Verjetno danes nikomur ni treba razlagati, kaj je sledilna ploščica? Vsi so opremljeni s tem priročnim manipulatorjem sodobnih prenosnih računalnikov. Namesto igralne palice ali miške za premikanje kazalca in klikanje uporabljamo sledilno ploščico ali, znanstveno rečeno, sledilno ploščico.
V tej vadnici bomo delali s preprostim kapacitivnim senzorjem, ki vam omogoča sledenje samo enemu dotiku (tukaj je, na sliki na desni). Naša naloga je, da dotik senzorja s prstom povežemo z dejanjem, na primer z oddajanjem zvoka z brenčalom. Dotaknemo se senzorja - brenčalo zapiska. Ne dotikamo se ga - tiho je.
Da bi rešili to težavo, moramo skupaj povezati krmilnik Arduino Uno, brenčalo in pravzaprav sam senzor. Za slednjega bomo uporabili majhen šal, ki temelji na senzorskem čipu TTP223. Za napajanje naprave je primerna napetost v območju od 2 do 5,5 voltov.
Ta senzor je digitalen, kar pomeni, da proizvaja samo eno od dveh možnih vrednosti: resnično ali napačno. V elektroniki to ustreza visokim in nizkim nivojem napetosti.
1. Povezava
Kapacitivni senzor, ki smo ga uporabili v lekciji, ima tri kontakte:
- VCC - napajalnik +5V;
- GND - ozemljitev;
- OUT - signal.
Tako kot vsi drugi digitalni senzorji, line VEN priključimo na katerikoli prosti digitalni vhod Arduino Uno. Tradicionalno uporabljamo vhod št. 2 za delo s senzorjem. Nastali diagram bo videti takole:
Videz postavitve
2. Program
Zdaj pa poskusimo vse to oživiti. Vse kar potrebujemo je, da pri vsakem ciklu programa odčitamo stanje pina št. 2 in glede na prejeto vrednost vklopimo ali izklopimo brenčalo. Evo, kaj dobimo:
Int capPin = 2; int buzzPin = 11; void setup() ( pinMode(capPin, INPUT); pinMode(buzzPin, OUTPUT); ) void loop() (if(digitalRead(capPin)) digitalWrite(buzzPin, HIGH); else digitalWrite(buzzPin, LOW); )
Končno napišemo program na Arduino Uno in vidimo, kaj se zgodi!
Pri nekaterih električnih napravah je potrebna aktivacija na dotik, to pomeni, da se mora začetek ali konec delovanja zgoditi s preprostim dotikom prsta na kontakt na dotik. To je mogoče uporabiti v diagramih elektronske ključavnice, alarmi, klasična oprema, ki omogoča lažji vklop in izklop (samo dotakniti se je morate).
V tem članku predlagam dokaj preprosto elektronsko vezje stikalo na dotik, ki si ga lahko sestavi skoraj vsak. To vezje je sestavljeno iz le nekaj elektronskih komponent, med katerimi so glavni bipolarni tranzistorji, ki delujejo kot ojačevalci signala. Sama senzorska žica (ki se je je treba dotakniti) je priključena na vhod (bazo) prvega tranzistorja. Izhod tranzistorja proizvede stokrat ojačan signal, ki se napaja na naslednji element. Drugi tranzistor se že pred tem še bolj ojača ojačen signal, no, tretja stopnja vezja naredi isto. Kot rezultat, iz izjemno majhnega signala, ki prihaja iz senzorja, prejmemo tok, ki lahko prižge LED (ali vklopi rele, ki bo krmilil eno ali drugo napravo).
Naj vas spomnim na to bipolarni tranzistor je polprevodniški element s tremi priključki (emiter, kolektor in baza). Sposoben je ojačati električni signal za 10-1000-krat. Ko na krmilni zatič dovedemo majhen signal (nekje od 0,6 do 0,7 voltov), lahko dobimo električni tok in/ali veliko višjo napetost.
Osnova je krmilna elektroda glede na oddajnik. To pomeni, da se določena napetost napaja iz vira napajanja v bazo (skozi omejevalni upor, ki ustvarja določeno pristranskost) in kolektor. Ko je napetost med bazo in emiterjem do 0,6 voltov, bo tranzistor še vedno zaprt (ne bo prepuščal toka skozi sebe glede na emiter in kolektor). S povečanjem napetosti med bazo in emiterjem od 0,6 do nekje do 0,7 volta postopoma odpiramo tranzistor iz popolnoma zaprtega stanja v popolnoma odprto stanje. Posledično tranzistor deluje kot spremenljivi upor, ki ga krmilijo majhni tokovi in lahko spremeni svoj upor od neskončno velikega do praktično nič (še vedno obstaja, čeprav zelo majhen).
