Простой сенсорный выключатель сенсорная кнопка своими руками на микросхеме ttp223
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 16.09.2024
Микросхема TTP223-6L чрезвычайно дешёвая, маленькая (корпус SOT23-6L) и обладает очень низким энергопотреблением (микроамперы). Она позволяет практически без всякой обвязки построить модуль емкостной сенсорной кнопки. Фактически, минимально необходимая обвязка составляет всего один конденсатор (настройка чувствительности) и две перемычки (выбор режима), однако обычно к этому добавляют ещё конденсатор по питанию. Один из таких модулей я сегодня и буду исследовать. Цель эксперимента — выяснить, будет ли модуль TTP223 срабатывать через различной толщины прослойки из разных материалов.
Ниже представлены фото и схема имеющегося у меня в наличии модуля.
Конденсатор настройки чувствительности можно выбирать в диапазоне от 0 до 50 пФ. Принцип здесь такой, — чем больше ёмкость этого конденсатора — тем меньше чувствительность. На моём модуле конденсатор не впаян (ёмкость равна нулю), то есть чувствительность максимальна. Кроме подстроечного конденсатора на чувствительность влияет размер чувствительной площадки (чем она больше, тем чувствительность выше). При желании можно подпаять внешнюю контактную площадку увеличенной площади (место для пайки отмечено на фотографии).
Я буду тестировать модуль в исполнении по умолчанию (без настроечного конденсатора и дополнительной внешней площадки). На выход моего модуля подпаян светодиод с токоограничивающим резистором, по которому можно судить о срабатывании модуля. Режимы тоже оставлю по-умолчанию — прямой, active high (обе перемычки не впаяны).
В зависимости от состояния перемычек модуль может работать в следующих режимах:
| Перемычка A | Перемычка B | Сигнал AHLB | Сигнал TOG | Режим работы выхода |
| разомкнута | разомкнута | 0 | 0 | прямой режим, active high (при касании на выходе 1, при отпускании 0) |
| замкнута | разомкнута | 1 | 0 | прямой режим, active low (при касании на выходе 0, при отпускании 1) |
| разомкнута | замкнута | 0 | 1 | режим триггера, power-on state = 0 (при включении 0, далее переключается при каждом касании) |
| замкнута | замкнута | 1 | 1 | режим триггера, power-on state = 1 (при включении 1, далее переключается при каждом касании) |
Стенд для тестирования собран на макетке. Питание берётся от телефонной зарядки через собранный ранее модуль питания для беспаечных макетных плат.
Сегодня рассажу о недорогом и простом сенсорной кнопке на чип TTP223, так же приведу пример подключения с реле и платой Arduino.
Технические параметры
► Модуль собран на микросхеме TTP223B;
► Напряжение питания модуля: 2.5 – 5,5 В;
► Потребляемый ток при 5V (без светодиода): 11 мкА “холостой”, 15 мкА “нажат”
► Потребляемый ток при 3.3V (без светодиода): 7 мкА “холостой”, 9 мкА “нажат”
► Заявленный ток в режиме сна: 1.5-3 мкА
► Максимальный ток цифрового выхода: 8 мА
► Чувствительность: 0 – 50 пФ;
► Расстояние срабатывания: около 5 мм на воздухе, также работает через неметаллы (пластик, дерево, картон и т.д.)
► Режим работы по умолчанию: кнопка без фиксации, сигнал при нажатии 0 (HIGH)
► Время отклика (режим пониженного энергопотребления): 220 мс;
► Время отклика (активный режим): 60 мс;
Общие сведения
Емкостной сенсорный датчика основан на специализированной микросхеме TTP223. Рабочее напряжение микросхемы TTP223 составляет от 2 до 5,5 В, а потребление тока очень низок. Из-за дешевизны и легкой интеграции сенсорный датчик стал очень популярным, по сравнению с другими сенсорными датчиками.
На одной стороне платы, расположена сенсорная область размером 11 мм на 10,5 мм с диапазоном срабатывание около 5 мм. На другой стороне платы установлена микросхема TTP223, светодиод, резисторы и конденсор.
При подключении датчика TTP223 к питанию, по умолчанию выход OUT устанавливается в низкое состояние. Если прикоснутся пальцем рабочий области датчика, выход OUT переключается с низкого уровня на высокий и загорится встроенный светодиод. При необходимости, можно настроить модуль, для этого предусмотрены две перемычки А и В, а так же перемычка без подписи (по умолчанию перемычки не установлены).
