车载can总线按键面板及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种车载CAN总线按键面板及其控制方法，所述按键面板包括硅胶面壳、PCB板和塑料底壳，其中，所述硅胶面壳上设有透明硅胶按键区和黑色硅胶隔离区,所述PCB板上设有按键主体和LED灯，所述按键主体和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，所述LED灯包括LED指示灯和LED背景灯，所述按键主体位于透明硅胶按键区的下方，所述LED指示灯位于黑色硅胶隔离区的下方。本发明通过采用按键和指示灯代替机械开关，并将按键主体和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，从而大大提高使用寿命，简化布线，减小按键面板的体积；通过在LED指示灯上方设置黑色硅胶隔离区避免灯光干扰，安全可靠。
【专利说明】车载CAN总线按键面板及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按键面板及其控制方法，尤其涉及一种车载CAN总线按键面板及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前国内外工程机械车辆上普遍使用的是翘板开关加一个控制器来实现设备的灯光、空调、行走、臂架控制等功能控制。这种控制方式带来几个问题:
[0003]I)成本非常高。由于使用了 2种部件，尤其是控制器价格不菲。
[0004]2)使用的翘板开关是机械式开关，是易损件，一般寿命不到10万次。
[0005]3)翘板开关加控制器所占用的物理空间非常大，而工程车辆上部件很多，原本位置就不够，导致驾驶舱位置非常局促。
[0006]4)布线复杂。翘板开关每一个都需要3根线，20个翘板开关需要接60根线，而且与现有的控制器距离间隔较远，布线成本高且维护麻烦。
[0007]如果采用按键开关和指示灯，则又存在如下问题:
[0008]I)每个按键上的指示灯需要单独显示，背景灯需要一直亮，彼此之间不能相互干扰。在设计时由于一共要在小尺寸里面集成几十个个LED指示灯，而材料是硅胶。硅胶的特性是能够透光。这将会导致一个指示灯点亮的时候，旁边的指示灯区域也会获得灯光。这种情况在指示灯多的时候特别容易出现。这个关键技术不解决，就无法有效识别哪个指示灯是点亮状态，从而无法使用。
[0009]2)按键寿命控制
[0010]由于车载按键面板集成了几十个按键在一块面板上，使用的是硅橡胶，在设计时很难控制硅胶的平整度，即使平整了，当手指按下时，被按住的硅胶按键会塌下，而边上的按键会鼓起，一会影响手感，更重要的会影响寿命。长此以往，按键很容易按塌陷。这个关键技术将会影响按键的使用寿命。
[0011]3)电流及热量控制
[0012]车载按键面板需要使用了上百个Led，而且要求在强光下能够显示。这就要求在选择LED时必须选择IOOnit左右的LED，而长寿命的LED通过的电流都要超过30mA，80个LED同时打开时电流则需要2.5A，加上设计时需要冗余50%，则最好需要5A的输出电流。而常用的电源模块都只能提供3A的电流。怎样提供5A的电流这将是设计的关键所在。同时所有的LED都打开时,热量非常大,如何控制热量也是一大难点。
【发明内容】
[0013]本发明所要解决的技术问题是提供一种车载CAN总线按键面板及其控制方法，不但能够大大提高使用寿命，简化布线，减小按键面板的体积，并且安全可靠，大大降低成本。
[0014]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种车载CAN总线按键面板，包括硅胶面壳、PCB板和塑料底壳，其中，所述硅胶面壳上设有透明硅胶按键区和黑色硅胶隔离区，所述PCB板上设有按键主体和LED灯，所述按键主体和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，所述LED灯包括LED指示灯和LED背景灯，所述按键主体位于透明硅胶按键区的下方，所述LED指示灯位于黑色硅胶隔离区的下方。
[0015]上述的车载CAN总线按键面板，其中，所述透明硅胶按键区按行列呈矩阵分布，所述LED指示灯和黑色硅胶隔离区分布在透明硅胶按键区的上方，所述LED背景灯分布在透明硅胶按键区的两侧。
[0016]上述的车载CAN总线按键面板，其中，所述黑色硅胶隔离区通过在透明硅胶中进行二次注塑形成。
