Probablemente, hoy en día nadie necesita explicar qué es un panel táctil. Todo el mundo está equipado con este práctico manipulador. portátiles modernos. En lugar de un joystick o un mouse, usamos un panel táctil o, científicamente hablando, un panel táctil, para mover el cursor y hacer clic.
En este tutorial trabajaremos con un sensor capacitivo simple que le permite rastrear solo un toque (aquí está, en la imagen de la derecha). Nuestra tarea es asociar tocar el sensor con un dedo con alguna acción, por ejemplo, la emisión de un sonido mediante un timbre. Tocamos el sensor: suena el timbre. No lo tocamos, está en silencio.
Para resolver este problema, necesitamos conectar el controlador Arduino Uno, un zumbador y, de hecho, el propio sensor. Para esto último utilizaremos una pequeña bufanda basada en el chip sensor TTP223. Para alimentar el dispositivo, es adecuado un voltaje en el rango de 2 a 5,5 voltios.
Este sensor es digital, lo que significa que produce sólo uno de dos valores posibles: verdadero o falso. En electrónica, esto corresponde a niveles de voltaje alto y bajo, respectivamente.
1. Conexión
El sensor capacitivo que utilizamos en la lección tiene tres contactos:
- VCC - fuente de alimentación de +5V;
- GND - tierra;
- SALIDA - señal.
Como todos los demás sensores digitales, la línea AFUERA Nos conectamos a cualquier entrada digital libre del Arduino Uno. Tradicionalmente utilizamos la entrada número 2 para trabajar con el sensor. El diagrama resultante se verá así:
Aspecto del diseño
2. Programa
Ahora intentemos darle vida a todo. Lo único que necesitamos es leer el estado del pin No. 2 en cada ciclo del programa y dependiendo del valor recibido encender o apagar el timbre. Esto es lo que obtenemos:
Int pinpin = 2; int buzzPin = 11; configuración vacía() ( pinMode(capPin, ENTRADA); pinMode(buzzPin, SALIDA); ) void loop() ( if(digitalRead(capPin)) digitalWrite(buzzPin, ALTA); else digitalWrite(buzzPin, LOW); )
Finalmente, escribimos el programa en Arduino Uno y vemos qué pasa.
Para algunos dispositivos eléctricos, existe la necesidad de activación táctil, es decir, el inicio o final de la operación debe ocurrir con un simple toque de un dedo en el contacto táctil. Esto se puede utilizar en diagramas. cerraduras electronicas, alarmas, equipos convencionales, lo que facilita su encendido y apagado (solo hay que tocarlo).
En este artículo propongo una solución bastante sencilla. circuito electronico Interruptor táctil, que puede ser montado por casi cualquier persona. Este circuito consta de unos pocos componentes electrónicos, los principales de los cuales son transistores bipolares, que actúan como amplificadores de señal. El cable del sensor en sí (que debe tocarse) está conectado a la entrada (base) del primer transistor. La salida del transistor produce una señal amplificada cientos de veces, que se envía al siguiente elemento. El segundo transistor amplifica aún más ya antes de esto. señal amplificada Pues bien, la tercera etapa del circuito hace lo mismo. Como resultado, a partir de una señal extremadamente pequeña proveniente del sensor, recibimos una corriente que puede encender un LED (o encender un relé que controlará tal o cual dispositivo).
Déjame recordarte que transistores bipolares Es un elemento semiconductor con tres terminales (emisor, colector y base). Es capaz de amplificar la señal eléctrica entre 10 y 1000 veces. Cuando se aplica una pequeña señal (entre 0,6 y 0,7 voltios) al pin de control, podemos obtener corriente eléctrica y/o un voltaje mucho más alto.
La base es el electrodo de control con respecto al emisor. Es decir, se suministra un cierto voltaje desde la fuente de energía a la base (a través de una resistencia limitadora que crea una cierta polarización) y al colector. Cuando el voltaje entre la base y el emisor es de hasta 0,6 voltios, el transistor seguirá cerrado (no pasará corriente a través de sí mismo en relación con el emisor y el colector). Al aumentar el voltaje entre la base y el emisor de 0,6 a 0,7 voltios, abrimos gradualmente el transistor desde un estado completamente cerrado a un estado completamente abierto. En consecuencia, el transistor actúa como una resistencia variable, que está controlada por pequeñas corrientes y puede cambiar su resistencia de infinitamente grande a prácticamente cero (todavía existe, aunque sea muy pequeña).
