智能触摸开关的制作方法

本实用新型涉及一种开关，具体涉及一种智能触摸开关。

背景技术：

触摸开关是电力电子领域常用的开关元件，并且随着触摸式开关在人们生活中的广泛应用，对触摸式开关的多样性需求也越来越高。目前市场上的智能开关只能控制灯或者插座，用途比较单一；并且，一个开关控制一只灯，不能两个开关或者多个开关同时控制一只灯，当开关较远时，需要步行去打开或者关闭开关，使用不方便。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种智能触摸开关，该智能触摸开关不仅可以用于开关来控制灯，也可以控制其他电器，如风扇、空调、加湿器、风机、水泵等，用途广泛；通过扩展输入输出接口可以实现双控、三控、等多控的功能，使用方便。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种智能触摸开关，包括触摸感应模块、主控制模块、第一功能扩展接口模块和第二功能扩展接口模块；所述主控制模块分别与触摸感应模块、第一功能扩展接口模块、第二功能扩展接口模块相连接；

所述触摸感应模块用于感应触摸信号并将触摸信号传输给主控制模块；

所述主控制模块用于接收所述触摸感应模块发出的触摸信号，以及响应于接收到的触摸信号，从而控制被控器件动作；

所述第一功能扩展接口模块和第二功能扩展接口模块通过扩展多个输入输出接口连接不同的被控器件和控制开关。

进一步地，所述主控制模块包括微处理器U1、电路连接口J1～J3、功能控制接口J4和J5、主接线端子S1～S7、变压器T1；所述电路连接口J1～J3、功能控制接口J4和J5均与微处理器U1连接；所述主接线端子S4～S7依次经过继电器JDQ1～JDQ4、二极管VD1～VD4、三极管Q1～Q4、电阻R1～R4与微处理器U1连接；所述变压器T1的输入端连接从主接线端子S1、S2引出的220VAC电源，输出端输出5VDC电源，并为整个电路系统供直流电。

进一步地，所述微处理器U1采用的是STC15F60S2可编程控制芯片。

进一步地，所述触摸感应模块包括电容触摸按键、LED按键指示灯、电路连接口J9和显示屏；所述电容触摸按键、显示屏、LED按键指示灯均通过电路连接口J9与主控制模块连接。

进一步地，所述 LED按键指示灯与电路连接口J9之间设置有LED按键指示灯调节电路，所述LED按键指示灯调节电路包括用于控制LED按键指示灯开关的三极管Q5、Q6和用于控制LED按键指示灯亮度的电阻R11、电阻R12；所述三极管Q5的基极经过限流电阻R9与电路连接口J9连接，三极管Q5的发射极经过高阻值电阻R11与LED按键指示灯连接，三极管Q5的集电极接地；所述三极管Q6的基极经过限流电阻R10与电路连接口J9连接，三极管Q6的发射极经过低阻值电阻R12与LED按键指示灯连接，三极管Q6的集电极接地。

进一步地，所述电容触摸按键包括触摸感应芯片和触摸感应盘，所述触摸感应芯片采用UTouch_04B四通道触摸感应芯片，用于检测触摸信号；所述触摸感应芯片的输入端经过电容CS1～CS4、电阻R5～R8连接触摸感应盘，输出端经过电路连接口J9与主控制模块连接。

进一步地，所述第一功能扩展接口模块包括电路连接口J6和功能扩展接口S8～S19；所述功能扩展接口S8～S19经过上拉电阻R13～R24、电路连接口J6与主控制模块相连接。

进一步地，所述第二功能扩展接口模块包括将串口电平转换成485通信的转换电路、数据存储电路、时钟电路、蜂鸣器、电路连接口J7和功能扩展接口S20～S29；所述转换电路、数据存储电路、时钟电路、蜂鸣器、功能扩展接口S20～S29通过电路连接口J7与主控制模块连接。

进一步地，所述转换电路包括VP3082转换芯片；所述时钟电路包括DS1307时钟芯片；所述数据存储电路包括AT24C16芯片或者AT24C32芯片。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的积极有益效果是：

