本实用新型涉及智能把手领域，更具体地说是指一种感应把手。
背景技术：
感应把手，是指智能门锁室内面板的把手，装有传感器等检测装置，当人靠近或触摸到把手时，可以实现自动开锁，目前现有的技术方案主要如下：
1、用超声波、红外感应、人体热释感应等方式来检测用户的动作；
2、用集成了电容触摸功能的专用芯片做感应功能，来检测用户的动作。
智能锁都是用干电池供电的设备，必须把整机功耗做的很低，用超声波、红外感应、人体热释感应等方法去检测用户动作，都有功耗高的问题；
集成电容感应的专用芯片，通用性不强，一般都有很多路触摸通道，感应把手只需一至两个触摸感应键即可，采用电容触摸专用芯片会有资源浪费，成本高，不方便二次开发等缺点。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种感应把手。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种感应把手，包括微控制单元、切换模块、基准电容以及触摸盘，所述触摸盘与大地构成一感应电容，所述微控制单元包括电压比较器以及pwm模块，所述pwm模块与所述切换模块电连接，所述电压比较器分别与所述切换模块以及所述基准电容的第一端电连接，所述基准电容的第二端接地，所述触摸盘与所述切换模块电连接，所述切换模块用于所述pwm模块输出高电平时将所述触摸盘与所述pwm模块导通，或者用于所述pwm模块输出低电平时将所述触摸盘与所述电压比较器导通。
其进一步技术方案为：所述切换模块为半导体开关。
其进一步技术方案为：所述半导体开关包括二极管d14和三极管q2，所述二极管d14的正极与所述pwm模块连接，所述二极管d14的负极分别与所述三极管q2的发射极以及所述触摸盘连接，所述三极管q2的基极与所述pwm模块连接，所述三极管q2的集电极与所述基准电容的第一端连接，所述基准电容的第一端还与所述电压比较器连接，所述基准电容的第二端接地。
其进一步技术方案为：所述二极管d14的正极与所述pwm模块之间串联有电阻r27，所述二极管d14的负极与所述触摸盘之间串联有电阻r28。
其进一步技术方案为：所述pwm模块的频率为1mhz。
其进一步技术方案为：所述基准电容为2.2nf，所述基准电容的充电时间为260us。
其进一步技术方案为：所述感应电容为10pf。
其进一步技术方案为：所述电压比较器设定的电压为1v。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型一种感应把手，通过切换模块并根据pwm模块输出的电平高低进行切换，当pwm模块输出高电平时将触摸盘与pwm模块导通，实现对感应电容充电，当pwm模块输出低电平时将触摸盘与电压比较器导通，实现将反应电容的电荷转移到基准电容，为基准电容充电。当手指靠近触摸盘上方区域时，它会干扰电场，从而引起感应电容发生变化，当手指靠近触摸盘时，感应电容增大，基准电容只需很少的充电次数就能充满，当手指离开触摸盘时，感应电容减小，就需要更多的充电周期才能将基准电容充满，根据这个电容量的变化，可以检测是否有手指接触该触摸盘。本感应把手结构简单，大大地降低了功耗，解决了用超声波、红外感应、人体热释感应等方法去检测用户动作功耗高、电池使用寿命短的痛点，在少量触摸通道需求时，实现可根据需求设计几路触摸，方便定制开发及与其他功能组合开发，合理利用资源，降低成本。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为感应把手的电路原理图；
图2为感应把手的电路图；
图3为感应把手的感应方法流程框图；
图4为另一实施例感应把手的感应方法流程框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行结合和组合。
pwm模块为脉冲宽度调制模块，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或mos管栅极的偏置，来实现晶体管或mos管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。
