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Designazione

Modulo MPR121 I2C per Arduino e ESP32 – 12 tatti singoli

Dodici ingressi capacitivi separati, solo due linee di comunicazione SDA e SCL e la possibilità di indirizzi multipli sullo stesso bus I2C. Questo è il motivo principale per cui Modulo di rilevamento touch MPR121 I2C per Arduino, ESP32 e pannelli di sviluppo simili molto più interessante di un semplice sensore touch a singolo canale.

Con un piccolo modulo possiamo creare una tastiera, un pannello di controllo, chiavi nascoste, una superficie interattiva o un sistema che rileva il tocco di filo conduttivo, piastre metalliche, fogli o altri elettrodi.

Se ho solo bisogno di un pulsante, ci sono soluzioni più economiche. Tuttavia, quando il progetto richiede punti più percettivi, un buon filtraggio, una regolazione della sensibilità e un uso minimo di connessioni microcontroller, MPR121 diventa una soluzione molto benefica. Meno moduli, meno cavi, meno complicazioni software e risparmio di produzione concreto.

MPR121 per progetti fai da te, Arduino, ESP32 e automazione

La maggior parte dei potenziali utenti di questo modulo sono progettisti fai da te, utenti Arduino e ESP32, studenti di elettronica, sviluppatori di robotica e persone che fanno i propri dispositivi a casa o in officina.

Ma l'utilità di MPR121 non finisce qui. Lo stesso principio è anche di grande interesse per la produzione di prototipi, dispositivi di laboratorio, pannelli di controllo e varie soluzioni di automazione.

• Progetti Arduino
• ESP32 progetti
• Elettronica fai da te
• automazione domestica
• sistemi robotizzati
• tastiere capacitive
• bottoni nascosti in plastica o sottile superficie non metallica
• rilevamento del contatto del cavo
• rilevazione di parti metalliche
• impianti interattivi
• progetti di apprendimento per scuole e facoltà
• tasti di servizio su macchine
• sviluppo di interfacce utente industriali

Un vantaggio importante è che l'elettrodo non è necessariamente un classico pulsante metallico. Striscia di rame, stagnola di alluminio, vernice conduttiva, piastra metallica o filo conduttivo adatto possono essere utilizzati.

Così possiamo personalizzare l'interfaccia utente al dispositivo, non il contrario.

12 ingressi capacitivi significa meno cavi e più opzioni

MPR121 12 elettrodi capacitivi indipendenti. Il chip permette anche la funzione di rilevamento dell'approccio. La comunicazione avviene attraverso il bus I2C, quindi il microcontroller ha bisogno di SDA e SCL di regola.

L'indirizzo predefinito di molti moduli MPR121 è 0x5A. Possiamo anche utilizzare gli indirizzi nelle esecuzioni che ci permettono di scegliere il titolo 0x5B, 0x5C e 0x5D.

Ciò significa che è possibile collegare fino a quattro moduli configurati correttamente a un bus I2C, così arrivare fino a 48 ingressi capacitivi.

Per una tastiera più grande, superficie di controllo, sistema interattivo o macchina, questo è un enorme vantaggio.

Rilevazione del filo di contatto, della stagnola e del metallo

Questo è dove MPR121 diventa particolarmente interessante.

Il sensore misura il cambiamento nella capacità dell'elettrodo. L'elettrodo può quindi essere molto diverso dal normale pulsante.

Possiamo usare un foglio di rame sul prototipo. Con una chiave nascosta, una piastra metallica sotto una sottile copertura di plastica. Per un dispositivo speciale, possiamo anche usare come elemento percettivo asta metallica o altra parte metallica.

Così possiamo fare soluzioni molto interessanti. La maniglia in metallo può diventare un sensore. Un pezzo di filo può rilevare il tocco dell'utente. L'intera superficie metallica può diventare una grande chiave.

Ma con i fili, devi pensare ad un po' più di ingegneria. L'elettrodo più lungo ha più capacità ed è più facile da raccogliere disturbi elettrici.

