用于磁控旋钮的按压检测方法、检测装置及存储介质与流程

文档序号:16740658发布日期:2019-01-28 12:58阅读:195来源:国知局
用于磁控旋钮的按压检测方法、检测装置及存储介质与流程

本发明涉及家电控制技术领域,具体涉及一种用于磁控旋钮的按压检测方法、检测装置及存储介质。



背景技术:

磁控旋钮因为可以与操作面板分离,便于操作面板的清洁,因此越来越广泛应用在家电产品中,特别是针对面板容易产生油污需要经常清洁的家电如灶具产品。目前磁力旋钮除了可通过旋转操作家电外,还增加了可向下按压的功能,进一步丰富了面板功能操作,针对按压在磁力旋钮中需要增加设置一个弹性复位结构,以此在按压撤除后旋钮可以自动复位。而在按压检测上目前还存在检测算法鲁棒性低,检测不到或者误检测的情况出现,以此影响了用户体验。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种用于磁控旋钮的按压检测方法、检测装置及存储介质,目的在于解决现有磁控旋钮按压检测算法不可靠导致检测不准确的问题。

为了实现上述目的,本发明提供一种用于磁控旋钮的按压检测方法,该磁控旋钮包括相互扣合的上盖和下盖,上盖能够被按压以朝向下盖按压移动,上盖的腔体内设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,按压检测方法包括:

响应于对上盖按压产生感应信号,感应信号的信号值与上盖被按压产生的位移相关联;

获取在预设时间间隔内的信号值的变化量;

在变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮被按下。

可选地,该预设时间间隔的范围为50ms-200ms。

可选地,还包括:

获取磁控旋钮处于按下的状态时产生的感应信号的第一信号值;

获取磁控旋钮处于松开的状态时产生的感应信号的第二信号值;

根据第一信号值和第二信号值来校准该预设阈值。

可选地,根据第一信号值和第二信号值来校准预设阈值包括:

计算第一信号值和第二信号值的差值;

将预设阈值确定为差值与一系数的乘积,其中该系数的取值范围为0.5至0.9。

为了实现上述目的,本发明还提供一种用于磁控旋钮组件的按压检测装置,该磁控旋钮包括相互扣合的上盖和下盖,上盖能够被按压以朝向下盖按压移动,上盖的腔体内设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,按压检测装置包括:

检测模块,响应于上盖被按压,被感应触发部件触发而产生感应模拟信号;

处理器,与检测模块连接,处理器被配置成:

将感应模拟信号进转换成感应数字信号,该感应数字信号的信号值与上盖被按压产生的位移相关联;

获取在预设时间间隔内的信号值的变化量;

在变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮被按下。

可选地,该感应触发部件为导电体。

可选地,该感应触发部件为永磁体。

可选地,该处理器还被配置成:

获取磁控旋钮处于按下的状态时产生的感应信号的第一信号值;

获取磁控旋钮处于松开的状态时产生的感应信号的第二信号值;

根据第一信号值和第二信号值确定预设阈值。

可选地,该根据所述第一信号值和所述第二信号值来校准所述预设阈值包括:

计算第一信号值和第二信号值的差值;

将预设阈值确定为差值与一系数的乘积,其中系数的取值范围为0.5至0.9。

可选地,弹性复位件为硅胶垫。

可选地,弹性复位件为弹性金属垫片。

为了实现上述目的,本发明还提供一种存储介质,其上存储有计算机可读指令,该计算机可读指令被处理器执行时使得处理器执行上述的用于磁控旋钮的按压检测方法。

通过上述技术方案,本发明的用于磁控旋钮的按压检测方法,能准确的检测到该磁控旋钮的按压状态,提升了用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是本发明用于磁控旋钮的按压检测方法中磁控旋钮的主视图;

图2是本发明用于磁控旋钮的按压检测方法中磁控旋钮和检测部件的结构示意图;

图3是图1的结构爆炸图;

图4是图1中的金属片叠置于承载片的片材底面上的仰视图;

图5是图1中的环形硅胶垫的俯视图;

