• Интернет
• Excel
• Microsoft
• Word
• Программы

Сенсорные кнопки в ардуино. Подключение TFT дисплея с драйвером ILI9341 к Arduino Arduino проекты с сенсорным экраном

Дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD

Модуль является бескорпусным цветным ЖКИ монитором QVGA с сенсорным экраном, имеющим диагональ 2,4 дюйма. Он предназначен для работы совместно с микроконтроллерами разных типов и процессорными системами. Несмотря на возможность отображения полноцветных фотографий, основное применение – отображение простой графики и символьных данных с использованием 16 цветов. На экран можно выводить анимацию:

Графических возможностей монитора достаточно для создания изображения клавиатуры работающей благодаря сенсорным поверхностям. Одновременно с обработкой нажатий дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD отображает результаты выполнения команд оператора и индицирует значения контролируемых параметров. Применение значительно упрощает устройства ввода-вывода прибора. ЖКИ индикатор имеет постоянно включенную подсветку. Есть одна кнопка. На плате расположен контейнер для SD карты.

Характеристики 2.4 TFT 240х320

Питание
Напряжение 5 В
Ток 300 мА
Напряжение входных сигналов 5 или 3,3 В
Диагональ 2,4 дюйма
Разрешающая способность 320 X 240 точек с индивидуальным контролем
Максимальное количество оттенков 262144
Подсветка белая
Интерфейс 8080
Максимальный объем microSD карты 32 Гб
Размеры 71 x 52 x 7 мм

Контакты

ЖКИ индикатор использует 8 контактов модуля для передачи данных и 4 контакта для сигналов управления. Сенсорная часть дисплея использует 4 контакта совместно с ЖКИ. Работа с Micro SD картой требует 4 контакта.

Контакт
3.3V Питание
5V Питание
GND Питание
J4-1 Кнопка

ЖКИ индикатор и сенсорная поверхность

LCD_RD управление ЖКИ, чтение
LCD_WR TOUCH_YP управление ЖКИ, запись или данные сенсорной поверхности
LCD_RS TOUCH_XM управление ЖКИ, команда/данные или данные сенсорной поверхности
LCD_CS управление ЖКИ, выбор устройства
LCD_RST сброс
LCD_D2 данные ЖКИ
LCD_D3 данные ЖКИ
LCD_D4 данные ЖКИ
LCD_D5 данные ЖКИ
LCD_D6 / TOUCH XP данные ЖКИ / данные сенсорной поверхности
LCD_D7 / TOUCH YM данные ЖКИ / данные сенсорной поверхности
LCD_D0 данные ЖКИ
LCD_D1 данные ЖКИ

SD_CS выбор
SD_DI SD вход данных
SD_DO выход данных
SD_SCK тактирование данных

Дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD может устанавливаться в соединители Arduino.

Подключение к Arduino UNO:

При установке в контакты Arduino UNO перед включением следует проверить отсутствие касания контактами платы разъема USB и при необходимости на плату приклеить изолятор.

Схема

Дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD.

Питание 5 вольт поступает на цепи схемы и микросхему U1 стабилизатор напряжения 3,3 вольта. Информационные сигналы проходят через микросхемы 74xx541 – буферы шин данных. IC1 микросхема ADS7843 – контроллер сенсорных экранов. Это 12 битный АЦП с устройством выборки-хранения, синхронным последовательным интерфейсом и низкоомными ключами управления сенсорными контактами.
Основной компонент модуля – TFT1 совмещенный со специализированным контроллером жидкокристаллический экран. Ссылки на описание ЖКИ и различных типов контроллеров в конце страницы.

Кнопка

На краю платы модуля расположена кнопка. Кроме сенсорной клавиатуры дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD имеет механическую кнопку. Ее контакты соединяют с общим проводом контакт 1 соединителя J4. Это расположенный с краю соединителя J4 возле контакта 3V3 неподписанный контакт. Кнопка может использоваться для нужд компонуемого прибора. При работе совместно с Arduino контакт 1 соединителя J4 подключается к линии сброс. Нажатие кнопки вызывает сброс Arduino.

