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。

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。

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：

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。

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 手电大家谈-手电筒爱好者之家 ( 备案序号:鲁ICP备05002565号 )

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。

[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。

2014-04-25 19:55:03 XUEXX.COM  IPO 2014-04-27 10:52:53 Add “虽然我不……”、“它们是如……”

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