Направите свој капацитивни сензор за додир за управљање кућним апаратима помоћу есп32

У многим случајевима се уместо тастера користе сензори за додир. Предност је у томе што не морамо да присилимо притисак на дугме, а тастер можемо да активирамо без додиривања помоћу сензора за додир. Технологија очитавања додира постаје популарна из дана у дан. И у последњој деценији или тако некако, постало је тешко замислити свет без електронике осетљиве на додир. И отпорне и капацитивне методе додира могу се користити за развој сензора додира, а у овом чланку ћемо размотрити груби начин израде капацитивног сензора додира са ЕСП32, претходно смо такође направили капацитивно дугме додир са Распберри пи.

Иако сензори додира специфични за примену могу бити мало компликовани, основни принцип који стоји у основи ове технологије остаје исти, па ћемо се у овом чланку фокусирати на развој нашег капацитивног сензора додира уз помоћ нашег омиљеног ЕСП32 и комада бакра. обложена даска.

У претходном упутству урадили смо контролу осветљења додиром помоћу ТТП223 сензора за додир и Ардуино УНО. Сада у овом пројекту градимо сензор за додир за ЕСП32, али исти се може користити и за Ардуино. Такође, претходно смо користили методе уноса засноване на додиру користећи капацитивне додирне подлоге са различитим микроконтролерима, као што су интерфејс додирне тастатуре са АТмега32 микроконтролером и капацитивни додирни подметач са Распберри Пи, такође их можете проверити ако су заинтересовани.

Шта је капацитивни сензор на додир и како функционише?

Кондензатори се могу наћи у многим облицима. Најчешћи пут долази у облику оловног пакета или амбалаже за површинску монтажу, али да бисмо формирали капацитет, потребни су нам проводници одвојени диелектричним материјалом. Стога га је лако створити. Добар пример би био онај који ћемо развити у следећем примеру.

Узимајући у обзир нагризан ПЦБ као проводни материјал, налепница делује као диелектрични материјал, па сада остаје питање, како додиривање бакарне подлоге доводи до промене капацитивности на такав начин да контролер сензора за додир може да детектује? Људски прст, наравно.

Па, углавном постоје два разлога: Први, један укључује диелектрична својства нашег прста, други је због проводљивих својстава нашег прста. Користићемо капацитивни додир. Дакле, фокус ћемо усмерити ка капацитивном сензору додира. Али пре него што разговарамо о свему овоме, важно је напоменути да се не одвија проводљивост, а прст је изолован због папира који се користи у налепници. Дакле, прст не може да испразни кондензатор.

Прст глуми диелектрик:

Опште је познато да кондензатор има константну вредност која се може остварити површином две проводне плоче, растојањем између плоча и његовом диелектричном константом. Не можемо променити површину кондензатора само додиром, али можемо сигурно променити диелектричну константу кондензатора, јер људски прст има другачију диелектричну константу од материјала који га приказује. У нашем случају то је ваздух, ми истискујемо ваздух прстима. Ако питате како? То је зато што су диелектрична константа ваздуха 1006 на собној температури на нивоу мора и диелектрична константа прста много веће око 80, јер се људски прст састоји углавном од воде. Дакле, интеракција прста са електричним пољем кондензатора узрокује повећање диелектричне константе, па се капацитет повећава.

Сад кад смо разумели главно, пређимо на прављење стварних ПЦБ-а.

Изградња четворосмерног капацитивног сензора на додир

Сензор Капацитивни Тоуцх користи у овом пројекту има четири канала, а то је лако направити. У наставку смо поменули детаљан поступак израде.

Прво смо направили ПЦБ за сензор уз помоћ алата за дизајн Еагле ПЦБ, који изгледа приближно као слика испод.

Уз помоћ димензија и Пхотосхопа направили смо шаблон и на крају налепницу за сензор, која изгледа некако као слика испод,

Сада, када смо завршили са налепницом, прелазимо на прављење стварног шаблона обложене плоче који ћемо користити за израду наше ПЦБ-а, који изгледа некако попут доње слике,

Сада можемо да одштампамо ову датотеку и наставимо са процесима израде домаће ПЦБ плоче. АКО сте нови, можете погледати чланак о томе како направити ПЦБ код куће. Такође са доњег линка можете преузети потребне ПДФ и Гербер датотеке

• ГЕРБЕР датотека за четвороканални капацитивни сензор на додир

Једном завршен, стварни угравирани ПЦБ изгледа као на слици испод.