Upori v vezju preprostega stikala na dotik, ki se nahaja v kolektorskem vezju, delujejo kot omejevalniki toka. Njihove vrednosti so 1 megaohm, 1 kiloohm in 220 ohmov. Lahko namestite majhno moč, majhne velikosti (tokovi v vezju so precej majhni). To električno vezje uporablja bipolarne tranzistorje tipa KT315 (primerno s katerim koli črkovnim indeksom). Ti tranzistorji so staromodni, najdeš jih povsod in stanejo cente (če jih kupiš). Lahko jih zamenjate s KT3102 ali drugimi s podobnimi lastnostmi. Ti tranzistorji imajo n-p-n prevodnost (začetniki naj to upoštevajo). V vezje lahko vstavite tranzistorje in obratno prevodnost (pn-p) serije KT361 ali KT3107, vendar boste morali takrat spremeniti polarnost na napajalniku (priključite minus na plus in obratno).
Rad bi opozoril, da to električni diagram Senzor ni fiksen, kar pomeni, da se bo izhodna naprava sprožila in delovala samo, ko se dotaknete vhodnega senzorja. Takoj, ko se nehate dotikati senzorja, se izklopi tudi izhodna naprava.
Sprva sem v vezju preprostega stikala na dotik na izhod namestil običajno LED, ki je preprosto zasvetila, ko se je dotaknil senzorja. Če namesto LED diode postavite majhen rele, potem imate lahko že na izhodu vezja stikalo, ki ga lahko priključite na različne električne naprave(zvonec, žarnica, motor itd.). Vzporedno bo treba spajkati relejske tuljave elektrolitski kondenzator majhna zmogljivost (nekje od 100 do 1000 mikrofaradov in napetost, ki ni nižja od napetosti vira energije). In priključite tudi diodo (obratna povezava), ki bo odpravila vpliv samoindukcijske napetosti, ki se pojavi na tuljavah releja, na samo vezje. Vsaka dioda bo zadostovala!
P.S. Upoštevajte, da ima LED polarnost! Če ga postavite nepravilno, ne bo zasvetil. Če uporabljate rele, upoštevajte izhodni tok tranzistorja. To pomeni, da ima lahko KT315 na izhodu tok največ 100 miliamperov. Posledično, če namestite veliko stikalo, katerega tuljava porabi velike tokove, lahko tranzistor ne uspe. Na tuljavo morate namestiti rele z ustreznim tokom ali na izhod vezja namestiti močnejši bipolarni tranzistor.
Vezje, predlagano za ponovitev, je ojačevalnik, ki je zelo občutljiv na elektromagnetno polje, ki ga ustvarja zunanje naprave. Ko je vhodni kontakt vezja priključen na anteno, LED signalizira prisotnost sevanja elektromagnetnega polja in motenj električne opreme. LED bo nakazal tudi dejstvo dotika kontakta, saj je vloga antene v tem primeru ki jih izvaja človeško telo. Od tod tudi ime - senzor na dotik. Drugo ime za shemo je aktivna antena.
Shematski diagram senzor na dotik je prikazan na sliki 1.
Vezje spominja na samooscilator tranzistor npn strukture. Eden od sponk navitja L1 je povezan neposredno z vhodnim zatičem X1. Polariteta LED VD1 ni pomembna. Upor R2 omejuje tok skozi LED in s tem določa svetlost njenega sijaja, ko se senzor sproži.
Senzor na dotik je sestavljen na mizi z dimenzijami 40 × 40 mm. Videz strukture je prikazan na sliki 2.
 |
|
| Slika 2. | Videz senzorja za dotik. |
Navitja L1 in L2 sta nameščena na skupnem okvirju z dvema odsekoma navijanja in uglasitvenim feritnim jedrom. O.D okvir - 10 mm, dolžina jedra - 23 mm, premer navoja na dnu jedra - 6 mm. V zasnovi, prikazani na sliki 2, je L1 navit na zgornjem delu, L2 na spodnjem. Vsaka tuljava vsebuje 100 ovojev žice PEL 0,2. Navitja so vključena v skladu z. Z izvijačem se jedro privije v okvir. LED VD1 - katera koli serija AL307. Kot X1 se uporablja ozemljitveni cvetni list. Če se ga dotaknete, zasveti LED.
