Svet Črnil

Opis

MPR121 I2C modul za Arduino i ESP32 – 12 jednostrukih dodira

Dvanaest odvojenih kapitativnih ulaza, samo dvije SDA i SCL komunikacijske linije i mogućnost više adresa na istom I2C autobusu. To je glavni razlog zašto Modul za otkrivanje dodira MPR121 I2C za Arduino, ESP32 i slični razvojni paneli mnogo zanimljiviji od jednostavnog jednokanalnog senzora dodira.

S jednim malim modulom možemo stvoriti tipkovnicu, kontrolnu ploču, skrivene tipke, interaktivnu površinu ili sustav koji otkriva dodir provodničke žice, metalnih ploča, folije ili drugih elektroda.

Ako mi je potrebno samo jedno dugme, postoje jeftinija rješenja. Međutim, kada projekt zahtijeva više perceptivnih bodova, dobro filtriranje, prilagodba osjetljivosti i minimalna upotreba mikrokontrolerskih veza, MPR121 postaje vrlo korisno rješenje. Manje modula, manje kablova, manje softverskih komplikacija i ušteda betona.

MPR121 za projekte skejta, Arduino, ESP32 i automatizaciju

Većina potencijalnih korisnika ovog modula su tvorci projekta, Arduino i ESP32 korisnici, studenti elektronike, razvijači robotike i ljudi koji sami prave svoje uređaje kod kuće ili u radionici.

Ali korist MPR121 ne završava ovdje. Isti princip je također od velikog interesa u proizvodnji prototip strojeva, laboratorijskih uređaja, kontrolnih panela i raznih rješenja u automatizaciji.

• Arduino projekti
• ESP32 projekti
• Zvučna elektronika
• kućna automatizacija
• robotski sustavi
• capacitive tipkovnice
• skriveni gumbi ispod plastične ili tanke nemetalne površine
• detektiranje dodirne žice
• Detektiranje metalnih dijelova
• interaktivne instalacije
• učenje projekata za škole i fakultete
• servisni ključevi na strojevima
• razvoj industrijskih korisničkih sučelja

Važna prednost je što elektroda nije nužno klasični metalni gumb. Može se koristiti bakarna traka, aluminijasta folija, provodna boja, metalna ploča ili prikladna prevodna žica.

Tako da možemo prilagoditi korisničko sučelje na uređaj, a ne obrnuto.

12 kapitativnih ulaza znači manje kabela i više opcija

MPR121 12 neovisnih kapitativnih elektrodaČip također omogućuje funkciju otkrivanja pristupa. Komunikacija se odvija kroz I2C autobus, tako da je mikrokontroler potrebno SDA i SCL kao pravilo.

Zadana adresa mnogih MPR121 modula je 0x5A. Također možemo koristiti adrese u pogubljenja koja nam omogućuju odabir naslova 0x5B, 0x5C i 0x5D.

To znači da je moguće povezati do četiri ispravno konfigurisana modula na jedan I2C bus, tako dobivajući što više 48 kapitativnih ulaza.

Za veću tipkovnicu, kontrolnu površinu, interaktivni sustav ili stroj, ovo je ogromna prednost.

Detektiranje kontaktne žice, folije i metala

To je mjesto gdje MPR121 postaje posebno zanimljivo.

Senzor mjeri promjenu kapaciteta elektrode. Elektroda se stoga može sasvim razlikovati od normalnog gumba.

Na prototipu možemo koristiti komad bakrene folije. Sa skrivenim ključem, metalnom pločicom ispod tankog plastičnog poklopca. Za poseban uređaj, možemo koristiti i kao perceptivni element s masenim udjelom ne većem od 3 %.

Dakle, možemo napraviti vrlo zanimljiva rješenja. Metalna ručka može postati senzor. Komad žice može otkriti dodir korisnika. Cijela metalna površina može postati veliki ključ.

Ali sa žicama, morate razmišljati malo više inženjering. Duža elektroda ima više svoje vlastite kapitanse i lakše je prikupiti električne poremećaje.

