Hilsen alle lesere av "Gjør det selv"-delen på Habr! Dagens artikkel vil handle om berøringsbryteren på TTP223-brikken | . Bryteren fungerer på nRF52832 mikrokontroller | , ble det brukt en YJ-17103-modul med en trykt antenne og en kontakt for en ekstern MHF4-antenne. Berøringsbryteren drives av CR2430- eller CR2450-batterier. Forbruket i sendemodus er ikke mer enn 8 mA, i hvilemodus ikke mer enn 6 µA.
Som alle tidligere prosjekter er også dette et Arduino-prosjekt, programmet er skrevet i Arduino IDE. Programvareimplementeringen av enheten er basert på Mysensors-protokollen | , i Mysensors. Engelskspråklig fellesskapsforum - , russiskspråklig fellesskapsforum -
(For de som ønsker å studere - , , , , | for de som ønsker å hjelpe () i utviklingen av prosjektet - )
Berøringsbryterkortet ble utviklet i Deeptrace-programmet, og tar hensyn til etterfølgende produksjon ved bruk av laserstryketeknologi (LUT)-metoden. Platen ble utviklet i dimensjoner på 60x60mm (et standard glasspanel har dimensjoner på 80x80mm). Kretsen ble trykt på sidene av Antennemagasinet og overført med et Bosch-jern med "Len"-innstillingen (maksimal effekt) til en dobbeltsidig folieglassfiberplate 1.5 mm, 35 µm (i mangel av en annen).
Etsing ble utført med en løsning av jern(III)klorid, tidligere tilberedt i proporsjoner på 1.5 teskjeer per 250 ml varmt vann. Prosessen tok 15 minutter.
Boring av hull for mellomlagsviaer og for festing av batteriholder ble utført med en DREMEL 3000 minibor montert på et DREMEL 220 borestativ Hull for mellomlagsvias ble boret med 0,4mm bor, hull for batteriholder med 1,1mm bor. . Trimming langs kantene på platen ble utført med samme minibor med et DREMEL 540-feste (Skjæresirkel d=32.0mm). Beskjæringen ble gjort i respirator.
Fortinning av den etsede platen ble utført ved bruk av Rose-legering i en vandig løsning (1 teskje krystallisert sitronsyre per 300 ml vann).
Loddeprosessen tok omtrent en time, mesteparten av tiden ble brukt til å lodde tråd (fortinnet, 0.4 mm i diameter) i hullene for mellomlagsvias.
Brettet ble vasket med FLUX OFF aerosolrens.
Utformingen av enhetens kropp ble utført i en tredimensjonal datamaskinstøttet designredigerer. Koffertdimensjoner 78,5 mm X 78,5 mm X 12 mm.
Den ferdige modellen av etuiet og batteriromdekselet ble lagret i STL-format, da var det nødvendig å forberede disse modellene for utskrift på en SLA-skriver (legge til støtte, orientering). På dette stadiet oppsto et lite problem, siden utskriftsområdet til husholdnings SLA-skrivere er lite. Modellen av enhetskassen i den mest optimale posisjonen i forhold til utskriftstid passet ikke inn i dimensjonene til utskriftsområdet. Ved plassering av modellen i 45 grader ga det også et skuffende resultat. Det ble besluttet å skrive ut modellen vertikalt, lage en støtte på en av forsidene, etter å ha avtalt på forhånd med faktumet om etterbehandling. Utskrift av kroppen tok 5 timer med en laginnstilling på 50 mikron. Deretter ble behandlingen utført med veldig finkornet sandpapir (jeg vil ikke skrive nummeret fordi jeg ikke vet :)). Batteridekselet tok 40 minutter å skrive ut.
Glasspaneler fra Aliexpress selges med en plastramme som allerede var limt, det var ingen problemer med å fjerne rammen. Jeg fjernet glasspanelet etter å ha forvarmet det med en vanlig hårføner.
Diffusoren til LED-baklyset var laget av dobbeltsidig tape med akryllim 3M 9088-200. For lysstoffrør var det flere materialer å velge mellom, kinesisk teip og klebepapir kuttet i bånd fra det innenlandske selskapet Luminofor. Valget ble tatt til fordel for en innenlandsk produsent i henhold til mine følelser, den lyste lysere og lengre. En firkant av papir med fluorescerende pigment ble limt på toppen med 3M 9088-200 dobbeltsidig tape.
Glasset ble limt til bryterhuset ved hjelp av dobbeltsidig tape med 3M VHB 4910 akryllim.
Dekselet ble festet med en skrue M 1,4 X 5 mm.
Kostnaden for enheten var 890 rubler.
Deretter kom programdelen. Det var noen problemer. Det viser seg at TTP223-sensorbrikker fungerer utmerket med en stabilisert 3.3V strømforsyning og ikke særlig godt når de drives direkte fra et godt utladet batteri. Ved oppstart av enheten med en strømforsyning på rundt 2.5v, pluss etter en ekstra "drawdown" ved utarbeiding av Mysensors-presentasjonen, forårsaket TTP223-mikrokretsen (umiddelbart etter kalibrering) en avbrudd i MK siden den var med en aktiv trigger.
Strømforsyningskretsen til mikrokretsen ble endret (strømstyring TTP223 med gpio MK), ekstra jord ble levert, og motstander med høyere motstand ble erstattet på rgb led-linjene (som går på den andre siden av det kapasitive sensorkortet). Det ble også lagt til programvaren: aktivering av strøm for den kapasitive mikrokretsen etter å ha startet Mysensors-rammeverket og utarbeidet presentasjonen. Forsinkelsen for autokalibrering av TTP223-brikken når strømmen tilføres er doblet. Alle disse endringene eliminerte dette problemet fullstendig.
Før du ser på programkoden, anbefaler jeg at du gjør deg kjent med den grunnleggende strukturen til skisser i 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()
{
}
Testkode for berøringsbryterprogram: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
Bryteren har en berøringsknapp og en berøringsknapp på baksiden av enheten. Denne taktknappen vil bli brukt for servicemoduser, over-the-air bindingsmodus og tilbakestilling av enheten. Knappen har en anti-sprett-funksjon i jern. Linjen til den kapasitive sensoren og linjen til klokkeknappen er koblet gjennom Schottky-dioder og koblet til den analoge pinnen p0.05, og også fra den kapasitive sensoren og klokkeknappen er det linjer til MK-pinnene p0.25 og p0.27 .0.05 for lesing av tilstander etter aktivering av avbruddet på pin p0.05. På pin pXNUMX aktiveres et avbrudd via komparatoren (NRF_LPCOMP) via EVENTS_UP. Fikk inspirasjon til å løse problemet и .
Bryteren ble lagt til Mysensors-nettverket, administrert av smarthjemkontrolleren Majordomo ()
PHP-kode for å legge til en svitsj til statusUpdate-metoden
if (getGlobal("MysensorsButton01.status")==1) {
if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 0) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '1');
} else if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 1) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '0');
}
}
Se resultatet i videoen
Senere ble det laget et alternativ med boost-omformer, men dette er ikke relatert til driften av den kapasitive mikrokretsen TTP223 det er mer ønske om god og jevn belysning ved å trykke på tastene gjennom hele batterilevetiden.
se
Prosjekt Github -
Russisktalende Mine sensorer
— rask løsning på problemer med Mysensors, tips, triks, installering av brett, arbeid med atmega 328, stm32, nRF5 mikrokontrollere i Arduino IDE —
Noen bilder
Kilde: www.habr.com