無聲開關

近期在趕制信號與系統、人工神經網絡的MOOC課程視頻。在錄制視頻背景中，總是會夾雜著腳踏開關“咔嚓，咔嚓”的聲音，使用錄屏軟件CAMTASIA的噪聲消除功能也無法抵消。

^Reading Girl | 網絡插圖^

腳踏開關最主要的一個功能是起到電腦的鼠標左鍵功能，在錄制視頻時控制TEASOFT展示軟件按照備課順序逐步播放，這樣雙手就可以解脫出來配合講解和展示做動作。

起初使用一個激光筆進行錄制，同樣也會出現激光筆按鍵的“click”的聲音，同樣也會對錄制視頻產生干擾。

腳踏開關會產生“咔嚓”的聲音

None

是否可以制作靜音開關，來減少制作視頻中的干擾呢。

腳動開關的“咔嚓”聲音，在平時使用的時候，是具有一定反饋作用的。操作人員可以通過聽覺確認開關正確動作。

這個開關聲音為什么這么？ 如何將其消除呢？

今天下午將腳踏開關拆開，尋找靜音的辦法。

腳踏開關的結構

None

將腳踏開關打開，其結構主要包括開關上蓋和開關底座兩部分。在下端通過一個鐵桿當做轉軸，鉸鏈在一起。中間由一個金屬彈簧將其撐開。

上述結構在活動的時候并不產生聲響。在盒蓋下面還有一個微動開關。由它提供一對常開常閉開關。這個開關在動作時，產生響亮的“咔嚓”聲音。

隨機將微動開關拆開，探索是否可以消除聲音的辦法。

拆解微動開關

觀察微動開關，可以看到其中包括有三個固定的單刀雙擲開關外接端子。其中在中間端子上帶有活動的開關撥片，它由一個支點金屬片和青銅彈簧片相互鎖定在中間端子上。

外部微動按鍵會壓制撥片的一端而另外一段在彈簧片的拉扯下具有上下兩個穩態位置。按鍵的位置變化改變撥片的一端位置，撥片另外一端會在上下位置之間跳躍，并伴隨著響亮的“咔嚓”聲音。

這種雙穩態機械結構設計，使得微動開關動作起來干凈利索脆，輸出的開關信號不會產生很多毛刺。

微動開關內部雙穩態結構

如果消除這種雙穩態結構，雖然會消除開關動片在切換時的碰撞聲音，但會使得開關狀態不明確，并在切換過程所出現很多毛刺信號。

解決這個問題，需要從另外的思路出發。

一種思路是在腳踏開關的上蓋安裝一個永磁鐵，在底座上安裝一個霍爾傳感器，這樣便可以感知腳踏開關上蓋的位置，近而可以產生輸出開關。

手邊恰好有YS3503線性霍爾器件，它的主要參數如下：

YS3503的封裝以及主要特點

YS3503的主要電氣參數

通過臨時電路測試YS3503輸出電壓與它距離磁鐵距離之間的關系。

在5V供電下，YS3503輸出靜態電壓2.5V左右，磁鐵的不同極性靠近HALL器件，輸出的電壓信號上升，或者下降。反映了器件封裝法向量上垂直磁場分量的強度。

測試YS3503輸出信號與磁鐵距離之間的關系

去除腳踏開關原來的機械微動開關。將YS3503固定在腳踏開關的底座上。在開關的上蓋對應的位置，使用熱熔膠固定一個永磁鐵，然后在將它們組裝成原來的開關。

安裝YS3503后的腳踏開關內部

測試腳踏開關抬起和踩下兩個位置處，霍爾輸出電壓信號的變化。幅度的大約有1V左右。

由于沒有了微動開關，所以在腳踏開關活動的時候，就沒有“咔嚓”的聲音了。

活動腳踏開關與HALL輸出信號

下面就需要搭建一個電路，能夠根據HALL輸出信號的不同電壓，產生一個開關量，去替代原來腳踏開關的接口。

為了能夠直接替代原來的腳踏機械開關，所以希望電路的輸出接口也是一個機械開關。因此，最好的方法就是使用一個機械繼電器來輸出開關信號。

選擇一個微型繼電器，它在動作的時候聲音極小，幾乎聽不到，可以滿足要求。

帶有繼電器輸出的MEGA8單片機電路

為了將HALL輸出電壓信號整形成 一個比較干凈的開關信號，需要使用一個具有施密特(Schmidt)特性的電壓比較器，它可以消除開關動作過程中的抖動。

對比一下使用模擬電路、數字電路實現該功能的難易復雜程度，最終決定使用單片機來完成上述功能。

單片機AD讀取模擬信號，然后進行數字濾波后，再使用軟件實現一個帶有窗口比較的開關輸出。

MAGA8讀取HALL信號實現開關量輸出

相比模擬電路，上述電路可以省去一系列的電路調整過程。對于滯回(Hysteresis) 比較窗口的中心和滯回區間可以通過軟件參數進行設定。

通過快速制板，今天下午制作了上述電路，并調試完畢。替換掉原來的機械開關，今后再制作課程視頻的時候，就不再會產生背景中的腳踏開關聲音了。

^測試最后整體功能 | 旁邊LED指示輸出開關的狀態^

上述單片機電路原理圖、PCB版圖 以及 MEGA8源程序可以在下面百度網盤下載：

https://pan.baidu.com/s/1tzt6jOM0M8XOh4dR2IEETw十一放假前，皖西學院智能車參賽隊員要求給他們定制視頻。下面是定制招新視頻的-。

卓大大您好，我是皖西學院智能車實驗室負責人，我們招新即將結束，希望卓老師幫我們做一個宣傳短片，給學弟學妹們加油打氣。

百度網盤-：

https://pan.baidu.com/s/1qjFAkpj8NAxkwDQ0R_j0LA

單片機 硬件開發

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。

版權聲明：本文內容由網絡用戶投稿，版權歸原作者所有，本站不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任。如果您發現本站中有涉嫌抄襲或描述失實的內容，請聯系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實后本網站將在24小時內刪除侵權內容。