强光三档手电筒尾部按键开关两态实现多档切换原理

一直以来,我就对我买的“勇瑞和高亮3档调光手电筒”的尾部按键开关如何工作好奇。

勇瑞和高亮3档调光手电筒CREE伸缩头调焦电筒自行车前灯山地车灯

 

 

 

 

 

 

 

 

它的尾部开关可以轻按和重按,重(zhong)按到底,手电发亮,然后再重按,手电关闭;再次重按,会打开下一档比如弱光,再重按手电关闭,再重按又换下一档闪光。而在手电点亮时,也可以通过轻按方式来换档,不停轻按,即会在强、弱和闪光之间依次转换。

勇瑞和高亮3档调光手电筒尾部按键开关
我拿万用表测量过拆下的手电开关,发现它就是普普通通的有开和关两个状态的开关,所以我奇怪它为什么靠0和1两种状态的开关就实现了复杂的灯的四种状态变换(灯不亮0,强光1,弱光2,闪光3)。

今天谷歌了下“手电筒 开关 原理”,找到了答案,原来这种手电筒,开关的作用只是给电路提供一种开关信号,而多个档位切换,是依靠另外的电路程序来实现。简单来说,开关虽然只有0&1两态,但程序可以设定为只要开关状态发生0→1的变化,就控制灯泡的档位切换到下一档(1→2→3→1……),其中没电的时候自然灯不亮即0。如下图表:

开关虽然只有0&1两态,但程序可以设定为只要开关状态发生0→1的变化,就控制灯泡的档位切换到下一档(1→2→3→1……),

虽然我不懂电子的具体细节,但也能想象他们是如何实现的。电路中用一个存储器记录灯炮档位值,每次手电开关接通后,先从存储器中读取档位,把档位值变换为下一档后按这个档位开灯,并把变换后的值替换原存储器中值。

我再测量这个开关,原来它的轻按/半按,就是把开关开路从而灯灭,但未锁定,放开后开关再接通,电路就相当有了一次断路,就会换下一档位,所以通过轻按可以换档。也就是说,这种电路设计,只要电路断开一次,就会自动切换下一档位。而在重按时,也会按这运行,所以当重按一次打开手电后,再重按一次关闭手电,再次重按一次,就会切换为手电的下一档。即重按是能锁定开和关两种状态;而轻按则是能达到关的状态但不能锁定,松手后再次回到原来的状态。

这也就解释了我过去的一个疑问,怎么这手电会有轻按和重按两种方式换档,我还一直以为轻按换档并非一种正常的方式,所以一直以来都习惯用重按的方式换档。现在看来,重按换档反倒不是标准姿势,只是一种无害的副作用,因为重按开关当然也是会关闭开关,所以同样可以达到换档的效果,只是有点麻烦。

把灯头彻底拧开,就会看到原来有许多电路、芯片在里面,这也就是手电两态开关实现多档切换的秘密所在。
把灯头彻底拧开,就会看到原来有许多电路、芯片在里面,这也就是手电两态开关实现多档切换的关键秘密所在。它们是如此之小,隐藏于头头之中,所以我一直也没意识到这手电居然还有些复杂电路,还当它就是过去常见的手电筒电路,一根导线连接上电池灯炮和开关,所以也才有了一直以来的开关问题。

网上查到的手电开关具体电路原理

居然找到个专门讨论手电的论坛,如此专业又小众的主题性网站,让我惊叹不已。看其中一些手电大神的帖子,叹为观止,像是了另一个世界。世上有千奇百怪的人,就有千奇百怪的爱好,但爱好手电,这我还真第一次看到。相信还有更多千奇百怪的爱好,有待我继续发现。

帖子中说档位切换也与开关闭合的时间有关,但我的手电反正不是这么高级,我的与时间无关,无论关闭多长时间,打开开关还是切换到原来档位的下一档,而且即便过好几天,原档位状态也不会初始化,也就是说假如上次手电关闭时正是弱光,过几天打开会成闪光档。

