觸摸感應Sensor

要實現一個簡易的觸摸感應Sensor來控制其他裝置,可以透過簡單的555 IC及MCU來實現,

US6844713 B2專利為用來做Stud finder的應用,是用來做牆體木材角料的偵測,但其實可以透過這樣的應用將其改成作為觸摸控制的應用!

要如何實現觸控可以透過規劃555振盪器在無穩態工作模式,

555無穩態電路

無穩態工作模式下555計時器可輸出連續的特定頻率的方波。電阻R₁接在V_CC與放電引腳(引腳7)之間，另一個電阻(R₂)接在引腳7與觸發引腳（引腳2）之間，引腳2與閾值引腳（引腳6）短接。工作時電容通過R₁與R₂充電至2/3 V_CC，然後輸出電壓翻轉，電容通過R₂放電至1/3 V_CC，之後電容重新充電，輸出電壓再次翻轉。

無穩態模式下555振盪器輸出波形的頻率由R₁、R₂與C決定：

${\displaystyle f={\frac {1}{\ln(2)\cdot C\cdot (R_{1}+2R_{2})}}}$

輸出高電平時間由下式給出：

${\displaystyle \mathrm {high} =\ln(2)\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C}$

輸出低電平時間由下式給出：

${\displaystyle \mathrm {low} =\ln(2)\cdot R_{2}\cdot C}$

R₁的額定功率要大於.

對於雙極型555而言，若使用很小的R₁會造成OC門在放電時達到飽和，使輸出波形的低電平時間遠大於上面計算的結果。為獲得占空比小於50%的矩形波，可以通過給R₂並聯一個二極體實現。這一二極體在充電時導通，短路R₂，使得電源僅通過R₁為電容充電；而在放電時截止以達到減小充電時間降低占空比的效果。

一般自電容感測都是用ADC來檢測因為電容的變化量造成充電時間的改變,因此在取樣時會因為電容變化與沒有電容變化時有電壓差,但本文範例是以偵測震盪頻率為主,當555在固定的電容底下會產生固定的震盪頻率稱為Base line,我們可以將固定電容改成pad(copper pad),以pad當作電容來產生震盪頻率震出Base line的頻率,當有手指觸摸到pad時,電容值改變了,因此震盪頻率改變,與Base line產生頻率差異,藉此可以用MCU計算出變化量,進而產生對應的控制!

以下是範例程式

新增說明文字