防止电容式触摸按键误检知的控制方法及用电器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法，属于电控领域，解决了现有技术中电容式触摸按键存在误检知的问题，解决该问题的技术方案主要包括控制芯片通电后的t1时间内，停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，在向用电负载供电时会造成RC振荡电路的充电电压下降大于等于ΔV的情况，由控制芯片判断这一下降是否不可控，再对可控与不可控的情况进行有针对性的处置，完全杜绝触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压存在剧烈波动的情况下出现触摸按键误检知。另外，本发明还提供了带触摸按键的用电器，控制芯片采用上述实施例中所述防止电容式触摸按键误检知的控制方法来控制用电器工作。本发明主要用于电容式触摸按键的控制。
【专利说明】防止电容式触摸按键误检知的控制方法及用电器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电控方法及用电器，特别是一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法及带触摸按键的用电器。
【背景技术】
[0002]现有的触摸按键可以分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式四个大类。其中电容式触摸按键由于可直接集成在PCB板中、尺寸灵活、额外成本低等优点，得到了广泛的使用。
[0003]如图1所示，电容式触摸按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的RC振荡器，其中包含电容Cl，人手指可看做一个接地的大电容C2，手指F触摸到触摸按键T会导致RC振荡电路的电容值C变化，RC振荡电路的电容值C就会增加，C = C1+C2。RC振荡电路的充电时间是固定不变的，假设为t。，如图2所示，在电容式触摸按键通电后，手指不接触触摸按键时，经过时间后，RC振荡电路的电压Vkc达到最大值Vmax,若设置一个小于Vmax的阈值电压Vth，那么在整个RC振荡电路的充放电周期内，RC振荡电路的电压Vk大于阈值电压Vth的时间也是固定的。由于充电时间是固定不变的，所以手指触摸按键使电容值增大后，在tc时间内，RC振荡电路的电压Vk变小了，只能达到Vmid,而阈值电压Vth是系统设定的值，不会随环境因素改变，所以手指触摸到触摸按键后，从Vmid下降到Vth的时间会缩短，我们定义这一时间为RC振荡电路的放电检测时间t，并且放电检测时间t的缩短量为At，这样通过测量RC振荡电路的电压Vkc在开始放电后位于阈值电压Vth以上的时间，即RC振荡电路的放电检测时间t是否缩短超过At就可以侦测触摸按键是否被按下。
[0004]另外，RC振荡电路的充放电时间计算公式为:t = RCXLn[(Vl-VO)/(Vl_Vt)]，其中Vl为充电电压，VO为初始电压，Vt为t时刻电容上的电压值。由公式可以看出，充放电时间的长短不仅与RC振荡电路的电阻值和电容值有关，还受到RC振荡电路的充电电压的影响。而在现有的触摸按键检知电路中，通常RC振荡电路的充电电压Vl不是恒定不变的，假设在一个触摸按键检测的基准周期T内，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV时，放电检测时间t下降了 At，到了会使触摸按键误检知的临界值，我们可以认为在一个触摸按键检测的基准周期T内电压下降AV以上是会导致触摸按键误检知的充电电压剧烈波动情况，根据触摸按键的检知原理，在这些充电电压剧烈波动的时间点，触摸按键的检知很容易出现错误，控制芯片会判定为触摸按键被按下。例如在控制芯片刚得电的瞬间，RC振荡电路的充电电压Vl会有较大的波动，控制芯片通电后的tl时间内，RC振荡电路的充电电压Vl会上升到一个峰值然后回落稳定值，如果Vl的峰值到Vl的稳定值之间的变化较大，则有可能导致RC振荡电路的放电检测时间t会缩短△ t或更多，让控制芯片误判定为触摸按键被按下，如图3所示，则是Vl的峰值到Vl的稳定值之间的变化刚好为AV，此时RC振荡电路的放电检测时间t会缩短At。而在较大的负载通电的瞬间，例如数量较多的LED同时点亮时，RC振荡电路的充电电压Vl也会下降比较厉害，如图4所示，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV，会导致RC振荡电路的放电检测时间t会缩短At，让控制芯片误判定为触摸按键被按下。
[0005]一般的情况下，由于RC振荡电路的充电电压Vl不是恒定不变的，所以控制芯片会在前一触摸按键检测的基准周期T内检测RC振荡电路的充电电压Vl的实时电压值，从而得到相应的导致触摸按键误检知的电压临界值，并且在下一个触摸按键检测的基准周期T开始时对导致触摸按键误检知的电压临界值作出调整，从而能够准确判断RC振荡电路的充电电压Vl在当前电压值下导致触摸按键误检知的电压临界值是多少，在一个触摸按键检测的基准周期T内，如果RC振荡电路的充电电压Vl下降值可能超过Λ V，如图5所示，这就直接导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短更多，更容易会让控制芯片误判定为触摸按键被按下，在图5中，实线是RC振荡电路的充电电压的变化曲线，点划线是导致触摸按键误检知的临界电压值的变化曲线。
【发明内容】
