一种人体红外无接触开关的制作方法

本发明涉及开关领域，具体是指一种人体红外无接触开关。

背景技术：

随着科技的进步，节能、舒适、平安和便利的家居生活成为越来越多人的追求。近年来，采用感应控制的新产品不断推出，其中通过人体感应进行控制的电子开关，逐步得到广泛应用。

目前出现的人体感应控制的电子开关，主要采用红外感应、雷达感应等技术。这类电子开关无需手动，通过感应人体靠近或活动信息，进行特定对象的控制，给人们带来极大的便利。

但是随着其在使用过程中发现存在以下问题:红外感应类开关，不能用于不透光的密闭环境。至于雷达原理类开关，只对对移动物体灵敏！且雷达类感应开关感应需有一定的距离，比如几米范围内。这类雷达开不能适用于以下情况：当感应距离在5cm范围内，人体与开关没有相对移动时！尤其是在很小的安装比如3mm厚度内和有密封要求比如入水工作条件下。现有的无接触开关无论是红外感应原理的开关还是雷达原理的开关都无法顺利实现。

为弥补现有无接触类开关的这些不足，一种人体红外无接触开关应运而生了！

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有技术中的电子开关在密封状态下控制不灵敏等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种人体红外无接触开关，包括无接触开关本体，所述无接触开关包括可拆卸连接的感应基板和信号单元，所述感应基板上设置有线圈，所述信号单元内设置有控制电路板，所述控制电路板上设置有电压比较器、三极管、若干感应电阻和供电电源，所述感应基板的外侧设置有发光二极管，所述线圈的一端与三极管之间电性连接。

进一步地，所述三极管的发射极用于与接地线连接，所述感应电阻包括第一电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻的两端分别与供电电源、三极管集电极电性连接，所述第四电阻的一端用于与供电电源电性连接，另一端用于与第四电阻连接。

进一步地，所述电压比较器采用amp芯片，所述电压比较器的引脚5通过第四电阻与接地线连接，所述电压比较器的引脚14外侧为vo端口，用于与发光二极管电性连接。

进一步地，所述供电电源采用3v纽扣电池供电。

进一步地，所述第一电阻的阻值为100k～1m，所述第三电阻的阻值为1m～2m，所述第四电阻的阻值为100k～1m。

进一步地，所述三极管的基极与线圈一端电性连接。

进一步地，所述三极管的集电极和发射极之间连接设置有感应电容。

本发明是在pcb上铺设一定面积的金属作为感应基板，连到三极管的b极。当人体靠近时，基本上的电荷会有微小变动，可以引起三极管的反应,这一核反应会被转换为电压的很小变化，给出一可识别的信号！经后续的电压处理便可得到一实用的电平电路，便可用来控制和驱动设备和器件，实现完美的开关功能！

这种人体无接触开关技术关键点为：感应基板和电组及三极管构成的的感应单元的处理方案，和后继电压处理。感应单元的合理处理，可以得到一稳定的电压信号。后继电压的合理处理，可以依不同需要得到不同的感应距离。

发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种人体红外无接触开关有效地解决了现有技术中存在的密闭状态下控制不灵敏等问题，具备以下优点：

1、结构简单，元件少，所以体积可以做到很小。

2、该开关的感应范围和灵敏度可以根据需要来调整改变线圈的大小，和通过改变电阻的阴来改变vt和vref的大小)