Регулировка чувствительности.
Настройка чувствительности осуществляется с помощью добавления конденсатора от 0 до 50 пФ, где 0 пф максимальная чувствительность, а 50 пф самая низкая чувствительность.
Пример №1 — Управление TTP223 светодиодом.
Необходимые детали:
► Светодиод 5 мм x 1 шт.
► Резистор 270 Ом x 1 шт.
► Макетная плата 400 x 1 шт.
► Провода DuPont F-F, 20 см x 2 шт.
Описание:
В первом примере покажу как управлять светодиодом с помощью сенсорной кнопки TTP223 без установки перемычек.
Подключение.
Для удобства подключения, воспользуемся макетной платой на 400 контактов и DuPont проводами. Установим датчик TTP223 на макетную плату, подключим питание и к выходу OUT через резистор установим светодиод. В качестве питания использую лабораторный блок питания на 5 В, так же можно воспользоватся блоком питания от телефона. Схема подключения ниже.
Заключение:
Если все правильно собрали, когда прикоснетесь к датчику TTP223 светодиод загорится, при отпускании погаснет.
Пример №2 — Управление TTP223 нагрузкой (реле).
Необходимые детали:
► Модуль реле 2-х канальный x 1 шт.
► Резистор 270 Ом x 1 шт.
► Макетная плата 400 x 1 шт.
► Провода DuPont F-F, 20 см x 2 шт.
► Провода DuPont F-M, 20 см x 3 шт.
Описание:
Во втором примере немного усложним схему, вместо светодиода будем управлять модулем реле с помощью TTP223.
Заключение:
При нажатии на сенсорную кнопку, реле включается, при повторном нажатии отключается. Как видите сенсорная кнопка TTP223 может управлять нагрузкой без микроконтроллера и с помощью такой простой схемы можно собрать сенсорную лампу. Так же, взамен реле, можно воспользоватся твердотельным реле или MOSFET.
Пример №3 — Подключение сенсорной кнопки TTP223 к Arduino.
Необходимые детали:
► Arduino UNO x 1 шт.
► Провода DuPont F-M, 20 см x 3 шт.
Описание:
И в последним примере, подключим сенсорную кнопку TTP223 к Arduino UNO и все показания передадим в «Последовательный порт«.
Подключение.
Подключаем вывод OUT от сенсорного датчика TTP223 к цифровому выводу 7 на Arduino, затем подключаем питание VCC и GND и загружаем скетч, схема подключения ниже.?
Миниатюрная плата размером 14,5 х 11 мм. Куплена для экспериментов в одном экземпляре, примерно за 21 руб. На плате есть 3 выводных отверстия под хедер и поверхностные контактные площадки под конденсатор регулировки чувствительности, а также "перемычки" A и B для программирования режимов работы.
Микросхема.
По сути вся схема платы-кнопки образованна крошечной микросхемой TTP223B в корпусе SOT-23-6L.
Размер корпуса микросхемы 3 х 1.5 мм.
Информация из даташита:
Распиновка ног микросхемы.
Package Type SOT-23-6L
TTP223-BA6 PACKAGE CONFIGURATION
| Pad No. | Pad Name | I/O Type | Pad Description |
| 1 | Q | O | CMOS output pin |
| 2 | VSS | P Negative power supply, ground | P Negative power supply, ground |
| 3 | I | I/O Input sensor port | I/O Input sensor port |
| 4 | AHLB | I-PL | Output active high or low selection,1=>Active low; 0(Default)=>Active hi |
| 5 | VDD | P | Positive power supply |
| 6 | TOG | I-PL | Output type option pin,1=>Toggle mode; 0(Default)=>Direct mode |
Базовая схема подключения микросхемы (из даташита).
Пояснения работы.
Всё что нужно, чтобы использовать "кнопку" в схеме - это подать на нее питание VCC (VDD) (от +2 до +5.5 в) и соединить её с общим проводником GND в схеме. На выводе I/O , в зависимости от конфигурации, будет напряжение (от +2 до +5.5 в) , которое будет управлять подключенным реле или микроконтроллером.
Сенсор может срабатывать не только от прикосновения, но и от поднесения руки на расстояние примерно около полсантиметра, а так же от находящегося в непосредственной близости источника электромагнитного поля, например сетевого провода 220 в.