图6是图5的整体剖视图;

图7是用于磁控旋钮的按压检测方法的第一实施例的流程图;

图8是图2中检测部件内部的lc谐振电路原理图;

图9是图1中磁控旋钮的弹性复位件为硅胶材料时的按压力与按压行程的特性曲线图;

图10是图1中磁控旋钮的弹性复位件为硅胶材料时的按压行程与时间的特性曲线图;

图11是用于磁控旋钮的按压检测方法的第二实施例的流程图;

图12是本发明用于磁控旋钮的按压检测装置的功能框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明的第一实施例提出一种用于磁控旋钮的按压检测方法,如图1所示,该磁控旋钮100结构包括相互扣合的上盖1和下盖2,上盖1能够被按压以朝向下盖2按压移动,上盖1的腔体内设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,为检测感应触发部件的触发信号,与磁控旋钮100配套使用时,如图2至图4所示,还包括一个检测部件200,该磁控旋钮100和检测部件200分别安装在家电设备的操作面板300的两侧,且磁控旋钮100可与操作面板300分离,以方便对该操作面板300进行清洁。该磁控旋钮100安装在操作面板300的上表面时,可对磁控旋钮100进行旋转或者按压操作,如该家电设备为燃气灶时,通过旋转可以调节燃气灶的火力大小,而通过按压则可以进行其他功能设置的选择设置,如燃气灶还包括定时功能时,通过按压操作可以在火力调节功能和定时功能之间切换。检测部件200用于检测磁控旋钮100在旋转或者按压时产生的触发信号,并进行分析计算后转换成可识别的数字信号,如旋转角度或者按压时的位移值。

上述磁控旋钮100和检测部件200的方案可以基于磁场强度检测原理,此时感应触发部件为安装在磁控旋钮100内部的永磁体,可在该磁控旋钮100的内部沿着旋钮的圆周内壁均匀分布多个永磁体,检测部件200此时为与该多个永磁体对应位置设置的多个霍尔元件电路,当磁控旋钮100旋转时,通过这些霍尔元件能够检测到永磁体相对位置的改变,其永磁体相对霍尔元件的磁场强度发生变化,因而通过霍尔元件检测的信号强弱能计算得倒旋转角度;而当磁控旋钮100按压时,其永磁体产生的磁场也相对霍尔元件发生上下方向上的变化,越靠近霍尔元件,磁场强度越高,因此通过霍尔元件也可以检测出表示按压时的位移信号。

上述磁控旋钮100和检测部件200的方案也可以基于电磁场变化带来电感量变化的电感数字转换器,在该方案中,感应触发部件为安装在磁控旋钮100内部的导电体,如可以是在pcb板上布置的一块铜箔,检测部件200为lc谐振构成的检测电路,其原理为通过lc谐振电路可产生磁场,在导电体中会感应出涡电流,涡电流再感应出与原lc谐振电路方向相反的磁场,此磁场影响到通过原lc谐振电路的电感的励磁线圈的磁通量,进而影响到该电感的互感系数,使得lc谐振电路的谐振频率发生改变,当导电体与励磁线圈的距离不同时,其电感的互感系数随之不同,基于检测该谐振频率大小的不同则间接检测到导电体相对励磁线圈的距离,该距离即为磁控旋钮100相对检测部件200的位移参数。通过该方案检测部件200能在相对高的精度下检测到该位移参数,因此本实施例的方案优选为该方案,以下涉及的按压检测方法针对此方案提出。

在图2至图6的磁控旋钮100和检测部件200的具体结构中,其磁控旋钮100的导电体具体是图中的导电体3,位于磁控旋钮100的旋钮内腔x中,在磁控旋钮100的旋钮内腔x中设有与上盖1相连且水平摆置的承载片4,导电体3为金属片且叠置于承载片4的片材表面上,其中导电体3应选取易于传导电流的材质,如铜片、铝片等金属片,当然还可以为其它易于传导电流的材质,在此不再举例说明。

