非接触式磁感应键盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种键盘，尤其涉及一种非接触式磁感应键盘。
【背景技术】
[0002]目前常用的键盘都是按键式的，需要按压键盘上的按键电路板相接处产生信号，键盘的按键容易损坏。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种磁感应式的非接触键盘，以解决现有技术存在的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]非接触式磁感应键盘，所述键盘包括按键和与按键相对的磁感应系统，所述按键包含两个极性相反的磁铁，所述磁感应系统包括依次相连的霍尔传感器、AD转换器、键盘CPU、主控制器的CPU，所述键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，所述AD转换器还连接有基准电压产生电路，按键中每个磁铁对应一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器接收的数据转换的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU。
[0006]所述键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器。
[0007]所述键盘CPU连接有不少于一个LED灯。
[0008]所述霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。
[0009]所述磁感应键盘包括两套冗余的磁感应系统。
[0010]本实用新型的有益效果:本实用新型的键盘通过霍尔传感器感应磁铁的磁力线来获取按压值，不易损坏按键，按键采用两套冗余的结构，具有更高的安全性，按键的两块磁铁为极性相反的磁铁，具有一定的抗干扰性。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例的按键电路板图一。
[0012]图2为本实用新型实施例的与两套磁感应系统供电的电源相连接的两个稳压器的电路图。
[0013]图3为本实用新型实施例的连接两套冗余的键盘CPU的接口芯片电路示意图。
[0014]图4为本实用新型实施例的连接两套冗余的键盘CPU的接口芯片的电路图。
[0015]图5为本实用新型实施例的按键电路板图三。
[0016]图6为本实用新型实施例的按键电路板图四。
[0017]图7为本实用新型实施例的按键电路板图五。
[0018]图8为图1中1-1部分的电路细节图。
[0019]图9为图1中1-2部分的电路细节图。
[0020]图10为图1中1-3部分的电路细节图。
[0021]图11为图1中1-4部分的电路细节图。
[0022]图12为图5中3-1部分的电路细节图。
[0023]图13为图5中3-2部分的电路细节图。
[0024]图14为图5中3-3部分的电路细节图。
[0025]图15为图5中3-4部分的电路细节图。
[0026]图16为图6中4-1部分的电路细节图。
[0027]图17为图6中4-2部分的电路细节图。
[0028]图18为图6中4-3部分的电路细节图。
[0029]图19为图6中4-4部分的电路细节图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图1~19和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0031]本实用新型提供一种非接触式磁感应键盘，包括按键和与按键相对的磁感应系统，每个按键包含两个磁铁，磁铁选择极性相反的磁铁，可以增加磁感应键盘的抗干扰性。磁感应系统包括霍尔传感器和AD转换器、键盘CPU、主控制器CPU，键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，AD转换器还连接有基准电压产生电路。每个按键对应两个霍尔传感器，每个磁铁对应有一个感受磁力线变化的霍尔传感器，键盘开始使用以后，霍尔传感器感应磁铁在靠近过程中切割磁力线产生的电压值，将两个霍尔传感器采集到的电压值传递到AD转换器，AD转换器连接有基准电压产生电路，两个霍尔传感器输出的信号一个大于基准电压、另一个小于基准电压，AD转换器将模拟数据的电压值转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU对接收到的两个电压值与存储在存储器中的对应通道的校准值进行对比，如果数值处于校准值无效的干扰按键电压范围内，那么该次按键属于无效按压，如果处于校准值有效按键的范围内，那么键盘CPU将有效的按键数据传递给主控制器的CPU，主控CPU根据预先设定的规则，决定当前输入属于字母、数字或者标点等的哪一类，进行后续的人机交互过程。
[0032]键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器，用于检测键盘板的温度，可以在键盘温度超过一定的阈值时进行提醒。键盘CPU连接有不少于一个LED灯。霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。