VD1 je mogoče povezati vzporedno meter, na primer multimeter v načinu merjenja napetosti, ki vam bo omogočil, da ocenite raven poljske jakosti. V tem primeru je zunanja antena lahko nekaj centimetrov dolg kos pritrdilne žice. Nastavitev vezja se zmanjša na izbiro dolžine antene in iskanje položaja jedra, pri katerem je napetost na LED največja.
Vezje ni izbirčno glede izbire elementne baze. Na primer, v prvotni različici vezja je bil uporabljen tranzistor KT815G, upor upora R1 je bil 100 kOhm. Kot L1 in L2 sta bili uporabljeni dve tuljavi na paličastem feritnem jedru dolgovalovne magnetne antene iz radijskega sprejemnika. Tuljave je bilo mogoče premikati vzdolž jedra. Pri premikanju tuljav so bili opaženi pojavi, ki niso bili v nasprotju z zakonom elektromagnetna indukcija, za razliko od sheme, predlagane v . Ko sta bili tuljavi precej oddaljeni ena od druge in brez feritnega jedra, je vezje prenehalo delovati.
Vezje lahko najde praktično uporabo ne le pri oblikovanju merilnikov poljske jakosti, temveč tudi v napravah za avtomatizacijo in signalizacijo. Senzor na dotik je mogoče povezati z mikrokontrolerjem. Če želite to narediti, morate izvesti analogno-digitalno pretvorbo napetosti na LED VD1, po možnosti z uporabo virov samega mikrokrmilnika, če vsebuje vgrajen ADC.
Na koncu je treba opozoriti, da obstaja veliko vezij senzorjev na dotik, ki temeljijo na tranzistorji z učinkom polja in ne vsebuje induktivnih elementov. V mnogih primerih lahko delujejo bolj učinkovito, vendar je zasnova, prikazana v tem članku, primer izvirnika tehnično rešitev in je namenjen radioamaterjem začetnikom.
Literatura
- Brovin V.I. Pojav prenosa energije induktivnosti skozi magnetne momente snovi, ki se nahaja v okoliškem prostoru, in njegova uporaba. - M .: MetaSintez, 2003 - 20 str.
- Krylov K. S., Lee Jaeho, Kim Young Jin, Kim Seunghwan, Lee Sang-Ha. Patent za izum št. 2395876. Aktivna magnetna antena s feritnim jedrom.
Kapacitivni senzor je ena od vrst brezkontaktnih senzorjev, katerih princip delovanja temelji na spremembi dielektrične konstante medija med dvema kondenzatorskima ploščama. Ena obloga služi senzor za dotik vezja v obliki kovinske plošče ali žice, druga pa je električno prevodna snov, kot je kovina, voda ali človeško telo.
Pri razvoju sistema za samodejni vklop dovoda vode v stranišče za bide se je pojavila potreba po uporabi kapacitivni senzor prisotnost in stikalo ob visoka zanesljivost, odpornost na spremembe zunanje temperature, vlažnosti, prahu in napajalne napetosti. Prav tako sem želel odpraviti potrebo, da se oseba dotakne sistemskih kontrol. Predstavljene zahteve so lahko izpolnjene le s senzorskimi vezji na dotik, ki delujejo na principu spreminjanja kapacitivnosti. Pripravljena shema zadovoljivo potrebne zahteve Nisem ga našel, moral sem ga razviti sam.
Rezultat je univerzalni kapacitivni senzor na dotik, ki ne zahteva konfiguracije in se odziva na približevanje električno prevodnih predmetov, vključno z osebo, na razdalji do 5 cm. Obseg uporabe predlaganega senzorja na dotik ni omejen. Uporablja se lahko na primer za vklop razsvetljave, sistemov protivlomni alarm, določanje nivoja vode in v mnogih drugih primerih.
Sheme električnih vezij
Za nadzor dovoda vode v WC bideju sta bila potrebna dva kapacitivna senzorja na dotik. En senzor je bilo treba namestiti neposredno na stranišče, v prisotnosti osebe je moral proizvesti signal logične ničle, v odsotnosti signala logične enote. Drugi kapacitivni senzor naj bi služil kot vodno stikalo in bil v enem od dveh logičnih stanj.
