一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，包括PCB板，所述的PCB板上設有電源模塊、觸摸感應模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊。本實用新型用觸摸感應取代機械按鈕，使用壽命長,無機械摩擦，系統穩定，抗干擾性強，且安全可靠；內置wifi模塊，實現真正意義上的無線通訊控制，只需要兩根電源線即可控制多盞LED照明燈的調光，調色，極大的節約了成本的同時也減少了布線時的工程量；弱電控制強電,使用安全,內置LED背光,夜間可當小夜燈使用；集成了語音功能模塊，實現語音提示功能，增強用戶的體驗感。
【專利說明】一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及控制板的【技術領域】，特別涉及一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板。
【背景技術】
[0002]傳統開關面板是直接通過控制強電的通斷，從而達到控制燈具或者其它電器的機械式開關，開關時金屬片摩擦大，容易接觸不良產生火花發生短路，存在觸電的危險，需要經常維修，使用的壽命短，且在黑暗中操作不方便。
[0003]傳統的開關面板是通過控制強電的通斷來進行控制，因此它的電源線會很多，布線時的工程量很大，相應的成本會很高。
[0004]傳統的控制面板功能單調，實現功能只能一對一的進行控制，不靈活。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供及一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板。
[0006]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0007]—種具有語音功能的無線智能觸摸開關面板，包括PCB板，所述的PCB板上設有電源模塊、觸摸感應模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊，所述的觸摸感應模塊的輸出端與MCU控制模塊相連，所述的MCU控制模塊的輸出端分別與語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊相連，所述的電源模塊為其他各個模塊提供工作電壓。
[0008]優選的，所述的觸摸感應模塊包括型號為ST05A的觸摸感應器，型號ST05A觸摸感應器將感應點的電容變化的檢測結果信息傳遞給MCU控制模塊。
[0009]優選的，所述的導光LED模塊由MCU控制模塊的1 口控制，實現觸摸點背光的紅藍顏色的變化。
[0010]優選的，所述的語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲ic芯片SPIFLASH、聲音下載接口 J7以及音頻功率放大器LM386，實現將MCU控制模塊將要對應的操作進行語音播放的功能。
[0011]優選的，所述的MCU控制模塊采用增強型STC12C5608AD單片機。
[0012]優選的，所述的wifi模塊包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5及FLASH芯片MX25L3206EM21-12G 。
[0013]本實用新型相對于現有技術具有如下的優點及效果:
[0014]1.通過觸摸感應取代機械按鈕，只需輕輕觸碰感應點即可觸發，使用壽命長，無機械摩擦，系統穩定，抗干擾性強，且安全可靠。
[0015]2.通過弱電控制強電，更能保證使用安全，內置LED背光，夜間可當小夜燈使用，觸摸點位置設計了兩種不同的LED，觸摸時顏色會發生變化，符合現代潮流并方便夜間辨識，且有多種顏色可選，使產品個性化的同時，更顯尊貴大方，高雅，以配合安裝場所內之裝潢設計。
[0016]3.通過內置wifi模塊，實現真正意義上的無線通訊控制，只需要兩根電源線即可控制多盞LED照明燈的調光，調色，也可以用于其它的電器控制等，極大的節約了成本的同時也減少了布線時的工程量，且可以通過MCU實現控制方式的多樣性，控制靈活。
[0017]4.同時，智能觸摸控制面板集成了放音模塊，采用WT588D工業級IC實現語音提示功能，該芯片的語音音源來自于軟件的合成，模塊能將語音音質完好無損的展現出來，增強用戶的體驗感，層次更顯高檔，優雅。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型實施例的原理結構框圖。
[0019]圖2是本實用新型實施例的觸摸感應電路。
[0020]圖3是本實用新型實施例的MCU控制電路。
[0021]圖4是本實用新型實施例的觸摸點導光LED模塊。
[0022]圖5是本實用新型實施例的觸摸面板導光LED模塊。
[0023]圖6是本實用新型實施例的wifi原理結構框圖。
[0024]圖7是本實用新型實施例的語音功能模塊。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例