如图1所示，一种感应把手，包括微控制单元1、切换模块5、基准电容cx以及触摸盘4，触摸盘4与大地构成一感应电容cf，微控制单元1包括电压比较器3以及pwm模块2，pwm模块2与切换模块5电连接，电压比较器3分别与切换模块5以及基准电容cx的第一端电连接，基准电容cx的第二端接地，触摸盘4与切换模块5电连接，切换模块5用于pwm模块2输出高电平时将触摸盘4与pwm模块2导通，或者用于pwm模块2输出低电平时将触摸盘4与电压比较器3导通。切换模块5根据pwm模块2输出的电平高低进行切换，当pwm模块2输出高电平时将触摸盘4与pwm模块2导通，实现对感应电容cf充电，当pwm模块2输出低电平时将触摸盘4与电压比较器3导通，实现将反应电容的电荷转移到基准电容cx，为基准电容cx充电。当手指靠近触摸盘4上方区域时，它会干扰电场，从而引起感应电容cf发生变化，当手指靠近触摸盘4时，感应电容cf增大，基准电容cx只需很少的充电次数就能充满，当手指离开触摸盘4时，感应电容cf减小，就需要更多的充电周期才能将基准电容cx充满，根据这个电容量的变化，可以检测是否有手指接触该触摸盘4。本感应把手结构简单，大大地降低了功耗，解决了用超声波、红外感应、人体热释感应等方法去检测用户动作功耗高、电池使用寿命短的痛点；在少量触摸通道需求时，实现可根据需求设计几路触摸，方便定制开发及与其他功能组合开发，合理利用资源，降低成本。
在一实施例中，切换模块5为半导体开关。
如图2所示，在一实施例中，半导体开关包括二极管d14和三极管q2，二极管d14的正极与pwm模块2连接，二极管d14的负极分别与三极管q2的发射极以及触摸盘4连接，三极管q2的基极与pwm模块2连接，三极管q2的集电极与基准电容cx的第一端连接，基准电容cx的第一端还与电压比较器3连接，基准电容cx的第二端接地。pwm信号为高电平时，二极管导通d14，三级管q2截止，给触摸盘4的感应电容cf充电，pwm信号为低电平时：二极管d14截止，三级管q2导通，感应电容cf的电荷转移到电容c22，实现电荷转移。
在本实施例中，微控制单元1每间隔10ms扫描一次，具体扫描过程如下：
微控制单元1控制电压比较器3的io口将基准电容cx放电，然后将io口配置浮空状态并接入比较器模块；
微控制单元1控制pwm模块2输出1mhz的方波信号，当pwm信号为高电平时，触摸盘4与pwm模块2导通，给感应电容cf充电；当pwm信号为低电平时，触摸盘4与电压比较器3导通，感应电容cf给基准电容cx充电；
随着pwm方波的高低变化，会不断的给感应电容cf充电，然后又将感应电容cf的电荷转移到基准电容cx；经过多个pwm周期，就可以将基准电容cx充满；当基准电容cx的电压上升到比较器设定的电压时会产生中断，此时mcu将基准电容cx的充电时间记录下来，一个扫描流程就结束了。
由于手指靠近触摸盘4时感应电容cf变大，基准电容cx只需要很少的充电次数就能充满，手指离开触摸盘4时感应电容cf变小，就需要更多的充电周期才能将基准电容cx充满。
如图2所示，在一实施例中，二极管d14的正极与pwm模块2之间串联有电阻r27，二极管d14的负极与触摸盘4之间串联有电阻r28。
在一实施例中，pwm模块2的频率为1mhz。基准电容cx为2.2nf，基准电容cx的充电时间为260us，感应电容cf为10pf，电压比较器3设定的电压为1v。
在本实施例中，通过计算基准电容cx从0v上升到1v的时间就可以判断是否有手指接触了触摸盘4，基准电容cx的充电时间太长会导致功耗增加，充电时间太短累计的周期数就不够多，有手指与无手指信号差异就会不明显，所以将基准电容cx的充电时间调到260us，pwm模块2的频率为1mhz，也就是需要260个pwm周期就能将基准电容cx充电到电压比较器3的设定值。具体地，充电时间太大可以将基准电容cx的容值减小或者将电压比较器3的设定电压值降低，反之增大基准电容cx的容值或者提高电压比较器3的设定电压。
如图3所示，一种感应把手的感应方法，基于如图1至图2所示的感应把手，包括以下步骤：
s11、通过微控制单元获取基准电容的电压上升到电压比较器设定的电压所需的充电次数。
s12、通过微控制单元判断充电次数是否小于预设次数。
