一种电阻式触摸模块及无弦琴检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电阻式触摸模块，其包括基板、输入模块、输出模块及触摸检测电路；输入模块包括第一电源引脚和输入引脚；输出模块包括第二电源引脚、输出引脚以及接地引脚；触摸检测电路，其输入端与所述输入引脚相连，其输出端与所述输出引脚相连；当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成闭合回路时，所述输出模块的输出引脚变为第一逻辑电平，当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成的闭合回路断开时，所述输出模块的输出引脚变为第二逻辑电平。本发明电阻式触摸模块，其电路对输入模块响应快，不仅保证了电路的正常工作，而且使得电路的响应速度大大的提高。
【专利说明】一种电阻式触摸模块及无弦琴检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路领域，尤其涉及一种电阻式触摸模块及无弦琴检测系统。
【背景技术】
[0002]目前，电子产品可通过触摸实现其功能，一般地，电路对触摸模块或触摸屏或触摸键的响应速度较慢，因此不能保证产品的正常工作。
[0003]因此，有必要对现有技术做进一步的改进。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于提供一种电阻式触摸模块。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种无弦琴检测模块。
[0006]为达成前述目的之一，本发明一种电阻式触摸模块，其包括:
[0007]基板；
[0008]安装于所述基板上的输入模块，其包括第一电源引脚和输入引脚，所述第一电源引脚和输入引脚能够通过导线与外部导体形成闭合回路；
[0009]安装于所述基板上的输出模块，其包括第二电源引脚、输出引脚以及接地引脚，所述输出引脚作为触摸模块的输出端；
[0010]安装于所述基板上的触摸检测电路，其输入端与所述输入引脚相连，其输出端与所述输出引脚相连；
[0011]当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成闭合回路时，所述输出模块的输出引脚变为第一逻辑电平，当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成的闭合回路断开时，所述输出模块的输出引脚变为第二逻辑电平。
[0012]作为本发明一个优选的实施例，所述触摸检测电路包括第一电阻器、第一电容器、
第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管以及第五三极管，
[0013]所述第一电阻器的一端作为所述触摸检测电路的输入端，第一电阻器的另一端与第一电容器的一端相连，第一电容器的另一端接地；
[0014]第一三极管的基极与第一电阻器和第一电容器的中间节点相连，第一三级管的集电极与电源相连，第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连，
[0015]第二电阻器的一端连接第二三极管的集电极，另一端连接电源，第二三极管的发射极接地，
[0016]第三电阻器的一端连接第三三极管的集电极，另一端连接电源，第三三极管的发射极接地，基极连接第二三极管的集电极；
[0017]第四电阻器的一端连接第五三极管的发射极，另一端连接电源，第五三极管的集电极接地，第五三极管作为所述触摸检测电路的输出端，
[0018]第四三极管的基极连接第三三极管的集电极，第四三极管的集电极连接第五三极管的基极，第四三极管的发射极接地。
[0019]作为本发明一个优选的实施例，所述第一电阻器和第一电容器形成低通滤波电路；
[0020]所述第一三极管和第二三极管组成达林顿结构，所述第一三极管、第二三极管与第二电阻器组成信号放大电路；
[0021]所述第三三极管和第三电阻器组成电压反向放大电路；
[0022]所述第四三极管、第五三极管与第四电阻器组成限压电路；
[0023]当第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成闭合回路时产生输入信号，所述低通滤波电路将输入信号的截止频率限制在24Hz以内，所述达林顿结构电路将输入电流进行放大，使得所述第一输出端的信号变大，将从第一输出端输出的信号通过电压反向放大器进行反向放大，以供所述第四三极管和第五三极管导通，当所述第四三极管的基极电压大于截止电压时，所述输出引脚输出低电平，当所述第四三极管的基极电压小于截止电压时，所述输出引脚输出高电平，此时第一逻辑电平为低电平，第二逻辑电平为高电平。