Начало работы

Большая часть обеспечения работы модуля принадлежит программе микроконтроллера. Для этого удобно использовать опубликованные в интернете существующие программные решения. За основу берут написанные для Arduino программы и модифицируют их под аппаратные средства разрабатываемого прибора.
Когда мы пытаемся обуздать дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD можно получить неожиданные результаты: белый экран, весь экран с шумом, сенсорные функции не работают или инвертируется позиция по координате Y, инвертируются цвета. Дело в том, что в дисплей различные производители устанавливают различные типы основного контроллера ЖКИ: ST7781, Spfd5408, IL9341, Sitronix ST7783262K, S6D0154 и другие. Их описания в конце страницы. Прежде всего нужно определить какой тип контроллера дисплея применен в вашем модуле. Микросхема и ЖКИ экран это одно устройство. Установить тип можно только программным путем. Для этого используют микроконтроллерный модуль Arduino UNO и программу LCD_ID_Reader Version 1.2 , которая читает идентификатор микросхемы. LCD_ID_Reader не требует установки дополнительных библиотек. Также есть программа определения типа контроллера в библиотеке самурай, речь о ней пойдет далее.

Программное обеспечение Arduino

Для различных контроллеров ЖКИ разработаны различные библиотеки.

JoaoLopesF . По сути это доработанная для SPFD5408 библиотека от Adafruit. В ней есть возможность калибровки сенсорного экрана.

Для контроллеров
S6D0154 диагональ 2,8 дюйма
ILI9488 диагональ 3,95 дюйма 320 x 480 точек
ILI9327 диагональ 3,6 дюйма
ILI9341
NT35702, совместим с ILI9327
Библиотека самурай
По умолчанию эта библиотека предназначена для экранов с диагональю 2,8 дюйма. На меньших пропадает часть изображения. Для диагонали 2,4 дюйма в файле TFTLCD-Library/Adafruit_TFTLCD.cpp надо нейтрализовать строки:

//#define TFTWIDTH 320
//#define TFTHEIGHT 480

И убрать символы комментария в строках:

#define TFTWIDTH 240
#define TFTHEIGHT 320

Программа определения типа контроллера ЖКИ – graphicstest. В монитор последовательного порта будет выведен тип контроллера ЖКИ.
Для работы сенсорного экрана измените #define YP A1 #define XM A2 #define YM 7 #define XP 6

Для контроллеров
ILI9325
ILI9328
И для контроллера с кодом идентификации 0xC505
Библиотека adafruit/TFTLCD-Library

Для контроллера ST7781 установить:
Smoke-And-Wires/TFT-Shield-Example-Code
adafruit/Adafruit-GFX-Library
adafruit/Touch-Screen-Library

Установка библиотеки, тестирование, описание библиотеки, шрифты, о пределение координат нажатия, работа с микроSD картой, конвертирование из формата 24-bit в 16-bit

Сенсорная поверхность

Дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD передает программе три величины: координаты нажатия (X и Y) и давление Z. Используется резистивная технология сенсорного экрана.

Поверхность состоит из двух полимерных слоев, покрытых резистивным материалом, выступающим в качестве электродов. Слои склеиваются по краям. Под управлением программы данные поступают из микросхемы IC1 для обнаружения нажатия. Микроконтроллер прибора получает 10-битное число (0..1023) для каждой оси. Программно эта величина масштабируется в соответствии с размерами экрана.

Пять проводов сенсорной поверхности (четыре сигнальных и один общий) подключены через тонкий шлейф к контроллеру ЖКИ.

Для контроллера SPFD5408 используется библиотека 4-wire resistive touchscreens . Скопируйте разархивированные и переименованные папки:

Для контроллера ЖКИ ST7781 применяется библиотека контроля нажатия . Также установите . Скачайте и разархивируйте демонстрационный код . Скопируйте папку SWIFT-Shield из извлеченного архива в папку библиотек Arduino.

Графический тест

Для модуля с контроллером IL9341.

Подключите дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD к Arduino UNO. Загрузите библиотеки adafruit/TFTLCD-Library и Adafruit-GFX-Library .

Попробуйте пример graphictest в библиотеке adafruit/TFTLCD. На экране должно быть изображение как показано выше. Если дисплей 2.4 TFT 240х320 сенсорный + MicroSD ничего не отображает или показывает только статическую картинку, то можно попробовать изменить программу graphictest. Модификация программы заключается в жесткой установке типа контроллера дисплея. Строку 60 замените на:

Uint16_t identifier = 0x9341; //Need hardcode here (IC)

Для контроллера ЖКИ SPFD5408.

