非接觸式磁感應(yīng)鍵盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鍵盤，尤其涉及一種非接觸式磁感應(yīng)鍵盤。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的鍵盤都是按鍵式的，需要按壓鍵盤上的按鍵電路板相接處產(chǎn)生信號，鍵盤的按鍵容易損壞。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種磁感應(yīng)式的非接觸鍵盤，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，所述鍵盤包括按鍵和與按鍵相對的磁感應(yīng)系統(tǒng)，所述按鍵包含兩個極性相反的磁鐵，所述磁感應(yīng)系統(tǒng)包括依次相連的霍爾傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、鍵盤CPU、主控制器的CPU，所述鍵盤CPU還連接有存儲校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲器，所述AD轉(zhuǎn)換器還連接有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，按鍵中每個磁鐵對應(yīng)一個感受磁場變化的霍爾傳感器，霍爾傳感器接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電壓值傳遞到AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳遞給鍵盤CPU，鍵盤CPU處理后將有效的按鍵數(shù)據(jù)傳遞給主控制器的CPU。
[0006]所述鍵盤CPU連接有設(shè)置在鍵盤處的數(shù)字溫度傳感器。
[0007]所述鍵盤CPU連接有不少于一個LED燈。
[0008]所述霍爾傳感器通過瞬態(tài)電壓抑制器與AD轉(zhuǎn)換器相連。
[0009]所述磁感應(yīng)鍵盤包括兩套冗余的磁感應(yīng)系統(tǒng)。
[0010]本實用新型的有益效果:本實用新型的鍵盤通過霍爾傳感器感應(yīng)磁鐵的磁力線來獲取按壓值，不易損壞按鍵，按鍵采用兩套冗余的結(jié)構(gòu)，具有更高的安全性，按鍵的兩塊磁鐵為極性相反的磁鐵，具有一定的抗干擾性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例的按鍵電路板圖一。
[0012]圖2為本實用新型實施例的與兩套磁感應(yīng)系統(tǒng)供電的電源相連接的兩個穩(wěn)壓器的電路圖。
[0013]圖3為本實用新型實施例的連接兩套冗余的鍵盤CPU的接口芯片電路示意圖。
[0014]圖4為本實用新型實施例的連接兩套冗余的鍵盤CPU的接口芯片的電路圖。
[0015]圖5為本實用新型實施例的按鍵電路板圖三。
[0016]圖6為本實用新型實施例的按鍵電路板圖四。
[0017]圖7為本實用新型實施例的按鍵電路板圖五。
[0018]圖8為圖1中1-1部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0019]圖9為圖1中1-2部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0020]圖10為圖1中1-3部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0021]圖11為圖1中1-4部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0022]圖12為圖5中3-1部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0023]圖13為圖5中3-2部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0024]圖14為圖5中3-3部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0025]圖15為圖5中3-4部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0026]圖16為圖6中4-1部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0027]圖17為圖6中4-2部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0028]圖18為圖6中4-3部分的電路細(xì)節(jié)圖。
[0029]圖19為圖6中4-4部分的電路細(xì)節(jié)圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖1~19和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。