Ko je bila roka približana senzorju, je moral senzor na izhodu spremeniti logično stanje - iz začetnega stanja ena v stanje logične ničle, ob ponovnem dotiku roke pa iz stanja nič v stanje logične ena. In tako naprej do neskončnosti, dokler stikalo na dotik od senzorja prisotnosti prejema signal za omogočanje logične ničle.
Kapacitivno vezje senzorja na dotik
Osnova vezja kapacitivnega senzorja prisotnosti na dotik je glavni pravokotni impulzni generator, izdelan po klasični shemi na dveh logičnih elementih mikrovezja D1.1 in D1.2. Frekvenca generatorja je določena z vrednostmi elementov R1 in C1 in je izbrana okoli 50 kHz. Vrednost frekvence praktično ne vpliva na delovanje kapacitivnega senzorja. Spremenil sem frekvenco iz 20 na 200 kHz in vizualno nisem opazil nobenega vpliva na delovanje naprave.
Iz nožice 4 čipa D1.2 pravokotne oblike preko upora R2 gre na vhode 8, 9 mikrovezja D1.3 in preko spremenljivega upora R3 na vhode 12,13 D1.4. Signal prihaja na vhod mikrovezja D1.3 iz drobiž naklon fronte impulza zaradi nameščen senzor, ki je kos žice ali kovinske plošče. Na vhodu D1.4 se zaradi kondenzatorja C2 fronta spremeni za čas, potreben za ponovno polnjenje. Zahvaljujoč prisotnosti obrezovalnega upora R3 je mogoče nastaviti rob impulza na vhodu D1.4 enak robu impulza na vhodu D1.3.
Če roko ali kovinski predmet približate anteni (senzor na dotik), se bo kapacitivnost na vhodu mikrovezja DD1.3 povečala in sprednji del dohodnega impulza bo časovno zakasnjen glede na sprednji del impulza, ki prihaja na vhodu DD1.4. Da bi "ujeli" to zakasnitev, se obrnjeni impulzi napajajo na čip DD2.1, ki je D flip-flop, ki deluje na naslednji način. Vzdolž pozitivnega roba impulza, ki prihaja na vhod mikrovezja C, se signal, ki je bil v tistem trenutku na vhodu D, prenese na izhod sprožilca. Posledično, če se signal na vhodu D ne spremeni, se vhodni impulzi at vhod za štetje C ne vpliva na nivo izhodnega signala. Ta lastnost sprožilca D je omogočila izdelavo preprostega kapacitivnega senzorja na dotik.
Ko se kapacitivnost antene, zaradi pristopa človeškega telesa k njej, na vhodu DD1.3 poveča, se impulz zakasni in to popravi sprožilec D, spremeni njegovo izhodno stanje. LED HL1 se uporablja za prikaz prisotnosti napajalne napetosti, LED HL2 pa za prikaz bližine senzorja za dotik.
Vezje stikala na dotik
Vezje kapacitivnega senzorja na dotik se lahko uporablja tudi za upravljanje stikala na dotik, vendar z malo spremembo, saj se mora ne samo odzvati na približevanje telesa osebe, ampak tudi ostati v mirnem stanju, ko umaknete roko. Da bi rešili to težavo, smo morali dodati še en D sprožilec, DD2.2, na izhod senzorja za dotik, povezan z delilnikom z dvema vezjema.
Vezje kapacitivnega senzorja je nekoliko spremenjeno. Da bi izključili lažne alarme, ker lahko oseba počasi prinese in odstrani roko, lahko zaradi prisotnosti motenj senzor oddaja več impulzov na štetni vhod D sprožilca, kar krši zahtevani algoritem delovanja stikala. Zato je bila dodana RC veriga elementov R4 in C5, ki je za kratek čas blokirala možnost preklopa D sprožilca.
Sprožilec DD2.2 deluje na enak način kot DD2.1, vendar se signal na vhod D ne dovaja iz drugih elementov, temveč iz inverznega izhoda DD2.2. Kot rezultat, vzdolž pozitivnega roba impulza, ki prihaja na vhod C, se signal na vhodu D spremeni v nasprotno. Na primer, če je bila v začetnem stanju na pin 13 logična ničla, potem se bo z enkratnim dvigom roke na senzor sprožilec preklopil in na pin 13 bo nastavljena logična ničla. Ob naslednji interakciji s senzorjem bo pin 13 spet nastavljen na logično ničlo.