Создайте два графических файла формата BMP со следующими параметрами: 320 точек ширина картинки, цвет 24 бит и объем не превышающий 250 Кбайт. Имя файла должно состоять из восьми латинских букв. Скопируйте файл в корневой каталог карты microSD. Если эксперимент пройдет удачно, то на карту можно записать много картинок. Тест будет выводить их на экран поочередно.

Скачать следующие библиотеки:
TFT-Shield-Example-Code
Распакуйте и скопируйте в папку SWTFT-Shield в библиотеки Arduino.

Подключите USB-кабель к ПК и откройте Arduino IDE. Далее откройте Under File->Examples –> SWTFT-Shield.

Результаты работы программных примеров.

Graphicstest

Rotationtest.
Откройте последовательный монитор Arduino IDE и выберите скорость 9600 и New Line в нижней части окна. При нажатии на кнопку Send будут появляться различные изображения.

Ttfbmp.
Файлы BMP записанные на micro SD карту будут выводится на экран.

Ttfpaint.
Можете выбрать любой цвет чтобы рисовать или писать на сенсорном экране.

Для Arduino есть очень много модулей, датчиков. Но все это скучно без дисплея)) В этой статье мы с вами подключим TFT дисплей с драйвером ILI9341 к контролеру.

В руки мне попал Китайский брат с маркировкой KMRTM24024-SPI. Это TFT дисплей с диагональю 2.4″ и SPI интерфейсом.

Характеристики:

• Диагональ: 2,4 .
• Цвет: 18-бит, 262 000 оттенков.
• Разрешение: 320 х 240.
• Соотношение сторон экрана: 4: 3 .
• Питание: 3.3В/5 В.
• Интерфейс: SPI .

Самое интересное, что логика работы драйвера 3.3 В . По этому нам потребуется согласовать наше Arduino с логикой 5 В и дисплей.

Выводы:

• VCC = +5v (+5 вольт).
• GND = GND (земля).
• LED = +3.3v (подсветка дисплея).
• SCK = SPI.
• SDI/SD (MOSI) = SPI.
• SDO(MISO) = SPI.
• CS = выбор устройства.
• D/C = Команда/Данные.

Схема подключения:

Так как логика работу у дисплея и контролера разная нам надо их согласовать. Тут есть два варианта:

Когда на вход A подается +5 вольт, на выходе G будет +3.3 В. Думаю принцип работы понятен.

Соединение дисплея с Arduino Nano:

SCK -- pin D8 (через делитель).
SDI (MOSI) -- pin D9 (через делитель).
D/C -- pin D10 (через делитель).
RESET -- pinD 11 (через делитель).
CS -- pin D12 (через делитель).
VCC -- +5v (+5 вольт,ВНИМАНИЕ ваш дисплей может питаться 3.3В)
GND -- GND (земля).
LED -- +3.3v (подсветка дисплея).

Кодинг:

Для работы с дисплеем есть много разных библиотек. Я использую библиотеку UTFT которую скачаем с GitHab или с нашего сайта . Загрузим готовый скетч из примеров с нашим разрешение:

// библиотека для работы с дисплеем #include // создаём объект класса UTFT // и передаём идентификатор модели дисплея и номера пинов // к которым подключаются линии SCK, SDI (MOSI), D/C, RESET, CS // UTFT myGLCD(TFT01_22SP, SDI (MOSI),SCK ,CS ,RESET , D/C); UTFT myGLCD(TFT01_22SP, 9, 8, 12, 11, 10); // объявления встроенных шрифтов extern uint8_t SmallFont; extern uint8_t BigFont; extern uint8_t SevenSegNumFont; void setup() { } void loop() { // инициализируем дисплей с вертикальной ориентацией myGLCD.InitLCD(0); // очищаем экран myGLCD.clrScr(); // выбираем большой шрифт myGLCD.setFont(BigFont); // печатаем строку в центре верхней строки дисплея myGLCD.print("TFT01_22SP", CENTER, 0); // выбираем большой шрифт myGLCD.setFont(SmallFont); // печатаем строку в указанной строке позиции myGLCD.print("Hello from Amperka!", CENTER, 50); // выбираем сесисегментный шрифт myGLCD.setFont(SevenSegNumFont); // печатаем строку в указанной строке позиции myGLCD.print("12345", CENTER, 100); // ждём 1 секунду delay(10000); // инициализируем дисплей с горизонтальной ориентацией myGLCD.InitLCD(1); // очищаем экран myGLCD.clrScr(); // выбираем большой шрифт myGLCD.setFont(BigFont); // печатаем строку в центре верхней строки дисплея myGLCD.print("Hello, user!", CENTER, 0); // выбираем большой шрифт myGLCD.setFont(SmallFont); // печатаем строку в указанной строке позиции myGLCD.print("The screen is 2.2 diagonal", CENTER, 50); // выбираем сесисегментный шрифт myGLCD.setFont(SevenSegNumFont); // печатаем строку в указанной строке позиции myGLCD.print("67890", CENTER, 100); // ждём 1 секунду delay(10000); }

