Простая сенсорная панель (сенсорные кнопки)

Такая панель может быть использована для замены обычных и сложных выключателей, такие как: резистивные, оптические и акустические датчики. На сайте умельца ChaN (http://elm-chan.org/works/capsens/report_e.html) я нашел интересную схему простого девайса: сенсорные кнопки на микроконтроллере ATtiny2313 рис. 1.

Внешний вид сенсорной панели
Рис. 1. Внешний вид панели

Видео работы устройства

На входы микроконтроллера подключены 8 медных панелей покрытых изолирующей пленкой, с подтягивающими резисторами 1МОм. Суть работы состоит в том, что каждая медная пластина как часть конденсатора с емкостью 1пФ. При касании пальцем образуется "конденсатор", емкость которого меняется в пределах от 1пФ до 10пФ. Это очень маленькая величина, но вполне достаточно для изменения электрического заряда на входе МК и обнаружения "нажатия" на панель. Человек даже если изолирован от земли, обладает собственной "емкостью" около 100пФ (при ESD-тестах) и является как "заземление".

График заряда емкостного датчика
Рис. 2. Графики. а - нет нажатия, в - нажатие на сенсор

Изменение емкости регистрируется методом интеграции: с некоторой частотой микроконтроллером производится заряд сенсорных пластин рис. 2 (участок Tcs). Заряд на сенсорах через подтягивающие резисторы будет автоматически разряжаться. При касании пальцем изменяется емкость сенсора Cs в большую сторону. Соответственно, на зарядку такого конденсатора требуется большее время, но через определенный период микроконтроллер зафиксирует значение напряжение на сенсоре. Заряд когда пластина "не нажата" принимают за точку отсчёта - кривая A (видимо это выполняется при включении контроллера). Судя по графику B рис.2, когда на пластину нажали напряжение через фиксированный период будет зарегистрировано ниже, чем обычно. На этом принципе интеграции основана еще одна разработка ChaN - цифровой измеритель емкости. Циклы заряда на всех 8 пластинах сенсора производится поочередно, при чем может с достаточно высокой скоростью. Скажем, десятки (может больше) раз в секунду измеряется каждый вход МК. Панель мгновенно отреагирует на любое нажатие. Изменить емкость сможет любой металлический объект.

Я детально не разбирал код программы МК (Си и атмелы не моя стезя), да и надеюсь принцип работы устройства понял правильно :).

Схема устройства простая, и собрать на макетной плате час-два рис. 3.

Схема сенсорной панели
Рис. 3. Схема сенсорной панели

Исходный код программы capsens.zip 7,5кб

Устройство не фиксируется, поэтому светодиоды загораются только во время нажатия.

Используя другой МК можно увеличить кол-во сенсорных кнопок.
Если найдете ошибки прошу Вас сообщить мне - постараюсь исправить.

 

Art!P

Комментарии

Аватар пользователя Bravovoyste

Здравствуйте!

Скажите, а можно ли реализовать схему так, чтобы при нажатии на сенсор нажималась другая кнопка, а не загорался светодиод?

В общем я хочу перевести геймпад на сенсорный ввод. Можно ли сделать так, что бы при нажатии на сенсор на друго конце микроконтроллера просто замыкалась цепь (в моем случае кнопка), а не горел светодиод?

Заранее благодарен.

Аватар пользователя Bravovoyste

Еще один вопрос. Вы можете преобразовать файлы из архива capsens.zip

в .hex формат для прошивки? Спасибо!

Аватар пользователя admin

К сожалению с АВРами не работал. Но знаю что для исходника требуется Си компилятор. Попробуйте поискать

Аватар пользователя Pashy777

Здраствуйте а вы бы не смогли для меня собрать данную схему и выслать почтой? за деньги естественно

Аватар пользователя admin

Нет, Попробуйте поискать эмбедера на форумах.

Аватар пользователя Pashy777

А на каком форуме не подскажите?

Аватар пользователя admin
Аватар пользователя Pashy777

А как в данную микросхему залить прошивку ? 

Аватар пользователя Pashy777

И с помощью какой проги открывать исходный код программы?

Аватар пользователя admin

заливают с помощью программатора, открывают программу в компилятор который в составе рабочей среды AVR Studio