Las resistencias en el circuito de un interruptor táctil simple, ubicadas en el circuito del colector, actúan como limitadores de corriente. Sus clasificaciones son 1 megaohmio, 1 kiloohmio y 220 ohmio. Puede instalar poca potencia, de pequeño tamaño (las corrientes en el circuito son bastante pequeñas). Este circuito eléctrico utiliza transistores bipolares del tipo KT315 (apto para cualquier índice de letras). Estos transistores son anticuados, puedes encontrarlos en cualquier lugar y cuestan unos centavos (si los compras). Puedes sustituirlos por KT3102 o cualquier otro de similares características. Estos transistores tienen conductividad n-p-n (los principiantes deben tener esto en cuenta). Puede colocar transistores y conductividad inversa (pn-p) de la serie KT361 o KT3107 en el circuito, pero luego deberá cambiar la polaridad en la fuente de alimentación (conectar menos a más y viceversa).
Me gustaría señalar que esto diagrama electrico El sensor no es fijo, es decir, el dispositivo de salida solo se activará y funcionará cuando toque el sensor de entrada. Tan pronto como dejes de tocar el sensor, el dispositivo de salida también se apagará.
Inicialmente, en el circuito de un interruptor táctil simple, instalé un LED normal en la salida, que simplemente se encendía cuando se tocaba el sensor. Si coloca un pequeño relé en lugar de un LED, entonces ya puede tener un interruptor en la salida del circuito, que se puede conectar a varios dispositivos electricos(timbre, bombilla, motor, etc.). En paralelo, será necesario soldar las bobinas del relé. condensador electrolítico pequeña capacidad (entre 100 y 1000 microfaradios y un voltaje no inferior al de la fuente de alimentación). Y también conecte un diodo (conexión inversa), que eliminará la influencia del voltaje de autoinducción que se produce en las bobinas del relé del propio circuito. ¡Cualquier diodo servirá!
PD ¡Tenga en cuenta que el LED tiene polaridad! Si lo colocas incorrectamente no se encenderá. Si usa un relé, considere la corriente de salida del transistor. Es decir, KT315 puede tener una corriente de salida de no más de 100 miliamperios. En consecuencia, si instala un interruptor grande cuya bobina consume grandes corrientes, el transistor puede fallar. Debe instalar un relé con la corriente adecuada en la bobina o instalar un transistor bipolar más potente en la salida del circuito.
El circuito propuesto para la repetición es un amplificador altamente sensible al campo electromagnético creado por dispositivos externos. Cuando el contacto de entrada del circuito está conectado a la antena, el LED señala la presencia de radiación de campo electromagnético e interferencias de equipos eléctricos. El LED también indicará el hecho de tocar el contacto, ya que el papel de la antena está en en este caso realizado por el cuerpo humano. De ahí el nombre: sensor táctil. Otro nombre para el esquema es antena activa.
Diagrama esquemático El sensor táctil se muestra en la Figura 1.
El circuito se parece a un autooscilador en transistor npn estructuras. Uno de los terminales del devanado L1 está conectado directamente al pin de entrada X1. La polaridad del LED VD1 no importa. La resistencia R2 limita la corriente a través del LED y, por lo tanto, determina el brillo de su brillo cuando se activa el sensor.
El sensor táctil se monta sobre una placa de pruebas de 40 × 40 mm. La apariencia de la estructura se muestra en la Figura 2.
 |
|
| Figura 2. | Aspecto del sensor táctil. |
Los devanados L1 y L2 están ubicados en un marco común con dos secciones de devanado y un núcleo de ferrita de sintonización. SOBREDOSIS marco - 10 mm, longitud del núcleo - 23 mm, diámetro de la rosca en la base del núcleo - 6 mm. En el diseño que se muestra en la Figura 2, L1 está enrollado en la sección superior y L2 en la parte inferior. Cada bobina contiene 100 vueltas de cable PEL 0,2. Los devanados se incluyen según. Con la ayuda de un destornillador, el núcleo se atornilla al marco. LED VD1: cualquiera de la serie AL307. Como X1 se utiliza un pétalo de conexión a tierra. Al tocarlo, el LED se enciende.