Nell'ambiente industriale, i motori, i convertitori di frequenza, i relè e i cavi a lunga potenza possono essere una fonte di interferenze elettromagnetiche.

• connessioni elettrodo dovrebbe essere il più breve possibile
• evitare la guida parallela lungo i cavi motore
• elettrodi di distacco dai segnali PWM
• elettrodi di distacco da I2C e altri segnali veloci
• regolare la sensibilità per linee più lunghe
• regolare la soglia di tocco e relax
• prova diverse dimensioni di elettrodo
• la soluzione finale è sempre controllata in ambiente reale

NXP raccomanda connessioni brevi e strette tra ingresso del sensore e elettrodo durante la progettazione di pannelli capacitivi. Una delle loro raccomandazioni menziona una lunghezza di circa 200 mm.

Questo non è un limite assoluto per ogni progetto, ma è informazioni molto utili. Un lungo pezzo di filo non è un'estensione del sensore libero. Più lunghezza significa più capacità e più possibilità di interferenze.

MPR121 v TTP223 – che cosa è effettivamente più conveniente

TTP223 è una buona soluzione quando ho bisogno di una semplice chiave di condensatore. E' economico e facile.

Ma con quattro o otto o 12 chiavi, la storia cambia rapidamente.

Mi servono altri moduli. Altri cavi. Più ingressi digitali dal microcontroller. Più spazio. Altre possibilità di errori.

Se un progetto ha bisogno di dieci chiavi, non ha senso confrontare solo il prezzo di un modulo.

Dobbiamo aggiungere moduli, connessioni, cavi, spazio sul circuito stampato e tempo di programmazione.

Al momento MPR121 può essere reale più economico e portare più grande risparmioAnche se ogni modulo è più costoso di un TTP223.

Basso consumo di MPR121

MPR121 è anche interessante a causa del basso consumo energetico.

Per il campionamento di circa 16 ms, la documentazione tecnica indica il consumo tipico intorno 29 μA. In modalità sonno il consumo può essere circa 3 μA.

Questo è interessante per i dispositivi a batteria, progetti wireless, dispositivi portatili e sistemi, dove vogliamo ridurre il consumo energetico inutile.

Nel caso dell'alimentazione elettrica, fare attenzione perché non tutti i moduli di rottura MPR121 sono identici.

Frequente MPR121 Breakout V1.2 non ha un regolatore di tensione ed è normalmente alimentato approssimativamente tra 2,5 V e 3,6 V.

Non colleghiamo un tale modulo direttamente a 5 V solo perché usiamo Arduino.

ESP32 è dovuto a 3,3 V logica un partner molto adatto per MPR121.

A Arduino Uno e altri 5 V pannelli di sviluppo devono essere controllati per l'implementazione concreta del modulo, aumentare la resistenza e livelli logici I2C.

MPR121 per l'automazione seria

Serious automazione non significa che qualsiasi componente di sviluppo deve essere costoso.

Significa soprattutto che comprendiamo i limiti del componente e lo usiamo nel posto giusto.

MPR121 può essere molto utile nelle chiavi di servizio, nelle funzioni dell'operatore, nelle impostazioni nascoste, nei prototipi, nei dispositivi di prova e nel rilevamento del tocco umano sugli elementi metallici.

• senza usura meccanica
• possibilità di una zona di controllo completamente piana
• pulizia più semplice del pannello utente
• molti ingressi in un piccolo spazio
• sensibilità regolabile
• meno connessioni a ESP32 o Arduino
• possibilità di utilizzare un segnale IRQ
• una soluzione favorevole per i prototipi
• adatto per piccole serie di dispositivi
• utile nello sviluppo di macchinari speciali

E MPR121 non è un sensore di sicurezza.

Non sarebbe utilizzato come unico dispositivo per fermare una macchina pericolosa o per sostituire un interruttore di sicurezza certificato.

Per la normale interazione degli utenti, funzioni di servizio e automazione, dove il fallimento non mette in pericolo l'uomo, offre enormi opportunità per pochissimi soldi.