[0024]为达成前述另一目的，本发明一种无弦琴检测系统，其包括:若干个如权利要求1-3任一所述的触摸模块、控制及无线发送模块、接收模块以及发声模块，每个触摸模块对
应一种声音，
[0025]所述触摸模块的输入模块通过导线与所述控制及无线发送模块相连接、输出模块能够通过导线与外部导体形成闭合回路，
[0026]所述触摸模块检测输入模块是否与外部导体形成闭合回路形成闭合回路，如果检测到输入模块与外部导体形成闭合回路，则发出触摸信号给所述控制模块及无线发送模块，所述控制及无线发送模块将所述触摸信号无线发送出去，
[0027]所述接收模块接收到所述触摸信号后，通知所述发声模块发出相应的声音。
[0028]作为本发明一个优选的实施例，其中有一个触摸模块的输入模块的第一电源引脚通过导线与外部导体相连，并且该外部导体通过导线与任意一个触摸模块的输入模块的输入引脚相连，从而使得输入引脚与外部导体相连的触摸模块发出触摸信号。
[0029]作为本发明一个优选的实施例，所述触摸模块为七个，其中，该七个触摸模块的第一电源引脚共用一个电源。
[0030]作为本发明一个优选的实施例，所述接收模块为无线接收。
[0031]作为本发明一个优选的实施例，所述发声模块为扬声器。
[0032]作为本发明一个优选的实施例，所述无弦琴为一种乐器。
[0033]本发明的有益效果:与现有技术相比，本发明电阻式触摸模块，其电路对输入模块响应快，并且通过低通滤波电路能够限制输入信号的截止频率，通过信号放大电路能够使微小的电流放大，不仅保证了电路的正常工作，而且使得电路的响应速度大大的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明的触摸模块的结构框图；
[0035]图2是本发明的触摸模块连接外部导体的结构示意图；
[0036]图3是本发明触摸模块的检测电路原理图；[0037]图4是本发明无弦琴检测系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0039]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0040]请参阅图1，其为本发明的触摸模块的结构框图。所述触摸模块100包括基板101、输入模块110、输出模块120及触摸检测电路130。
[0041]请参阅图2，其为本发明的触摸模块连接外部导体的结构示意图。所述输入模块110安装于所述基板101上，所述输入模块110包括第一电源引脚111和输入引脚112，所述第一电源引脚111和输入引脚112能够通过导线与外部导体200形成闭合回路。
[0042]所述输出模块120安装于所述基板101上的，所述输出模块120包括第二电源引脚121、输出引脚122以及接地引脚123，所述输出引脚122作为触摸模块的输出端。
[0043]所述触摸检测电路130安装于所述基板101上的，所述触摸检测电路130的输入端与所述输入引脚112相连，所述触摸检测电路130的输出端与所述输出引脚122相连。当所述第一电源引脚111和输入引脚112通过导线与外部导体200形成闭合回路时，所述输出模块120的输出引脚122变为第一逻辑电平，当所述第一电源引脚111和输入引脚112通过导线与外部导体200形成的闭合回路断开时，所述输出模块120的输出引脚122变为第二逻辑电平。本发明中，所述导体为人体、水果、金属等能导电的物体。
[0044]请参阅图3，其为本发明触摸模块的检测电路原理图。所述触摸检测电路包括第一电阻器R1、第一电容器Cl、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4Q1、第一三极管、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4以及第五三极管Q5。
[0045]所述第一电阻器Rl的一端作为所述触摸检测电路的输入端(IN)，第一电阻器Rl的另一端与第一电容器Cl的一端相连,第一电容器Cl的另一端接地。
[0046]第一三极管Ql的基极与第一电阻器Rl和第一电容器Cl的中间节点相连,第一三级管Ql的集电极与电源(VCC)相连，第一三极管Ql的发射极与第二三极管Q2的基极相连。
[0047]第二电阻器R2的一端连接第二三极管Q2的集电极，另一端连接电源(VCC)，第二三极管Q2的发射极接地。
[0048]第三电阻器R3的一端连接第三三极管Q3的集电极，另一端连接电源(VCC)，第三三极管Q3的发射极接地，基极连接第二三极管Q2的集电极。
[0049]第四电阻器R4的一端连接第五三极管Q5的发射极，另一端连接电源(VCC)，第五三极管Q5的集电极接地，第五三极管Q5作为所述触摸检测电路的输出端。
