Salutacions a tots els lectors de la secció "DIY or Do It Yourself" a Habr! L'article d'avui tractarà sobre l'interruptor tàctil del xip TTP223 |
Com tots els projectes anteriors, aquest també és un projecte Arduino, el programa està escrit a l'IDE d'Arduino. La implementació del programari del dispositiu es basa en el protocol Mysensors |
(Per a aquells que vulguin estudiar -
La placa d'interruptor tàctil es va desenvolupar al programa Deeptrace, tenint en compte la fabricació posterior mitjançant el mètode Laser Ironing Technology (LUT). El tauler es va desenvolupar en unes dimensions de 60x60mm (un panell de vidre estàndard té unes dimensions de 80x80mm). El circuit es va imprimir a les pàgines de la revista Antenna i es va transferir amb una planxa Bosch amb la configuració "Len" (potència màxima) a una placa de fibra de vidre de doble cara de 1.5 mm, 35 µm (en absència d'una altra).
El gravat es va dur a terme amb una solució de clorur fèrric, prèviament preparada en proporcions d'1.5 culleradetes per 250 ml d'aigua tèbia. El procés va durar 15 minuts.
Els forats per a les vies entre capes i per a la fixació del suport de la bateria es van realitzar amb un minitrepant DREMEL 3000 muntat en un suport de trepant DREMEL 220. Els forats per a les vies entre capes es van perforar amb un trepant de 0,4 mm, els forats per al suport de la bateria amb un trepant d'1,1 mm. . El retall de les vores del tauler es va fer amb el mateix minitrepant amb un accessori DREMEL 540 (cercle de tall d=32.0 mm). La poda es va fer en un respirador.
L'estany del tauler gravat es va fer amb aliatge Rose en una solució aquosa (1 culleradeta d'àcid cítric cristal·litzat per 300 ml d'aigua).
El procés de soldadura va durar aproximadament una hora, la major part del temps es va passar a soldar filferro (estanyat, de 0.4 mm de diàmetre) als forats per a les vies entre capes.
El tauler es va rentar amb un netejador d'aerosol FLUX OFF.
El disseny del cos del dispositiu es va dur a terme en un editor de disseny tridimensional assistit per ordinador. Dimensions de la caixa 78,5 mm X 78,5 mm X 12 mm.
El model completat de la caixa i la coberta del compartiment de la bateria es va guardar en format STL, llavors va ser necessari preparar aquests models per imprimir en una impressora SLA (afegir suports, orientació). En aquesta etapa, va sorgir un petit problema, ja que l'àrea d'impressió de les impressores SLA domèstiques és petita. El model de la caixa del dispositiu en la posició més òptima en relació al temps d'impressió no encaixava amb les dimensions de l'àrea d'impressió. En col·locar el model a 45 graus, també va donar un resultat decebedor; el pes del suport era igual al pes del model del cos. Es va decidir imprimir el model en vertical, fent un suport en una de les cares frontals, havent acordat prèviament el fet del postprocessament. La impressió del cos va trigar 5 hores amb una configuració de capa de 50 micres. A continuació, el processament es va dur a terme amb paper de vidre de gra molt fi (no escriuré el número perquè no ho sé :)). La tapa de la bateria va trigar 40 minuts a imprimir-se.
Els panells de vidre d'Aliexpress es venen amb un marc de plàstic ja enganxat; no hi va haver problemes per treure el marc. Vaig treure el panell de vidre després de preescalfar-lo amb un assecador normal.
El difusor per a la retroil·luminació LED estava fet de cinta de doble cara amb adhesiu acrílic 3M 9088-200. Per a la il·luminació fluorescent hi havia diversos materials per triar, cinta adhesiva xinesa i paper adhesiu tallat en cintes de l'empresa domèstica Luminofor. L'elecció es va fer a favor d'un fabricant nacional; segons els meus sentiments, brillava més i més temps. Es va enganxar un quadrat de paper amb pigment fluorescent a la part superior amb cinta de doble cara 3M 9088-200.
El vidre es va enganxar al cos de l'interruptor mitjançant cinta de doble cara amb adhesiu acrílic 3M VHB 4910.
La coberta es va fixar amb un cargol M 1,4 X 5 mm.
El cost del dispositiu era de 890 rubles.
A continuació va venir la part del programa. Hi va haver alguns problemes. Resulta que els xips del sensor TTP223 funcionen molt bé amb una font d'alimentació estabilitzada de 3.3 V i no gaire bé quan s'alimenten directament des d'una bateria ben descarregada. En iniciar el dispositiu amb una font d'alimentació al voltant de 2.5 v, a més després d'una "reducció" addicional quan es treballa la presentació de Mysensors, el microcircuit TTP223 (immediatament després del calibratge) va provocar una interrupció del MK ja que estava amb un disparador actiu.