VD1 se puede conectar en paralelo metro, por ejemplo, un multímetro en modo de medición de voltaje, que le permitirá evaluar el nivel de intensidad del campo. En este caso, la antena externa puede ser un trozo de cable de montaje de varios centímetros de largo. Configurar el circuito se reducirá a elegir la longitud de la antena y encontrar la posición del núcleo en la que el voltaje en el LED es máximo.
El circuito no es exigente con la elección del elemento base. Por ejemplo, en la versión original del circuito se utilizó un transistor KT815G, la resistencia de la resistencia R1 era de 100 kOhm. Como L1 y L2 se utilizaron dos bobinas sobre un núcleo de ferrita de una antena magnética de onda larga de un receptor de radio. Las bobinas podrían moverse a lo largo del núcleo. Al mover las bobinas se observaron fenómenos que no contradecían la ley. inducción electromagnética, a diferencia del esquema propuesto en . Cuando las bobinas estaban muy separadas entre sí y sin núcleo de ferrita, el circuito dejó de funcionar.
El circuito puede encontrar aplicación práctica no sólo en el diseño de medidores de intensidad de campo, sino también en dispositivos de automatización y señalización. El sensor táctil se puede conectar al microcontrolador. Para hacer esto, debe realizar una conversión de voltaje de analógico a digital en el LED VD1, posiblemente utilizando los recursos del propio microcontrolador, si contiene un ADC incorporado.
En conclusión, cabe señalar que existen muchos circuitos de sensores táctiles basados en transistores de efecto de campo y que no contenga elementos inductivos. Es posible que funcionen de manera más eficiente en muchos casos, pero el diseño que se muestra en este artículo es un ejemplo del original. solución técnica y está dirigido a radioaficionados principiantes.
Literatura
- Brovin V.I. El fenómeno de la transferencia de energía de inductancias a través de los momentos magnéticos de una sustancia ubicada en el espacio circundante y su aplicación. - M.: MetaSintez, 2003 - 20 p.
- Krylov K. S., Lee Jaeho, Kim Young Jin, Kim Seunghwan, Lee Sang-Ha. Patente de invención N° 2395876. Antena magnética activa con núcleo de ferrita.
Un sensor capacitivo es uno de los tipos de sensores sin contacto cuyo principio de funcionamiento se basa en un cambio en la constante dieléctrica del medio entre dos placas de condensador. Una cubierta sirve sensor táctil circuitos en forma de placa o alambre de metal, y el segundo es una sustancia conductora de electricidad, como el metal, el agua o el cuerpo humano.
Al desarrollar un sistema para abrir automáticamente el suministro de agua al inodoro para un bidé, surgió la necesidad de utilizar sensor capacitivo presencia y cambio teniendo alta confiabilidad, resistencia a cambios de temperatura exterior, humedad, polvo y tensión de alimentación. También quería eliminar la necesidad de que una persona tocara los controles del sistema. Los requisitos presentados sólo podrían cumplirse mediante circuitos de sensores táctiles que funcionen según el principio de capacitancia cambiante. Esquema listo satisfactorio requisitos necesarios No pude encontrarlo, tuve que desarrollarlo yo mismo.
El resultado es un sensor táctil capacitivo universal que no requiere configuración y responde al acercamiento de objetos conductores de electricidad, incluida una persona, a una distancia de hasta 5 cm. El ámbito de aplicación del sensor táctil propuesto no está limitado. Se puede utilizar, por ejemplo, para encender iluminación, sistemas alarma antirrobo, determinando el nivel del agua y en muchos otros casos.
diagramas de circuitos electricos
Para controlar el suministro de agua en el bidé del inodoro se necesitaban dos sensores táctiles capacitivos. Un sensor debía instalarse directamente en el inodoro; debía producir una señal lógica cero en presencia de una persona y en ausencia de una señal lógica uno. El segundo sensor capacitivo debía servir como interruptor de agua y estar en uno de dos estados lógicos.