具体地,导电体3与通电导线之间设置的部件(如下盖2的底壁、导电体3与通电导线之间的外壳300等)应采用诸如塑料、玻璃或陶瓷等不导电的材质。可以理解地,当导电体3与通电导线之间设置的部件选取易于传导磁场的材质,这样导电体3朝向下盖2移动时其导电体3中涡电流产生的磁场易于穿过上述材质影响到电感的互感系数,进而使得lc谐振电路易于通过谐振频率的改变检测到该移动位移的变化。优选的,导电体3的底端与励磁线圈的顶端之间的距离应不大于10mm。

另外,磁控旋钮100包括位于承载片4的上方且水平地固设于旋钮内腔x中的内部支撑件5,内部支撑件5的顶面与上盖1的底面之间设有用于按压复位的弹性复位件,这样,用户按压磁控旋钮100的上盖1,使得弹性复位件产生变形并储能,当用户撤去外力后,弹性复位件释放弹性能,驱使上盖1在弹性复位件的回弹力作用下能够自动复位。

其中,弹性复位件可以是分别与内部支撑件5的顶面和上盖1的底面相抵接的环形硅胶垫6。环形硅胶垫6的底面沿周向间隔设有多个向上凹陷的弹性复位凹槽61,如此设置,能够使得用户在按压上盖1时具有较好的按压手感,有利于提高用户的使用体验;且采用环形硅胶垫6作为弹性复位件还能够有效防止用户按压时出现卡住、卡死而不能按压到位的情形,有利于提高磁控旋钮100的可靠性。优选地,弹性复位凹槽61呈截头圆锥状且凹槽底面形成有朝向所述内部支撑件凸出的抵接承台,这样,当用户按压到位时,能够给予用户较好的按压反馈手感,能够给用户带来较好的使用体验。

或者,弹性复位件可以是分别与内部支撑件5的顶面和上盖1的底面相抵接的弹性金属垫片。该弹性金属垫片具有弧形的按压面,在用户按压时该按压面向下凹陷,按压撤除时,按压面依靠其弧形按压面的回弹力自动弹回原位置。优选的,该弹性金属垫片可以是现有技术中的锅仔片部件。

在本实施例中,弹性复位件优选为环形硅胶垫6。

优选地,上盖1的底面上设有多根沿周向间隔布置的连接柱7,连接柱7的底端从内部支撑件5的上方向下穿出且与承载片4扣位相连;内部支撑件5的底面沿周向间隔伸出有多根抵接柱51,承载片4的顶面抵接抵接柱51的底面,这样,能够对承载片4限位,使得磁控旋钮100在运输或用户移动等过程中,能够有效防止承载片4在旋钮内腔x中来回地移动,不仅会影响用户的使用体验。

优选地,检测部件200还包括固定设置的固定定位磁铁202,励磁线圈包括多个由多重通电导线绕制而成的螺线管201,多个螺线管201环绕固定定位磁铁202布置。此外,下盖2的顶面中心部设有与固定定位磁铁202适配的旋钮定位磁铁8。如此设置,通过固定定位磁铁202与旋钮定位磁铁8之间的磁吸定位作用,使得磁控旋钮100不仅能够从外壳300的外表面上移走,而且还便于用户快速地将磁控旋钮100放置于相应的位置上,以方便该磁空旋钮100的快速定位。

如图7所示,基于上述磁控旋钮100和检测部件200的结构的按压检测方法包括:

步骤s710、响应于对上盖1按压产生感应信号,感应信号的信号值与上盖1被按压产生的位移相关联;

步骤s720、获取在预设时间间隔内的信号值的变化量;

步骤s730、在变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮100被按下。

上述按压检测方法可基于检测部件200的执行主体实现。

在步骤s710中,检测部件200中的lc谐振电路工作时,其电感响应到磁控旋钮100中导电体中涡电流产生的磁场,以此改变该电感的互感系数,进而使得该lc谐振电路谐振频率发生改变,进一步通过将该谐振频率进行换算即可达到感应信号值,该感应信号值的大小与上盖1被按压产生的位移相关联。当上盖1按压时相对检测部件200位移越近时,感应信号值越大,反之,其感应信号值越小。