s13、若充电次数小于预设次数，则判定触摸了感应把手。
在本实施例中，当手指靠近触摸盘时，感应电容cf增大，基准电容cx只需很少的充电次数就能充满，当手指离开触摸盘时，感应电容cf减小，就需要更多的充电周期才能将基准电容cx充满，根据这个电容量的变化，可以检测是否有手指接触该触摸盘。本感应把手的感应方法通过微控制单元判断充电次数是否小于预设次数，实现快速对是否有手指接触该触摸盘进行判断，采用本方法大大地降低了功耗，解决了用超声波、红外感应、人体热释感应等方法去检测用户动作功耗高、电池使用寿命短的痛点，在少量触摸通道需求时，实现可根据需求设计几路触摸，方便定制开发及与其他功能组合开发，合理利用资源，降低成本。
图4是本发明另一实施例提供的一种感应把手的感应方法的流程示意图。如图4所示，本实施例的感应把手的感应方法包括步骤s21-s24。其中步骤s22-s24与上述实施例中的步骤s11-s13类似，在此不再赘述。下面详细说明本实施例中所增加的步骤s21。
s21、通过微控制单元获取未触摸触摸盘时，基准电容的电压上升到电压比较器设定的电压所需的充电次数，作为预设次数。
在本实施例中，通过获取未触摸触摸盘时的充电次数作为预设次数，方便与后续实际的充电次数进行比较判断。
在本实施例中，环境直接影响感应电容cf的值，此方案能根据环境值，调整基准电容cx或比较器设定电压值来自动适用。
与现有技术相比，本实用新型一种感应把手，通过切换模块并根据pwm模块输出的电平高低进行切换，当pwm模块输出高电平时将触摸盘与pwm模块导通，实现对感应电容充电，当pwm模块输出低电平时将触摸盘与电压比较器导通，实现将反应电容的电荷转移到基准电容，为基准电容充电。当手指靠近触摸盘上方区域时，它会干扰电场，从而引起感应电容发生变化，当手指靠近触摸盘时，感应电容增大，基准电容只需很少的充电次数就能充满，当手指离开触摸盘时，感应电容减小，就需要更多的充电周期才能将基准电容充满，根据这个电容量的变化，可以检测是否有手指接触该触摸盘。本感应把手结构简单，大大地降低了功耗，解决了用超声波、红外感应、人体热释感应等方法去检测用户动作功耗高、电池使用寿命短的痛点，在少量触摸通道需求时，实现可根据需求设计几路触摸，方便定制开发及与其他功能组合开发，合理利用资源，降低成本。
上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
1.一种感应把手，其特征在于，包括微控制单元、切换模块、基准电容以及触摸盘，所述触摸盘与大地构成一感应电容，所述微控制单元包括电压比较器以及pwm模块，所述pwm模块与所述切换模块电连接，所述电压比较器分别与所述切换模块以及所述基准电容的第一端电连接，所述基准电容的第二端接地，所述触摸盘与所述切换模块电连接，所述切换模块用于所述pwm模块输出高电平时将所述触摸盘与所述pwm模块导通，或者用于所述pwm模块输出低电平时将所述触摸盘与所述电压比较器导通。
2.根据权利要求1所述的感应把手，其特征在于，所述切换模块为半导体开关。
3.根据权利要求2所述的感应把手，其特征在于，所述半导体开关包括二极管d14和三极管q2，所述二极管d14的正极与所述pwm模块连接，所述二极管d14的负极分别与所述三极管q2的发射极以及所述触摸盘连接，所述三极管q2的基极与所述pwm模块连接，所述三极管q2的集电极与所述基准电容的第一端连接，所述基准电容的第一端还与所述电压比较器连接，所述基准电容的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的感应把手，其特征在于，所述二极管d14的正极与所述pwm模块之间串联有电阻r27，所述二极管d14的负极与所述触摸盘之间串联有电阻r28。
5.根据权利要求1所述的感应把手，其特征在于，所述pwm模块的频率为1mhz。
6.根据权利要求1所述的感应把手，其特征在于，所述基准电容为2.2nf，所述基准电容的充电时间为260us。
7.根据权利要求1所述的感应把手，其特征在于，所述感应电容为10pf。
8.根据权利要求1所述的感应把手，其特征在于，所述电压比较器设定的电压为1v。
技术总结