Сенсорная кнопка полезна там где не подходят механические контакты. Сенсором служит поле диаметром 15 мм, выполненное непосредственно на печатной плате. Оно окружено 8 светодиодами, которые могут указывать на активное состояние и срабатывание. Кнопка работает даже через стекло или оргстекло толщиной около 4 мм, источник питания в районе 3,3 – 5 В.
Схема сенсорной кнопки
Схема модуля представлена на рисунке. Управление кнопкой осуществлялось с помощью микроконтроллера AT42QT1011 U1. Сенсорное поле диаметром 15 мм, выполненное непосредственно на печатной плате, служит датчиком для U1.
Конденсатор С1 отвечает за чувствительность, при меньших значениях (например 2,2 нФ) она ниже, но повышается устойчивость к помехам.
Значение C1 составляет 2,2 – 47 нФ, которое следует подобрать экспериментально после установки кнопки в корпус.
Вывод S / M U1 определяет режим работы, здесь это быстрый режим, в котором упор делается на скорость обнаружения касания за счет потребляемой мощности. AT42QT1011 имеет выход с открытым стоком, для которого требуется внешний подтягивающий резистор. Обнаружение сенсорного поля переводит вывод OUT в высокий уровень. С выхода можно напрямую управлять LED индикатором с низким энергопотреблением.
В кнопке намеренно отсутствует подключение LED к выходу U1. Состояние кнопки сигнализируется восемью светодиодами LD1 … 8, питающимися от драйвера U2 типа BCR321UE6327. Резистор R9 определяет ток светодиода. Микросхема U2 обеспечивает постоянный ток для питания LED независимо от напряжения питания, поддерживая постоянную яркость. Разделение сигналов KEY и LED увеличивает гибкость сигнализации состояний схемы, когда она взаимодействует с внешним микроконтроллером.
Устройство питается напряжением 3,3 – 5 В через SW-разъем (JST 1,00 мм). К разъему подключаются сигналы от U1 и от U2. Сигналы KEY / LED могут быть замкнуты накоротко, тогда светодиоды укажут на прикосновение к полю. Дополнительная функция U1 – это генерация коротких 15-миллисекундных биений, сигнализирующих о его правильной работе. Когда обнаружение касания неактивно, а выход OUT подвешен резистором к плюсу источника питания, микросхема U1 переключает выход на 15 мс из низкого состояния в состояние высокого сопротивления, которое можно использовать для контроля после подключения.
Монтаж и наладка
Схема собрана на небольшой двусторонней печатной плате, расположение элементов показаны на рисунках. Светодиоды LD1 … 8 – элементы для поверхностного монтажа, их следует размещать с нижней стороны платы.
После подключения питания и приближения к полю или касания его пальцем, состояние выхода должно измениться на высокое. Плата была протестирована с оргстеклом толщиной около 4 мм, с C1 = 10 нФ, обнаружение нажатия надежно и чётко. Экспериментируя с материалом и его толщиной, отключите питание кнопки, чтобы при повторном включении процедура автокалибровки смогла оптимизировать работу.