[0017]上述的车载CAN总线按键面板，其中，每个透明硅胶按键区上方的LED指示灯和位于该透明硅胶按键区下方的按键主体并联在一起并连接喇叭进行同步控制。
[0018]上述的车载CAN总线按键面板，其中，所述每个透明硅胶按键区的上方设有三个LED指示灯，所述CPU模块通过GPIO 口连接LED指示灯，每个GPIO 口连接8个LED指示灯。
[0019]上述的车载CAN总线按键面板，其中，所述按键主体为锅仔片按键，所述锅仔片按键和PCB板之间设有通孔。
[0020]本发明为解决上述技术问题还提供一种上述车载CAN总线按键面板的制作方法，其中，包括如下步骤:a)先利用第一模具注塑透明硅胶形成包含有透明硅胶按键区的硅胶面壳，等硅胶干后再利用第二模具继续注塑黑色硅胶，从而在硅胶面壳形成黑色硅胶隔离区山)使用沉金工艺制作PCB板，并在PCB板上使用锅仔片按键进行贴片形成按键主体，所述锅仔片按键位于透明硅胶按键区下方；c)接着在按键主体周围设置LED灯形成LED指示灯和LED背景灯，所述LED指示灯位于黑色硅胶隔离区下方；d)制作塑料底壳，并将硅胶面壳、PCB板和塑料底壳组装在一起，并在接缝处灌上硅胶。
[0021]上述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其中，所述步骤b)中使用沉金工艺制作PCB板的过程如下:先对PCB板进行除油、微蚀、活化和后浸处理；接着在PCB板上进行沉镍和沉金处理；然后再对PCB板进行废金水洗、DI水洗和烘干处理；最后在PCB板上放置锅仔片按键的位置开设通孔。
[0022]上述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其中，每个透明硅胶按键区的上方设有多个LED指示灯，所述每个透明硅胶按键区上方的LED指示灯和位于该透明硅胶按键区下方的按键主体并联在一起并连接喇叭进行同步控制，所述CPU模块通过GPIO 口连接LED指示灯，每个GPIO 口连接多个LED指示灯并通过轮询的方式进行控制。
[0023]上述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其中，所述每个透明硅胶按键区的上方设有三个LED指示灯，所述CPU模块的每个GPIO 口连接8个LED指示灯。
[0024]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的车载CAN总线按键面板及其控制方法，通过采用按键和指示灯代替机械开关，并将按键主体和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，从而大大提高使用寿命，简化布线，减小按键面板的体积；通过在LED指示灯上方设置黑色硅胶隔离区避免灯光干扰，安全可靠，大大降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明车载CAN总线按键面板结构爆炸示意图；
[0026]图2为本发明车载CAN总线按键面板正面结构示意图；[0027]图3为本发明按键面板上硅胶双色注塑面壳的背面结构示意图；
[0028]图4为本发明按键面板上PCB板结构示意图；
[0029]图5为本发明使用的锅仔片按键结构示意图。
[0030]图中:
[0031]I硅胶面壳2 PCB板3塑料底壳
[0032]4透明硅胶按键区5黑色硅胶隔离区6按键主体
[0033]7 LED指示灯 8 LED背景灯 9通孔
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0035]图1为本发明车载CAN总线按键面板结构爆炸示意图。
[0036]请参见图1，本发明提供的车载CAN总线按键面板包括硅胶面壳1、PCB板2和塑料底壳3，其中，所述硅胶面壳I上设有透明硅胶按键区4和黑色硅胶隔离区5，所述PCB板2上设有按键主体6和LED灯，所述按键主体6和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，所述LED灯包括LED指示灯7和LED背景灯8，所述按键主体6位于透明硅胶按键区4的下方，所述LED指示灯7位于黑色硅胶隔离区5的下方。
[0037]图2为本发明车载CAN总线按键面板正面结构示意图；图3为本发明按键面板上硅胶双色注塑面壳的背面结构示意图。
[0038]请继续参见图2和图3，本发明提供的车载CAN总线按键面板，其中，所述透明硅胶按键区4按行列呈矩阵分布，所述LED指示灯7和黑色硅胶隔离区5分布在透明硅胶按键区4的上方，所述LED背景灯8分布在透明硅胶按键区4的两侧，如图4所示。