Dal foglio di alluminio all'interfaccia utente intelligente

L'Hackaday Technology Portal ha presentato un progetto in cui MPR121 è stato utilizzato per una tastiera capacitiva con dodici chiavi in carta e alluminio.

Questo dimostra molto bene perché MPR121 è interessante.

L'area rilevata non è limitata alla chiave fabbrica. Il design può essere adattato al prodotto, custodia, esperimento o macchina.

Questo è divertente per un progetto fai da te. Significa qualcosa di più importante per lo sviluppo del prodotto.

L'interfaccia utente può diventare parte della struttura.

Il logo in metallo, la superficie nascosta sotto la plastica, la piastra in alluminio o un pezzo di filo conduttivo possono ottenere una nuova funzione senza un classico interruttore meccanico.

Localmente a Lubiana significa meno attesa

In elettronica, il tempo è spesso la cosa più costosa.

Il modulo per pochi euro può fermare lo sviluppo per diversi giorni se non è disponibile.

Perciò locale locale il vantaggio specifico del componente fornito.

Con l'azienda Mondo inchiostro a Lubiana, tali componenti di sviluppo sono particolarmente interessanti per i riparatori, le scuole, i creatori, gli sviluppatori domestici e le aziende che hanno bisogno del componente rapidamente.

Se un modulo può sostituire un'intera serie di chiavi individuali, ridurre il numero di cavi e salvare le connessioni su un microcontroller, il risultato è molto concreto.

Meno lavoro. Meno componenti. Sviluppo più veloce. E spesso anche maggiori risparmi.

Un piccolo costo può impedire un costo enorme

Benjamin Franklin ha sottolineato l'importanza dei piccoli costi con il pensiero Attenzione ai piccoli costi, un piccolo foro può affondare una grande nave.

Lo sviluppo elettronico è molto simile.

La scelta sbagliata di un piccolo sensore può significare moduli aggiuntivi, nuovi circuiti stampati, cavi multipli e ore di programmazione aggiuntive.

MPR121 è uno strumento utile soprattutto perché consente molteplici funzioni con un modulo.

Se so in anticipo che avrò bisogno di più chiavi capacitive, è spesso più utile usare un condensatore multicanale che aggiungere singoli sensori uno per uno dopo.

Esperienza utente MPR121

Abbiamo collegato il modulo all'ESP32 e utilizzato più superfici metalliche rispetto alle chiavi. Dopo aver impostato la sensibilità, il rilevamento è veloce e stabile, ma soprattutto abbiamo salvato l'intero pannello di controllo con un modulo. Abbiamo salvato molti cablaggi e diversi ingressi gratuiti a ESP32.

Tale uso mostra magnificamente il vantaggio principale di MPR121. Invece di una moltitudine di singoli sensori, una gran parte dell'interfaccia utente può essere risolto con un singolo tablet.

MPR121 dati tecnici

MPR121 come base favorevole per il prossimo progetto

Il modulo di rilevamento touch MPR121 I2C è uno di quei componenti che possono aggiungere un senso di un dispositivo significativamente più avanzato ad un progetto molto semplice.

Nessuna dodici chiavi meccaniche. Nessun 12 sensori separati. Con grande libertà negli elettrodi e buon supporto per Arduino e ESP32.

Se faccio un prototipo, mi permette di svilupparmi rapidamente.

Se faccio l'automazione domestica, ottengo una soluzione molto flessibile.

Se sviluppi una macchina, posso usare il modulo per funzioni di servizio e utente.

Per creare un sistema cablaggio più economico, conveniente, locale e meno inutile, MPR121 è un'opzione molto ragionevole.

I risparmi non sono solo nel prezzo del modulo. Salviamo connessioni, cavi, spazio, componenti meccanici e soprattutto tempo di sviluppo.

Se una piccola piastra può rilevare fino a 12 tocchi ed eliminare un'intera gamma di chiavi meccaniche, cavi e moduli aggiuntivi, ha davvero senso risolvere ogni tocco con un interruttore separato?