稳压电路(2)的输出端连接单片机(3)的信号输入端，单片机(3)的控制输出端控制继电器(4)的线圈通断电，所述继电器(4)的开关做为触摸式开关电路的开关。2.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的触摸式开关电路，其特征在于：所述单片机(3)还设置有指示控制端，该指示控制端连接有指示灯(7)。3.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的触摸式开关电路，其特征在于：所述稳压电路(2)包括集成运放，所述摩擦发电传感器(1)的正极片(12)经电阻R3接地，所述正极片(12)还连接集成运放的同相输入端，集成运放的反相输入端接地，集成运放的输出端经电阻R4连接单片机(3)的信号输入端。4.根据权利要求1所述的基于摩擦发电的触摸式开关电路，其特征在于：所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴英，廖露，邓乙平，向毅，柏俊杰，张小云，施金良，杨如森，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50