Es va canviar el circuit d'alimentació del microcircuit (gestió d'alimentació TTP223 amb gpio MK), es va subministrar terra addicional i es van substituir resistències amb una resistència més alta a les línies led rgb (que funcionen a l'altre costat de la placa del sensor capacitiu). També s'ha afegit al programari: activació de potència per al microcircuit capacitiu després d'iniciar el framework Mysensors i elaborar la presentació. S'ha duplicat el retard per a la calibració automàtica del xip TTP223 quan s'aplica energia. Tots aquests canvis van eliminar completament aquest problema.
Abans de veure el codi del programa, us recomano que us familiaritzeu amb l'estructura bàsica dels esbossos a Mysensors.void before()
{
// Дополнительная функция, если сравнивать со стандартной структурой Ардуино скетчей, то before() это подобие setup(), отработка происходит до инициализации транспортного уровня Mysensors, рекомендуется например для инициализации устройств SPI
}
void setup()
{
}
void presentation()
{
//Тут происходит презентация ноды и ее сенсоров на контролере через маршрутизатор
sendSketchInfo("Name of my sensor node", "1.0"); // презентация названия ноды, версии ПО
present(CHILD_ID, S_WHATEVER, "Description"); // презентация сенсоров ноды, описания сенсоров
}
void loop()
{
}
Codi de prova del programa d'interruptor tàctil:test_sens.ino
/**
ТЕСТОВЫЙ СКЕТЧ СЕНСОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ПРЕРЫВАНИЯМИ НА NRF_LPCOMP
*/
bool button_flag;
bool sens_flag;
bool send_flag;
bool detection;
bool nosleep;
byte timer;
unsigned long SLEEP_TIME = 21600000; //6 hours
unsigned long oldmillis;
unsigned long newmillis;
unsigned long interrupt_time;
unsigned long SLEEP_TIME_W;
uint16_t currentBatteryPercent;
uint16_t batteryVoltage = 0;
uint16_t battery_vcc_min = 2400;
uint16_t battery_vcc_max = 3000;
#define MY_RADIO_NRF5_ESB
//#define MY_PASSIVE_NODE
#define MY_NODE_ID 30
#define MY_PARENT_NODE_ID 0
#define MY_PARENT_NODE_IS_STATIC
#define MY_TRANSPORT_UPLINK_CHECK_DISABLED
#define IRT_PIN 3 //(PORT0, gpio 5)
#include <MySensors.h>
// see https://www.mysensors.org/download/serial_api_20
#define SENS_CHILD_ID 0
#define CHILD_ID_VOLT 254
MyMessage sensMsg(SENS_CHILD_ID, V_VAR1);
//MyMessage voltMsg(CHILD_ID_VOLT, V_VOLTAGE);
void preHwInit() {
sleep(2000);
pinMode(RED_LED, OUTPUT);
digitalWrite(RED_LED, HIGH);
pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);
digitalWrite(BLUE_LED, HIGH);
pinMode(MODE_PIN, INPUT);
pinMode(SENS_PIN, INPUT);
}
void before()
{
NRF_POWER->DCDCEN = 1;
NRF_UART0->ENABLE = 0;
sleep(1000);
digitalWrite(BLUE_LED, LOW);
sleep(150);
digitalWrite(BLUE_LED, HIGH);
}
void presentation() {
sendSketchInfo("EFEKTA Sens 1CH Sensor", "1.1");
present(SENS_CHILD_ID, S_CUSTOM, "SWITCH STATUS");
//present(CHILD_ID_VOLT, S_MULTIMETER, "Battery");
}
void setup() {
digitalWrite(BLUE_LED, LOW);
sleep(100);
digitalWrite(BLUE_LED, HIGH);
sleep(200);
digitalWrite(BLUE_LED, LOW);
sleep(100);
digitalWrite(BLUE_LED, HIGH);
lpComp();
detection = false;
SLEEP_TIME_W = SLEEP_TIME;
pinMode(31, OUTPUT);
digitalWrite(31, HIGH);
/*
while (timer < 10) {
timer++;
digitalWrite(GREEN_LED, LOW);
wait(5);
digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
wait(500);
}
timer = 0;
*/
sleep(7000);