Cuando la mano fue llevada al sensor, el sensor tuvo que cambiar el estado lógico en la salida, del estado inicial al estado lógico cero, cuando la mano fue tocada nuevamente, del estado cero al estado lógico uno. Y así hasta el infinito, siempre que el interruptor táctil reciba una señal lógica de habilitación de cero del sensor de presencia.
Circuito de sensor táctil capacitivo
La base del circuito del sensor de presencia táctil capacitivo es un generador de impulsos rectangular maestro, fabricado según el esquema clásico sobre dos elementos lógicos del microcircuito D1.1 y D1.2. La frecuencia del generador está determinada por las clasificaciones de los elementos R1 y C1 y se selecciona alrededor de 50 kHz. El valor de frecuencia prácticamente no influye en el funcionamiento del sensor capacitivo. Cambié la frecuencia de 20 a 200 kHz y visualmente no noté ningún efecto en el funcionamiento del dispositivo.
Desde el pin 4 del chip D1.2 forma rectangular a través de la resistencia R2 pasa a las entradas 8, 9 del microcircuito D1.3 y a través de la resistencia variable R3 a las entradas 12,13 de D1.4. La señal llega a la entrada del microcircuito D1.3 desde cambio pendiente del frente de pulso debido a sensor instalado, que es un trozo de alambre o placa de metal. En la entrada D1.4, debido al capacitor C2, el frente cambia por el tiempo necesario para recargarlo. Gracias a la presencia de la resistencia de recorte R3, es posible establecer el flanco de pulso en la entrada D1.4 igual al flanco de pulso en la entrada D1.3.
Si acerca la mano o un objeto metálico a la antena (sensor táctil), la capacitancia en la entrada del microcircuito DD1.3 aumentará y el frente del pulso entrante se retrasará en el tiempo con respecto al frente del pulso que llega. en la entrada DD1.4. Para "captar" este retraso, los pulsos invertidos se envían al chip DD2.1, que es un flip-flop D que funciona de la siguiente manera. A lo largo del flanco positivo del pulso que llega a la entrada del microcircuito C, la señal que estaba en ese momento en la entrada D se transmite a la salida del disparador. En consecuencia, si la señal en la entrada D no cambia, los pulsos entrantes en. la entrada de conteo C no afecta el nivel de la señal de salida. Esta propiedad del disparador D hizo posible crear un sensor táctil capacitivo simple.
Cuando la capacitancia de la antena, debido al acercamiento del cuerpo humano a ella, en la entrada de DD1.3 aumenta, el pulso se retrasa y esto fija el disparador D, cambiando su estado de salida. El LED HL1 se utiliza para indicar la presencia de tensión de alimentación y el LED HL2 se utiliza para indicar la proximidad al sensor táctil.
Circuito de interruptor táctil
El circuito del sensor táctil capacitivo también se puede utilizar para operar un interruptor táctil, pero con una pequeña modificación, ya que no sólo necesita responder al acercamiento del cuerpo de una persona, sino también permanecer en un estado estable después de retirar la mano. Para resolver este problema, tuvimos que agregar otro disparador D, DD2.2, a la salida del sensor táctil, conectado mediante un divisor por dos circuitos.
El circuito del sensor capacitivo se ha modificado ligeramente. Para excluir falsas alarmas, dado que una persona puede acercar y retirar la mano lentamente, debido a la presencia de interferencia, el sensor puede emitir varios pulsos a la entrada de conteo D del disparador, violando el algoritmo de funcionamiento requerido del interruptor. Por lo tanto, se agregó una cadena RC de elementos R4 y C5, que por un corto tiempo bloqueó la capacidad de cambiar el gatillo D.
El disparador DD2.2 funciona de la misma manera que DD2.1, pero la señal a la entrada D no proviene de otros elementos, sino de la salida inversa de DD2.2. Como resultado, a lo largo del flanco positivo del pulso que llega a la entrada C, la señal en la entrada D cambia a lo contrario. Por ejemplo, si en el estado inicial había un cero lógico en el pin 13, al levantar la mano una vez hacia el sensor, el gatillo cambiará y se establecerá uno lógico en el pin 13. La próxima vez que interactúe con el sensor, el pin 13 volverá a establecerse en cero lógico.
