Ελέγξτε τα φώτα σπιτιού με άγγιγμα χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα αφής ttp223 και το arduino uno

Σε ορισμένες εφαρμογές, απαιτείται είσοδος χρήστη για τον έλεγχο των λειτουργιών μιας συσκευής. Υπάρχουν διαφορετικά είδη μεθόδων εισαγωγής χρηστών που χρησιμοποιούνται στα ενσωματωμένα και ψηφιακά ηλεκτρονικά. Ο αισθητήρας αφής είναι ένας από αυτούς. Ο αισθητήρας αφής είναι μια σημαντική και ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή εισόδου για διασύνδεση με έναν μικροελεγκτή και έχει κάνει την εισαγωγή δεδομένων πιο απλή. Υπάρχουν μεμονωμένα μέρη όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο αισθητήρας αφής, είτε μπορεί να είναι κινητό τηλέφωνο είτε διακόπτης οθόνης LCD. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί τύποι αισθητήρων στην αγορά, αλλά ο χωρητικός αισθητήρας αφής είναι ο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος στο τμήμα αισθητήρων αφής.

Στο προηγούμενο σεμινάριο, κάναμε το Controlling Light χρησιμοποιώντας αισθητήρα αφής και μικροελεγκτή 8051, Τώρα σε αυτό το έργο, ο ίδιος αισθητήρας αφής θα διασυνδεθεί με το Arduino UNO. Το Arduino είναι ένας ευρέως δημοφιλής και εύκολα διαθέσιμος πίνακας ανάπτυξης.

Χρησιμοποιήσαμε προηγουμένως μεθόδους εισαγωγής βάσει αφής χρησιμοποιώντας χωρητικά touch pad με διαφορετικούς μικροελεγκτές όπως:

Αγγίξτε Διεπαφή πληκτρολογίου με μικροελεγκτή ATmega32
Capacitive Touch Pad με Raspberry Pi

Αισθητήρας αφής

Ο αισθητήρας αφής, ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί για αυτό το έργο είναι μια χωρητική μονάδα αισθητήρα αφής και το πρόγραμμα οδήγησης αισθητήρα βασίζεται στο πρόγραμμα οδήγησης IC TTP223. Η τάση λειτουργίας του TTP223 IC είναι από τα 2 V έως 5,5 V και η τρέχουσα κατανάλωση του αισθητήρα αφής είναι πολύ χαμηλή. Λόγω της φθηνής, χαμηλής κατανάλωσης ρεύματος και της εύκολης ενσωμάτωσης υποστήριξης, ο αισθητήρας αφής με TTP223 γίνεται δημοφιλής στο τμήμα χωρητικού αισθητήρα αφής

Στην παραπάνω εικόνα, εμφανίζονται και οι δύο πλευρές του αισθητήρα όπου το διάγραμμα pinout είναι καθαρά ορατό. Έχει επίσης ένα κολλητήρι που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναδιάταξη του αισθητήρα σε σχέση με την έξοδο. Ο βραχυκυκλωτήρας είναι Α και Β. Προεπιλεγμένη διαμόρφωση ή στην προεπιλεγμένη κατάσταση του κολλοειδούς βραχίονα, η έξοδος αλλάζει από LOW σε HIGH όταν αγγίζεται ο αισθητήρας. Ωστόσο, όταν ο βραχυκυκλωτήρας έχει ρυθμιστεί και ο αισθητήρας επαναδιαμορφωθεί, η έξοδος αλλάζει την κατάστασή της όταν ο αισθητήρας αφής ανιχνεύει την αφή. Η ευαισθησία του αισθητήρα αφής μπορεί επίσης να ρυθμιστεί αλλάζοντας τον πυκνωτή. Για τις αναλυτικές πληροφορίες, διαβάστε το φύλλο δεδομένων του TTP 223 που θα είναι πολύ χρήσιμο.