Этот пример поможет вам с конвертацией типа float в string:

Arduino-FloatToString #include // included for floatToString function String floatToString(float x, byte precision = 2) { char tmp; dtostrf(x, 0, precision, tmp); return String(tmp); } void setup() { float f = -17.06f; // some float number String str = floatToString(f); // conversion call // print over serial Serial.begin(9600); Serial.println(str); } void loop() { }

Рассматриваемый шилд представляет собой плату с встроенными модулями индикации и управления. Индикация осуществляется с помощью LCD-дисплея TC1602, управление – через встроенные кнопки. Есть возможность регулировки яркости дисплея прямо на плате с помощью подстроечного резистора. Плата снабжена разъемами, в которые могут быть подключены другие устройства, например, датчики. Для работы с экраном используются пины 4-10, для определения нажатия кнопок – только один аналоговый пин A0. Свободными являются цифровые пины 0-3, 11-13 и аналоговые пины A1-A5.

Основные области применения шилда: создание управляющих модулей, реализующих настройки устройства с помощью интерфейса меню. Экран шилда можно использовать для вывода информации, получаемой с датчиков, с возможностью выполнения пользователем каких-либо действий путем нажатия на встроенные кнопки. Естественно, можно найти и другие способы использования платы: например, реализовать игру типа тетрис.

Технические характеристики

• Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
• Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
• Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
• Технология: STN, Transflective, Positive.
• Контроллер дисплея: HD44780U.
• Предельная частота обновления экрана: 5Гц
• Питание дисплея: 5 Вольт
• Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
• Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
• Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
• Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.

Распиновка LCD shield для подключения к Arduino

Дополнительные элементы шилда

• Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
• Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
• Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.

Подключение платы LCD Shield к Arduino

Подключение шилда очень простое – нужно попасть ножками в соответствующие разъемы платы ардуино и аккуратно совместить их. Ничего дополнительно подсоединять или припаивать не надо. Нужно помнить и учитывать тот факт, что часть пинов зарезервированы для управления дисплеем и кнопками и не может быть использована для других нужд! Для удобства подключения дополнительного оборудования на плате выведены дополнительные разъемы 5В и GND к каждой контактной площадке аналоговых пинов. Это, безусловно, упрощает работу с датчиками. Также можно подключать цифровые устройства через свободные пины 0-3 и 11-13. Подключив шилд, мы можем работать с экраном и кнопками на нем так же, как с отдельными устройствами, учитывая только номера пинов, к которым припаяны соответствующие контакты.

Скетч для экрана на Arduino LCD shield

Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal . На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); Последовательность аргументов конструктора:

• RS (8)
• Enable (9)
• data(4)
• data(5)
• data(6)
• data(7)

Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:

Lcd.begin(16, 2);

Для вывода информации на дисплей используем метод print():

Lcd.print (“Arduino Master!”);

Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):

Lcd.setCursor(0, 0); // Первый символ первой строки lcd.setCursor(0, 1); // Первый символ второй строки lcd.setCursor(2, 1); // Третий символ второй строки

Кнопки LCD Keypad Shield

На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции ;

Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:

Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:

Int keyAnalog = analogRead(A0); if (keyAnalog < 100) { // Значение меньше 100 – нажата кнопка right // Выполняем какое-то действие для кнопки вправо. } else if (keyAnalog < 200) { // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP // Выполняем какое-то действие для кнопки вверх } else if (keyAnalog < 400) { // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN // Выполняем действие для кнопки вниз } else if (keyAnalog < 600) { // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT // Выполняем действие для кнопки влево } else if (keyAnalog < 800) { // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT // Выполняем действие для кнопки выбора пункта меню } else { // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было }

В выбранном методе кодирования есть два главных недостатка:

• Нельзя отслеживать одновременное нажатие нескольких кнопок;
• Возможные искажения сигнала могут привести к ложным срабатываниям.