具体的,该lc谐振电路工作原理如图8所示,图中该lc谐振电路210设置于检测部件200中,该lc谐振电路210主要由处理器203、电容c和电感l组成,其中电感l即为上述图2至图3中提到的组成励磁线圈的螺旋管201,该电感l的两端与电容c并联后其两端连接到处理器203上,从处理器203到振荡电路上可以设置其他处理支路如放大器、阻抗电路等。其中电容c和电感l进一步组成谐振单元,处理器203对谐振单元的工作提供电流,该lc谐振单元在振荡时在电感l上产生磁场,此磁通相上贯穿过设置在承载片4上的导电体3,使得导电体3内部产生感应涡电流,该涡电流又感应产生与电感l上的磁场反向的磁场,以此影响到电感l产生的磁通量,从而影响到该电感的互感系数,由谐振电路的原理可知,其电感的电感量由自感量和互感量决定,自感量即电感本体的电感值,而互感量是由外界磁场对其自有磁通产生影响确定,互感量即决定了互感系数的大小,当电感的电感量发生改变时,谐振频率改变。在上述lc谐振电路210中,由电感l和电容c组成的谐振单元是检测在谐振状态下对应的振荡模拟信号,该模拟信号具有特定的振荡频率即谐振频率,而处理器203识别该模拟信号转换成对应的谐振频率值,并进一步通过该谐振频率值转换成与上盖1被按压时产生的位移d对应的数字信号的信号值。通过谐振频率f的不同即可对应到导电体3与电感l即螺线管201之间位移d的不同。

在步骤s720和步骤s730中,针对采样的的预设时间间隔δt,可在该预设时间间隔δt的起始时间点和结束时间点分别获取上述的感应信号值,并求其信号值的变化量,并将该变化量与预设阈值比较,如果大于该预设阈值,则确定该磁控旋钮100按下。

具体的,当弹性复位件为硅胶材料,即如图5至图6所示的环形硅胶垫6时,由该环形硅胶垫6构成的硅胶按键的按压力n与按压行程h特性的如图9所示,在用户通过手指按压该磁控旋钮100上盖1的过程中,其按压行程h在开始时随着按压力的增大而增大,但达到一个h1值后对应按压力为峰值n1时,按压行程h再进一步增大时,按压力反而减小,也即此时不需要之前那么大的按压力即可实现同样长度的行程变化,此变化趋势持续到按压行程为h2值对应按压力为谷值n2,再过后跟h1值之前的变化趋势相同。根据人手指的按压特点,在按压时按压力会基本恒定或者逐渐增长,这样会导致对应h1到h2的按压行程h和按压力n的变化趋势中,按压行程会随着时间快速增长,形成直观体验就是有“段落感”的按压过程。以此导致按压过程中,按压行程h随时间t的特性如图10所示,在图中,在开始按压时,从0-t1时间内,按压行程变化缓慢,处于h1值附近缓慢上升,随着按压力的增加,当按压力达到图9中对应的峰值n1时,此时同等按压行程需要的按压力快速减小,因为此时人手指施加的按压力还会维持惯性基本不变,因而导致行程随着时间急速增加,直达按压行程达到h2时,此时按压行程和按压力关系又恢复到之前的h1值之前的状态,因而又维持随时间缓慢增长趋势,直到达到该硅胶按键的最大行程即按到底的状态。因此该硅胶按键在按压过程中,会出现如图10中两个明显的阶段值h1和h2,对应于感应信号值分别为a1和a2。这两个信号值的变化量针对固定的硅胶按键在每次按压时基本维持不变的,因而可以基于该变化量来判断是否被按下。

具体通过在预设时间内采集磁控旋钮100在按压时信号值的变化量,去与上述a1和a2的变化量相关的一个预设阈值th比较,如果超过此预设阈值th,就可以确定该磁控旋钮100被按下。