Το παρακάτω γράφημα δείχνει διαφορετικές εξόδους σε διαφορετικές ρυθμίσεις άλτης

Άλτης Α	Άλτης Β	Κατάσταση κλειδώματος εξόδου	Επίπεδο TTL εξόδου
Ανοιξε	Ανοιξε	Χωρίς κλείδωμα	Υψηλός
Ανοιξε	Κλείσε	Αυτο-κλειδαριά	Υψηλός
Κλείσε	Ανοιξε	Όχι-Κλείδωμα	Χαμηλός
Κλείσε	Κλείσε	Αυτο-Κλείδωμα	Χαμηλός

Για αυτό το έργο, ο αισθητήρας θα χρησιμοποιηθεί ως η προεπιλεγμένη διαμόρφωση που διατίθεται στην εργοστασιακή κατάσταση έκδοσης.

Οι συσκευές μπορούν να ελεγχθούν με τη χρήση του αισθητήρα αφής και με τη διασύνδεσή του με έναν μικροελεγκτή. Σε αυτό το έργο, ο αισθητήρας αφής θα χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ενός λαμπτήρα ως ON ή OFF χρησιμοποιώντας το Arduino UNO και το ρελέ.

Γνωρίστε το Relay

Για τη διασύνδεση του ρελέ, είναι σημαντικό να έχετε μια δίκαιη ιδέα σχετικά με την περιγραφή της ακίδας του ρελέ. Το pinout του ρελέ φαίνεται στην παρακάτω εικόνα-

Το ΝΟ είναι κανονικά ανοιχτό και το NC είναι συνήθως συνδεδεμένο. Οι L1 και L2 είναι οι δύο ακροδέκτες του πηνίου ρελέ. Όταν δεν εφαρμόζεται η τάση, το ρελέ απενεργοποιείται και το POLE συνδέεται με τον ακροδέκτη NC. Όταν η τάση εφαρμόζεται στους ακροδέκτες του πηνίου, τα L1 και L2 του ρελέ ενεργοποιούνται και το POLE συνδέεται με το NO. Έτσι, η σύνδεση μεταξύ POLE και NO μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί αλλάζοντας την κατάσταση λειτουργίας του ρελέ. Συνιστάται να ελέγχετε τις προδιαγραφές του ρελέ πριν από την εφαρμογή. Το ρελέ έχει τάση λειτουργίας στα L1 και L2. Ορισμένα ρελέ λειτουργούν με 12V, μερικά με 6V και άλλα με 5V. Όχι μόνο αυτό, τα NO, NC και POLE είχαν επίσης τάση και τρέχουσα βαθμολογία. Για την εφαρμογή μας, χρησιμοποιούμε ρελέ 5V με βαθμολογία 250V, 6A στην πλευρά εναλλαγής.

Απαιτούμενα στοιχεία

Arduino UNO
Το καλώδιο USB για προγραμματισμό και τροφοδοσία
Standard Cubic Relay - 5V
2k αντίσταση -1 τεμ
4.7k αντίσταση - 1 τεμ
Τρανζίστορ BC549B
Μονάδα αισθητήρα TTP223
1N4007 Δίοδος
Λάμπα με στήριγμα λαμπτήρα
Ένα ψωμί
Ένας φορτιστής τηλεφώνου για τη σύνδεση του Arduino μέσω καλωδίου USB.
Πολλά καλώδια σύνδεσης ή σύρματα Berg.
Πλατφόρμα προγραμματισμού Arduino.

Η αντίσταση 2k, BC549B, 1N4007 και το ρελέ μπορούν να αντικατασταθούν με μια μονάδα ρελέ.

Διάγραμμα κυκλώματος

Το σχήμα για τη σύνδεση του αισθητήρα αφής με το Arduino είναι απλό και φαίνεται παρακάτω,

Το τρανζίστορ χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του ρελέ. Αυτό οφείλεται στο ότι οι καρφίτσες του Arduino GPIO δεν είναι ικανές να παρέχουν αρκετό ρεύμα για την οδήγηση του ρελέ. Το 1N4007 απαιτείται για αποκλεισμό EMI κατά την κατάσταση ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης του ρελέ. Η δίοδος λειτουργεί ως ελεύθερη δίοδος. Ο αισθητήρας αφής συνδέεται με την πλακέτα UNO του Arduino.