[0026]如圖1所示，本實用新型提出的一種具有語音功能的無線智能觸摸開關面板，包括PCB板，所述的PCB板上設有電源模塊、觸摸感應模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊。其中電源模塊為其他各個模塊提供工作電壓。
[0027]如圖2所示，其中觸摸感應模塊采用了 5通道帶自校正功能的容性觸摸感IC(改進版)，可以通過任何非導電介質經感應IC及外圍電路檢測感應點電容的變化，進而實現感應“按鍵觸摸”。
[0028]5個通道的容性觸摸感IC分別與ST05A觸摸感應器的2飛腳相連，其中2飛腳分別對應觸摸感應器的端口 CIMTCIN4。CIMTCIN4為靈敏度設置端口，通過外部電容調整靈敏度，電容取值的范圍是Opf到50pf。本實施例中CIMTCIN4分別與接地電容C26?C31相連，其中電容C26?C31的大小均為1PF。
[0029]ST05A觸摸感應器可以用平均電容值作為基準檢測感應點的電容變化。它可以通過任何非導電介質來感應電容變化。這樣感應模塊就可以很好的跟水和灰塵隔離。ST05A有很強的抗干擾性和很好的一致性。這個芯片可以工作在低功耗的環境下，當電源為5v時，工作電流為220ua。
[0030]其中，RESET端口為低電平復位，內部有上拉電阻。如果客戶對復位時間有特殊要求可以外部接上拉電阻R32和到GND的電容C25，當上電比較慢時(大約50MS)，C25和R32建議用470NF和200K，普通上電時(10MS以內)，用100NF和200K即可。
[0031]MD端口接VDD時對應普通靈敏度非鎖存輸出模式；MD端口接GND時對應普通靈敏度鎖存輸出；MD端口接1/2VDD對應高靈敏度非鎖存輸出。本實施例中，MD端口接VDDJi應普通靈敏度非鎖存輸出模式。
[0032]ST05A觸摸感應器帶有IC2接口，IC2總線是由數據線SDA和串行時鐘線SCL構成的串行總線，可發送和接收數據。在信息的傳輸過程中，ST系列觸摸芯片是被控器(slaver),主控MCU是主控器(master)。本實施例不使用I2C通信，SDA端口接低電平可以使芯片不進入省電模式。
[0033]觸摸感應器將檢測到電容變化通過端口 0UT(T0UT4輸出，其中端口 0UT(T0UT4分別對應芯片的14?10腳，端口 0UIXT0UT4分別通過電阻R36?R40連接MCU控制模塊的端口P3.2、Ρ3.3、Ρ3.4、Ρ3.5、Ρ3.7。具體如圖 3 所示。
[0034]MCU控制模塊采用增強型STC12C5608AD單片機，該單片機是STC生產的單時鐘/機器期(1Τ)的單片機，是高速/低功耗超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統的8051單片機，但速度快8-12倍，性能穩定，適用于強干擾的場合。該單片機工作電壓為5V，用戶應用程序空間8Κ字節，片上集成768字節RAM，芯片內EEPROM功能，擁有高速 SPI (Serial Peripheral Interface:串行外設接口)和 UART (Universal AsynchronousReceiver Transmitter:通用異步收發器)。芯片外部時鐘輸入端口 XTALl、XTAL2對應芯片6、7腳，兩個端口之間接有外部晶振XI，晶振頻率為11.0592MHz，并且端口 XTAL1、XTAL2分別連接接地電容C20、C21，電容大小均為30PF。
[0035]STC12C5608AD 單片機的 8、9、10、11 和 17 腳對應端口 P3.2、P3.3、P3.4、P3.5、
P3.7，在接收到觸摸感應器端口 0UIXT0UT4輸出的電容感應檢測信號后，通過18?22腳對應的端口 Pl.(ΓΡ1.4產生相應的控制信號傳送給導光LED模塊。如圖4所示，此部分LED提供觸摸點的背光，每個觸摸點有兩種不同顏色的LED，僅由MCU的1 口控制，實現不同紅藍顏色的變化。圖5所示部分LED為整個面板導光，實現夜晚的可視化，顏色可選。
[0036]同時，在接收到觸摸感應器端口 0UT(T0UT4輸出的電容感應檢測信號后，STC12C5608AD 單片機通過端口 Ρ2.0、Ρ2.1、Ρ2.2 對應的 26,27 和 I 腳，產生 DS、CS1、CLK 三路控制信號傳送給語言功能模塊，播放實現功能的語音；通過端口 P3.0、P3.1對應的4、5腳將要實現功能的控制信號傳送給wifi模塊，wifi模塊發送信號實現無線控制。其中，MCU控制模塊和語音功能模塊之間采用SPI高速同步串行口的數據傳輸方式，MCU控制模塊和wifi模塊之間采用UART通用異步串行口的數據傳輸方式。
[0037]如圖6所示，本實施例中wifi模塊是主要由Atheros公司生產高度集成主控與無線通信功能的芯片AR9331與DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片MX25L3206EM21-12G組成。AR9331主要應用于無線局域網與路由器平臺，在一個芯片上完全兼容IEEE 802.1lnI X I無線通信標準和路由器功能，處理器24K的MIPS最高可達400MHZ的處理速度，具有16位的DDR1、DDR2、SDRAM的外部接口，支持SPI與NOR FLASH通信，不需要外部EEPR0M，4個LAN 口及I個WAN 口，高速的UART，I2S/SPDIF音頻輸出接口，支持USB2.0接口，25M或40M參考時鐘輸入。此wifi模塊不僅僅是可以實現無線通信，它就像無線路由器一樣實現根據通信協議與下層控制模塊結合實現多種智能化控制。