1、驱动部分采用三极管和继电器控制输出，使被控的灯具正常使用而不会出现闪烁现象。

2、数据存储电路包括AT24C16芯片或者AT24C32芯片，储存空间大保证更多的数据保存；时钟电路包括DS1307时钟芯片，配备备用电池，保证断电后正常的时钟走时；通讯部分采用VP3082转换芯片，保证多个设备同时联网而不会出现异常，使系统工作稳定。

3、本智能触摸开关可通过扩展的16个IO口方便的扩展出其它的可联网的传感器，功能更丰富，更智能。如扩展接入温度传感器，湿度传感器，可燃气体传感器，压力传感器等等。

4、功能扩展接口也可接入多个控制开关，与电容触摸按键一同控制被控器件，控制更加灵活，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图；

图2为主控制模块的电路示意图；

图3为触摸感应模块的电路示意图；

图4为第一功能扩展接口模块的电路示意图；

图5为第二功能扩展接口模块的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作出进一步详细描述。

实施例一：参见图1所示，一种智能触摸开关，包括触摸感应模块、主控制模块、第一功能扩展接口模块和第二功能扩展接口模块；所述主控制模块分别与触摸感应模块、第一功能扩展接口模块、第二功能扩展接口模块相连接；

所述触摸感应模块用于感应触摸信号并将触摸信号传输给主控制模块；

所述主控制模块用于接收所述触摸感应模块发出的触摸信号，以及响应于接收到的触摸信号，从而控制被控器件动作；

所述第一功能扩展接口模块和第二功能扩展接口模块通过扩展多个输入输出接口连接不同的被控器件和控制开关。

参见图2所示，所述主控制模块包括微处理器U1、电路连接口J1～J3、功能控制接口J4和J5、主接线端子S1～S7、变压器T1；所述微处理器U1采用的是STC15F60S2可编程控制芯片。在STC15F60S2可编程控制芯片的引脚VCC和引脚GND之间并联电容C1和电容C2，电容C1的容量为0.1uF，电容C2的容量为47uF，电容C1和电容C2为电路工作电源滤波，防止寄生电产生和纹波过大对系统产生干扰。该芯片的引脚P2.0、P2.1、P2.2、P2.3为按键操作输入接口，并通过电路连接口J3连接至电容触摸按键。引脚P2.6以模拟串口的方式通过电路连接口J3、电路连接口J9与显示屏P1的RXT接口端相连接；引脚P2.4、P2.5为IIC通讯方式的数据存储芯片接入口，并与AT24C16芯片或者AT24C32芯片相连接；引脚P4.1为LED按键指示灯的弱光背景灯控制接口，并通过电路连接口J3、电路连接口J9、限流电阻R9与触摸感应模块中的三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极通过高阻值电阻R11来控制LED按键指示灯的开启和关闭，电阻R11使供给四个LED按键指示灯的亮度变暗，R9的阻值为4.7KΩ，R11的阻值为50 KΩ。引脚P4.2为LED按键指示灯的强光背景灯控制接口，并通过电路连接口J3、电路连接口J9、限流电阻R10与触摸感应模块中的三极管Q6的基极相连，三极管Q6的发射极通过低阻值电阻R12来控制LED按键指示灯的开启和关闭，电阻R12使供给四个LED按键指示灯的亮度不是很暗，R10的阻值为4.7KΩ，R12的阻值为10 KΩ，三极管Q5、Q6的型号为8550。引脚P0.0通过限流电阻R1接三极管Q1的基极，当基极为低电平时，内部导通，电流经集电极向发射极流出，启动继电器JDQ1，使控制点闭合，点亮控制灯，当引脚P0.0输出变回高电平，三极管Q1截止，继电器JDQ1失电断开，控制点断开，控制灯被断开关闭。二极管VD1是为了防止产生反向电压而损坏继电器。引脚P0.1～P0.3的工作方式与P0.0相同，分别控制四个被控器件，其中，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4.7KΩ，三极管Q1、Q2、Q3、Q4的型号均为8550，二极管VD1、VD2、VD3、VD4的型号均为1N4001。引脚P0.4～0.7通过电路连接口J1与第一功能扩展接口模块相连接，为外接扩展接口输出接口。引脚P1.0～P1.7通过电路连接口J1与第一功能扩展接口模块相连接，为扩展手动按键双控输入接口。引脚P3.0、P3.1为串口输入端口，作为本系统的程序下载端口及与其它控制机进行通讯的接口输入端口，通过电路连接口J2、电路连接口J7与485通讯转换电路相连接，保证多个设备通过标准485通信协议联网。 引脚P3.2、P3.3通过电路连接口J2、电路连接口J7与功能扩展接口S20、S21连接，可以作为扩展触摸按键指示灯背景光的亮度控制信号接口，通过扩展电容触摸按键，与本机组成双控控制模式。引脚P2.7为蜂鸣器控制输出接口，通过电路连接口J2、电路连接口J7、第二功能扩展接口模块中的电阻R35与三极管Q7的基极相连，通过控制引脚P2.7的输出高、低电平来控制三极管Q7的截止、导通来控制蜂鸣器的发声，电阻R35的阻值为3.3KΩ，三极管Q7的型号为8550，二极管VD5防止产生反向电压击穿蜂鸣器而损坏蜂鸣器，二极管VD5的型号是1N4001。主接线端子S4～S7为主控制电源输出端口，可连接四路控制灯。变压器T1的输入端接220VAC电源，输出端输出5VDC电源，功率为3W，低功耗，低纹波为系统带来稳定性。引脚P3.4为红外信号输入端。引脚P4.5、引脚P4.6、引脚P4.7、引脚P5.4为功能控制端口。