[0039]本发明采用的透光材质是硅胶，硅胶本体是透明色的，可以充分利用这点解决背景灯透光问题，以使得按键上的图标能够在夜晚显示。为了避免背景灯和按键上方的指示灯相互干扰，也为了避免按键上方指示灯之间的干扰，对硅胶采用了特殊的双色注塑工艺。所述黑色硅胶隔离区5通过在透明硅胶中进行二次注塑形成。由于二次注塑颜色为黑色，其他区域为透明色，这样背景灯部分与指示灯之间被黑色塑胶遮挡，不会串扰光源进入。同时指示灯之间由于都是黑色的，光源也不会相互干扰，从而彻底解决光源干扰问题。
[0040]本发明提供的车载CAN总线按键面板，所述按键主体6选用锅仔片按键，所述锅仔片按键和PCB板2之间设有通孔9，如图4和图5所示。本发明使用锅仔片作为按键主体6，锅仔片的使用寿命非常高，可以达到100万次以上。如果使用其他类型的按键如轻触开关的话，使用寿命短，且产品厚度较厚。整体平整性没有保证。再配合使用硅胶作为按压对象。这样可以充分应用硅胶的固有弹力来确保锅仔片能有效回弹且受力非常均匀，保证了使用寿命。此外，在每个锅仔片与PCB板之间留出缝隙，即设置小圆点通孔9，从而保证每次锅仔片被压下去时气流能够释放，大大延长锅仔片的使用寿命。
[0041]本发明提供的车载CAN总线按键面板，所述每个透明硅胶按键区4的上方优选设有三个LED指示灯7，所述CPU模块通过GPIO 口连接LED指示灯7，要实现对每个指示灯都单独控制，需要每个指示灯占用CPU的I个GPIO 口，这样指示灯越多则需要的CPU资源越多，以20个按键为例，每个按键配置3个指示灯，则需要CPU提供至少80个GPIO 口，每个指示灯需要30mA电流，再加上背景灯至少需要20个，则最少需要2.4A电流，冗余设计则需要提供5A电流。这对PCB设计和CPU选择来说非常困难，而且不利于扩展。本发明通过CPU的一个GPIO 口来轮询控制8个指示灯。如果控制80个指示灯只需10个GPIO 口即可，这样节省了 CPU资源，同时控制的8个指示灯只需I个指示灯的电流30mA。这样总体只需要
0.3A电流，大大降低了输出电流，从而也控制了热量。
[0042]本发明将所有的按键和指示灯集成到PCB板2上，通过CPU采集到按键和指示灯的信息，然后经过程序运算后通过CAN总线发送出去，从而实现了 CAN总线控制。这样的集成方式便于进行程序控制，通过CAN总线控制大大减少了布线，只需4根线即可实现按键与指示灯的控制，而且距离可以100多米，节省布线空间。
[0043]在工地上运行的车辆噪声非常大，基本听不清楚。本发明的车载CAN总线按键面板提供了声音和指示灯共同指示按键状态，确保每次按键按下的状态是确认的。每个透明硅胶按键区4上方的LED指示灯7和位于该透明硅胶按键区4下方的按键主体6并联在一起并连接喇叭进行同步控制。通过在PCB板2中加入喇叭和LED灯，通过CPU进行同步控制，当按键按下时，相应的LED灯亮起，同时驱动喇叭响起，这样就实现了声光一体控制；而传统的按键无法做到。
[0044]本发明还提供一种上述车载CAN总线按键面板的制作方法，其中，包括如下步骤:
[0045]a)先利用第一模具注塑透明硅胶形成包含有透明硅胶按键区4的硅胶面壳1，等硅胶干后再利用第二模具继续注塑黑色硅胶，从而在硅胶面壳I形成黑色硅胶隔离区5 ；
[0046]b)使用沉金工艺制作PCB板2，并在PCB板2上使用锅仔片按键进行贴片形成按键主体6，所述锅仔片按键位于透明硅胶按键区4下方；
[0047]c)接着在按键主体6周围设置LED灯形成LED指示灯7和LED背景灯8，所述LED指示灯7位于黑色硅胶隔离区5下方；
[0048]d)制作塑料底壳3，并将硅胶面壳1、PCB板2和塑料底壳3组装在一起，并在接缝处灌上硅胶。采用全密封结构，使得产品达到IP67的防护等级，做到声音与灯光一起响应，更好地避免出现声音是闷的，以及指示灯之间出现干扰等现象。
[0049]本发明提供的车载CAN总线按键面板，沉金工艺之目的的是在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层，贴片时保证锅仔片与PCB充分粘合，具体处理过程如下:
[0050]先对PCB板2进行除油、微蚀、活化和后浸等前处理；
[0051 ] 接着在PCB板2上进行沉镍和沉金处理；
[0052]然后再对PCB板2进行废金水洗、DI水洗(去离子水)和烘干处理等后处理；
[0053]最后在PCB板2上放置锅仔片按键的位置开设通孔9。