[0006]本发明所要达到的目的就是提供一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:防止电容式触摸按键误检知的控制方法，由触摸按键构成的RC振荡电路与控制芯片电连接，RC振荡电路的充电电压为VI，阈值电压为VTH，V1 > Vth，在用户操作触摸按键后，RC振荡电路的放电检测时间t缩短At，控制芯片通电后的tl时间内，RC振荡电路的充电电压Vl会上升到峰值然后回落至稳定值，峰值与稳定值的差值大于等于AV，控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的基准周期为T，控制芯片电连接有用电负载，所述控制方法包括如下步骤:
[0008]I) t2时间内控制芯片停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，t2大于tl，t2时间后，进行下一步骤；
[0009]2)控制芯片开始读取RC振荡电路的放电检测时间t并用于判定触摸按键是否被按下，在判定触摸按键被按下后进行下一步骤；
[0010]3)开始向用电负载供电之前，控制芯片判断向用电负载供电后是否会出现向RC振荡电路的充电电压Vl下降大于等于Λ V而导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短的时间大于等于At的情况，若是，则进行下一步骤，若否，则继续读取RC振荡电路供电的放电检测时间t，并向用电负载供电，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电；
[0011]4)控制芯片判断RC振荡电路的充电电压Vl的下降是否可控，若是，则将用电负载分成N批进行供电，N为正整数，第一批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV1, AV1小于Λ V，第二批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV2,八^小于AV，......第N批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AVN，AVN小于AV，
在控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的一个基准周期内，最多向M批用电负载供电，M为正整数且……+ AVM< Λ V，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电，若否，则进行下一步骤；
[0012]5)控制芯片在向用电负载供电后，控制芯片在检测RC振汤电路的放电检测时间t的一个基准周期内停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，用电负载开始稳定工作后，返回步骤2)，直到控制芯片断电。
[0013]作为优选的方案，所述触摸按键设置在操作面板上，操作面板上设有多个LED，所述用电负载包括马达、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁和/或操作面板上的 LED。
[0014]本发明还提供一种用电器，包括控制芯片、用电负载和操作面板，操作面板上设有触摸按键，触摸按键构成的RC振荡电路及用电负载分别与控制芯片电连接，所述控制芯片采用上述技术方案中所述的防止电容式触摸按键误检知的控制方法控制用电负载工作。
[0015]作为优选的方案，所述用电器为洗衣机，所述用电负载包括显示屏、马达、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁蜂鸣器和操作面板上的LED。
[0016]作为优选的方案，所述用电器为电压力锅，所述用电负载包括加热器、门锁风扇、显示屏、蜂鸣器和操作面板上的LED。
[0017]作为优选的方案，所述用电器为电冰箱，所述用电负载包括压缩机、显示屏、变频器、风扇、照明灯、蜂鸣器和操作面板上的LED。
[0018]采用上述技术方案后，本发明具有如下优点:针对触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压会存在剧烈波动的情况分成两种，第一种是控制芯片得电的瞬间，因此针对这一瞬间，停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，避免了第一种情况下出现触摸按键误检知，第二种则是在使用用电负载后造成向RC振荡电路的充电电压下降导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短的时间大于At的情况，由控制芯片判断电压下降是否可控，再对可控与不可控的情况进行有针对性的处置，完全杜绝触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压会存在剧烈波动的情况下出现触摸按键误检知，可靠性高，同时控制检测周期T，又不会对用户的操作造成不便。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0020]图1为手指触摸到触摸按键时的等效电路不意图；
[0021]图2为触摸按键构成的RC振荡电路在有/无手指触摸时电压值的变化示意图；
[0022]图3为触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压在控制芯片得电瞬间的变化示意图；
[0023]图4为触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压在用电负载得电后的变化示意图；
[0024]图5为在本发明改善前触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压与导致触摸按键误检知的临界电压值之间的关系示意图；
[0025]图6为经本发明改善后触摸按键构成的RC振荡电路的充电电压与导致触摸按键误检知的临界电压值之间的关系示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明提供一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法，由触摸按键构成的RC振荡电路与控制芯片电连接，RC振荡电路的充电电压为VI，阈值电压为VTH，Vl > Vth，在用户操作触摸按键后，RC振荡电路的放电检测时间t缩短At，控制芯片通电后的tl时间内，RC振荡电路的充电电压Vl会上升到峰值然后回落至稳定值，峰值与稳定值的差值大于等于Λ V，控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的基准周期为T，控制芯片电连接有用电负载，该控制方法包括如下步骤:
[0027]l)t2时间内控制芯片停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，t2大于tl，t2时间后，进行下一步骤；
[0028]2)控制芯片开始读取RC振荡电路的放电检测时间t并用于判定触摸按键是否被按下，在判定触摸按键被按下后进行下一步骤；
[0029]3)开始向用电负载供电之前，控制芯片判断向用电负载供电后是否会出现向RC振荡电路的充电电压Vl下降大于等于Λ V而导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短的时间大于等于At的情况，若是，则进行下一步骤，若否，则继续读取RC振荡电路供电的放电检测时间t，并向用电负载供电，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电；
[0030]4)控制芯片判断RC振荡电路的充电电压Vl的下降是否可控，若是，则将用电负载分成N批进行供电，N为正整数，第一批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV1, AV1小于Λ V，第二批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV2,八^小于AV，......第N批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AVN，AVN小于AV，
在控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的一个基准周期内，最多向M批用电负载供电，M为正整数且……+ AVM< Λ V，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电，若否，则进行下一步骤；
[0031]5)控制芯片在向用电负载供电后，控制芯片在检测RC振汤电路的放电检测时间t的一个基准周期内停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，用电负载开始稳定工作后，返回步骤2)，直到控制芯片断电。
[0032]在电各式触摸按键通电后，手指不接触触摸按键时，经过tc；时间后，RC振汤电路的电压νκ。达到最大值Vmax,本发明先设置一个小于Vmax的阈值电压VTH，所提到的RC振荡电路的放电检测时间t，就是指RC振荡电路在开始放电后，从Vmid下降到Vth的时间。在步骤I)中直接在t2时间内停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，避免了控制芯片得电瞬间使RC振荡电路的充电电压的变化导致控制芯片可能会误判定为触摸按键被按下这种情况，简单可靠。而需要向用电负载供电时，由于用电负载的多样化，各种用电负载之间的功率都不相同，从而导致RC振荡电路的充电电压的变化也不相同，所以在步骤3)中予以区别处理，如果用电负载得电后，不会影响控制芯片对触摸按键是否被按下的判定，则直接让用电负载得电，如果用电负载得电后，可能会影响控制芯片对触摸按键是否被按下的判定，但是有些用电负载的单个功率就非常大，一旦得电，必然会导致RC振荡电路的充电电压下降超过Λ V，这种情况就采取类似步骤I)的方法，直接避免误判定的发生，而有些用电负载是由于数量较多，同时供电才会导致RC振荡电路的充电电压下降超过△ V，因此可以将这些用电负载分批，按批次供电，从而减少每批次供电时，RC振荡电路的充电电压下降值，由于控制时间非常短，所以对用户的操作体验没有影响。
[0033]在步骤4)中提到，在控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的一个基准周期内，最多向M批用电负载供电，M为正整数且Λ V1+Λ V2+……+ AVM< Λ V，其实只要在控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的一个基准周期内，M批的用电负载同时供电或分批次供电后，RC振荡电路的充电电压总的电压下降值依然小于AV即可。也就是说向每批用电负载供电后，RC振荡电路的充电电压Vl的下降值可以是相等的，即AV1 = AV2=……=AVn，也可以是不相等的，在实际应用中，基本上是不相等的。但在本实施例中，以AV1= Δ V2........Δ Vn = Δν’为例,经过改善后,如图6所示，由于在一个基准周期T内，RC振荡电路的充电电压只出现一次下降，而且RC振荡电路的充电电压的下降值AV’小于Λ V，说明一下，在图6中，实线是RC振荡电路的充电电压的变化曲线，点划线是导致触摸按键误检知的临界电压值的变化曲线。可以对比图5，在图5中，RC振荡电路的充电电压的曲线和导致触摸按键误检知的临界电压值的曲线形成交叉，所以才会发生触摸按键误检知的情况，而图6中充电电压的曲线和导致触摸按键误检知的临界电压的曲线之间不会相交，因此经过改善后，向用电负载供电时，不会出现被控制芯片误检知为触摸按键被按下的情况。
[0034]触摸按键一般设置在操作面板上，操作面板上设有多个用于显示相关信息的LED，而用电负载则包括、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁和/或操作面板上的LED。
[0035]实施例二:
[0036]一种洗衣机，包括控制芯片、用电负载和操作面板，操作面板上设有触摸按键和LED，触摸按键构成的RC振荡电路、用电负载、LED分别与控制芯片电连接，用电负载包括显示屏、马达、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁蜂鸣器和操作面板上的LED，所述控制芯片采用实施例一中所述防止电容式触摸按键误检知的控制方法控制用电负载工作实现洗衣机运转。
[0037]实施例三:
[0038]一种电压力锅，包括控制芯片、用电负载和操作面板，操作面板上设有触摸按键和LED，触摸按键构成的RC振荡电路、用电负载、LED分别与控制芯片电连接，用电负载包括加热器、门锁风扇、显示屏、蜂鸣器和操作面板上的LED，控制芯片采用实施例一中所述防止电容式触摸按键误检知的控制方法控制用电负载工作实现电压力锅工作。
[0039]实施例四:
[0040]一种电冰箱，包括控制芯片、用电负载和操作面板，操作面板上设有触摸按键和LED,触摸按键构成的RC振荡电路、用电负载、LED分别与控制芯片电连接，用电负载包括压缩机、显示屏、变频器、风扇、照明灯、蜂鸣器和操作面板上的LED，控制芯片采用实施例一中所述防止电容式触摸按键误检知的控制方法控制用电负载工作实现电冰箱工作。
[0041]除了上述用电器外，还可以是其它具有触摸按键的用电器，例如带触摸按键的微波炉、带触摸按键的电烤箱、带触摸按键的电磁炉等等。
[0042]除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。
【权利要求】
1.防止电容式触摸按键误检知的控制方法，由触摸按键构成的Re振荡电路与控制芯片电连接，RC振荡电路的充电电压为VI，阈值电压为VTH，Vl > Vth,在用户操作触摸按键后，RC振荡电路的放电检测时间t缩短At，控制芯片通电后的tl时间内，RC振荡电路的充电电压Vl会上升到峰值然后回落至稳定值，峰值与稳定值的差值大于等于△ V，控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的基准周期为T，控制芯片电连接有用电负载，所述控制方法包括如下步骤: 1)t2时间内控制芯片停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，t2大于tl，t2时间后，进行下一步骤； 2)控制芯片开始读取RC振荡电路的放电检测时间t并用于判定触摸按键是否被按下，在判定触摸按键被按下后进行下一步骤； 3)开始向用电负载供电之前，控制芯片判断向用电负载供电后是否会出现向RC振荡电路的充电电压Vl下降大于等于AV而导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短的时间大于等于At的情况，若是，则进行下一步骤，若否，则继续读取RC振荡电路供电的放电检测时间t，并向用电负载供电，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电； 4)控制芯片判断RC振荡电路的充电电压Vl的下降是否可控，若是，则将用电负载分成N批进行供电，N为正整数，第一批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV1, AV1小于Λ V，第二批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AV2,八^小于AV，......第N批用电负载得电时，RC振荡电路的充电电压Vl下降AVN，AVN小于AV，在控制芯片检测RC振荡电路的放电检测时间t的一个基准周期内，最多向M批用电负载供电，M为正整数且……+ AVM< Λ V，然后返回步骤2)，直到控制芯片断电，若否，则进行下一步骤； 5)控制芯片在向用电负载供电后，控制芯片在检测RC振汤电路的放电检测时间t的一个基准周期内停止读取RC振荡电路的放电检测时间t，用电负载开始稳定工作后，返回步骤2)，直到控制芯片断电。
2.根据权利要求1所述的防止电容式触摸按键误检知的控制方法，其特征在于:所述触摸按键设置在操作面板上，操作面板上设有多个LED，所述用电负载包括马达、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁和/或操作面板上的LED。
3.一种用电器，包括控制芯片、用电负载和操作面板，操作面板上设有触摸按键，触摸按键构成的RC振荡电路及用电负载分别与控制芯片电连接，其特征在于:所述控制芯片采用权利要求1中所述的防止电容式触摸按键误检知的控制方法控制用电负载工作。
4.根据权利要求3所述的用电器，其特征在于:所述用电器为洗衣机，所述用电负载包括显示屏、马达、加热器、风扇、热泵、排水阀、排水泵、进水阀、门锁蜂鸣器和操作面板上的LED。
5.根据权利要求3所述的用电器，其特征在于:所述用电器为电压力锅，所述用电负载包括加热器、门锁风扇、显示屏、蜂鸣器和操作面板上的LED。
6.根据权利要求3所述的用电器，其特征在于:所述用电器为电冰箱，所述用电负载包括压缩机、显示屏、变频器、风扇、照明灯、蜂鸣器和操作面板上的LED。
【文档编号】H03K17/96GK104184448SQ201410374257
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】肖江, 王琛 申请人:松下家电研究开发（杭州）有限公司, 杭州松下家用电器有限公司