参见图4所示，第一功能扩展接口模块包括电路连接口J6和功能扩展接口S8～S19，本电路只是起到了一个连接中转的功能，把从单片机的IO口接口（P0.4、P0.5、P0.6、P0.7、P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7）通过电路连接口J6转接到了可以方便外接的接线端子上，并在每个信号线回路上接一只上拉电阻R13～R24，阻值为10KΩ。

参见图5所示，第二功能扩展接口模块包括了将串口电平转换成485通信的转换电路、数据存储电路、时钟电路、蜂鸣器。所述转换电路包括VP3082转换芯片，引脚1与微处理器U1的引脚P3.0相连，引脚4与微处理器U1的引脚P3.1相连并通过限流电阻R32控制三极管Q8的基极，三极管Q8的型号是8550，电阻R32的阻值为4.7KΩ，进而控制三极管Q8的截止、导通，来控制相连接的引脚2和引脚3，控制VP3082转换芯片的收发使能功能位来控制芯片的收发状态。引脚8和引脚5接工作电源，引脚6、引脚7为A、B接口端口，连接到功能扩展接口S27、S29。时钟电路包括DS1307时钟芯片，配备备用电池可掉电工作，引脚6与微处理器U1的引脚P2.4相连，引脚5与微处理器U1的引脚P2.5相连，引脚8和引脚4接工作电源，引脚1和引脚2接32.768MHZ的晶振，引脚3接备用电池，备用电池电压为3.3V。所述数据存储电路包括AT24C16芯片或者AT24C32芯片，引脚1、2、3、4、7相连接后接至工作电源GND，引脚8接工作电源VCC，引脚6与微处理器U1的引脚P2.4相连，引脚5与微处理器U1的引脚P2.5相连。

参见图3所示，所述触摸感应模块包括电容触摸按键、LED按键指示灯、电路连接口J9和显示屏P1。电容触摸按键包括触摸感应芯片，触摸感应芯片型号采用UTouch_04B四通道触摸感应芯片，用于检测触摸信号。该芯片的引脚1～4为按键采集输入接口，电容CS1～CS4、电阻R5～R8调节四个触摸感应盘的触摸灵敏度，引脚13～16为触摸按键动作有效状态输出接口，并与微处理器U1的引脚P2.0～P2.3相连接。引脚5、6、11、12相连接并接工作电源VCC，引脚7、8、9、10相连接并与工作电源GND相连接。显示屏P1为1.8寸的串口屏，接口为VCC、GND、TXT、RXT。VCC、GND分别与系统电源的VCC、GND直接相连接。RXT通过电路连接口J9、电路连接口J3与微处理器U1的引脚P2.6相连接。

这里所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。