由于人按压动作的惯性,在按压按键时,从最开始接触按键到按键被按下的时间是基本确定,也就人产生的按压动作时间有一个固定的范围值,因而上述用于采集信号值的变化量的预设时间也是有对应一个范围值,如果该预设时间过长会导致超过按键按压整个时间以至错过了对按压的最高和最低行程的时间点,特别是对频繁按压时,该时间跨越了前后两次按压过程;而该预设时间过短,又会导致无法采样到按压最低行程的时间点。上述两种状态会导致采集信号值变化量的不准确以此无法准确检测出被按压状态。根据实验确定,该预设时间去50-200ms之间,进一步优选为80-150ms,如可取值为100ms。

上述磁控旋钮中的弹性复位件也可以是出硅胶材料以外的材料制成,如用于轻触式按键中的弹性金属垫片即锅仔片结构,也可以具有图9和图10所示的按压特性曲线,因而也能适用本实施例的按压检测方法。

本发明实施例的用于磁控旋钮的按压检测方法,在该磁控旋钮中设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,通过与该磁控旋钮配套使用的检测部件中检测该磁控旋钮的按压状态,具体通过响应于对上盖按压产生感应信号,该感应信号的信号值与上盖被按压产生的位移相关联,接着获取在预设时间间隔内的信号值的变化量,并在该变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮被按下。以此能准确的检测到该磁控旋钮的按压状态,提升了用户体验。

进一步的,基于本发明用于磁控旋钮的按压检测方法的第一实施例,在本发明用于磁控旋钮的按压检测方法的第二实施例中,还包括对预设阈值进行校准,如图11所示,该校准具体包括:

步骤s810、获取磁控旋钮处于按下的状态时产生的感应信号的第一信号值;

步骤s820、获取磁控旋钮处于松开的状态时产生的感应信号的第二信号值;

步骤s830、根据第一信号值和第二信号值来校准预设阈值。

在a1和a2的变化量确定预设阈值th时,最好需要事先通过此变化量来对预设阈值th进行校准。即通过上述步骤s810至步骤s830分别获取该磁控旋钮100在按下状态信号值a1和松开状态下的信号值a2,这里的按下状态是指该磁控旋钮100按压到底时处于最大行程的状态。接着引入一个系数x,通过该信号的变化量乘以该系数x最终得到预设阈值th即th=x*(a1-a2),由于a1代表了硅胶按键被按之前即松开状态下的行程对应的信号值,a2代表了硅胶按键被按下到底状态下的行程对应的信号值,因此其变化量a1-a2表示硅胶按键按下的最大行程代表的对应的信号值变化量,因而当需要用采样的信号值变化量与该预设阈值比较时,而按压过程中的采用得到的行程变化对应的信号值变化量不会超过a1-a2值,其预设阈值应该比a1-a2值小,才能过准确的检测到被按压状态,一般通过实验可取该x值范围为0.5-0.9,进一步可优选为0.6-0.8,如取值为0.7。

通过上述步骤对预设阈值th的校准,以此得到针对该磁控旋钮100的按压特性相对应的准确的预设阈值th,从而进一步提升了该磁控旋钮100的按压检测=精度。

本发明的实施例还提出一种用于磁控旋钮的按压检测装置400,该磁控旋钮以及与磁控旋钮配套使用的检测部件的具体结构同上述用于磁控旋钮的按压检测方法实施例中对应部件的结构,即该磁控旋钮100包括相互扣合的上盖1和下盖2,上盖1能够被按压以朝向下盖2按压移动,上盖1的腔体内设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,与磁控旋钮100配套使用时,如图2至图4所示,还包括一个检测部件200,该磁控旋钮100和检测部件200分别安装在家电设备的操作面板300的两侧,且磁控旋钮100可与操作面板300分离。

上述磁控旋钮100和检测部件200的方案可以基于磁场强度检测原理,此时感应触发部件为安装在磁控旋钮100内部的永磁体,可在该磁控旋钮100的内部沿着旋钮的圆周壁均匀分布多个永磁体,检测部件200此时为与该多个永磁体对应位置设置的多个霍尔元件电路,当磁控旋钮100按压时,其永磁体产生的磁场也相对霍尔元件发生上下方向上的变化,越靠近霍尔元件,磁场强度越高,因此通过霍尔元件也可以检测出表示按压时的位移信号。