Режимы работы / Программирование.
На плате предусмотрены две пары контактных площадок для установки перемычек: A и B (по умолчанию они не замкнуты).
Замкнут A - Электронная "кнопка" замкнута, размыкание происходит только в момент прикосновении.
Замкнут B - "Кнопка" работает в режиме фиксации. Коснулся, убрал руку - цепь замкнута. Коснулся еще раз, убрал руку - цепь разомкнута.
Замкнут A и B - По сути это такой же режим как и "замкнут B", только при подаче питания кнопка будет замкнута, и при первом прикосновении разомкнется.
Не замкнуто ни чего - Временное замыкание, работает как нефиксируемая кнопка, прикоснулся - цепь замкнута, убрал руку - цепь разомкнулась.
Также можно отрегулировать чувствительность срабатывания сенсора, установив конденсатор до 50 пФ. Например, если емкость ближе к 0 пФ, то достаточно просто поднести руку на расстояние примерно до 5 мм к выделенной области "touch", а если увеличить емкость до 50 пФ и более, то чтобы вызвать срабатывание, необходимо прикоснуться уже прямо к оголенному проводнику-контакту сенсора.
SMD светодиод, расположенный на модуле "загорается", свидетельствуя о том, что "кнопка" находится в режиме "замкнуто".
Бракованный модуль.
Кроха пришла ко мне уже давно, я ее убрал в коробочку и не проверял, а когда пришло время испытать ее, она оказалось с браком, причем довольно критичным. Так как я еще не имел дел с такими сенсорными кнопками, сначала никак не мог понять, почему ничего не хочет работать, и к тому же слегка греются контакты в макетной плате. Прозвонил ножки VCC и GND - между ними обнаружилось замыкание.
Очень внимательно разглядывал модуль - всё было в порядке. В итоге пришлось отпаять 6-ногую микросхему - оказалось, что под ней дорожки не разделены, видимо не протравились при изготовлении, более того, GND еще и замкнут на одну дорожку, идущую к контактной площадке "A".
Разделил дорожки, процарапав медное покрытие иголкой. Запаял микросхему на место - и к моему удивлению, всё заработало как надо!
Тест работы сенсорной кнопки с Bluetooth модулем CSRA64215.
Ссылки связанные с модулем:
Изготовление печатной платы: Часть 1 и Часть 2
Схема подключения сенсорного модуля очень проста, в сравнении с обычной кнопкой, дополнительно потребуется соединить его только с GND. Несмотря на то, что у TTP223 заявленное рабочее напряжение от +2 до +5.5 в, микросхема без проблем заработала от +1.8 в.
Цешки нет? Беда бедная.
М-м-м-м. Закралось в душу сомнение. Выбросить, что-ль, к чертям собачьим свою отвёртку-индикатор?
Определитесь по общему проводу. Тому, относительно которого идёт питание TTP223 и управляющего электрода.
Не будут нормально работать эти схемы со светодиодными и энергосберегающими лампами. Такое питание нормально реализуется только в случае активного сопротивления нагрузки, ну или немного индуктивного, но не столь сложного, как мостовой выпрямитель с конденсатором и устройством с пороговым эффектом, будь то балласт КЛЛ или драйвер.
Может кто объяснить на котах, как работает схема с индуктивностью после симистора?) И в индуктивности ли дело?
Вот моя схема
Я хочу избавится от нужды подводить N к схеме.
На схем.нет подсказали, что нужен дроссель Не знаю можно ли тут ссылки на соседние форумы постить, там на этот можно)
Вот нашел две схемы
разница в том, что на одной дроссель между симистором и питанием схемы а на второй схема подключена прям к ногам симистора.
Я так понял, что симистор закрыт, пока через него не начинает течь около 20 вольт. То есть в этот момент на моей схеме С4 и С2 должны зарядится и поддерживать питание схемы. Но у меня не работает, я не подключал индуктивность, а просто сомкнул выводы OUT моей схемы, и ноль пытаюсь взять со светодиодных ламп.
когда схема выключена, они моргают, это я ожидал, то есть тут все ок. Но когда я подношу руку, они загараются на мгновение и тухнут.
Нужна индуктивность? Если да, то почему она на разных схемах в разных местах)
Или мне нужны более вместительные конденсаторы и может выкинуть стабилизатор?
Читайте также: