电容非接触式机械复合按钮的制作方法

1.本实用新型属于电容传感技术领域，具体涉及一种电容非接触式机械复合按钮。


背景技术：

2.随着高层建筑的不断涌现，电梯作为高层建筑中的垂直运输工具，大大方便了人们的出行。升降电梯是微机控制的智能化、自动化设备，不需要安排专人进行操作，乘客在乘坐电梯时，根据自己情况选择相应按钮即可完成楼层选择及开关门等设定操作。但现有电梯的操作按钮都是接触式的，即乘客的手指必须触到按钮才能控制电梯运行。受建筑空间的限制，电梯轿厢通常都比较狭小，空间相对封闭，容易成为因空气流动不畅而导致细菌或病毒滋生的高发场所。特别地，电梯按钮每天被无数乘客接触，使用频率高，容易成为传播病菌的载体，乘客有可能会被按钮上的病菌交叉感染，不利于公共卫生健康。由于电梯不具备筛查病毒感染者的功能，为避免因接触按钮而发生交叉感染，乘客都需要自备一次性手套或垫着纸巾进行按钮操作，为日常出行带来诸多不便。
3.鉴于上述已有技术，有必要对现有电梯按钮的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电容非接触式机械复合按钮，结构简单合理，操作精度高且可靠性好。
5.本实用新型的目的是这样来达到的，一种电容非接触式机械复合按钮，包括外壳、容纳在外壳壳腔内的电路板、安装在电路板中间的机械开关、设置在外壳正面与机械开关配合使用的按钮面板以及设置在外壳背侧对壳腔进行封闭的背板，其特征在于：还包括设置在电路板上的电容芯片，所述的按钮面板在正对电容芯片的位置开设通孔，电容芯片经由该通孔来监测是否有手指接近。
6.在本实用新型的一个具体的实施例中，还包括平衡板，所述的平衡板设置在机械开关和按钮面板之间。
7.在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的按钮面板在四周边沿形成凸台，所述的外壳在内侧壁上设置有与所述的凸台挡止配合以限制按钮面板发生移位的限位台阶。
8.在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的电路板上还设有主控模块以及输出模块，所述的主控模块分别与电容芯片及输出模块电连接，物体靠近电容芯片会引起电容芯片容值的变化，电容芯片将电容信号转化为电压信号传递给主控模块，所述的主控模块通过输出模块控制电梯外接线路的通断。
9.在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的输出模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3以及光耦tl，所述的光耦tl采用bl817s，光耦tl的1脚连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接主控模块，光耦tl的3脚连接电阻r2的一端，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接
并共同构成电路的一输出端连接电梯线路，电阻r3的另一端连接所述的机械开关的一端，机械开关的另一端与光耦tl的4脚连接并共同构成电路的另一输出端连接电梯线路，光耦tl的2脚接地。
10.在本实用新型还有一个具体的实施例中，所述的电路板上还设有can通信模块，所述的主控模块通过该can 通信模块与上位机通信连接。
11.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的电路板上还设有电源模块，所述的电源模块用于为所述的主控模块及电容芯片供电。
12.本实用新型由于采用了上述结构，通过电容芯片来检测是否有乘客手指接近，从而实现电梯按钮的非接触式触发，与现有技术相比，具有的有益效果是：可避免乘客之间因接触按钮而发生交叉感染，有利于改善电梯使用过程中的公共卫生情况；当按钮的基于电容式传感技术的非接触式触发功能在特殊环境失效时可直接进行机械按压这一备用方案，延续乘客原本的使用习惯；整个结构简单合理，实现方便，并且探测精度高，可靠性强。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.图2为本实用新型的电连接示意图。
15.图中：1.外壳、11.限位台阶；2.电路板；3.机械开关；4.按钮面板、41.通孔、42.凸台；5.背板；6.电容芯片；7.平衡板。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
17.请参阅图1，本实用新型涉及一种电容非接触式机械复合按钮，安装在电梯楼层按键位上，包括外壳1、电路板2、机械开关3、按钮面板4、背板5、电容芯片6以及平衡板7。所述的电路板2容纳在外壳1的壳腔内，所述的机械开关3安装在电路板2的中间。所述的按钮面板4设置在外壳1的正面与机械开关3配合使用。所述的按钮面板4在四周边沿形成凸台42，所述的外壳1在内侧壁上设置有与所述的凸台42挡止配合以限制按钮面板4发生移位的限位台阶11。所述的平衡板7设置在机械开关3和按钮面板4之间，用于提升按压机械开关3的手感。所述的背板5设置在外壳1背侧对壳腔进行封闭。所述的电容芯片6安装在电路板2上，所述的按钮面板4在正对电容芯片6的位置开设通孔41，电容芯片6经由该通孔41来监测是否有手指接近。当有乘客手指靠近小孔时，由于手指与电容芯片6靠近，会引起电容芯片6容值的变化。
18.请参阅图2，所述的电路板2上还设有主控模块、输出模块、can通信模块以及电源模块。所述的主控模块分别与电容芯片6、输出模块以及can通信模块电连接。所述的输出模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3以及光耦tl，所述的光耦tl采用bl817s。光耦tl的1脚连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接主控模块，光耦tl的3脚连接电阻r2的一端，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接并共同构成电路的一输出端，电阻r3的另一端连接所述的机械开关3（图上标示为k）一端，机械开关3的另一端与光耦tl的4脚连接并共同构成电路的另一输
出端。输出模块的两输出端与电梯控制系统电连接。所述的主控模块包括主控芯片ic1、电容c1、电容c2、电容c3以及电阻r4，其中，所述的主控芯片ic1采用stm32f042f6p6，主控芯片ic1的1脚与电容c3的一端以及电阻r4的一端连接，主控芯片ic1的5脚与电容c1的一端连接。主控芯片ic1的12脚连接所述的输出模块，18脚连接所述的电容芯片6，19脚、20脚连接所述的can通信模块，通过该can 通信模块与上位机通信连接,上位机可通过can通讯模块与主控芯片ic1进行数据交换，对主控芯片ic1进行控制。主控芯片ic1的6脚、电容c2的一端以及电阻r4的另一端共同连接直流电源，电容c1的另一端、电容c2的另一端、电容c3的另一端以及主控芯片ic1的4脚共同接地。在本实施例中，所述的电容芯片6为市场已有产品，因而省略对其结构的进一步描述。
19.进一步地，所述电源模块包括二极管d1、二极管d2、电阻r5、电阻r6、电容c4、电容c5、发光二极管led1以及稳压芯片ic2，该电源模块用于为主控模块以及电容芯片6提供稳定的直流电源。所述的发光二极管led1为电源指示灯。
20.当有乘客手指靠近通孔41时，由于手指与电容芯片6靠近，会引起电容芯片6容值的变化，电容芯片6将电容信号转化为电压信号传递给主控芯片ic1。主控芯片ic1通过输出模块控制电梯外接线路的通断。经实际验证，当手指按向某一楼层按钮时，手指距离按钮10～20mm时按钮就会被触发。若乘客手指靠近，而电容芯片6无反应或主控芯片ic1无动作响应，导致手指直接接触到机械开关3时，也可通过机械开关3的闭合控制外界线路的通断,延续乘客原本的使用习惯。