上述磁控旋钮100和检测部件200的方案也可以基于电磁场变化带来电感量变化的电感数字转换器,在该方案中,感应触发部件为安装在磁控旋钮100内部的导电体,如可以是在pcb板上布置的一块铜箔,检测部件200为lc谐振构成的检测电路。其原理为通过lc谐振电路可产生磁场,在导电体中会感应出涡电流,涡电流再感应出与原lc谐振电路方向相反的磁场,此磁场影响到通过原lc谐振电路的电感的励磁线圈的磁通量,进而影响到该电感的互感系数,使得lc谐振电路的谐振频率发生改变,当导电体与励磁线圈的距离不同时,其电感的互感系数随之不同,基于检测该谐振频率大小的不同则间接检测到导电体相对励磁线圈的距离,该距离即为磁控旋钮100相对检测部件200的位移参数。通过该方案检测部件200能在相对高的精度下检测到该位移参数,因此本实施例的方案优选为该方案,以下涉及的按压检测装置针对此方案提出。

在图2至图6的磁控旋钮100和检测部件200的具体结构中,其磁控旋钮100的导电体具体是图中的导电体3,位于磁控旋钮100的旋钮内腔x中,在磁控旋钮100的旋钮内腔x中设有与上盖1相连且水平摆置的承载片4,导电体3为金属片且叠置于承载片4的片材表面上,其中导电体3应选取易于传导电流的材质。导电体3与通电导线之间设置的部件应采用诸如塑料、玻璃或陶瓷等不导电的材质。

另外,磁控旋钮100包括位于承载片4的上方且水平地固设于旋钮内腔x中的内部支撑件5,内部支撑件5的顶面与上盖1的底面之间设有用于按压复位的弹性复位件,这样,用户按压磁控旋钮100的上盖1,使得弹性复位件产生变形并储能,当用户撤去外力后,弹性复位件释放弹性能,驱使上盖1在弹性复位件的回弹力作用下能够自动复位。

其中,弹性复位件可以是分别与内部支撑件5的顶面和上盖1的底面相抵接的环形硅胶垫6。环形硅胶垫6的底面沿周向间隔设有多个向上凹陷的弹性复位凹槽61,如此设置,能够使得用户在按压上盖1时具有较好的按压手感,有利于提高用户的使用体验;且采用环形硅胶垫6作为弹性复位件还能够有效防止用户按压时出现卡住、卡死而不能按压到位的情形,有利于提高磁控旋钮100的可靠性。

或者,弹性复位件可以是分别与内部支撑件5的顶面和上盖1的底面相抵接的弹性金属垫片。该弹性金属垫片具有弧形的按压面,在用户按压时该按压面向下凹陷,按压撤除时,按压面依靠其弧形按压面的回弹力自动弹回原位置。如该弹性金属垫片可以是现有技术中的锅仔片部件。

优选地,上盖1的底面上设有多根沿周向间隔布置的连接柱7,连接柱7的底端从内部支撑件5的上方向下穿出且与承载片4扣位相连;内部支撑件5的底面沿周向间隔伸出有多根抵接柱51,承载片4的顶面抵接抵接柱51的底面,这样,能够对承载片4限位。

优选地,检测部件200还包括固定设置的固定定位磁铁202,励磁线圈包括多个由多重通电导线绕制而成的螺线管201,多个螺线管201环绕固定定位磁铁202布置。此外,下盖2的顶面中心部设有与固定定位磁铁202适配的旋钮定位磁铁8。

该按压检测装置400设置于上述检测部件200中,如图12所示,该按压检测装置400包括:

检测模块420,响应于上盖被按压,被感应触发部件触发而产生感应模拟信号;

处理器410,与检测模块420连接,处理器410被配置成:

将感应模拟信号转换成感应数字信号,该感应数字信号的信号值与上盖1被按压产生的位移相关联;