Το κύκλωμα είναι κατασκευασμένο σε ένα breadboard με το Arduino όπως παρακάτω.

Η σωστή σύνδεση breadboard μπορεί να δει στο παρακάτω σχήμα.

Προγραμματισμός του Arduino UNO για τον έλεγχο λαμπτήρα χρησιμοποιώντας αισθητήρα αφής

Στο τέλος παρέχεται πλήρες πρόγραμμα με βίντεο εργασίας. Εδώ εξηγούμε μερικά σημαντικά μέρη του κώδικα. Το Arduino UNO θα προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας το Arduino IDE. Πρώτον, περιλαμβάνεται η βιβλιοθήκη Arduino για πρόσβαση σε όλες τις προεπιλεγμένες λειτουργίες του Arduino.

#περιλαμβάνω

Καθορίστε όλους τους αριθμούς ακίδων όπου θα συνδέονται οι αισθητήρες ρελέ και αφής. Εδώ, ο αισθητήρας αφής είναι συνδεδεμένος στον ακροδέκτη A5. Χρησιμοποιείται επίσης το ενσωματωμένο LED που συνδέεται απευθείας στην πλακέτα με τον πείρο 13. Το ρελέ συνδέεται με τον πείρο A4.

/ * * Περιγραφή Pin * / int Touch_Sensor = A5; int LED = 13; int ρελέ = A4;

Καθορίστε τη λειτουργία ακίδων, δηλαδή ποια θα πρέπει να είναι η λειτουργία ακίδων είτε ως είσοδος ή έξοδος. Εδώ εισάγεται ο αισθητήρας αφής. Έξοδος ρελέ και ακίδες LED.

/ * * Ρύθμιση λειτουργίας pin * / ρύθμιση άκυρου ( ) { pinMode (Touch_Sensor, INPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (Ρελέ, ΕΞΟΔΟΣ); }

Δύο ακέραιοι δηλώνονται όπου η «συνθήκη» χρησιμοποιείται για να κρατήσει την κατάσταση του αισθητήρα είτε αγγίζεται είτε όχι. Η «κατάσταση» χρησιμοποιείται για να κρατάτε την κατάσταση του LED και του ρελέ, ενεργοποιημένη ή απενεργοποιημένη.

/ * * Ροή προγράμματος Περιγραφή * / int condition = 0; int κατάσταση = 0; // Για να κρατήσετε την κατάσταση του διακόπτη.

Ο αισθητήρας αφής αλλάζει τη λογική 0 σε 1 όταν αγγίζεται. Αυτό διαβάζεται από τη συνάρτηση digitalRead () και η τιμή αποθηκεύεται στη μεταβλητή συνθήκης. Όταν η συνθήκη είναι 1, η κατάσταση των LED και του ρελέ αλλάζει. Ωστόσο, για να εντοπιστεί με ακρίβεια το άγγιγμα, χρησιμοποιείται καθυστέρηση απόρριψης. Η καθυστέρηση κατάργησης , καθυστέρηση (250) χρησιμοποιείται για την επιβεβαίωση της απλής πινελιάς.

void loop () { condition = digitalRead (A5); // Ανάγνωση ψηφιακών δεδομένων από την Α5 Pin του Arduino. εάν (συνθήκη == 1) { καθυστέρηση (250); // καθυστέρηση κατάργησης. εάν (συνθήκη == 1) { state = ~ state; // Αλλαγή της κατάστασης του διακόπτη. digitalWrite (LED, κατάσταση); digitalWrite (Ρελέ, κατάσταση); } } }

Δοκιμή της λειτουργίας του αισθητήρα αφής TTP223

Το κύκλωμα δοκιμάζεται στο breadboard με ένα λαμπτήρα χαμηλής ισχύος συνδεδεμένο σε αυτό.

Σημειώστε ότι αυτό το έργο χρησιμοποιεί τάση AC 230-240V, επομένως συνιστάται να είστε προσεκτικοί κατά τη χρήση του λαμπτήρα. Εάν έχετε οποιαδήποτε αμφιβολία ή πρόταση, παρακαλώ σχολιάστε παρακάτω.