DIY dotykové tlačítko

Již druhým rokem vyvíjím svůj unikátní Z-Wave spínač s dotykovými tlačítky, který mě uspokojí z hlediska funkčnosti, designu i výrobních nákladů.

Od samého začátku bylo cílem udělat 4tlačítkový vypínač na baterii 80×80 mm co nejtenčí, dotyková tlačítka by měla být velká a při dotyku svítit celá a ne jen malý kroužek, jako všichni ostatní. Výsledkem je stylový tenký vypínač, který dokáže ovládat jakékoli zařízení chytré domácnosti.

Během vývoje jsem řešil mnoho problémů v obvodech, návrhu pouzdra a výběru materiálu. Zvláště zajímavé je vytvoření samotného dotykového tlačítka, které svítí celé, ale nejprve.

• Funkčnost
• Design pouzdra
• Návrh PCB
• Studium difuzorů světla
• Výběr materiálů difuzoru
• Použití

Funkčnost

Byly požadovány následující možnosti přepínače:

• Zapnout/vypnout světlo
• Upravte jas osvětlení

Nechte každé tlačítko fungovat v přepínacím režimu, stiskněte – on, stiskněte – off. To vám umožní spravovat 4 skupiny osvětlení.

Design pouzdra

Myšlenka 4 velkých dotykových tlačítek od Basalte se mi líbila a rozhodl jsem se ji vyvinout vlastním směrem.

Rýže. 1 – KNX spínač Basalte

Chtěl jsem, aby tlačítko při dotyku svítilo jako celek, spíše než samostatná LED. Pouzdro je tedy úzký rám s výřezy pro 4 dotyková tlačítka. Zámky pro připevnění zadního krytu a vybrání pro instalaci magnetů jsou promyšlené. Montážní deska je přilepena na stěnu oboustrannou lepicí páskou a samotný vypínač je k ní již připevněn pomocí magnetů. Vypínač je vhodné používat jako přenosný dálkový ovladač a je vhodné nabíjet baterii.

Rýže. 2 – Kryt dotykového spínače

Všechny části těla jsou navrženy v Blenderu a 3D vytištěny bílým ABS plastem.

Rýže. 3 – Vývoj krytu dotykového spínače v Blenderu

Návrh PCB

PCB je navrženo společností Proteus. Toto je druhá verze, používá jeden snímací čip TTP224 pro 4 kanály. První verze používala 4 ks. jednokanálový TTP223 není rozdíl v ovládání, ale při použití TTP224 je méně součástek k pájení.

Rýže. 4 – Vývoj desky plošných spojů dotykového spínače v Proteus

Hlavní komponenty na desce jsou:

1. Rádiový čip Z-Wave
2. Baterie Robiton 800mAh
3. 3.3V regulátor napětí S7V8F3
4. TP4056 IC pro nabíjení baterie
5. Schéma přepínání napájení z baterie na USB
6. Kalibrační tlačítko
7. IC dotykového tlačítka TTP224

Rýže. 5 – Deska dotykového spínače

Nejdůležitější součástí dotykového spínače je ovladač dotykového tlačítka. Testoval jsem 3 ovladače a ukázalo se, že každý má své plusy i mínusy. Výsledky testů 3 ovladačů s dotykovými tlačítky:

výhody: Levný, na textolitu na jedné straně mohou být senzorové podložky, na zadní straně jsou další komponenty, ale citlivost je značně snížena. Nastavení výstupního signálu: vysoká/nízká úroveň, nastavení režimu tlačítek: přepínání/zapnuto. 4 kanály.

nevýhody: Pokud jsou stopy na zadní straně touchpadu, pak to nefunguje dobře přes plexi více než 3 mm a ještě hůř, pokud je na skle nalepená fólie, nereaguje na malý dotyk, pouze přitlačí celou konečkem prstu i při nastavené maximální citlivosti (Cs = 1pF, rozsah 0 -50pF, čím menší, tím citlivější).

Rýže. 6 – TTP224 na hotové desce

výhody: Reaguje na malé dotyky přes 3mm (a více) plexi, pokud nastavíte citlivost na průměrnou úroveň (Cs = 22nF, rozsah 2-50nF, čím více, tím citlivější). Automaticky se přizpůsobí tloušťce skla.

nevýhody: Pod touchpadem by neměly být žádné stopy, žádné napájení, žádné uzemnění, jinak se sníží citlivost. Výstup je pouze vysoký. pouze 1 kanál.

Rýže. 7 – Testovací deska AT42QT1011

výhody: Reaguje na malé dotyky přes 3 mm (a více) plexi. Ochrana proti rušení se zemí kolem a pod senzorovou podložkou, automaticky se přizpůsobí tloušťce skla. 5 kanálů.

nevýhody: Trvá dlouho, než zareaguje na stisk a dlouho pochopí, že byl prst uvolněn, asi 0.5 sekundy. Pokud podržíte prst na podložce senzoru, po 9 sekundách LED zhasne a dojde ke kalibraci. Dotyková podložka musí být pokryta zeminou ze všech stran, včetně pod podložkou, jinak funguje na jakémkoli místě dotyku textolitu.