获取在预设时间间隔内的信号值的变化量;

在变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮被按下。

具体的,该检测模块420可以是对应于上述用于磁控旋钮的按压检测方法实施例中的lc谐振电路210中的由电感l和电容器c组成的谐振单元,处理器410对应于lc谐振电路210中的处理器203,值得说明的是该处理器410可以是单个处理器,也可以是由单个处理器和其他检测或分析电路组成的单元电路。此时感应触发部是基于产生涡电流的导电体。

该检测模块在本实施例中为导电体。

检测部件200中的lc谐振电路工作时,其电感响应到磁控旋钮100中导电体中涡电流产生的磁场,以此改变该电感的互感系数,进而使得该lc谐振电路谐振频率发生改变,进一步通过将该谐振频率进行换算即可达到感应信号值,该感应信号值的大小与上盖1被按压产生的位移相关联。当上盖1按压时相对检测部件200位移越近时,感应信号值越大,反之,其感应信号值越小。

具体的,该lc谐振电路工作原理如图8所示,图中该lc谐振电路210设置于检测部件200中,该lc谐振电路210主要由处理器203、电容c和电感l组成,其中电感l即为上述图2至图3中提到的组成励磁线圈的螺旋管201,该电感l的两端与电容c并联后其两端连接到处理器203上,从处理器203到振荡电路上可以设置其他处理支路如放大器、阻抗电路等。其中电容c和电感l进一步组成谐振单元,处理器203对谐振单元的工作提供电流,该lc谐振单元在振荡时在电感l上产生磁场,此磁通相上贯穿过设置在承载片4上的导电体3,使得导电体3内部产生感应涡电流,该涡电流又感应产生与电感l上的磁场反向的磁场,以此影响到电感l产生的磁通量,从而影响到该电感的互感系数,由谐振电路的原理可知,其电感的电感量由自感量和互感量决定,自感量即电感本体的电感值,而互感量是由外界磁场对其自有磁通产生影响确定,互感量即决定了互感系数的大小,当电感的电感量发生改变时,谐振频率改变。在上述lc谐振电路210中,有电感l和电容c组成的谐振单元是检测在谐振状态下对应的振荡模拟信号,该模拟信号具有特定的振荡频率即谐振频率,而处理器203识别该模拟信号转换成对应的谐振频率值,并进一步通过该谐振频率值转换成与上盖1被按压时产生的位移d对应的数字信号的信号值。通过谐振频率f的不同即可对应到导电体3与电感l即螺线管201之间位移d的不同。

针对采样的预设时间间隔δt,可在该预设时间间隔δt的起始时间点和结束时间点分别获取上述的感应信号值,并求其信号值的变化量,并将该变化量与预设阈值比较,如果大于该预设阈值,则确定该磁控旋钮100按下。

具体的,当弹性复位件为硅胶材料,即如图5至图6所示的环形硅胶垫6时,由该环形硅胶垫6构成的硅胶按键的按压力n与按压行程h特性的如图9所示,在用户通过手指按压该磁控旋钮100上盖1的过程中,其按压行程h在开始时随着按压力的增大而增大,但达到一个峰值h1值后对应按压力为峰值n1时,按压行程h再进一步增大时,按压力反而减小,也即此时不需要之前那么大的按压力即可实现同样长度的行程变化,此变化趋势持续到按压行程为h2值对应按压力为谷值n2,再过后跟h1值之前的变化趋势相同。根据人手指的按压特点,在按压时按压力会基本恒定或者逐渐增长,这样会导致对应h1到h2的按压行程h和按压力n的变化趋势中,按压行程会随着时间快速增长,形成直观体验就是有“段落感”的按压过程。以此导致按压过程中,按压行程h随时间t的特性如图10所示,在图中,在开始按压时,从0-t1时间内,按压行程变化缓慢,处于h1值附近缓慢上升,随着按压力的增加,当按压力达到图9中对应的峰值n1时,此时同等按压行程需要的按压力快速减小,因为此时人手指施加的按压力还会维持惯性基本不变,因而导致行程随着时间急速增加,直达按压行程达到h2时,此时按压行程和按压力关系又恢复到之前的h1值之前的状态,因而又维持随时间缓慢增长趋势,直到达到该硅胶按键的最大行程即按到底的状态。因此该硅胶按键在按压过程中,会出现如图10中两个明显的阶段值h1和h2,对应于感应信号值分别为a1和a2。这两个信号值的变化量针对固定的硅胶按键在每次按压时基本维持不变的,因而可以基于该变化量来判断是否被按下。