Za blokiranje stikala v odsotnosti osebe na stranišču se logična enota napaja iz senzorja na vhod R (nastavitev ničle na izhodu sprožilca, ne glede na signale na vseh njegovih drugih vhodih). Na izhodu kapacitivnega stikala je nastavljena logična ničla, ki se prek snopa napaja na bazo ključni tranzistor vključevanje elektromagnetni ventil v napajalni in stikalni enoti.
Upor R6 v odsotnosti blokirnega signala kapacitivnega senzorja v primeru njegove okvare ali prekinitve krmilne žice blokira sprožilec na vhodu R in s tem odpravi možnost spontanega dovoda vode v bideju. Kondenzator C6 ščiti vhod R pred motnjami. LED HL3 služi za prikaz dotoka vode v bideju.
Zasnova in podrobnosti kapacitivnih senzorjev na dotik
Ko sem začel razvijati senzorski sistem za dovod vode v bideju, se mi je zdela najtežja naloga razvoj kapacitivnega senzorja zasedenosti. To je bilo posledica številnih omejitev namestitve in delovanja. Nisem želel, da bi bil senzor mehansko povezan s straniščnim pokrovom, saj ga je treba občasno odstraniti za pranje in ne bi motil sanacija samo stranišče. Zato sem kot reakcijski element izbral posodo.
Senzor prisotnosti
Na podlagi zgoraj objavljenega diagrama sem naredil prototip. Deli kapacitivnega senzorja so sestavljeni na tiskanem vezju, plošča je nameščena v plastični škatli in zaprta s pokrovom. Za priključitev antene je v ohišje nameščen enopolni konektor, za napajanje napajalne napetosti in signala pa štiripolni konektor RSh2N. Tiskano vezje je na konektorje povezano s spajkanjem z bakrenimi vodniki v fluoroplastični izolaciji.
Kapacitivni senzor na dotik je sestavljen na dveh mikrovezjih serije KR561, LE5 in TM2. Namesto mikrovezja KR561LE5 lahko uporabite KR561LA7. Primerna so tudi mikrovezja serije 176 in uvoženi analogi. Upori, kondenzatorji in LED bodo ustrezali kateri koli vrsti. Kondenzator C2, za stabilno delovanje kapacitivni senzor pri delovanju v pogojih velikih temperaturnih nihanj okolju je treba vzeti z majhnim TKE.
Senzor je nameščen pod straniščno ploščadjo, na katero je nameščen cisterna na mestu, kamor v primeru puščanja iz rezervoarja voda ne more priti. Telo senzorja je prilepljeno na straniščno školjko z dvostranskim lepilnim trakom.
Senzor antene kapacitivnega senzorja je kos bakra nasedla žica Dolžina 35 cm izolirana s fluoroplastiko, prilepljena s prozornim trakom na zunanjo steno WC školjke centimeter pod ravnino stekel. Senzor je dobro viden na fotografiji.
Če želite prilagoditi občutljivost senzorja na dotik, po namestitvi na stranišče spremenite upor obrezovalnega upora R3, tako da LED HL2 ugasne. Nato položite roko na straniščni pokrov nad mestom senzorja, LED HL2 mora zasvetiti, če roko odstranite, mora ugasniti. Ker človeško stegno po masi več rok, potem bo med delovanjem senzor na dotik po takšni nastavitvi zagotovljeno deloval.
Zasnova in podrobnosti kapacitivnega stikala na dotik
Vezje kapacitivnega stikala na dotik ima več podrobnosti in za njihovo namestitev je bilo potrebno stanovanje večja velikost, in iz estetskih razlogov, videz Ohišje, v katerem je bil senzor prisotnosti, ni bilo preveč primerno za namestitev na vidno mesto. Pozornost je pritegnila stenska vtičnica za priklop telefona rj-11. Bil je prave velikosti in dobro je izgledal. Ko sem iz vtičnice odstranil vse nepotrebno, sem vanjo namestil tiskano vezje za kapacitivno stikalo na dotik.
Za zavarovanje tiskano vezje Na dnu ohišja smo namestili kratko stojalo in nanj z vijakom privili tiskano vezje z deli stikala na dotik.