[0054]综上所述，本发明提供的车载CAN总线按键面板及其控制方法，通过采用按键和指示灯代替机械开关，并将按键主体和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，从而大大提高使用寿命，简化布线，减小按键面板的体积；通过在LED指示灯上方设置黑色硅胶隔离区避免灯光干扰，安全可靠，大大降低成本。具体优点如下:
[0055]
【权利要求】
1.一种车载CAN总线按键面板，包括硅胶面壳(I)、PCB板(2)和塑料底壳(3)，其特征在于，所述硅胶面壳(I)上设有透明硅胶按键区(4)和黑色硅胶隔离区(5)，所述PCB板(2)上设有按键主体(6)和LED灯，所述按键主体(6)和LED灯均通过CAN总线和CPU模块相连，所述LED灯包括LED指示灯(7)和LED背景灯(8)，所述按键主体(6)位于透明硅胶按键区(4)的下方，所述LED指示灯(7)位于黑色硅胶隔离区(5)的下方。
2.如权利要求1所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，所述透明硅胶按键区(4)按行列呈矩阵分布，所述LED指示灯(7)和黑色硅胶隔离区(5)分布在透明硅胶按键区(4)的上方，所述LED背景灯(8)分布在透明硅胶按键区(4)的两侧。
3.如权利要求2所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，所述黑色硅胶隔离区(5)通过在透明硅胶中进行二次注塑形成。
4.如权利要求2所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，每个透明硅胶按键区(4)上方的LED指示灯(7)和位于该透明硅胶按键区(4)下方的按键主体(6)并联在一起并连接喇叭进行同步控制。
5.如权利要求4所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，所述每个透明硅胶按键区(4)的上方设有三个LED指示灯(7)，所述CPU模块通过GPIO口连接LED指示灯(7)，每个GPIO 口连接8个LED指示灯(7)。
6.如权利要求1所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，所述按键主体(6)为锅仔片按键，所述锅仔片按键和PCB板(2)之间设有通孔(9)。
7.—种如权利要求1所述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤: a)先利用第一模具注塑透明硅胶形成包含有透明硅胶按键区(4)的硅胶面壳(1)，等硅胶干后再利用第二模具继续注塑黑色硅胶，从而在硅胶面壳(I)形成黑色硅胶隔离区(5)； b)使用沉金工艺制作PCB板(2)，并在PCB板(2)上使用锅仔片按键进行贴片形成按键主体(6)，所述锅仔片按键位于透明硅胶按键区(4)下方； c)接着在按键主体(6)周围设置LED灯形成LED指示灯(7)和LED背景灯(8)，所述LED指示灯(7)位于黑色硅胶隔离区(5)下方； d)制作塑料底壳(3)，并将硅胶面壳(1)、PCB板⑵和塑料底壳⑶组装在一起，并在接缝处灌上硅胶。
8.如权利要求7所述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其特征在于，所述步骤b)中使用沉金工艺制作PCB板(2)的过程如下: 先对PCB板(2)进行除油、微蚀、活化和后浸处理； 接着在PCB板(2)上进行沉镍和沉金处理； 然后再对PCB板(2)进行废金水洗、DI水洗和烘干处理； 最后在PCB板(2)上放置锅仔片按键的位置开设通孔(9)。
9.如权利要求7所述的车载CAN总线按键面板的制作方法，其特征在于，每个透明硅胶按键区(4)的上方设有多个LED指示灯(7)，所述每个透明硅胶按键区(4)上方的LED指示灯(7)和位于该透明硅胶按键区(4)下方的按键主体(6)并联在一起并连接喇叭进行同步控制，所述CPU模块通过GPIO 口连接LED指示灯(7)，每个GPIO 口连接多个LED指示灯(7)并通过轮询的方式进行控制。
10.如权利要求9所述的车载CAN总线按键面板，其特征在于，所述每个透明硅胶按键区(4)的上方设有三个LED指示灯( 7)，所述CPU模块的每个GPIO 口连接8个LED指示灯⑵。
【文档编号】H01H13/83GK104021968SQ201410279716
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】曾晖 申请人:上海宏英智能科技有限公司