3、当参数匹配合适时基本没有误动作。

可以实现较近距离如5cn无接触稳定感应；原理简单，器件少可以做到很小体积，以适应空间特殊空间要求；由于可以实现无接触感应，所以可以用于需要密封环境。

当需要无接触感应，应范围又不能超过10cm和安装空间有限，且又需要密封使用的情况下这款人体红外无接触开关是一款无可替代的开关方案！

附图说明

图1是本发明一种人体红外无接触开关的pcba正面感应基板结构图；

图2是本发明一种人体红外无接触开关的pcba反面器件布局图；

图3是本实用的内部控制电路图；

图4是vo端的应用连接示意图。

如图所示：1、感应基板，2、发光二极管，3、感应电容，4、三极管，5、感应电阻，6、基准电压电阻1，7、基准电压电阻2，8、电压比较器。

其中，由1、3、4、5共同构成了感应单元；由6和7构成了基准电压；由8对信号电压和基准电压作比较，输出比较结果高电平或低电平；v+和gnd为纽扣电池的正负焊盘

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图，对本发明进行详细介绍。

本发明在具体实施时提供了一种人体红外无接触开关，包括无接触开关本体，所述无接触开关包括可拆卸连接的感应基板1和信号单元，所述感应基板1上设置有线圈，所述信号单元内设置有控制电路板，所述控制电路板上设置有电压比较器8、三极管4、若干感应电阻5和供电电源，所述感应基板1的外侧设置有发光二极管2，所述线圈的一端与三极管4之间电性连接。

所述三极管4的发射极用于与接地线连接，所述感应电阻5包括第一电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻的两端分别与供电电源、三极管4集电极电性连接，所述第四电阻的一端用于与供电电源电性连接，另一端用于与第四电阻连接。所述电压比较器8采用amp芯片，所述电压比较器8的引脚5通过第四电阻与接地线连接，所述电压比较器8的引脚14外侧为vo端口，用于与发光二极管2电性连接。所述供电电源采用3v纽扣电池供电。所述第一电阻的阻值为100k～1m，所述第三电阻的阻值为1m～2m，所述第四电阻的阻值为100k～1m。所述三极管4的基极与线圈一端电性连接。所述三极管4的集电极和发射极之间连接设置有感应电容3。所述信号单元包括信号感应单元和信号电压处理单元。

本发明的具体工作原理以及实施方式如下：

一、其原理是:一具有一定宽度的线圈接到三及管的b极，当人体靠近时，引起线圈上的电量变化，使三极管导通。vt点的电压由高变低,vt点电压相对于vref点的电压由大于变为小于，使比较器输出端vo的输出电压由о变为高电压。

二、其具体实施方式如下；

1、当在vo端接上一发光二极管，当人手靠近时led就会发光。

2、当在vo端接上红外开关，当人手靠近时红外开关就可以处于开导通状态)。

3、当在vo端接上三极管，当人手靠近时,三及管就导通

作为本发明的进一步阐述，本发明的实物可以用于封于红酒杯杯底，平时led不亮，当手握住杯体时led才亮，当手放下并离开杯身时led就熄灭。

一种具体应用如下；

根据该开关原理，在vo端接上一发光二极管。做一可装于最大高度最大处不足3mm的红洒杯的杯低，将普通的红洒杯变成可以根据自己喜好而发光的发光杯。可实现以下功能：

1.当人手拿起洒杯时，led发光，其它任何时候led都不发光。

2.洒杯可放入洗碗机中清洗。

3.可充电

4.暗电流不大于30μa.

首先，该原理结构简单，可以做到很小，很薄。(可以用0.3的pcb，感应基板可以用双面pcb的一个面的上覆铜层来实现，led可以用0805或0603的高亮led放于pcb正面中心上(刚好是红酒杯杯底的最凹处可以充分利用一下空间，pcb的器件面上，将零件尽量分成于板的边缘。这样中间上可以留出钮扣电池的位置，电池可以用2016或1612可充电电池。最下面，也就是红酒杯杯底的直径最大位置处，可以放置一个无线充电接收板。接收板也同样用0.3mm的双层pcb，板的外缘蚀刻成接收线圈。中间为电池留孔，在孔的周围布接收原件。这样下来总高度为：1.6+0.3+0.6＝25mm(1.6中间电池厚度(按2016电池计算)，0.3是开关板的板厚，0.6为led的空间)

其次：该原理的开关完全符合性能要求：只有当人手碰到洒杯的时候，才可以使开关感应到，不至于出现人坐在旁边就反应的不良效果。

经上段的这样板的总体结构分析，该套板完全可以被灌封到红酒杯杯底，不影响使用和清洗

最重要的是，依该原理调试好的pcba性能稳定，在没有被人体靠近开关5cm以内开关就不会有核反应。完全可以满足：“当人手拿起洒杯时，led发光，其它任何时候led都不发光”的要求。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。