Сада је време да избушимо неке рупе, а ми повежемо неке жице са ПЦБ-ом. Тако да га можемо повезати са ЕСП32 плочом. Једном завршено, изгледа као на слици испод.

Како нисмо ставили пролазе у ПЦБ, лем се свуда појавио током лемљења, исправили смо грешку стављањем избушене рупе на ПЦБ, коју можете пронаћи у горњем одељку за преузимање. Напокон је било време да налепимо налепницу и учинимо је коначном. Што изгледа приближно као слика испод.

Сада смо завршили са додирном плочом, време је да пређемо на израду контролног круга за додирну плочу.

Материјали потребни за ЕСП32 управљани круг на додир

Компоненте потребне за изградњу одељка контролера помоћу ЕСП32 дате су у наставку, већину њих бисте требали моћи да пронађете у локалној хоби продавници.

Такође сам у доњој табели навео компоненте са потребном врстом и количином, пошто повезујемо четвороканални сензор додира и контролишемо четири АЦ оптерећења, користићемо 4 релеја за пребацивање АЦ оптерећења и 4 транзистора за изградњу релеја склопови возача.

Сл.бр.	Делови	Тип	Количина
1	Релеј	Пребаци	4
2	БД139	Транзистор	4
3	Сцрев Терминал	Вијчана стезаљка 5ммк2	4
4	1Н4007	Диоде	5
5	0.1уФ	Кондензатор	1
6	100уФ, 25В	Кондензатор	2
7	ЛМ7805	Регулатор напона	1
8	1К	Отпорник	4
9	560Р	Отпорник	4
10	Амбер ЛЕД	ЛЕД	4
11	Мушко заглавље	Конектор	4
12	Женско заглавље	Конектор	30
13	Црвена ЛЕД	ЛЕД	1
14	ЕСП32 развојна плоча В1	ЕСП32 табла	1
12	Одевени одбор	Генериц 50к 50мм	1
13	Јумпер Вирес	Жице	4
14	Повезивање жица	Жице	5

Управљачки круг за наш капацитивни сензор на додир

Слика испод приказује комплетни дијаграм кола за наш сензор додира заснован на ЕСП32.

Као што видите, то је врло једноставно коло са минимално потребним компонентама.

Како је реч о једноставном колу сензора за додир, може бити корисно на местима на којима желите да комуницирате са уређајем додиром, на пример, уместо да користите типични прекидач монтиран на плочи, уређаје можете да укључите / искључите додиром.

У шеми, ДЦ прикључак за батерију користи се као улаз где обезбеђујемо потребну снагу потребну за напајање кола, одатле имамо свој регулатор напона 7805 који претвара нерегулисани улаз једносмерне струје у константни 5В ДЦ кроз који пружамо напајање модула ЕСП32.

Даље, у шеми, имамо своје конекторе за додир на пиновима 25, 26, 27, 28, где ћемо повезати додирну таблу.

Даље, имамо своје релеје који се пребацују преко БД139 транзистора, диода Д2, Д3, Д4, Д5 је ту да заштити коло од било ког прелазног напона који се генерише када се релеј пребаци, диоде у овој конфигурацији су познате као летећа диода / диода слободног хода. Отпорници 560Р на бази сваког транзистора користе се за ограничавање протока струје кроз базу.

Дизајн ПЦБ-а за капацитивни круг сензора на додир

ПЦБ за наш круг сензора за додир је дизајниран за једнострану плочу. Користили смо Еагле за дизајн моје ПЦБ-а, али можете користити било који софтвер за дизајн по вашем избору. 2Д слика нашег дизајна плоче приказана је доле.

За израду погонских трагова коришћен је довољан пречник трага, који се користи за проток струје кроз плочицу. Терминал са завртњем смо поставили на врх, јер је много лакше на тај начин повезати свој терет, а бочни конектор за напајање, који је прикључак за једносмерну струју, постављен је са стране, што такође омогућава лак приступ. Комплетну дизајнерску датотеку за Еагле заједно са Гербером можете преузети са доње везе.

