CN2888423Y - 一种手指力度传感器及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

一种手指力度传感器及其控制电路，利用手指力在导体上的力度不同，手指皮肤和导体的接触力度和面积发生变化，间隔导体的电阻阻值会发生相应的变化，通过分压改变场效应管栅极的电压，使通过场效应管的源极和漏极电流发生改变，利用串联在电源和场效应管源极之间光耦发射管的电流变化，以及负载电阻上的电压变化，控制电路信号的变化。用简单的传感器和简单的电路实现手指力度控制电路信号的变化，采用的传感器成本低廉，制作简单，安装使用方便，电路所用元器件少，安全可靠，能够实现大功率电路信号控制，调试方便。可应用在电子琴音量控制、照明亮度控制、直流电机转速控制等领域，达到方便、快捷的目的。

Description

一种手指力度传感器及其控制电路
所属技术领域：
本实用新型涉及一种传感器及其控制电路，尤其是手指力度传感器及其控制电路。
背景技术：
手指力度控制电路信号的变化，通常使用压力或位移传感器检测，电路放大整形处理控制电路信号的变化，或者通过电位器控制电路信号的变化，前者构造复杂，电路所用元器件多，成本高，安装不便，很难在许多电子产品中推广，后者很难取得瞬时控制的理想效果，使用中也不方便。
实用新型内容：
本实用新型的目的是，为了克服现有的手指力度控制电路的结构复杂，成本高，安装和使用不便的不足，以及不能即时控制的缺陷，本实用新型采用结构简单，制作方便，操作简便快捷的一种手指力度传感器及其控制电路，达到成本低廉，用途广泛，安装容易，提高控制效果的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：手指力度传感器采用在绝缘的底版(1)上，导体材料(2)和导体材料(3)呈单条或多条平行紧密排列，并通过导线(4)和导线(5)向外引出，控制电路图2中，传感器(CGQ1)一端和直流电源的正极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的负极，电位器(RP1)的调节端与场效应管(BG1)的栅极相连，并通过电容(C1)与直流电源的负极相连，场效应管(BG1)的漏极与直流电源的负极相连，电位器(RP2)的一端和直流电源的正极相连，调节端和另一端与发光二极管(LED1)的正极相连，发光二极管(LED1)的负极与光耦集成电路(IC1)的发射管的正极相连，光耦集成电路(IC1)的发射管的负极与场效应管(BG1)的源极相连。控制电路图3中，传感器(CGQ1)和电阻(R1)并联后一端和直流电源的负极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的正极，其余电路和控制电路图2的连接一样。
手指力度作用在传感器(CGQ1)上时，手指与传感器(CGQ1)的导体材料(2)和导体材料(3)的接触紧密程度和面积会随着力度的强弱发生改变，由于手指皮肤有一定的电阻阻值，因此传感器输出的电阻阻值随着手指与传感器(CGQ1)的导体材料(2)和导体材料(3)的接触紧密程度和面积发生改变，通过与电位器的分压，导致场效应管(BG1)的栅极电压发生改变，从而使流过场效应管(BG1)源极和漏极的电流发生改变，连接在场效应管(BG1)源极和电源正极之间的电位器(RP2)上的电压也会发生改变，流过发光二极管(LED1)和光耦集成电路(IC1)发射管的电流同样会发生改变，同时发光二极管(LED1)的亮度也会发生改变，利用电位器(RP2)上的电压变化和光耦集成电路(IC1)发射管的电流变化就可以控制想要控制的电路信号，达到通过手指力度传感器及其控制电路控制电路信号的目的。控制电路图2是同向控制，手指力度越强，传感器(CGQ1)的电阻阻值越低，导致场效应管(BG1)的栅极电压越高，流过场效应管(BG1)源极和漏极的电流越大，电位器(RP2)上的电压压差越大，流过发光二极管(LED1)和光耦集成电路(IC1)发射管的电流越大，反之，手指力度越弱，电位器(RP2)上的电压压差越小，流过发光二极管(LED1)和光耦集成电路(IC1)发射管的电流越小，控制电路图3是反向控制，手指力度越强，电位器(RP2)上的电压压差越小，流过发光二极管(LED1)和光耦集成电路(IC1)发射管的电流越小，反之，手指力度越弱，电位器(RP2)上的电压压差越大，流过发光二极管(LED1)和光耦集成电路(IC1)发射管的电流越大，如果使用大功率的场效应管则可以直接控制功率较大的电路负载。本实用新型的效果是，用简单的传感器和简单的电路实现手指力度控制电路信号的变化，采用的传感器成本低廉，制作简单，安装使用方便，电路所用元器件少，安全可靠，能够实现大功率电路信号控制，调试方便。
附图说明
附图1是手指力度传感器的结构图。
附图2是同向控制电路原理图。
附图3是反向控制电路原理图。
附图4是本实用新型在电子琴上的应用示例图。
附图5是本实用新型在照明灯具上的应用示例图。
附图6是本实用新型在直流电机上的应用示例图。
图1中，1：绝缘底板  2：导体材料  3：导体材料  4：导线  5：导线
图2中，CGQ：传感器  RP1：分压电位器  C1：滤波电容  BG1：场效应管  RP2：电位器  LED1：发光二极管  IC1：光耦集成电路  +Vc：电源正极
图3中，CGQ：传感器  R1：电阻  RP1：分压电位器  C1：滤波电容  BG1：场效应管  RP2：电位器  LED1：发光二极管  IC1：光耦集成电路  +Vc：电源正极
图4中，CGQL：左手键盘传感器  CGQR：右手键盘传感器  RP1：分压电位器  RP2：分压电位器  C1：滤波电容  C2：滤波电容  BG1：场效应管  BG2：场效应管  RP3：电位器  RP4：电位器  LED1：发光二极管  LED2：发光二极管  IC1：光耦集成电路  IC2：光耦集成电路  +Vc：电源正极  Vil：左声道音频信号  Vir：右声道音频信号  IC3：功放集成电路  Yl：左声道扬声器  Yr：右声道扬声器  R1：电阻  R2：电阻  R3：电阻  R4：电阻  R5：电阻  R6：电阻
图5中，CGQ：传感器  RP1：分压电位器  C1：滤波电容  BG1：场效应管  RP2：电位器LED1：发光二极管  DC：电池电源  R1：电阻  K：开关  L1：灯泡
图6中，CGQ：传感器  RP1：分压电位器  C1：滤波电容  BG1：场效应管  RP2：电位器LED1：发光二极管  DC：电池电源  R1：电阻  K：开关  M1：电机  D1：二极管
具体实施方式：
图1中，传感器可以根据需要使用印刷电路板制作，或者使用柔性电路板制作，也可以通过粘合的方法将导体材料直接固定在绝缘材料做成的底板上，导体使用防腐蚀防和氧化材料，或在导体表面渡一层防腐蚀防和氧化材料，导体宽度和相邻导体的间隔根据需要在0.5至2毫米之间取值，取值越小相对控制精度越高，防干扰能力越弱，维护要求越高。
图2和图3中，电位器(RP1)阻值为数兆欧姆，电位器(RP2)阻值为数千欧姆，场效应管(BG1)可以根据控制负荷选取，发光二极管(LED1)选用直径为5毫米的红色发光二极管，直流电压不能超过36伏，而且要和市电有隔离电路。
图4中，传感器安装在电子琴的键盘上，或者将键盘直接做成传感器，使用两路电路控制，通过左右手独立控制左右声道的输出音量，可以达到立体声效果。
图5中，照明强弱的控制，传感器安装在开关位置，开关和电阻串联后接在传感器的两端，可以减少流过开关的电流，降低开关成本，延长开关使用寿命，能够根据需要方便及时的调整照明的强弱。使用大功率场效应管可以直接控制照明灯具亮度的强弱变化。
图6中，直流电机的速度控制，传感器安装在开关位置，开关和电阻串联后接在传感器的两端，可以减少流过开关的电流，降低开关成本，延长开关使用寿命，能够根据需要方便及时的调整电机转速的快慢，使用大功率场效应管可以直接控制电机转速的快慢。