[0031]本實用新型提供一種非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，包括按鍵和與按鍵相對的磁感應(yīng)系統(tǒng)，每個按鍵包含兩個磁鐵，磁鐵選擇極性相反的磁鐵，可以增加磁感應(yīng)鍵盤的抗干擾性。磁感應(yīng)系統(tǒng)包括霍爾傳感器和AD轉(zhuǎn)換器、鍵盤CPU、主控制器CPU，鍵盤CPU還連接有存儲校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲器，AD轉(zhuǎn)換器還連接有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路。每個按鍵對應(yīng)兩個霍爾傳感器，每個磁鐵對應(yīng)有一個感受磁力線變化的霍爾傳感器，鍵盤開始使用以后，霍爾傳感器感應(yīng)磁鐵在靠近過程中切割磁力線產(chǎn)生的電壓值，將兩個霍爾傳感器采集到的電壓值傳遞到AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器連接有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，兩個霍爾傳感器輸出的信號一個大于基準(zhǔn)電壓、另一個小于基準(zhǔn)電壓，AD轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)的電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳遞給鍵盤CPU，鍵盤CPU對接收到的兩個電壓值與存儲在存儲器中的對應(yīng)通道的校準(zhǔn)值進行對比，如果數(shù)值處于校準(zhǔn)值無效的干擾按鍵電壓范圍內(nèi)，那么該次按鍵屬于無效按壓，如果處于校準(zhǔn)值有效按鍵的范圍內(nèi)，那么鍵盤CPU將有效的按鍵數(shù)據(jù)傳遞給主控制器的CPU，主控CPU根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，決定當(dāng)前輸入屬于字母、數(shù)字或者標(biāo)點等的哪一類，進行后續(xù)的人機交互過程。
[0032]鍵盤CPU連接有設(shè)置在鍵盤處的數(shù)字溫度傳感器，用于檢測鍵盤板的溫度，可以在鍵盤溫度超過一定的閾值時進行提醒。鍵盤CPU連接有不少于一個LED燈。霍爾傳感器通過瞬態(tài)電壓抑制器與AD轉(zhuǎn)換器相連。
[0033]在設(shè)計時，一些實施方式中將磁感應(yīng)鍵盤設(shè)置兩套冗余的磁感應(yīng)系統(tǒng)，可以在一套磁感應(yīng)系統(tǒng)壞掉的時候，及時的啟用另一套，更加的安全。
[0034]此外，鍵盤使用的時間久的時候，可能會出現(xiàn)壞鍵，此時需要對按鍵的有效電壓范圍進行修改或者對按鍵進行更換。當(dāng)磁鐵的磁力發(fā)生變化時，人工控制按鍵按壓每個按鍵產(chǎn)生有效電壓，與存儲器中存儲的通道電壓值進行對比，看是否落在有效的電壓值范圍內(nèi)，如果未落在有效的電壓值范圍內(nèi)，那么需要根據(jù)新的有效電壓值，對有效的通道電壓值范圍進行更改，將已經(jīng)存儲的有效的通道電壓值范圍改為新的有效的通道電壓值，在此過程中，應(yīng)該多次有效按壓按鍵，根據(jù)多次按鍵的有效電壓值進行通道電壓值范圍的修改。而當(dāng)按鍵壞掉時，更換按鍵以后，人工控制每個按鍵按下，對安裝新的按鍵的鍵盤進行修改校準(zhǔn)，過程與上述的磁感應(yīng)能力發(fā)生變化。
[0035]如圖1~圖9所示，為本實用新型的一個實施方式的具體電路圖。圖1為按鍵的磁感應(yīng)系統(tǒng)中的霍爾傳感器分布圖示意圖，圖6為冗余備份的磁感應(yīng)系統(tǒng)中的霍爾傳感器及它的周邊器件分布圖示意圖。圖3為冗余型的鍵盤CPU與AD轉(zhuǎn)換器及它們周邊器件的電路示意圖，圖2為冗余型的鍵盤CPU周邊的穩(wěn)壓器等相關(guān)器件的電路示意圖，圖7為LED燈與其周圍器件的電路示意圖。其中按鍵CPU采用的芯片為STM32R)51，而AD轉(zhuǎn)換器采用的芯片為AD7490-EP，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路使用的芯片為REF3040，存儲器采用的芯片為AT24CS02-SSHM。瞬態(tài)電壓抑制器使用的芯片為NUP4202W1。溫度傳感器則采用MAV31826型號的芯片。圖8為圖1中1-1部分的電路細(xì)節(jié)圖，具體說是霍爾傳感器的電路示意圖。圖9為圖1中1-2部分的電路細(xì)節(jié)圖，也屬于霍爾傳感器的電路示意圖。