Rýže. 8 – MTCH105 na prkénku

Vybral jsem si TTP224 (4 kanály), protože na jednu PCB můžete umístit všechny komponenty na jednu stranu a na druhou stranu – senzorové podložky. Obětoval jsem citlivost, po 3mm plexi funguje, když se ho celý dotknete špičkou prstu, i když to lze interpretovat jako ochranu před náhodným dotykem :). Pokud pod senzorovou podložkou nejsou žádné stopy, reaguje na sebemenší dotyk přes 4mm plexi.

Vyrobte dotykový spínač se dvěma textolity, první je pro touchpady, druhý je pro všechny komponenty. Přidejte vibrační motor a posilovač. Implementujte funkci slabého osvětlení při spuštění vestavěného snímače pohybu.

Studium difuzorů světla

Úkolem bylo rovnoměrně osvětlit plochu o velikosti 40x40mm, které se prst dotýká. Kvůli omezení velikosti balení bylo možné nacpat pouze jednu LED pro každou podložku.

Prostudoval jsem zařízení několika dotykových spínačů: Livolo, Vitrum, dotykové tlačítko HTTM. Každá používala jiný přístup k rovnoměrnému rozptylu světla.

Italský Z-Wave spínač s drahým dekorativním sklem. Reflektor-difuzor je realizován následovně: na průhledném plexiskle s reflexní barvou je nalakován lem, z boku osvětlen jednou LED. Na straně LED je naneseno méně barvy, čímž je dosaženo jednotného lesku po celém ráfku. Nahoře je instalováno dekorativní sklo.

Rýže. 9 – Kresba reflexního lemu na plexi

Cenově dostupný čínský dotykový spínač. Na desce jsou 2 LED: červená a modrá, LED svítí uvnitř zakaleného průsvitného plastu, díky častým lomům světla uvnitř se získá rovnoměrná záře celého povrchu, na textolit je nanesena reflexní barva.

Rýže. 10 – Dotkněte se části spínače Livolo

HTTM – HelTec Touch Model

Ready senzorový modul s čipem Noname. Reflektor-difuzor se skládá ze 3 částí: textolit s pocínovanou plochou, plexisklo pro koncové osvětlení s mnoha mikropity, bílá zakalená fólie.

Rýže. 10 – Demontovaný modul snímače HTTM

Výběr materiálů difuzoru

Difuzor z matného plexiskla

Obvyklé průhledné 3mm plexi bylo z obou stran ošetřeno jemným brusným papírem, aby bylo matné. Takové plexi rovnoměrně rozptyluje světlo po celé ploše. Tloušťka materiálu umožňuje pohodlnou práci s jakýmkoli dotykovým čipem. Ale na povrchu jsou viditelné malé škrábance, což ovlivňuje estetický vzhled.

Rýže. 11 – Matné plexi

Plexisklový difuzor pro okrajové osvětlení (LGP) a mléčné plexi
Použil jsem 2 různé plexi o tloušťce 2 mm, sendvič dvou prvků se ukázal být 4 mm. Spodní plexi pro koncové osvětlení díky naneseným bílým bodům rovnoměrně rozptyluje světlo po celé ploše. Horní mléčné plexi dodává jemný lesk a krásný vzhled, přičemž jas je znatelně nižší a hmotnost spínače se zvyšuje.

Rýže. 12 – Plexisklo pro koncové osvětlení a opálové plexi

Panel Lightbox od Ledison
Ruská společnost Ledison poskytla k testování panel z lightboxu skládající se ze 3 komponent: reflexní substrát, speciální světlo rozptylující 3mm plexi (vypadá průhledně, ale uvnitř je vidět zrnitá struktura), průhledná ochranná fólie. Vyměnil jsem vrchní fólii za matnou Oracal 8500 a dostal jsem dobrou disperzi. Při práci s vypínačem ale fólie nevypadá pevně, může se poškrábat a je těžké ji nalepit bez bublin.

Rýže. 13 – Lightbox Sandwich od Ledison

Po všech testech ve spínači jsem aplikoval reflexní substrát od Ledison a udělal jejich plexi matné. To je pro mě momentálně nejlepší varianta a rovnoměrně se to rozptyluje a jas se nesnižuje a tloušťka je vhodná.

Rýže. 14 – Pouzdro, deska a difuzor

Použití

První testovací verze vypínačů jsem vyrobil před 2 lety a již mám zkušenosti s jejich používáním, jeden je instalován blízko koupelny ve výšce 120 cm a je vhodný pro děti, druhý je umístěn blízko postele a ovládá noční světlo , lustr a LED osvětlení. Protože všechna tlačítka jsou oddělena zaměřovacím křížem, lze je snadno najít ve tmě a stisknout požadované. Světelná zpětná vazba vám přesně řekne, které tlačítko bylo stisknuto. Oproti tlačítkovým spínačům jsem nenašel žádné mínus.