Kapacitivni senzor smo izdelali tako, da smo z lepilom Moment na dno pokrova vtičnice prilepili medeninasto ploščo, pri čemer smo predhodno izrezali okence za LED diode v njih. Pri zapiranju pokrova pride vzmet (iz vžigalnika na kresilni kamen) v stik z medeninasto pločevino in tako zagotovi električni stik med tokokrogom in senzorjem.
Kapacitivno stikalo na dotik je nameščeno na steno z enim samoreznim vijakom. V ta namen je v ohišju predvidena luknja. Nato se namestita plošča in konektor ter pritrdi pokrov z zapahi.
Nastavitev kapacitivnega stikala se praktično ne razlikuje od nastavitve zgoraj opisanega senzorja prisotnosti. Če ga želite nastaviti, morate uporabiti napajalno napetost in prilagoditi upor tako, da LED HL2 zasveti, ko roko približate senzorju, in ugasne, ko jo odstranite. Nato morate aktivirati senzor za dotik ter premakniti in umakniti roko k senzorju stikala. LED HL2 bi morala utripati, rdeča LED HL3 pa bi morala svetiti. Ko roko umaknete, mora rdeča LED lučka ostati osvetljena. Ko ponovno dvignete roko ali odmaknete telo od senzorja, mora LED HL3 ugasniti, to je izklop dovoda vode v bideju.
Univerzalni PCB
Zgoraj predstavljeni kapacitivni senzorji so sestavljeni na tiskanem vezju, nekoliko drugačnem od tiskanega vezja, prikazanega spodaj na fotografiji. To je posledica kombinacije obeh tiskanih vezij v eno univerzalno. Če sestavite stikalo na dotik, morate izrezati samo tir številka 2. Če sestavite senzor prisotnosti na dotik, potem se tir številka 1 odstrani in vsi elementi niso nameščeni.
Elementi, ki so potrebni za delovanje stikala na dotik, a motijo delovanje senzorja prisotnosti, R4, C5, R6, C6, HL2 in R4, niso vgrajeni. Namesto R4 in C6 so spajkani žični mostički. Veriga R4, C5 lahko ostane. Ne bo vplivalo na delo.
Spodaj je prikazana risba tiskanega vezja za narebričenje s termično metodo nanašanja tirnic na folijo.
Dovolj je, da risbo natisnete na sijajni papir ali pavs papir in šablona je pripravljena za izdelavo tiskanega vezja.
Nemoteno delovanje kapacitivnih senzorjev za sistem upravljanja na dotik za dovod vode v bideju je potrjeno v praksi v treh letih neprekinjenega delovanja. Zabeležene niso bile nobene okvare.
Vendar želim opozoriti, da je vezje občutljivo na močan impulzni hrup. Prejel sem e-poštno sporočilo s prošnjo za pomoč pri nastavitvi. Izkazalo se je, da je bil med odpravljanjem napak vezja v bližini spajkalnik s tiristorskim regulatorjem temperature. Po izklopu spajkalnika je vezje začelo delovati.
Bil je še en tak primer. Kapacitivni senzor je bil nameščen v svetilko, ki je bila priključena na isto vtičnico kot hladilnik. Ko je bil prižgan, se je lučka prižgala in ko je spet ugasnila. Težavo smo rešili s priključitvijo svetilke na drugo vtičnico.
Prejel sem pismo o uspešni uporabi opisanega kapacitivnega senzorskega vezja za regulacijo nivoja vode v plastičnem hranilniku. V spodnjem in zgornjem delu je bil s silikonom nalepljen senzor, ki je krmilil vklop in izklop električne črpalke.
Kako priključiti kapacitivni senzor na dotik na mikrokrmilnik. Ta ideja se mi je zdela precej obetavna; za nekatere naprave bi bile tipke na dotik veliko bolj primerne kot mehanske. V tem članku bom govoril o svojem izvajanju tega uporabna tehnologija temelji na razvojni plošči STM32 Discovery.
Ko sem šele začel obvladovati STM32, sem se odločil, da napravi kot vajo dodam zaznavanje dotika. Ko sem začel razumeti teorijo in prakso v zgoraj omenjenem članku, sem ponovil vezje tovariša "a. Delovalo je odlično, vendar sem ga, ljubitelj minimalizma, želel poenostaviti tako, da sem se znebil nepotrebnih elementov. Po mojem mnenju , zunanji upor in napajalna pot so se izkazali za odveč.Večina mikrokontrolerjev jih že ima, mislim na vlečne upore za vhodne/izhodne priključke V pričakovanju trika sem sestavil vezje, ki je na moje presenečenje prvič delovalo, saj je vse, kar potrebujemo, preprosto priključite kontaktno ploščo na nogo plošče za odpravljanje napak.