• ГЕРБЕР датотека за управљачки круг сензора на додир базиран на ЕСП32

Сада када је наш дизајн спреман, време је да се уреже и леми плоча. Након завршетка нагризања, бушења и лемљења плоча изгледа као слика приказана доле,

Ардуино код за капацитивни сензор додира заснован на ЕСП32

За овај пројекат ћемо програмирати ЕСП32 са прилагођеним кодом који ћемо ускоро описати. Код је врло једноставан и лак за употребу, Почињемо са дефинисањем свих потребних пинова, у нашем случају дефинишемо пинове за наше сензоре и релеје на додир.

#дефине Релаи_ПИН_1 15 #дефине Релаи_ПИН_2 2 #дефине Релаи_ПИН_3 4 #дефине Релаи_ПИН_4 16 #дефине ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_1 13 #дефине ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_2 12 #дефине ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_3 14ПИН_ИНФО_ПИН_3 14 #дефине

Даље, у одељку за подешавање започињемо иницијализацијом УАРТ-а за отклањање грешака, затим смо увели кашњење од 1С што нам даје мало времена за отварање прозора серијског монитора. Даље, користимо функцију Ардуинос пинМоде да бисмо релејне пинове направили као излаз, што означава крај одељка Сетуп () .

воид сетуп () {Сериал.бегин (115200); кашњење (1000); пинМоде (Релаи_ПИН_1, ОУТПУТ); пинМоде (Релаи_ПИН_2, ОУТПУТ); пинМоде (Релаи_ПИН_3, ОУТПУТ); пинМоде (Релаи_ПИН_4, ОУТПУТ); }

Одељак петље започињемо наредбом иф , уграђена функција тоуцхРеад (пин_но) користи се да би се утврдило да ли је иглица додирнута или не. Функција тоуцхРеад (пин_но) враћа целобројне опсеге вредности (0 - 100), вредност се стално налази близу 100, али ако додирнемо изабрани пин, вредност пада на скоро нулу и уз помоћ променљиве вредности, можемо утврдити да ли је одређену иглу додирнуо прст или не.

У наредби иф проверавамо да ли постоји промена у целобројним вредностима, а ако вредност досегне испод 28, можемо бити сигурни да смо препознали додир. Једном када изјава иф постане тачна, чекамо 50 мс и поново проверавамо параметар, ово ће нам помоћи да утврдимо да ли је вредност сензора лажно окидана, а након тога инвертујемо статус пина помоћу дигиталВрите (Релаи_ПИН_1,! ДигиталРеад (Релаи_ПИН_1)) , а остатак кода остаје исти.

иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_1) <28) {иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_1) <28) {Сериал.принтлн („Сензор је додирнут“); дигиталВрите (Релаи_ПИН_1,! дигиталРеад (Релаи_ПИН_1)); }} елсе иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_2) <28) {иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_2) <28) {Сериал.принтлн („Сензор два је додирнут“); дигиталВрите (Релаи_ПИН_2,! дигиталРеад (Релаи_ПИН_2)); }} елсе иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_3) <28) {иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_3) <28) {Сериал.принтлн („Сензор три је додирнут“); дигиталВрите (Релаи_ПИН_3,! дигиталРеад (Релаи_ПИН_3)); }} елсе иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_4) <28) {иф (тоуцхРеад (ТОУЦХ_СЕНСОР_ПИН_4) <28) {Сериал.принтлн („Сензор четири је додирнут“); дигиталВрите (Релаи_ПИН_4,! дигиталРеад (Релаи_ПИН_4)); }}

На крају, завршавамо наш код са још 200 мс кашњења у блокирању.

Тестирање склопа сензора на додир заснованог на ЕСП32

Како је ово врло једноставан пројекат, тест сет је врло једноставан, као што видите, повезао сам 4 ЛЕД диоде са отпорницима који делују као оптерећења, јер је повезан са релејем, лако можете повезати било које оптерећење до 3Ампра.

Даља побољшања

Иако је ПЦБ једноставна, још увек има простора за побољшања, као што можете видети са доње стране стварне ПЦБ-а, повезао сам много отпорника у покушају да повежем четири индикационе ЛЕД диоде, а величина ПЦБ-а такође може бити смањена постаје услов, Надам се да сте уживали у чланку и научили нешто корисно. Ако имате било каквих питања, можете их оставити у одељку за коментаре испод или користити наше форуме да бисте поставили друга техничка питања.