U industrijskom okruženju, motori, frekvencijski pretvarači, releji i dugotrajni kabeli mogu biti izvor elektromagnetskih smetnji.

• Elektrode bi trebale biti što kraće
• Izbjegavanje paralelne vožnje motornim kabelima
• detach elektrode od PWM signala
• detach elektrode od I2C i drugih brzih signala
• prilagođavanje osjetljivosti za dulje linije
• prilagoditi prag dodira i opuštanje
• Ispitivanje različitih veličina elektrode
• konačno rješenje je uvijek provjereno u stvarnom okruženju

NXP preporučuje kratke i uske veze između ulaza senzora i elektrode prilikom projektiranja kapacitivnih panela. Jedna od njihovih preporuka spominje dužinu od oko 200 mm.

To nije apsolutna granica za svaki projekt, ali je vrlo korisna informacija. Dug komad žice nije besplatan senzor proširenja. Više duljine znači više kapaciteta i više mogućnosti smetnje.

MPR121 v TTP223 – što je zapravo jeftinije

TTP223 je dobro rješenje kad mi treba samo jedan jednostavan ključ za kondenzator.

Ali sa četiri ili osam ili 12 tipki, priča se brzo mijenja.

Treba mi više modula, više kablova, više digitalnih ulaza od mikrokontrolera, više soba, više šanse za pogreške.

Ako projekt treba deset ključeva, nema smisla usporediti samo cijenu jednog modula.

Moramo sastaviti module, priključke, kablove, prostor na ploči tiskanog kruga i programsko vrijeme.

U to vrijeme MPR121 može biti stvarna jeftinije i donijeti veće uštedeIako je svaki modul skuplji od jednog TTP223.

Niska potrošnja MPR121

MPR121 je također zanimljiv zbog niske potrošnje energije.

U tehničkoj dokumentaciji se navodi tipična potrošnja oko 16 ms. 29 μA. U načinu spavanja potrošnja može biti oko 3 μA.

To je zanimljivo za baterije, bežične projekte, prijenosne uređaje i sustave, gdje želimo smanjiti nepotrebnu potrošnju energije.

U slučaju napajanja, budite oprezni jer nisu svi moduli MPR121 identični.

Česta MPR121 Breakout V1.2 nema regulator napona i normalno se pokreće približno između 2,5 V i 3,6 V.

Ne povezujemo takav modul izravno s 5 V samo zato što koristimo Arduino.

ESP32 je zbog 3,3 V logika vrlo prikladan partner MPR121.

Arduino Uno i drugi 5 V Treba provjeriti razvojne panele za konkretnu provedbu modula, povlačenje otpora i logičke razine I2C.

MPR121 za ozbiljnu automatizaciju

Ozbiljna automatizacija ne znači da bilo koja razvojna komponenta mora biti skupa.

To znači da iznad svega razumijemo granice komponente i koristimo je na pravom mjestu.

MPR121 može biti vrlo korisna u servisnim tipkama, operatorskim funkcijama, skrivenim postavkama, prototipima, testnim uređajima i ljudskom otkrivanju dodira na metalnim elementima.

• s masenim udjelom ne većem od 3 %
• mogućnost potpuno ravnog kontrolnog područja
• lakše čišćenje korisničke ploče
• mnogo ulaza u malom prostoru
• podesiva osjetljivost
• manje veze s ESP32 ili Arduino
• mogućnost korištenja IRQ signala
• povoljno rješenje za prototipove
• prikladno za male serije uređaja
• korisna u razvoju posebnih strojeva

A MPR121 nije sigurnosni senzor.

Ne bi se koristilo kao jedini uređaj za zaustavljanje opasnog stroja ili za zamjenu certificiranog sigurnosnog prekidača.

Za normalnu interakciju korisnika, servisne funkcije i automatizaciju, gdje neuspjeh ne ugrožava čovjeka, nudi ogromne mogućnosti za vrlo malo novca.