[0050]第四三极管Q4的基极连接第三三极管Q3的集电极，第四三极管Q4的集电极连接第五三极Q5管的基极，第四三极管Q4的发射极接地。
[0051]所述第一电阻器Rl和第一电容器Cl形成低通滤波电路。以导体为人体为例，由于人体通过输入模块Iio会将50Hz的工频信号引入触摸检测电路130，对触摸检测电路130造成干扰，所以需要加入滤波电路。在所述触摸检测电路130的输入端IN (输入引脚112)串联第一电阻器Rl和并联第一电容器Cl形成典型的RC滤波电路,将输入信号的截止频率限制在24Hz以内，保证触摸检测电路130的正常工作。
[0052]所述第一三极管Ql和第二三极管Q2组成达林顿结构，所述第一三极管Ql、第二三极管Q2与第二电阻器R2组成信号放大电路。如果输入模块110的输入引脚112和第一电源引脚111之间接水果和人体等电阻比较大的导体时，输入的电流会很小，第一三极管Ql和第二三极管Q2组成的达林顿结构，可以把微小的电流放大，使第一输出端OUTl处的信号足够大。
[0053]所述第三三极管Q3和第三电阻器R3组成电压反向放大电路。该电压反向放大电路把第一输出端OUTl信号反向放大,供第四三极管Q4和第五三极管Q5导通使用。由于第一电容器Cl的存在，导致电路响应速度变慢。当导体离开输入引脚112和第一电源引脚111时，第一电容器Cl向第一三极管Ql和第二三极管Q2放电，由于第一三极管Q1、第二三极管Q2及第三三极管Q3的放大作用，使得第四三极管Q4和第五三极管Q5电路能够在第一电容器Cl电压下降一点后立即导通，从而提高了电路的响应速度。
[0054]所述第四三极管Q4、第五三极管Q5与第四电阻器R4组成限压电路。如果第四三极管Q4的基极电压大于截止电压，输出引脚122 (图3中OUT处)输出低电平，如果小于截止电压，输出高电平，三极管的工作区域被限定在O伏到截止电压之间。电路对输入端IN(输入引脚112)会有很快的响应。
[0055]如图2和图3所示，本发明触摸检测电路的原理如下:当输入模块110的第一电源引脚111和输入引脚112通过导线与外部导体200形成闭合回路时产生输入信号，所述低通滤波电路将输入信号的截止频率限制在24Hz以内，所述达林顿结构电路将输入电流进行放大，使得所述第一输出端OUTl的信号变大，将从第一输出端OUTl输出的信号通过电压反向放大器进行反向放大，以供所述第四三极管Q4和第五三极管Q5导通，当所述第四三极管Q4的基极电压大于截止电压时,所述输出模块120的输出引脚122 (图3中的OUT)输出低电平，当所述第四三极管Q4的基极电压小于截止电压时，所述输出模块120的输出引脚122 (图3中的OUT)输出高电平，此时第一逻辑电平为低电平，第二逻辑电平为高电平。
[0056]在一个实施例中，本发明的触摸模块可以用在无弦琴的检测部分。请参阅图4，其为本发明中无弦琴检测系统的结构框图。所述无弦琴检测系统包括若干个上述触摸模块100、控制及无线发送模块300、接收模块400以及发声模块500，每个触摸模块100对应一种声音。
[0057]所述触摸模块100的输入模块110通过导线与所述控制及无线发送模块300相连接、所述触摸模块100检测输入模块110是否与外部导体形成闭合回路，如果检测到输入模块Iio与外部导体形成闭合回路，则发出触摸信号给所述控制及无线发送模块300，所述控制及无线发送模块300将所述触摸信号无线发送出去，所述接收模块400接收到所述触摸信号后，通知所述发声模块500发出相应的声音。
[0058]其中有一个触摸模块的输入模块的第一电源引脚通过导线与外部导体相连，并且该外部导体通过导线与任意一个触摸模块的输入模块的输入引脚相连，从而使得输入引脚与外部导体相连的触摸模块发出触摸信号。在该实施例中，所述无弦琴为一种乐器，所述触摸模块100有七个，每个触摸模块100对应一种声音，其中，该七个触摸模块100的第一电源引脚111共用一个电源。例如，当人的一只手接触第一电源引脚111，另一只手接触输入引脚112中的任意一个时，相应的触摸模块100会通过其输出模块120的输出引脚122输出低电平，所述控制及无线发送模块300检测到低电平后将信号发送给所述接收模块400，所述接收模块400收到信号后控制发声模块500发出相应的声音。在该实施例中，所述接收模块400为无线接收。所述发声模块500为扬声器。在其他实施例中，所述发声模块500也可以为其他发声设备。
[0059]本发明中，通过定义碰触七个输入引脚112，分别发出7个音符中的一个音，这样就可以弹奏出动听的歌曲了。
[0060]本发明的电阻式触摸模块，其电路对输入模块响应快，并且通过低通滤波电路能够限制输入信号的截止频率，通过信号放大电路能够使微小的电流放大，不仅保证了电路的正常工作，而且使得电路的响应速度大大的提高。