while (timer < 3) {
timer++;
digitalWrite(GREEN_LED, LOW);
sleep(15);
digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
sleep(85);
}
timer = 0;
sleep(1000);
}
void loop() {
if (detection) {
if (digitalRead(MODE_PIN) == 1 && button_flag == 0 && digitalRead(SENS_PIN) == 0) {
//back side button detection
button_flag = 1;
nosleep = 1;
}
if (digitalRead(MODE_PIN) == 1 && button_flag == 1 && digitalRead(SENS_PIN) == 0) {
digitalWrite(RED_LED, LOW);
wait(10);
digitalWrite(RED_LED, HIGH);
wait(50);
}
if (digitalRead(MODE_PIN) == 0 && button_flag == 1 && digitalRead(SENS_PIN) == 0) {
nosleep = 0;
button_flag = 0;
digitalWrite(RED_LED, HIGH);
lpComp_reset();
}
if (digitalRead(SENS_PIN) == 1 && sens_flag == 0 && digitalRead(MODE_PIN) == 0) {
//sens detection
sens_flag = 1;
nosleep = 1;
newmillis = millis();
interrupt_time = newmillis - oldmillis;
SLEEP_TIME_W = SLEEP_TIME_W - interrupt_time;
if (send(sensMsg.set(detection))) {
send_flag = 1;
}
}
if (digitalRead(SENS_PIN) == 1 && sens_flag == 1 && digitalRead(MODE_PIN) == 0) {
if (send_flag == 1) {
while (timer < 10) {
timer++;
digitalWrite(GREEN_LED, LOW);
wait(20);
digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
wait(30);
}
timer = 0;
} else {
while (timer < 10) {
timer++;
digitalWrite(RED_LED, LOW);
wait(20);
digitalWrite(RED_LED, HIGH);
wait(30);
}
timer = 0;
}
}
if (digitalRead(SENS_PIN) == 0 && sens_flag == 1 && digitalRead(MODE_PIN) == 0) {
sens_flag = 0;
nosleep = 0;
send_flag = 0;
digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
sleep(500);
lpComp_reset();
}
if (SLEEP_TIME_W < 60000) {
SLEEP_TIME_W = SLEEP_TIME;
sendBatteryStatus();
}
}
else {
//if (detection == -1) {
SLEEP_TIME_W = SLEEP_TIME;
sendBatteryStatus();
}
if (nosleep == 0) {
oldmillis = millis();
sleep(SLEEP_TIME_W);
}
}
void sendBatteryStatus() {
wait(20);
batteryVoltage = hwCPUVoltage();
wait(2);
if (batteryVoltage > battery_vcc_max) {
currentBatteryPercent = 100;
}
else if (batteryVoltage < battery_vcc_min) {
currentBatteryPercent = 0;
} else {
currentBatteryPercent = (100 * (batteryVoltage - battery_vcc_min)) / (battery_vcc_max - battery_vcc_min);
}
sendBatteryLevel(currentBatteryPercent, 1);
wait(2000, C_INTERNAL, I_BATTERY_LEVEL);
//send(powerMsg.set(batteryVoltage), 1);
//wait(2000, 1, V_VAR1);
}
void lpComp() {
NRF_LPCOMP->PSEL = IRT_PIN;
NRF_LPCOMP->ANADETECT = 1;
NRF_LPCOMP->INTENSET = B0100;
NRF_LPCOMP->ENABLE = 1;
NRF_LPCOMP->TASKS_START = 1;
NVIC_SetPriority(LPCOMP_IRQn, 15);
NVIC_ClearPendingIRQ(LPCOMP_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(LPCOMP_IRQn);
}
void s_lpComp() {
if ((NRF_LPCOMP->ENABLE) && (NRF_LPCOMP->EVENTS_READY)) {
NRF_LPCOMP->INTENCLR = B0100;
}
}
void r_lpComp() {
NRF_LPCOMP->INTENSET = B0100;
}
#if __CORTEX_M == 0x04
#define NRF5_RESET_EVENT(event)
event = 0;
(void)event
#else
#define NRF5_RESET_EVENT(event) event = 0
#endif
extern "C" {
void LPCOMP_IRQHandler(void) {
detection = true;
NRF5_RESET_EVENT(NRF_LPCOMP->EVENTS_UP);
NRF_LPCOMP->EVENTS_UP = 0;
MY_HW_RTC->CC[0] = (MY_HW_RTC->COUNTER + 2);
}
}
void lpComp_reset () {
s_lpComp();
detection = false;
NRF_LPCOMP->EVENTS_UP = 0;
r_lpComp();
}
MyBoardNRF5.cpp
#ifdef MYBOARDNRF5
#include <variant.h>
/*
* Pins descriptions. Attributes are ignored by arduino-nrf5 variant.
