🥇附加荧光背光的无线触摸开关 |专业主机

向 Habr 上“DIY 或自己动手”部分的所有读者问好！今天的文章将介绍TTP223芯片上的触摸开关| 数据表。该开关在 nRF52832 微控制器上运行 | 数据表，使用带有印刷天线和外部 MHF17103 天线连接器的 YJ-4 模块。触摸开关使用 CR2430 或 CR2450 电池供电。传输模式下的功耗不超过 8 mA，睡眠模式下的功耗不超过 6 µA。

和之前的所有项目一样，这个也是一个 Arduino 项目，程序是在 Arduino IDE 中编写的。设备的软件实现基于Mysensors协议| GitHub 库, nRF5 板支持 GitHub 在我的传感器中。英语社区论坛 - http://forum.mysensors.org, 俄语社区论坛 - http://mysensors.ru/forum/
（对于那些想学习的人—— Документация, 串行协议, API, 协议, 解析器 |对于那些希望提供帮助的人（捐款）在项目的开发过程中 - Документация)

触摸开关板是在 Deeptrace 计划中开发的，考虑到使用激光熨烫技术 (LUT) 方法进行后续制造。该板的开发尺寸为 60x60mm（标准玻璃面板的尺寸为 80x80mm）。该电路被印在《天线》杂志的页面上，并使用具有“Len”设置（最大功率）的博世熨斗转移到双面箔玻璃纤维板 1.5mm、35μm（在没有另一个的情况下）。

使用预先以每1.5ml温水250茶匙的比例制备的氯化铁溶液进行蚀刻。该过程持续了 15 分钟。
使用安装在 DREMEL 3000 钻架上的 DREMEL 220 微型钻头进行层间过孔和电池座紧固的钻孔。层间过孔的钻孔使用 0,4mm 钻头，电池座的孔使用 1,1mm 钻头钻孔。。使用带有 DREMEL 540 附件的相同迷你钻头沿板边缘进行修整（切割圆 d=32.0mm）。修剪是在呼吸器中完成的。
使用水溶液中的玫瑰合金（每 1 毫升水 300 茶匙结晶柠檬酸）对蚀刻板进行镀锡。

焊接过程大约需要一个小时，大部分时间都花在将焊锡丝（镀锡，直径0.4毫米）插入层间过孔的孔中。

用 FLUX OFF 气溶胶清洁剂清洗电路板。

装置主体的设计是在三维计算机辅助设计编辑器中进行的。表壳尺寸 78,5 毫米 X 78,5 毫米 X 12 毫米。

外壳和电池仓盖的完整模型以 STL 格式保存，然后需要准备这些模型以在 SLA 打印机上打印（添加支撑、方向）。在这个阶段，出现了一个小问题，因为家用SLA打印机的打印面积很小。相对于打印时间处于最佳位置的设备外壳模型不适合打印区域的尺寸。当将模型放置在45度时，也给出了令人失望的结果；支撑物的重量等于人体模型的重量。事先同意后处理的事实后，决定垂直打印模型，在正面之一提供支撑。打印身体需要 5 个小时，层设置为 50 微米。接下来，使用非常细粒度的砂纸进行加工（我不会写数字，因为我不知道:)）。打印电池盖花了 40 分钟。

全球速卖通的玻璃面板在出售时已经粘有塑料框架；移除框架没有任何问题。用普通吹风机预热后，我拆下了玻璃面板。

LED 背光源的扩散器由带有丙烯酸粘合剂 3M 9088-200 的双面胶带制成。对于荧光灯，有多种材料可供选择，中国胶带和国内公司Luminofor切割成胶带的胶带。选择了一家国内制造商；根据我的感觉，它的光芒更亮、更长久。用 3M 9088-200 双面胶带将一张涂有荧光颜料的正方形纸粘在上面。

使用带有 3M VHB 4910 丙烯酸粘合剂的双面胶带将玻璃粘合到开关主体上。

盖子用 M 1,4 X 5 mm 螺钉固定。

该设备的成本为890卢布。

接下来是节目部分。出现了一些问题。事实证明，TTP223 传感器芯片在稳定的 3.3V 电源下工作得很好，但在直接由放电良好的电池供电时则不太好。当使用 2.5v 左右的电源启动设备时，加上在进行 Mysensors 演示时进行额外的“下降”之后，TTP223 微电路（校准后立即）会导致 MK 中断，因为它带有活动触发器。

更改了微电路的电源电路（带有 gpio MK 的电源管理 TTP223），提供了额外的接地，并更换了 RGB LED 线路（在电容式传感器板的另一侧运行）上具有更高电阻的电阻器。它还被添加到软件中：启动 Mysensors 框架并完成演示后激活电容微电路的电源。 TTP223芯片上电时自动校准的延迟增加了一倍。所有这些变化完全消除了这个问题。

在查看程序代码之前，我建议您熟悉一下 Mysensors 中草图的基本结构。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()

{

}

触摸开关程序测试代码：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

该开关在设备背面有一个触摸按钮和一个轻触按钮。该轻触按钮将用于服务模式、无线绑定模式和设备重置。该按钮具有铁防弹功能。电容传感器的线和轻触按钮的线通过肖特基二极管连接并连接到模拟引脚 p0.05，并且还从电容传感器和轻触按钮有线连接到 MK 引脚 p0.25 和 p0.27 .0.05 用于在引脚 p0.05 上激活中断后读取状态。在引脚 pXNUMX 上，通过 EVENTS_UP 通过比较器 (NRF_LPCOMP) 的中断被激活。我收到了解决问题的灵感这里 и 这里.

该交换机已添加到 Mysensors 网络，由智能家居控制器 Majordomo 管理（项目现场)

用于向 statusUpdate 方法添加开关的 PHP 代码

if (getGlobal("MysensorsButton01.status")==1) {
if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 0) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '1');
} else if (getGlobal('MysensorsRelay04.status') == 1) {
setGlobal('MysensorsRelay04.status', '0');
} 
}

查看视频中的结果

后来又选择了升压转换器，但这与TTP223电容微电路的操作无关；更希望在整个电池寿命期间按键时获得良好且均匀的照明。

见

项目Github - github.com/smartboxchannel/EFEKTA_WIRELESS_TOUCH_SWITCH

俄语社区网站我的传感器

电报聊天 Mysensors — 快速解决 Mysensors 问题、提示、技巧、安装板、在 Arduino IDE 中使用 atmega 328、stm32、nRF5 微控制器 — @mysensors_rus

图片很少

来源： habr.com

带附加荧光背光的无线触摸开关

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