Claims (4)

1：一种手指力度传感器及其控制电路，其特征是在绝缘的底版(1)上，导体材料(2)和导体材料(3)呈单条或多条平行紧密排列，并通过导线(4)和导线(5)向外引出，控制电路有同向控制和反向控制两种方式，同向控制电路中，传感器(CGQ1)一端和直流电源的正极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的负极，电位器(RP1)的调节端与场效应管(BG1)的栅极相连，并通过电容(C1)与直流电源的负极相连，场效应管(BG1)的漏极与直流电源的负极相连，电位器(RP2)的一端和直流电源的正极相连，调节端和另一端与发光二极管(LED1)的正极相连，发光二极管(LED1)的负极与光耦集成电路(IC1)的发射管的正极相连，光耦集成电路(IC1)的发射管的负极与场效应管(BG1)的源极相连，反向控制电路中，传感器(CGQ1)和电阻(R1)并联后一端和直流电源的负极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的正极，电位器(RP1)的调节端与场效应管(BG1)的栅极相连，并通过电容(C1)与直流电源的负极相连，场效应管(BG1)的漏极与直流电源的负极相连，电位器(RP2)的一端和直流电源的正极相连，调节端和另一端与发光二极管(LED1)的正极相连，发光二极管(LED1)的负极与光耦集成电路(IC1)的发射管的正极相连，光耦集成电路(IC1)的发射管的负极与场效应管(BG1)的源极相连。
2：根据权利要求1所述的一种手指力度传感器及其控制电路，其特征是绝缘的底版(1)上，导体材料(2)和导体材料(3)呈单条或多条平行紧密排列，并通过导线(4)和导线(5)向外引出。
3：根据权利要求1所述的一种手指力度传感器及其控制电路，其特征是同向控制电路中，传感器(CGQ1)一端和直流电源的正极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的负极，电位器(RP1)的调节端与场效应管(BG1)的栅极相连，并通过电容(C1)与直流电源的负极相连，场效应管(BG1)的漏极与直流电源的负极相连，电位器(RP2)的一端和直流电源的正极相连，调节端和另一端与发光二极管(LED1)的正极相连，发光二极管(LED1)的负极与光耦集成电路(IC1)的发射管的正极相连，光耦集成电路(IC1)的发射管的负极与场效应管(BG1)的源极相连。
4：根据权利要求1所述的一种手指力度传感器及其控制电路，其特征是反向控制电路中，传感器(CGQ1)和电阻(R1)并联后一端和直流电源的负极相连，一端通过电位器(RP1)接在直流电源的正极，电位器(RP1)的调节端与场效应管(BG1)的栅极相连，并通过电容(C1)与直流电源的负极相连，场效应管(BG1)的漏极与直流电源的负极相连，电位器(RP2)的一端和直流电源的正极相连，调节端和另一端与发光二极管(LED1)的正极相连，发光二极管(LED1)的负极与光耦集成电路(IC1)的发射管的正极相连，光耦集成电路(IC1)的发射管的负极与场效应管(BG1)的源极相连。
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