Rýže. 15 – Dotykový spínač na baterii v akci

Všiml jsem si příjemného vedlejšího efektu, vypínač u postele lze použít k osvětlení nočního stolku, pokud stisknete spodní tlačítka.

V současné době používá čip Z-Wave firmware ze 4tlačítkové klíčenky Z-Wave.Me Key Fob, je pohodlné, že je již připraven a funguje dobře, je nepohodlné, že tam nejsou všechny funkce, které chcete. Jediným nevyřešeným problémem bylo prosvětlení rohů ve středu, je nutné to překrýt fólií, ale zatím si myslím, že je mnohem lepší vyřezávat fólii, na těle uvnitř nebo na plexi.

Další plány jsou přechod na volně programovatelný modul Z-Uno pro implementaci veškerého softwarového Wishlistu.

Zdravím všechny milovníky DIY. Často musíte své vynálezy ovládat, ať už je to tlačítko napájení nebo nějaký přepínač, ale rád bych, aby zařízení fungovalo také dotykem, jinými slovy, aby mělo dotykové tlačítko zodpovědné za spouštění zařízení. V tomto článku vám řeknu, jak vytvořit dotykové tlačítko, které zapne vaše jakékoli elektronické zařízení.

A než začnete číst montáž krok za krokem, navrhuji sledovat video s malým testem a vizuální výrobou domácích produktů.

Chcete-li vytvořit dotykové tlačítko vlastníma rukama, budete potřebovat:
* Dva tranzistory 2n3055 koupit na Ali
* Tranzistor 2n2222a koupit na Ali
* 1 kOhm rezistor koupit na Ali
* Kovový plát
* Dráty
* Páječka, pájka, tavidlo
* Horká lepicí pistole
* Motor nebo žárovka k testování
* Napájení 12V

To je vše, co potřebujete k sestavení domácího dotykového tlačítka.

Krok číslo jedna.
Aby byl celý obvod dostatečně srozumitelný a názorný, bylo rozhodnuto jej vyrobit přímo na kartonu s natištěným elektrickým obvodem, kde budou nainstalovány všechny součástky.

Nejprve musíte nainstalovat dva hlavní tranzistory a nalepit je na horké lepidlo, pro pohodlí při pájení budou umístěny se zvednutými nohami, zatímco text na samotném tranzistoru by měl být zpočátku ve správné poloze a ne vzhůru nohama. dolů.

Druhý tranzistor rovněž nalepíme na karton a mezi emitor levého a bázi pravého tranzistoru připájeme 1 kOhm rezistor, u kterého lze před pájením zkontrolovat nominální odpor multimetrem (mírná odchylka v obou směrech je v rozmezí 5 procent). Při pájení se snažte nepřehřívat vývody tranzistoru, jinak mohou selhat.

Druhý krok.
Třetí tranzistor, který je menší, nalepíme na karton.

Nejpohodlnější je přilepit ji plochou stranou, takže nezapomeňte, že kontakty budou umístěny v opačném směru.

Poté na horké lepidlo nalepíme nůžkami knoflík z kovové plechovky, mějte na paměti, že hliníkové plechovky nebudou fungovat, protože jsou špatně pocínované a vyžadují speciální tavidlo.

Třetí krok.
Nyní vezmeme dva dráty a připájíme je ke kolektorům dvou velkých tranzistorů a předem pocínujeme jejich část pouzdra, protože se jedná o kolektor.

Tyto dráty fixujeme na karton horkým lepidlem, budou připojeny k jakémukoli zařízení napájenému elektřinou.

Nyní je čas připájet vodiče k menšímu tranzistoru. Vývody tranzistoru pocínujeme a připájeme k němu vodiče.

Emitor nebo kolík s číslem 1 na kartonu připájeme drátem k bázi velkého tranzistoru vlevo.

Druhý vývod tranzistoru nebo báze připájeme ke kovovému tlačítku, známému také jako snímač.

A poslední vodič připájeme na zbývající vývod tranzistoru, respektive kolektoru, který připájíme drátem ke kolektoru velkého levého tranzistoru.

Krok čtyři.
Ke kolektoru levého velkého tranzistoru připájeme další vodič, bude kladný pro napájení a mínusový výkon připájeme k emitoru pravého tranzistoru. Omylem jsem si popletl póly na kartonu, sestavte tedy podle schématu na obrázku, kde je kladný kontakt v pravém dolním rohu.

Krok pět
Nyní je čas otestovat domácí produkt.

Napájecí zdroj připojíme k vodičům, dodržujeme polaritu, nastavíme napětí na 12 voltů a výstupy připojíme k motoru na výstupu, lze připojit i žárovku nebo relé, které již bude řídit síťové napětí.

Dotykem na plech, je to zároveň dotykové tlačítko, se spustí zařízení připojené k výstupům z tranzistorů, což znamená, že domácí výrobek lze považovat za kompletní a použít jej v dalších nápadech.

To je z mé strany vše, děkuji všem za pozornost a tvůrčí úspěch všem.

Líbil se vám článek? Přihlaste se k odběru kanálu, abyste byli informováni o nejzajímavějších materiálech