Para bloquear el interruptor en ausencia de una persona en el baño, se suministra una unidad lógica desde el sensor a la entrada R (poniendo a cero en la salida del gatillo, independientemente de las señales en todas sus otras entradas). Se establece un cero lógico en la salida del interruptor capacitivo, que se suministra a través del arnés a la base. transistor clave inclusión válvula solenoide en la Unidad de Alimentación y Conmutación.
La resistencia R6, en ausencia de una señal de bloqueo del sensor capacitivo en caso de falla o rotura del cable de control, bloquea el gatillo en la entrada R, eliminando así la posibilidad de suministro espontáneo de agua al bidé. El condensador C6 protege la entrada R de interferencias. El LED HL3 sirve para indicar el suministro de agua en el bidé.
Diseño y detalles de sensores táctiles capacitivos.
Cuando comencé a desarrollar un sistema de sensores para el suministro de agua en un bidé, me pareció que la tarea más difícil era desarrollar un sensor de ocupación capacitivo. Esto se debió a una serie de restricciones de instalación y operación. No quería que el sensor estuviera conectado mecánicamente a la tapa del inodoro, ya que debe retirarse periódicamente para lavarlo y no interferiría con desinfección el propio baño. Por eso elegí un contenedor como elemento reactivo.
sensor de presencia
Basado en el diagrama publicado arriba, hice un prototipo. Las partes del sensor capacitivo se ensamblan en una placa de circuito impreso; la placa se coloca en una caja de plástico y se cierra con una tapa. Para conectar la antena, se instala un conector de una sola clavija en la carcasa; se instala un conector RSh2N de cuatro clavijas para suministrar el voltaje y la señal. La placa de circuito impreso se conecta a los conectores soldando con conductores de cobre en aislamiento fluoroplástico.
El sensor táctil capacitivo está ensamblado en dos microcircuitos de la serie KR561, LE5 y TM2. En lugar del microcircuito KR561LE5, puede utilizar el KR561LA7. También son adecuados los microcircuitos de la serie 176 y sus análogos importados. Resistencias, condensadores y LED se adaptarán a cualquier tipo. Condensador C2, para operación estable Sensor capacitivo cuando se opera en condiciones de grandes fluctuaciones de temperatura. ambiente debe tomarse con un TKE pequeño.
El sensor se instala debajo de la plataforma del inodoro en la que está instalado. cisterna en un lugar donde, en caso de fuga del depósito, no pueda entrar agua. El cuerpo del sensor se pega al inodoro con cinta adhesiva de doble cara.
El sensor de antena del sensor capacitivo es un trozo de cobre. alambre trenzado De 35 cm de largo aislado con fluoroplástico, pegado con cinta transparente a la pared exterior de la taza del inodoro un centímetro por debajo del plano de los vasos. El sensor se ve claramente en la foto.
Para ajustar la sensibilidad del sensor táctil, después de instalarlo en el inodoro, cambie la resistencia de la resistencia de recorte R3 para que se apague el LED HL2. Luego, coloque su mano en la tapa del inodoro sobre la ubicación del sensor, el LED HL2 debería encenderse, si retira la mano, debería apagarse. Desde el muslo humano en masa. mas manos, durante el funcionamiento se garantizará que el sensor táctil, después de dicho ajuste, funcione.
Diseño y detalles del interruptor táctil capacitivo.
El circuito del interruptor táctil capacitivo tiene más detalles y se necesitaba una vivienda para alojarlos tamaño más grande, y por razones estéticas, apariencia La carcasa en la que se encontraba el sensor de presencia no era muy adecuada para su instalación en un lugar visible. Llamó la atención el enchufe de pared rj-11 para conectar un teléfono. Tenía el tamaño correcto y se veía bien. Después de quitar todo lo innecesario del enchufe, coloqué en él una placa de circuito impreso para un interruptor táctil capacitivo.
para asegurar placa de circuito impreso Se instaló un soporte corto en la base de la caja y se le atornilló una placa de circuito impreso con partes de interruptor táctil con un tornillo.
El sensor capacitivo se fabricó pegando una lámina de latón en la parte inferior de la tapa del enchufe con pegamento Moment, habiendo cortado previamente una ventana para los LED en ella. Al cerrar la tapa, el resorte (extraído de un encendedor de piedra) entra en contacto con la lámina de latón y garantiza así el contacto eléctrico entre el circuito y el sensor.