具体通过在预设时间内采集磁控旋钮100在按压时信号值的变化量,去与上述a1和a2的变化量相关的一个预设阈值th比较,如果超过此预设阈值th,就可以确定该磁控旋钮100被按下。

由于人按压动作的惯性,在按压按键时,从最开始接触按键到按键被按下的时间是基本确定,也就人产生的按压动作时间有一个固定的范围值,因而上述用于采集信号值的变化量的预设时间也是有对应一个范围值,如果该预设时间过长会导致超过按键按压整个时间以至错过了对按压的最高和最低行程的时间点,特别是对频繁按压时,该时间跨越了前后两次按压过程;而该预设时间过短,又会导致无法采样到按压最低行程的时间点。上述两种状态会导致采集信号值变化量的不准确以此无法准确检测出被按压状态。根据实验确定,该预设时间去50-200ms之间,进一步优选为80-150ms,如可取值为100ms。

本发明实施例的用于磁控旋钮的按压检测装置,在该磁控旋钮中设置感应触发部件以及用于按压复位的弹性复位件,通过与该磁控旋钮配套使用的检测部件中检测该磁控旋钮的按压状态,具体通过响应于对上盖按压产生感应信号,该感应信号的信号值与上盖被按压产生的位移相关联,接着获取在预设时间间隔内的信号值的变化量,并在该变化量大于预设阈值的情况下,确定磁控旋钮被按下。以此能准确的检测到该磁控旋钮的按压状态,提升了用户体验。

进一步的,处理器410还被配置成在确定为磁控旋钮100按下前对预设阈值进行校准:

获取磁控旋钮100处于按下的状态时产生的感应信号的第一信号值;

获取磁控旋钮100处于松开的状态时产生的感应信号的第二信号值;

根据第一信号值和第二信号值确定预设阈值。

在a1和a2的变化量确定预设阈值th时,最好需要事先通过此变化量来对预设阈值th进行校准。即通过上述步骤s810至步骤s830分别获取该磁控旋钮100在按下状态信号值a1和松开状态下的信号值a2,这里的按下状态是指该磁控旋钮100按压到底时处于最大行程的状态。接着引入一个系数x,通过该信号的变化量乘以该系数x最终得到预设阈值th即th=x*(a1-a2),由于a1代表了硅胶按键被按之前即松开状态下的行程对应的信号值,a2代表了硅胶按键被按下到底状态下的行程对应的信号值,因此其变化量a1-a2表示硅胶按键按下的最大行程代表的对应的信号值变化量,因而当需要用采样的信号值变化量与该预设阈值比较时,而按压过程中的采用得到的行程变化对应的信号值变化量不会超过a1-a2值,其预设阈值应该比a1-a2值小,才能过准确的检测到被按压状态,一般通过实验可取该x值范围为0.5-0.9,进一步可优选为0.6-0.8,如取值为0.7。

通过上述步骤对预设阈值th的校准,以此得到针对该磁控旋钮100的按压特性相对应的准确的预设阈值th,从而进一步提升了该磁控旋钮100的按压检测=精度。

本发明的实施例还提供了计算机程序产品,包括程序指令,该程序指令被控制器执行时使得控制器能够实现上述实施例中的任意的用于磁控旋钮的按压检测方法。

本发明的实施例还提供了存储介质,其上存储有计算机可读指令,该计算机可读指令被控制器执行时使得控制器能够执行上述实施例中的用于磁控旋钮的按压检测方法。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-onlymemory)、随机存取存储器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本说明书的描述中,参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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