[0038]如圖7所示，語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲ic芯片SPIFLASH、聲音下載接口 J7、以及音頻功率放大器LM386四個部分。
[0039]其中語音芯片WT588D是一款功能強大的可重復擦除燒寫的工業級語音單片機芯片。WT588D讓語音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機電路，高度集成的單片機技術足于取代復雜的外圍控制電路。配套WT-APP上位機操作軟件可隨意更換WT588D語音單片機芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SP1-Flash上即可。它音質好性能穩定，能將加載的音頻音質幾乎完整無損的展現出來，給用戶完美的體驗。本實施例選用的芯片封裝為SS0P20形式，芯片內置13BU/DA轉換器，以及12BU/PWM輸出，音質好。
[0040]本實施例中語音芯片WT588D選擇三線串口控制模式，三線串口控制模式
[0041]由三條通信線組成，分別是片選CS，數據DATA，時鐘SCK，時序仿照標準SPI通信方式。通過三線串口可以實現語音芯片命令控制、語音播放。三線串口模式下，I/O 口 POl被定義為DATA數據口，P02為CS片選口，P03為CLK時鐘口，單片機可通過三個控制口對WT588D語音模塊進行控制。三線串口控制模式下，PO無效。P17端為BUSY忙信號輸出端，可設置為播放狀態LED點亮和播放狀態LED熄滅，本實施例中P17端懸空。WT588D模塊的VCC輸入端的電壓要保證在2.8V?3.5V，模塊VCC的電壓如果大于3.5V，有可能會導致模塊內部的存儲器燒壞。
[0042]PWM+/DAC端口提供PWM和DAC兩種輸出方式，PWM輸出可直接推動0.5W/8Q的揚聲器，DAC輸出外接功放，音質好。本實施例中，PWM+/DAC端口選擇DAC輸出外接LM386低壓音頻功率放大器的3腳+INPUT端口，為了使LM386應用起來更靈活些，提供了兩條增益控制管腳(I腳和8腳)。當I腳和8腳開路時，1.35k的電阻將增益置為20(26dB);本實施例選擇將I腳和8腳外接一只電容，增益上升到200 (46dB)。將LM386芯片7腳對應的輸入端旁路BYPASS端口通過對地接一個1uF的電容，防止增益的下降和可能出現的不穩定工作。芯片5腳對應音頻功率放大器的輸出端口 V0UT，輸出端口 VOUT經220uF電容EC6與揚聲器接口 S4相連，同時輸出端口 VOUT經電容C19、電阻R23接地。
[0043]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，包括PCB板，其特征在于:所述的PCB板上設有電源模塊、觸摸感應模塊、MCU控制模塊、語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊，所述的觸摸感應模塊的輸出端與MCU控制模塊相連，所述的MCU控制模塊的輸出端分別與語音功能模塊、導光LED模塊和wifi模塊相連，所述的電源模塊為其他各個模塊提供工作電壓。
2.根據權利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，其特征在于:所述的觸摸感應模塊包括型號為ST05A的觸摸感應器，型號ST05A觸摸感應器將感應點的電容變化的檢測結果信息傳遞給MCU控制模塊。
3.根據權利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板其特征在于:所述的導光LED模塊由MCU控制模塊的1 口控制，實現觸摸點背光的紅藍顏色的變化。
4.根據權利要求1所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，其特征在于:所述的語音功能模塊包括語音芯片WT588D、存儲ic芯片SPIFLASH、聲音下載接口 J7以及音頻功率放大器LM386，實現將MCU控制模塊將要對應的操作進行語音播放的功能。
5.根據權利要求1至4任一項所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，其特征在于:所述的MCU控制模塊采用增強型STC12C5608AD單片機。
6.根據權利要求1至4任一項所述的具有語音功能的無線智能觸摸控制面板，其特征在于:所述的Wifi模塊包括芯片AR9331、DDR芯片W9425G6JH-5以及FLASH芯片MX25L3206EM21-12G。
【文檔編號】G05B19/042GK204009438SQ201420302512
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】伍永樂, 余從剛, 譚勝忠 申請人:廣東凱樂斯光電科技有限公司