[发明专利]具有两个触摸电极的触摸开关

说明书

技术领域

本发明属于电子技术与控制技术领域，是关于一种具有两个触摸电极的触摸开关。

背景技术

机械式开关的缺点是：按触力大、切换速度慢、触点易产生火花、不防抖易磨损、且体积大。为了克服现有机械式开关在仪表及自动化控制方面使用存在的缺陷，研究制作一种通用型的电子方式的触摸开关很有必要。

本发明所述的具有两个触摸电极的触摸开关可以很好的克服机械式开关存在的一些缺陷。它是利用电子方式取代机械开关的一种装置，通过轻轻地用手指触摸电极即可控制电路的工作状态。本发明所述的具有两个触摸电极的触摸开关克服机械式开关存在体积大、按触力大、切换速度低、触点易产生火花、不防抖动、易磨损等缺陷。输出电路除驱动继电器外，还可用于直接驱动光、电、可控硅等控制电路。

以下详细说明本发明所述的具有两个触摸电极的触摸开关在实施过程中所涉及的有关技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：具有两个触摸电极的触摸开关是利用电子方式取代机械开关的一种装置，通过轻轻地触摸金属电极即可控制电路的工作状态。本发明所述的具有两个触摸电极的触摸开关克服了机械式开关存在体积大、按触力大、切换速度低、触点易产生火花、不防抖动、易磨损等缺陷。该触摸开关的核心元件采用CMOS集成电路CD4011，输出电路除驱动直流继电器外，还可作为前级电路用于驱动光、电、可控硅控制等电路。

电路工作原理：具有两个触摸电极的触摸开关其核心元件是一个二输入端四与非门集成电路IC1。因CMOS集成电路有一个非常微弱的电平信号即可控制，为高灵敏度触摸操作提供了方便。二输入端四与非门集成电路IC1的9脚、13脚与电路地GND分别接于触摸金属片的“开”与“关”。逻辑状态通过电阻R1和电阻R2接到电路正极VCC，这两只电阻的阻值为9MΩ，人体皮肤的电阻通常比9.1MΩ要低得多，所以手指触摸能够改变二输入端四与非门集成电路IC1的电平输出状态。为能驱动大功率电器工作，二输入端四与非门集成电路IC1输出的高电平，高电平信号经过PNP型晶体管VT1放大后驱动继电器J工作。

技术方案：具有两个触摸电极的触摸开关，由12V直流电源、“开”触摸电极MO1和“关”触摸电极MO2、逻辑电路、高电平信号放大及执行电路组成，其特征包括：

逻辑电路：由二输入端四与非门集成电路IC1、“开”触摸电极MO1和“关”触摸电极MO2、电阻R1和电阻R2组成，二输入端四与非门集成电路IC1的型号采用CD4011，二输入端四与非门集成电路IC1的9脚接电阻R1的一端和“开”触摸电极MO1的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，二输入端四与非门集成电路IC1的13脚接电阻R2的一端和“关”触摸电极MO2的一端，电阻R2的另一端接电路正极VCC，“开”触摸电极MO1的另一端和“关”触摸电极MO2的另一端接电路地GND，二输入端四与非门集成电路IC1的14脚接电路正极VCC，二输入端四与非门集成电路IC1的7脚接电路地GND，二输入端四与非门集成电路IC1的10脚与12脚相连，二输入端四与非门集成电路IC1的8脚与11脚相连；

高电平信号放大及执行电路：由PNP型晶体管VT1、继电器J、保护二极管D1组成，PNP型晶体管VT1的基极接二输入端四与非门集成电路IC1的8脚和11脚，PNP型晶体管VT1的发射极接继电器J线圈的一端和保护二极管D1的正极，继电器J线圈的另一端和保护二极管D1的负极接电路正极VCC，PNP型晶体管VT1的集电极接电路地GND。

12V直流电源的正极与电路正极VCC相连，12V直流电源DC的负极与电路地GND相连。

附图说明

附图1是本发明提供一个具有两个触摸电极触摸开关的实施例电路工作原理图。

具体实施方式

按照说明书附图1所示电路工作原理图和附图说明及以下所述的技术要求实施，即可实现本发明。

元器件的技术参数及选择要求

IC1为二输入端四与非门集成电路，型号选用CD4011；

VT1为PNP型硅晶体管，可选用2SC9012或BC327等型号；

D1为保护二极管，型号选硅开关二极管1N4148；

电阻选用功率为1/8W金属膜电阻，电阻R1和电阻R2的阻值均为9.1MΩ；

“开”触摸电极MO1和“关”触摸电极MO2可分别用尺寸4mm×8mm的金属片制作；

J为12V直流继电器，要求继电器的额定功率不超过250V/2A，否则需要增加一级功率放大电路；

本实施例的直流电源的工作电压为12V。