El interruptor táctil capacitivo se monta en la pared mediante un tornillo autorroscante. Para ello está previsto un agujero en la carcasa. A continuación, se instalan la placa y el conector y se fija la cubierta con pestillos.
Configurar un interruptor capacitivo prácticamente no es diferente de configurar el sensor de presencia descrito anteriormente. Para configurarlo, debe aplicar el voltaje de suministro y ajustar la resistencia para que el LED HL2 se encienda cuando se acerca la mano al sensor y se apaga cuando se retira. A continuación, debe activar el sensor táctil y mover y retirar la mano hacia el sensor del interruptor. El LED HL2 debería parpadear y el LED rojo HL3 debería encenderse. Cuando se retira la mano, el LED rojo debe permanecer iluminado. Cuando vuelvas a levantar la mano o alejes el cuerpo del sensor, el LED HL3 debería apagarse, es decir, cerrar el suministro de agua en el bidé.
PCB universal
Los sensores capacitivos presentados arriba están ensamblados en placas de circuito impreso, ligeramente diferentes de la placa de circuito impreso que se muestra a continuación en la fotografía. Esto se debe a la combinación de ambas placas de circuito impreso en una universal. Si montas un interruptor táctil, sólo necesitas cortar la vía número 2. Si montas un sensor de presencia táctil, entonces se retira la vía número 1 y no se instalan todos los elementos.
Los elementos necesarios para el funcionamiento del interruptor táctil, pero que interfieren en el funcionamiento del sensor de presencia, R4, C5, R6, C6, HL2 y R4, no están instalados. En lugar de R4 y C6, se sueldan puentes de cables. La cadena R4, C5 se puede dejar. No afectará el trabajo.
A continuación se muestra un dibujo de una placa de circuito impreso para moletear utilizando el método térmico de aplicar pistas a la lámina.
Basta con imprimir el dibujo en papel satinado o papel de calco y la plantilla estará lista para hacer una placa de circuito impreso.
El funcionamiento sin problemas de los sensores capacitivos del sistema de control táctil para el suministro de agua en un bidé se ha confirmado en la práctica durante tres años de funcionamiento continuo. No se registraron averías.
Sin embargo, quiero señalar que el circuito es sensible al ruido impulsivo potente. Recibí un correo electrónico pidiendo ayuda para configurarlo. Resultó que durante la depuración del circuito había un soldador con un controlador de temperatura de tiristores cerca. Después de apagar el soldador, el circuito comenzó a funcionar.
Hubo otro caso similar. El sensor capacitivo se instaló en una lámpara que estaba conectada al mismo tomacorriente que el refrigerador. Al encenderlo se encendía la luz y al apagarlo se volvía a apagar. El problema se resolvió conectando la lámpara a otro tomacorriente.
Recibí una carta sobre el uso exitoso del circuito de sensor capacitivo descrito para regular el nivel de agua en un tanque de almacenamiento de plástico. En la parte inferior y superior había un sensor pegado con silicona, que controlaba el encendido y apagado de la bomba eléctrica.
Cómo conectar un sensor táctil capacitivo a un microcontrolador. Esta idea me pareció bastante prometedora; para algunos dispositivos, las teclas táctiles serían mucho más adecuadas que las mecánicas. En este artículo hablaré sobre mi implementación de este tecnología útil Basado en la placa de desarrollo STM32 Discovery.
Entonces, recién comenzando a dominar el STM32, decidí agregar detección táctil al dispositivo como ejercicio. Habiendo comenzado a comprender la teoría y la práctica del artículo mencionado anteriormente, repetí el circuito del camarada "a. Funcionó perfectamente, pero yo, amante del minimalismo, quería simplificarlo, deshaciéndome de elementos innecesarios. En mi opinión , una resistencia externa y una ruta de alimentación resultaron superfluas. Todo esto. La mayoría de los microcontroladores ya los tienen, incluidos AVR y STM32, me refiero a resistencias pull-up para los puertos de entrada/salida. ? Anticipándome a un truco, monté un circuito en una placa que, para mi sorpresa, funcionó la primera vez. De hecho, es incluso divertido llamarlo circuito, porque todo lo que necesitamos es simplemente. Conecte la placa de contacto a la pata de la placa de depuración. El microcontrolador hará todo el trabajo.