[0036]圖10為圖1中1-3部分的電路細(xì)節(jié)圖，屬于圖8中和圖9中霍爾傳感器的周邊電路連接器件圖。圖11為圖1中1-4部分的電路細(xì)節(jié)圖，具體屬于與霍爾傳感器相連的瞬態(tài)電壓抑制器電路圖。圖12為圖3中3-1部分的電路細(xì)節(jié)圖。圖14為圖3中3-3部分的電路細(xì)節(jié)圖。圖12和圖14共同構(gòu)成冗余性的鍵盤CPU電路示意圖。圖13為圖3中3-2部分的電路細(xì)節(jié)圖。圖15為圖3中3-4部分的電路細(xì)節(jié)圖。圖13和圖15構(gòu)成與鍵盤CPU相連的AD轉(zhuǎn)換電路示意圖和溫度傳感器示意圖。圖16為圖6中4-1部分的電路細(xì)節(jié)圖，圖17為圖6中4-2部分的電路細(xì)節(jié)圖，圖18為圖6中4_3部分的電路細(xì)節(jié)圖，圖19為圖6中4-4部分的電路細(xì)節(jié)圖。圖16到圖19與圖8到圖11 一樣，是冗余的另一套霍爾傳感器的電路示意圖。
【主權(quán)項】
1.非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，其特征在于:所述鍵盤包括按鍵和與按鍵相對的磁感應(yīng)系統(tǒng)，所述按鍵包含兩個極性相反的磁鐵，所述磁感應(yīng)系統(tǒng)包括依次相連的霍爾傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、鍵盤CPU、主控制器的CPU，所述鍵盤CPU還連接有存儲校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲器，所述AD轉(zhuǎn)換器還連接有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，按鍵中每個磁鐵對應(yīng)一個感受磁場變化的霍爾傳感器，霍爾傳感器接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電壓值傳遞到AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳遞給鍵盤CPU，鍵盤CPU處理后將有效的按鍵數(shù)據(jù)傳遞給主控制器的CPU。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，其特征在于:所述鍵盤CPU連接有設(shè)置在鍵盤處的數(shù)字溫度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，其特征在于:所述鍵盤CPU連接有不少于一個LED燈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，其特征在于:所述霍爾傳感器通過瞬態(tài)電壓抑制器與AD轉(zhuǎn)換器相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，其特征在于:所述磁感應(yīng)鍵盤包括兩套冗余的磁感應(yīng)系統(tǒng)。
【專利摘要】本實用新型提供一種非接觸式磁感應(yīng)鍵盤，包括按鍵和與按鍵相對的磁感應(yīng)系統(tǒng)，按鍵包含兩個極性相反的磁鐵，磁感應(yīng)系統(tǒng)包括依次相連的霍爾傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、鍵盤CPU、主控制器的CPU，鍵盤CPU還連接有存儲校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲器，AD轉(zhuǎn)換器還連接有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，按鍵中每個磁鐵對應(yīng)一個感受磁場變化的霍爾傳感器，霍爾傳感器接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的電壓值傳遞到AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳遞給鍵盤CPU，鍵盤CPU處理后將有效的按鍵數(shù)據(jù)傳遞給主控制器的CPU。本實用新型的鍵盤通過霍爾傳感器感應(yīng)磁鐵的磁力線來獲取按壓值，不易損壞按鍵，按鍵采用兩套冗余的結(jié)構(gòu)，具有更高的安全性，按鍵的兩塊磁鐵為極性相反的磁鐵，具有一定的抗干擾性。
【IPC分類】G06F3/02
【公開號】CN205091701
【申請?zhí)枴緾N201520538435
【發(fā)明人】劉力, 王棟博, 陳自明, 段祥玉, 楊會新, 龍建坡, 吳銀軍, 張效
【申請人】河南思維自動化設(shè)備股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年7月23日