压电圆片式防水防破坏键盘的设计方案

发布时间:2014-09-9 阅读量:752 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】你还在担心你的键盘“怕水”吗?压电圆片式键盘为你解决你的后顾之忧,该键盘采用压电圆片作为传感器和蜂鸣器,能够检测到0.4mm厚不锈钢板上的轻微压力,既防水又防破坏。这里将为你介绍压电圆片式键盘的设计方案。

传感器的核心部分是压电圆片,通常被用作蜂鸣器,这里选择使用Murata公司的7BB-35-3。其外直径为35mm,传感区域的直径范围约为20mm。圆片置于PCB上,PCB内含电子器件,并具有圆孔,使陶瓷材料能自由移动。本例采用了一层3mm厚的自粘型泡沫橡胶将圆片固定在PCB上。该组件需施加合理的压力夹在前板的背面。

PCB布局及开孔

PCB布局及开孔


用手指触摸外板,钢材(或其他材质)会轻微变形,小幅增加的压力通过橡胶传递至压电圆片。该压力足以产生可被微处理器检测到的电压。此时,处理器会将所有圆片当作蜂鸣器使用,并发出应答蜂鸣声。

本设计实例中使用了4个按键。使用的微控制器为瑞萨科技(前身为NEC)的uPD78F0513,当然,也可以使用其他微控制器。

压电圆片的较小电极连接至微控制器的ADC输入端,并通过大电阻连接至正电源。此外,其还被连接至一开始处于高阻抗状态的其他端口输入(P7)。压电圆片的其他电极(较大电极)被一起连接至几个并行的端口位(P3),而得到低阻抗值。若缺少端口又具有足够的输出电流,就无需进行这一步。这些端口开始会处于低电平。用手指按压圆片至轻微变形,则供给ADC输入端的电压降低。

压电式键盘/蜂鸣器原理图


压电式键盘原理图


启动时,P3为低,P7为高,对压电圆片快速充电,压电圆片的电容值约为30nF。在零点几微秒后,P7就会被设置为高阻抗输入。

程序连续扫描ADC输入。由于圆片具有大电容,电压变化极慢,无需进行快速扫描。在特定应用中设置为每1ms进行一次电压测量,因此每4ms会对每个圆片检查一次。

当输入电压受按键下压影响降至预设电压以下时,控制器会对输入进行处理,然后使用所有并联圆片作为蜂鸣器。使用0.4mm厚的钢板时,低于5V电源1.5V的阈值就足以获得很好的敏感度;若使用更厚的前板,仍有很大的裕量提高敏感度。

为发出蜂鸣声,将P7设置为低阻抗输出,将P3设置为相反的极性,其将在压电圆片的谐振频率(本例采用2800Hz)下输出一个方波。蜂鸣声持续250ms,由R5限制驱动电流。蜂鸣声结束后,P3恢复为0,P7再次短暂设置为5V,以对圆片进行充电。

相关阅读

【DIY】可弯曲360度便携式柔性键盘

 键盘可以做多薄?一张纸的厚度

 DIY激光虚拟键盘,技术与艺术的完美结合!
相关资讯
RSA240电流检测芯片:突破-5V~100V宽压采集的国产解决方案

在工业自动化、新能源储能及多节电池管理系统中,高精度电流检测是保障系统安全与能效的核心环节。传统检测方案常受限于共模电压范围窄、抗浪涌能力弱、温漂误差大等痛点。国产RSA240系列电流检测芯片的推出,以**-5V~100V超宽共模输入范围和0.1%级增益精度**,为高压场景提供了突破性解决方案。

TMR134x磁开关芯片:高精度液位测量的工业级解决方案

在工业4.0浪潮推动下,液位测量作为过程控制的核心环节,其精度与可靠性直接影响化工、能源、汽车等关键领域的生产安全。传统霍尔传感器受限于功耗高、温漂大、响应慢等瓶颈,难以满足智能设备对实时性与稳定性的严苛要求。多维科技推出的TMR134x磁开关传感器芯片,通过隧道磁阻(TMR)技术突破传统局限,为高精度液位监测提供新一代解决方案。

英飞凌300mm GaN技术实现突破,2025年Q4交付客户样品

英飞凌科技股份公司近日宣布,其基于300mm(12英寸)晶圆的氮化镓(GaN)功率半导体量产技术已取得实质性突破,相关生产流程全面步入正轨。根据规划,首批工程样品将于2025年第四季度交付核心客户,标志着英飞凌成为全球首家在现有大规模制造体系内实现300mm GaN工艺集成的IDM(垂直整合制造)厂商。

AI浪潮推高日本芯片设备销量,2026年有望突破5万亿日元大关

日本半导体制造装置协会(SEAJ)7月3日发布修订报告,预计2025年度(2025年4月-2026年3月)日本半导体设备销售额将达48,634亿日元,同比增长2.0%,连续第二年刷新历史纪录。2024年度销售额同比暴涨29.0%至47,681亿日元,首次突破4万亿日元大关。更关键的是,2026年度销售额预计跃升至53,498亿日元(约合5.3万亿日元),年增10.0%,成为史上首个跨越5万亿日元大关的年度;2027年将进一步增长至55,103亿日元,实现连续第四年创新高。

2025年Q2中国智能手机市场:华为以12%增速重登榜首,补贴政策缩减或成下半年变数

市场研究机构Counterpoint Research最新报告显示,2025年第二季度中国智能手机市场同比小幅增长1.5%。这一温和回升主要由华为与苹果两大品牌驱动,其中华为以12%的同比增速领跑市场,时隔四年重回季度出货量第一宝座,而vivo则以9%的跌幅成为前五厂商中唯一下滑品牌。