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.

Рис. 1. Внешний вид панели

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”.

Fig. 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.

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

Fig. 3,ru. 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.

Источник: http://nice.artip.ru