Od aluminijske folije do pametnog korisničkog sučelja

Tehnološki portal Hackaday predstavio je projekt u kojem je MPR121 korišten za kapacitivnu tipkovnicu s dvanaest tipki od papira i aluminijske folije.

To pokazuje vrlo dobro zašto je MPR121 je zanimljivo.

Otkriveno područje nije ograničeno na tvornički ključ. Dizajn se može prilagoditi proizvodu, kućištu, eksperimentu ili stroju.

To je zabavno za projekt DIY. To znači nešto važnije za razvoj proizvoda.

Korisničko sučelje može postati dio strukture.

Metalni logotip, skrivena površina ispod plastike, aluminijska ploča ili komad vodeće žice mogu dobiti novu funkciju bez klasičnog mehaničkog prekidača.

Lokalno u Ljubljani znači manje čekanja

U elektronici, vrijeme je često najskuplja stvar.

Modul za nekoliko eura može zaustaviti razvoj na nekoliko dana ako nije dostupan.

Stoga lokalno posebna prednost dostavljene komponente.

Sa kompanijom Svijet s črnilom U Ljubljani, takve razvojne komponente posebno su zanimljive za servisere, škole, Tvorce, Home Programere i tvrtke koje brzo trebaju komponentu.

Ako jedan modul može zamijeniti cijelu seriju pojedinačnih ključeva, smanjiti broj kablova i uštedjeti veze na mikrokontroler, rezultat je vrlo konkretan.

Manje posla, manje komponenti, bržeg razvoja, a često i veće štednje.

Mali trošak može spriječiti veliku cijenu

Benjamin Franklin istaknuo važnost malih troškova s mišlju Čuvajte se malih troškova, mala rupa može potopiti veliki brod.

Elektronski razvoj je vrlo sličan.

Pogrešan izbor malog senzora može značiti dodatne module, nove tiskane sklopove, višestruke kablove i dodatne programske sate.

MPR121 je koristan alat uglavnom jer omogućuje više funkcija s jednim modulom.

Ako unapred znam da će mi trebati više kapacitivnih ključeva, često je više vrijedno koristiti multikanalni kondenzator nego dodati pojedinačne senzore jedan po jedan kasnije.

Korisničko iskustvo MPR121

Modul je povezan ESP32 i koristiti više metalnih površina od tipki. Nakon postavljanja osjetljivosti, otkrivanje je brzo i stabilno, ali iznad svega smo sačuvali cijeli kontrolni panel s jednim modulom. Sačuvali smo puno žica i nekoliko slobodnih ulaza u ESP32.

Takva upotreba lijepo pokazuje glavnu prednost MPR121. Umjesto mnoštva pojedinačnih senzora, veliki dio korisničkog sučelja može se riješiti s jednom tabletom.

MPR121 tehnički podaci

MPR121 kao povoljna osnova za sljedeći projekt

Modul za otkrivanje dodira MPR121 I2C jedna je od onih komponenti koje mogu dodati osjećaj značajno naprednijeg uređaja vrlo jednostavnom projektu.

Nema 12 mehaničkih tipki, 12 odvojenih senzora, sa velikom slobodom u elektrodama i dobrom podrškom za Arduino i ESP32.

Ako napravim prototip, to mi omogućuje da se brzo razvijem.

Ako napravim domaću automatizaciju, dobiću vrlo fleksibilno rješenje.

Ako sam razviti stroj, mogu koristiti modul za usluge i korisničke funkcije.

Napraviti sustav jeftinije, pristupačne, lokalne i manje nepotrebne žiceMPR121 je vrlo razumna opcija.

Uštede nisu samo u cijeni modula. Štedimo veze, kablove, prostor, mehaničke komponente i iznad svega vrijeme razvoja.

Ako jedna mala ploča može otkriti do 12 dodira i eliminirati cijeli raspon mehaničkih tipki, kablova i dodatnih modula, ima li smisla riješiti svaki dodir s odvojenim prekidačem?