Kaj je program? Prvi dve funkciji:
Prvi odda logično "0" na zatič senzorja (ničelni zatič registra C)
Void Sensor_Ground (void) (GPIOC->CRL = 0x1; GPIOC->BRR |= 0x1; )
Drugi konfigurira enak izhod kot vhod, s potegom na napajalnik.
Void Sensor_InPullUp (void) (GPIOC->CRL = 0x8; GPIOC->BSRR |= 0x1; )
Zdaj bomo na začetku anketnega cikla poklicali Sensor_Ground() in počakali nekaj časa, da se ves preostali naboj na senzorju izprazni na tla. Nato bomo ponastavili spremenljivko štetje, ki bo uporabljena za izračun časa polnjenja senzorja, in poklicali Sensor_InPullUp().
Senzor_Ground(); Zakasnitev (0xFF); //enostavno prazno število števcev = 0; Senzor_InPullUp();
Zdaj se senzor začne polniti prek notranjega vlečenega upora z nazivno vrednostjo približno desetine KOhmov (30 do 50 KOhmov za STM32). Časovna konstanta takšnega vezja bo enaka nekaj urnim ciklom, zato sem zamenjal kvarčni resonator na plošči za odpravljanje napak na hitrejšega, 20 MHz (mimogrede, nisem takoj opazil, da je na STM32 Discovery kvarc se menja brez spajkanja). Torej štejemo cikle procesorja, dokler se na vhodu ne pojavi logični:
Medtem ko(!(GPIOC->IDR & 0x1)) ( count++; )
Po izhodu iz te zanke bo spremenljivka štetja shranila število, sorazmerno z zmogljivostjo senzorske plošče. V mojem primeru z 20 MHz čipom je vrednost štetja 1, ko ni pritiska, 7-10 z najlažjim dotikom, 15-20 z normalnim dotikom. Vse, kar ostane, je, da ga primerjate z vrednostjo praga in ne pozabite znova poklicati Sensor_Ground(), tako da bo do naslednjega cikla anketiranja senzor že izpraznjen.
Nastala občutljivost je dovolj za zanesljivo zaznavanje dotikov na golih kovinskih ploščicah. Ko senzor prekrijete s listom papirja ali plastike, se občutljivost zmanjša tri do štirikrat; Če želite povečati občutljivost v primerih, ko je treba senzor prekriti z zaščitnim materialom, lahko povečate taktno frekvenco mikrokrmilnika. S čipom serije STM32F103, ki lahko deluje na frekvencah do 72 MHz, milimetrske pregrade med prstom in senzorjem ne bodo ovira.
V primerjavi z izvedbo "a, moj pristop deluje veliko hitreje (približno ducat taktov na anketo enega senzorja), zato programa nisem kompliciral z nastavitvijo prekinitev časovnika.
Za konec še video, ki prikazuje delovanje senzorja.
Testni program Main.c.
Na mikrokontroler
Hvala uporabniku za zelo uporaben članek ARM mikrokontrolerji STM32F. Hiter začetek s STM32-Discovery, uporabniku za idejo in razumljiv teoretični opis.
UPD. Po komentarjih "a sem se odločil preveriti takt in ugotovil, da je STM32 Discovery privzeto nastavljen na frekvenco ure
(HSE / 2) * 6 = 24 MHz, kjer je HSE zunanja kristalna frekvenca. Skladno s tem sem s spremembo kvarca iz 8 na 20 MHz prisilil ubogi STM, da dela na 60 MHz v primeru takšnih okvar v mikrokontrolerju pride do prekinitve HardFault, z njeno uporabo sem preveril več visoke frekvence. Torej, čip začne odpovedovati šele pri 70 MHz. Toda čeprav krmilnik ta program obdeluje pri 60 MHz, se lahko pri uporabi zunanjih naprav ali delu s pomnilnikom Flash obnaša nepredvidljivo. Zaključek: obravnavajte to temo kot eksperiment, ponovite le na lastno nevarnost in tveganje.