[0061]上述说明已经充分揭露了本发明的【具体实施方式】。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的【具体实施方式】所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述【具体实施方式】。
【权利要求】
1.一种电阻式触摸模块，其特征在于:其包括: 基板； 安装于所述基板上的输入模块，其包括第一电源引脚和输入引脚，所述第一电源引脚和输入引脚能够通过导线与外部导体形成闭合回路； 安装于所述基板上的输出模块，其包括第二电源引脚、输出引脚以及接地引脚，所述输出引脚作为触摸模块的输出端； 安装于所述基板上的触摸检测电路，其输入端与所述输入引脚相连，其输出端与所述输出引脚相连； 当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成闭合回路时，所述输出模块的输出引脚变为第一逻辑电平，当所述第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成的闭合回路断开时，所述输出模块的输出引脚变为第二逻辑电平。
2.根据权利要求1所述的电阻式触摸模块，其特征在于:所述触摸检测电路包括第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管以及第五三极管， 所述第一电阻器的一端作为所述触摸检测电路的输入端，第一电阻器的另一端与第一电容器的一端相连，第一电容器的另一端接地； 第一三极管的基极 与第一电阻器和第一电容器的中间节点相连，第一三级管的集电极与电源相连，第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连， 第二电阻器的一端连接第二三极管的集电极，另一端连接电源，第二三极管的发射极接地， 第三电阻器的一端连接第三三极管的集电极，另一端连接电源，第三三极管的发射极接地，基极连接第二三极管的集电极； 第四电阻器的一端连接第五三极管的发射极，另一端连接电源，第五三极管的集电极接地，第五三极管作为所述触摸检测电路的输出端， 第四三极管的基极连接第三三极管的集电极，第四三极管的集电极连接第五三极管的基极，第四三极管的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的电阻式触摸模块，其特征在于: 所述第一电阻器和第一电容器形成低通滤波电路； 所述第一三极管和第二三极管组成达林顿结构，所述第一三极管、第二三极管与第二电阻器组成信号放大电路； 所述第三三极管和第三电阻器组成电压反向放大电路； 所述第四三极管、第五三极管与第四电阻器组成限压电路； 当第一电源引脚和输入引脚通过导线与外部导体形成闭合回路时产生输入信号，所述低通滤波电路将输入信号的截止频率限制在24Hz以内，所述达林顿结构电路将输入电流进行放大，使得所述第一输出端的信号变大，将从第一输出端输出的信号通过电压反向放大器进行反向放大，以供所述第四三极管和第五三极管导通，当所述第四三极管的基极电压大于截止电压时，所述输出引脚输出低电平，当所述第四三极管的基极电压小于截止电压时，所述输出引脚输出高电平，此时第一逻辑电平为低电平，第二逻辑电平为高电平。
4.一种无弦琴检测系统，其特征在于:其包括:若干个如权利要求1-3任一所述的触摸模块、控制及无线发送模块、接收模块以及发声模块，每个触摸模块对应一种声音， 所述触摸模块的输入模块通过导线与所述控制及无线发送模块相连接、输出模块能够通过导线与外部导体形成闭合回路， 所述触摸模块检测输入模块是否与外部导体形成闭合回路，如果检测到输入模块与外部导体形成闭合回路，则发出触摸信号给所述控制模块及无线发送模块，所述控制及无线发送模块将所述触摸信号无线发送出去， 所述接收模块接收到所述触摸信号后，通知所述发声模块发出相应的声音。
5.根据权利要求4所述的无弦琴检测系统，其特征在于:其中有一个触摸模块的输入模块的第一电源引脚通过导线与外部导体相连，并且该外部导体通过导线与任意一个触摸模块的输入模块的输入引脚相连，从而使得输入引脚与外部导体相连的触摸模块发出触摸信号。
6.根据权利要求4所述的无弦琴检测系统，其特征在于:所述触摸模块为七个，其中，该七个触摸模块的第一电源引脚共用一个电源。
7.根据权利要求4所述的无弦琴检测系统，其特征在于:所述接收模块为无线接收。
8.根据权利要求4所述的无弦琴检测系统，其特征在于:所述发声模块为扬声器。
9.根据权利要求 4所述的无弦琴检测系统，其特征在于:所述无弦琴为一种乐器。
【文档编号】H03K17/96GK104009745SQ201410107001
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】张天祥, 徐志强 申请人:无锡爱睿芯电子有限公司