* Definition taken from Arduino Primo Core with ordered ports
*/
const PinDescription g_APinDescription[]=
{
{ NOT_A_PORT, 0, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // LFCLK
{ NOT_A_PORT, 1, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // LFCLK
{ PORT0, 2, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A0, PWM4, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 3, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A1, PWM5, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 4, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A2, PWM6, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 5, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A3, PWM7, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 6, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT3
{ PORT0, 7, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT4
{ PORT0, 8, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM10, NOT_ON_TIMER}, //USER_LED
{ PORT0, 9, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // NFC1
{ PORT0, 10, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // NFC2
{ PORT0, 11, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // TX
{ PORT0, 12, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // RX
{ PORT0, 13, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // SDA
{ PORT0, 14, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // SCL
{ PORT0, 15, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // SDA1
{ PORT0, 16, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // SCL1
{ PORT0, 17, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // TP4
{ PORT0, 18, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // TP5
{ PORT0, 19, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT2
{ PORT0, 20, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT1
{ PORT0, 21, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT1
{ PORT0, 22, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM9, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 23, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM8, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 24, PIO_DIGITAL, PIN_ATTR_DIGITAL, No_ADC_Channel, NOT_ON_PWM, NOT_ON_TIMER}, // INT
{ PORT0, 25, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM11, NOT_ON_TIMER}, //RED_LED
{ PORT0, 26, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM11, NOT_ON_TIMER}, //GREEN_LED
{ PORT0, 27, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), No_ADC_Channel, PWM11, NOT_ON_TIMER}, //BLUE_LED
{ PORT0, 28, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A4, PWM3, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 29, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A5, PWM2, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 30, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A6, PWM1, NOT_ON_TIMER},
{ PORT0, 31, PIO_DIGITAL, (PIN_ATTR_DIGITAL|PIN_ATTR_PWM), ADC_A7, PWM0, NOT_ON_TIMER}
};
// Don't remove this line
#include <compat_pin_mapping.h>
#endif
MyBoardNRF5.h
#ifndef _MYBOARDNRF5_H_
#define _MYBOARDNRF5_H_
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif // __cplusplus
// Number of pins defined in PinDescription array
#define PINS_COUNT (32u)
#define NUM_DIGITAL_PINS (32u)
#define NUM_ANALOG_INPUTS (8u)
#define NUM_ANALOG_OUTPUTS (8u)
/*
* LEDs
*
* This is optional
*
* With My Sensors, you can use
* hwPinMode() instead of pinMode()
* hwPinMode() allows to use advanced modes like OUTPUT_H0H1 to drive LEDs.
* https://github.com/mysensors/MySensors/blob/development/drivers/NRF5/nrf5_wiring_constants.h
*
*/
#define PIN_LED1 (16)
#define PIN_LED2 (15)
#define PIN_LED3 (17)
#define RED_LED (PIN_LED1)
#define GREEN_LED (PIN_LED2)
#define BLUE_LED (PIN_LED3)
#define INTERRUPT_PIN (5)
#define MODE_PIN (25)
#define SENS_PIN (27)
/*
* Analog ports
*
* If you change g_APinDescription, replace PIN_AIN0 with
* port numbers mapped by the g_APinDescription Array.
* You can add PIN_AIN0 to the g_APinDescription Array if
* you want provide analog ports MCU independed, you can add
* PIN_AIN0..PIN_AIN7 to your custom g_APinDescription Array
* defined in MyBoardNRF5.cpp
*/
static const uint8_t A0 = ADC_A0;
static const uint8_t A1 = ADC_A1;
static const uint8_t A2 = ADC_A2;
static const uint8_t A3 = ADC_A3;
static const uint8_t A4 = ADC_A4;
static const uint8_t A5 = ADC_A5;
static const uint8_t A6 = ADC_A6;
static const uint8_t A7 = ADC_A7;
/*
* Serial interfaces
*
* RX and TX are required.
* If you have no serial port, use unused pins
* CTS and RTS are optional.
*/
#define PIN_SERIAL_RX (11)
#define PIN_SERIAL_TX (12)
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
L'interruptor té un botó tàctil i un botó tàctil a la part posterior del dispositiu. Aquest botó de tacte s'utilitzarà per als modes de servei, el mode d'enllaç a l'aire i el restabliment del dispositiu. El botó té una funció anti-rebot de ferro. La línia del sensor capacitiu i la línia del botó de tacte es connecten mitjançant díodes Schottky i es connecten al pin analògic p0.05, i també des del sensor capacitiu i el botó de tacte hi ha línies als pins MK p0.25 i p0.27. .0.05 per llegir estats després d'activar la interrupció al pin p0.05. Al pin pXNUMX, s'activa una interrupció mitjançant el comparador (NRF_LPCOMP) mitjançant EVENTS_UP. Vaig rebre inspiració per resoldre el problema
L'interruptor es va afegir a la xarxa Mysensors, gestionada pel controlador de casa intel·ligent Majordomo (
Codi PHP per afegir un canvi al mètode statusUpdate
if (getGlobal("MysensorsButton01.status")==1) {
if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 0) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '1');
} else if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 1) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '0');
}
}
Vegeu el resultat al vídeo
Més tard, es va fer una opció amb un convertidor boost, però això no està relacionat amb el funcionament del microcircuit capacitiu TTP223; hi ha més ganes d'una il·luminació bona i uniforme en prémer les tecles durant tota la vida de la bateria.
mirar
Projecte Github -
de parla russa
Algunes fotos
Font: www.habr.com