尾部开关原理
吾无昵称 1楼 发表于 2010-12-30 11:17 查看: 3826|回复: 18
http://www.shoudian.org/forum.php?mod=viewthread&tid=170535
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kgje 2楼  发表于 2010-12-30 11:42 | 只看该作者
我所知道的手电尾部开关有2种,一种是大电流的开关,一种是小电流的微动开关。
换档不是由多档开关完成,而是由控制电路来完成的,通常是用单片机来控制,程序可以根据开关的状态,比如通、断以及通断之间的时间间隔,来判断用户的操作需求,从而实现复杂的程序。
补充一下,大电流开关是直接对LED的工作电流进行控制,而小电流的开关,是由MCU配合MOS管实现电子开关的功能的。

kim 7楼  发表于 2010-12-30 14:32 | 只看该作者
调光时按的那一下是轻按,就是半按。不要到底让开关锁定,只是让电路断电一瞬间而已。

xzz354 12楼  发表于 2010-12-30 20:43 | 只看该作者
到目前为止调光方式大致可分三种,第一种是开关加电阻降压,这种是未使用单片机前的方式,必须依靠多态开关才能实现,现在常用开关是开-关-开-关这样循环的,而多态开关可以是开-开-关-开-开-关甚至能够三开一关和四开一关的循环,只需要在每个开的输出脚接上不同阻值的电阻就能实现调光,这种方式虽说比较落后,但还有些高端筒仍然在用。第二种就是电路上安装单片机,预先写入程序,通过开关的通断电传递信号,实现调光。还有目前比较流行磁环调光,这个就不清楚了,请楼下补充。

wauewang 14楼  发表于 2011-1-6 11:33 | 只看该作者
与MCU(Micro Control Unit,微控制单元)配合达到调光的,尾按就是类似一个 常开 触点(无论是正向还是反向)外加一自锁机构。   ─ ┻ ─

zhangweixuanzzz 16楼 发表于 2012-10-9 14:28 | 只看该作者
开关只管断电,
短暂的断电(反向开关)和导通(正向开关),使电路板改变输出控制换档

zsmin 17楼  发表于 2012-10-10 10:12 | 只看该作者
我简单的介绍一下:这种调光断电源调光的方式,目前也有专用IC可以做到,也可以用MCU来做,用MCU的话原理是,利用断电作为信号,MCU的电源端加一个稍微大一点的电容储电,使得在电源断开的时候,MCU还能够正常工作,而电源端拉一根线到MCU的其中一个IO口,然后下拉一个电阻,这样的话,当有电源的时候那个IO口就判断为高电平,当没有电源的时候,就认为是低电平,这样的话MCU就知道断了一下电,然后就切换一下档位。
不知道这样说的是否清楚,懂单片机的应该可以看的明白。

ldch 18楼  发表于 2012-10-10 10:37 | 只看该作者
    目前来说,很少用储能电容供电,维持MCU在断电期间工作的。原因很简单,要维持MCU工作若干秒的电容体积不小,成本较高。
    目前实现断电换挡的原理,都是利用EEPROM存储功能,在断电前保存上次的档位值,再次通电后切换档位。
    EEPROM中保留两个存储位,一个标识档位值,一个标识通电时间。通电时间超过2秒,就记录通电时间标志,上电后先检查这个标志,如果上次通电时间超过2秒,则档位不变,直接读取上次档位值工作。如果上电时间短于2秒,在读取上次档位值后跳过到下一档,完成这个操作后立马保存换挡后的档位值。

其它:手电开关知识——正向开关和反向开关

[led] 【手电知识】正向开关和反向开关
xyn761610  1楼  发表于 2012-7-21 23:11 | 只看该作者 查看: 10055|回复: 82
http://www.shoudian.org/forum.php?mod=viewthread&tid=280139

正向开关 —— 轻按开关,手电闪亮;重按到底,听到“滴答”声锁定后,手电常亮。
反向开关 —— 先重按开关到底,听到“滴答”声锁定后,手电常亮,此时可以轻按来闪亮或者调光。

正向开关很方便战术使用,如打光信号,所以正向开关就是我们常说的战术开关中的一种。由于其体积进程的长度问题和成本问题,一般大筒子才装正向的,也就是战术手电;很多小筒子只能装反向的。反向开关,就是我们常说的半触式换档开关。

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2014-04-27 10:52:53 Add “虽然我不……”、“它们是如……”

作者: XueXX

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