[0033]在设计时，一些实施方式中将磁感应键盘设置两套冗余的磁感应系统，可以在一套磁感应系统坏掉的时候，及时的启用另一套，更加的安全。
[0034]此外，键盘使用的时间久的时候，可能会出现坏键，此时需要对按键的有效电压范围进行修改或者对按键进行更换。当磁铁的磁力发生变化时，人工控制按键按压每个按键产生有效电压，与存储器中存储的通道电压值进行对比，看是否落在有效的电压值范围内，如果未落在有效的电压值范围内，那么需要根据新的有效电压值，对有效的通道电压值范围进行更改，将已经存储的有效的通道电压值范围改为新的有效的通道电压值，在此过程中，应该多次有效按压按键，根据多次按键的有效电压值进行通道电压值范围的修改。而当按键坏掉时，更换按键以后，人工控制每个按键按下，对安装新的按键的键盘进行修改校准，过程与上述的磁感应能力发生变化。
[0035]如图1~图9所示，为本实用新型的一个实施方式的具体电路图。图1为按键的磁感应系统中的霍尔传感器分布图示意图，图6为冗余备份的磁感应系统中的霍尔传感器及它的周边器件分布图示意图。图3为冗余型的键盘CPU与AD转换器及它们周边器件的电路示意图，图2为冗余型的键盘CPU周边的稳压器等相关器件的电路示意图，图7为LED灯与其周围器件的电路示意图。其中按键CPU采用的芯片为STM32R)51，而AD转换器采用的芯片为AD7490-EP，基准电压产生电路使用的芯片为REF3040，存储器采用的芯片为AT24CS02-SSHM。瞬态电压抑制器使用的芯片为NUP4202W1。温度传感器则采用MAV31826型号的芯片。图8为图1中1-1部分的电路细节图，具体说是霍尔传感器的电路示意图。图9为图1中1-2部分的电路细节图，也属于霍尔传感器的电路示意图。
[0036]图10为图1中1-3部分的电路细节图，属于图8中和图9中霍尔传感器的周边电路连接器件图。图11为图1中1-4部分的电路细节图，具体属于与霍尔传感器相连的瞬态电压抑制器电路图。图12为图3中3-1部分的电路细节图。图14为图3中3-3部分的电路细节图。图12和图14共同构成冗余性的键盘CPU电路示意图。图13为图3中3-2部分的电路细节图。图15为图3中3-4部分的电路细节图。图13和图15构成与键盘CPU相连的AD转换电路示意图和温度传感器示意图。图16为图6中4-1部分的电路细节图，图17为图6中4-2部分的电路细节图，图18为图6中4_3部分的电路细节图，图19为图6中4-4部分的电路细节图。图16到图19与图8到图11 一样，是冗余的另一套霍尔传感器的电路示意图。
【主权项】
1.非接触式磁感应键盘，其特征在于:所述键盘包括按键和与按键相对的磁感应系统，所述按键包含两个极性相反的磁铁，所述磁感应系统包括依次相连的霍尔传感器、AD转换器、键盘CPU、主控制器的CPU，所述键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，所述AD转换器还连接有基准电压产生电路，按键中每个磁铁对应一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器接收的数据转换的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU。2.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于:所述键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器。3.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于:所述键盘CPU连接有不少于一个LED灯。4.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于:所述霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。5.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于:所述磁感应键盘包括两套冗余的磁感应系统。
【专利摘要】本实用新型提供一种非接触式磁感应键盘，包括按键和与按键相对的磁感应系统，按键包含两个极性相反的磁铁，磁感应系统包括依次相连的霍尔传感器、AD转换器、键盘CPU、主控制器的CPU，键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，AD转换器还连接有基准电压产生电路，按键中每个磁铁对应一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器接收的数据转换的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU。本实用新型的键盘通过霍尔传感器感应磁铁的磁力线来获取按压值，不易损坏按键，按键采用两套冗余的结构，具有更高的安全性，按键的两块磁铁为极性相反的磁铁，具有一定的抗干扰性。
【IPC分类】G06F3/02
【公开号】CN205091701
【申请号】CN201520538435
【发明人】刘力, 王栋博, 陈自明, 段祥玉, 杨会新, 龙建坡, 吴银军, 张效
【申请人】河南思维自动化设备股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年7月23日