¿Cuál es el programa? Las dos primeras funciones:
El primero envía un "0" lógico al pin del sensor (pin cero del registro C)
Sensor de vacío_Tierra (vacío) ( GPIOC->CRL = 0x1; GPIOC->BRR |= 0x1; )
El segundo configura la misma salida que entrada, con pull-up a la fuente de alimentación.
Sensor de vacío_InPullUp (vacío) ( GPIOC->CRL = 0x8; GPIOC->BSRR |= 0x1; )
Ahora, al comienzo del ciclo de sondeo, llamaremos a Sensor_Ground() y esperaremos un momento para descargar toda la carga residual del sensor al suelo. Luego restableceremos la variable de conteo, que se usará para calcular el tiempo de carga del sensor, y llamaremos a Sensor_InPullUp().
Sensor_Tierra(); Retraso(0xFF); //recuento de contador vacío simple = 0; Sensor_InPullUp();
Ahora el sensor comienza a cargarse a través de una resistencia pull-up interna con un valor nominal de aproximadamente decenas de KOhms (30..50KOhms para STM32). La constante de tiempo de dicho circuito será igual a varios ciclos de reloj, por lo que cambié el resonador de cuarzo en la placa de depuración por uno más rápido, 20 MHz (por cierto, no me di cuenta de inmediato de que en el STM32 Discovery el cuarzo se cambia sin soldar). Entonces contamos los ciclos del procesador hasta que aparece uno lógico en la entrada:
Mientras(!(GPIOC->IDR & 0x1)) (cuenta++;)
Después de salir de este bucle, la variable de conteo almacenará un número proporcional a la capacidad de la placa del sensor. En mi caso con un chip de 20 MHz, el valor de conteo es 1 cuando no hay presión, 7-10 con el toque más ligero, 15-20 con un toque normal. Todo lo que queda es compararlo con el valor umbral y no olvidar llamar nuevamente a Sensor_Ground(), para que en el siguiente ciclo de sondeo el sensor ya esté descargado.
La sensibilidad resultante es suficiente para detectar con confianza toques en pads metálicos desnudos. Al cubrir el sensor con una hoja de papel o plástico, la sensibilidad disminuye de tres a cuatro veces, sólo se detectan claramente pulsaciones seguras. Para aumentar la sensibilidad en los casos en que es necesario cubrir el sensor con material protector, puede aumentar la frecuencia del reloj del microcontrolador. Con el chip de la serie STM32F103, capaz de operar a frecuencias de hasta 72 MHz, las barreras milimétricas entre el dedo y el sensor no serán un obstáculo.
En comparación con la implementación "a, mi enfoque funciona mucho más rápido (alrededor de una docena de ciclos de reloj por sondeo de un sensor), por lo que no complicé el programa configurando interrupciones del temporizador.
Por último, un vídeo que demuestra cómo funciona el sensor.
Programa de prueba Main.c.
Al microcontrolador
Gracias al usuario por el artículo de gran utilidad Microcontroladores ARM STM32F. Inicio rápido con STM32-Discovery, al usuario por la idea y la descripción teórica inteligible.
UPD. Después de los comentarios "a, decidí investigar el reloj y descubrí que, de forma predeterminada, el STM32 Discovery está configurado en la frecuencia del reloj.
(HSE / 2) * 6 = 24 MHz, donde HSE es la frecuencia del cristal externo. En consecuencia, al cambiar el cuarzo de 8 a 20 MHz, obligué al pobre STM a funcionar a 60 MHz. Entonces, en primer lugar, algunas de las conclusiones obviamente no son del todo correctas y, en segundo lugar, lo que estaba haciendo podría provocar fallas en el chip. En caso de tales fallas en el microcontrolador hay una interrupción HardFault, usándola, verifiqué más altas frecuencias. Entonces, el chip comienza a fallar solo a 70 MHz. Pero aunque el controlador procesa este programa en particular a 60 MHz, cuando se utilizan periféricos o se trabaja con memoria Flash puede comportarse de manera impredecible. Conclusión: trate este tema como un experimento, repítalo solo bajo su propia responsabilidad y riesgo.