Нужно учитывать эти ограничения, выбирая этот шлд в своих проектах, если вы планируете использовать устройство в системах с большим количеством помех, которые могут искажать сигнал на входе A0, из-за чего АЦП может сформировать ошибочное значение и скетч в результате выполнит другие инструкции.

Пример скетча для работы с экраном и кнопками меню

В данном примере мы определяем текущую нажатую кнопку и выводим ее название на экран. Обратите внимание, что для удобства мы выделили операцию определения кнопки в отдельную функцию. Также в скетче мы выделили отдельный метод для вывода текста на экран. В ней мы показываем сообщение (параметр message) и очищаем его через секунду. Нужно помнить, что в течение этой секунды нажатия кнопок не обрабатываются

#include LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); #define BTN_UP 1 #define BTN_DOWN 2 #define BTN_LEFT 3 #define BTN_RIGHT 4 #define BTN_SELECT 5 #define BTN_NONE 10 int detectButton() { int keyAnalog = analogRead(A0); if (keyAnalog < 100) { // Значение меньше 100 – нажата кнопка right return BTN_RIGHT; } else if (keyAnalog < 200) { // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP return BTN_UP; } else if (keyAnalog < 400) { // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN return BTN_DOWN; } else if (keyAnalog < 600) { // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT return BTN_LEFT; } else if (keyAnalog < 800) { // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT return BTN_SELECT; } else { // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было return BTN_NONE; } } void clearLine(int line){ lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); } void printDisplay(String message){ Serial.println(message); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(message); delay(1000); clearLine(1); } void setup() { Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); lcd.print("Arduino Master"); delay(3000); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Arduino Master"); } void loop() { int button = detectButton(); switch (button) { case BTN_UP: printDisplay("UP"); break; case BTN_DOWN: printDisplay("DOWN"); break; case BTN_LEFT: printDisplay("LEFT"); break; case BTN_RIGHT: printDisplay("RIGHT"); break; case BTN_SELECT: printDisplay("SELECT"); break; default: //printDisplay("Press any key"); break; } }

Краткие выводы по плате расширения LCD keypad shield

Плата расширения LCD Keypad достаточно популярная, она проста и удобна для использования в проектах Arduino. Сегодня ее можно легко купить практически в любом интернет-магазине.

Плюсы LCD Shield:

• Упрощает подключение жидкокристаллического экрана.
• Уменьшает общие размеры устройства, т.к. убирает выступающие провода и монтажные платы.
• Сокращает количество ошибок, связанных с неправильным монтажом и подключением.
• Добавляет функциональность кнопочного управления, если на плате установлены кнопки (LCD Keypad shield).

Недостатки:

• Стоимость шилда выше, чем стоимость отдельного экрана.
• Не всегда нужна дополнительная функциональность в виде кнопок.
• Шилд потребляет больше энергии, чем отдельные элементы платы.

В этой статье мы поговорим о сенсорных кнопках в ардуино. С помощью этого несложного и недорогого компонента можно создавать простые и очень эффектные проекты. Чаще всего такие кнопки используются для создания всевозможных удобных сенсорных интерфейсов, например в системах умного дома. Давайте узнаем, как можно подключать сенсорные кнопки к ардуино, напишем простой скетч и обязательно рассмотрим принцип их работы.

Ни для кого не секрет, что прогресс не стоит на месте. Постоянно появляются новые технологии, совершенствуются старые. Сенсорные экраны появились совсем недавно (по меркам человечества), но уже прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Телефоны, телевизоры, терминалы и прочие в большинстве своём используют «беcкнопочные» технологии. В кавычках это слово по той причине, что они всё-таки используют кнопки, только сенсорные. О них в данной статье как раз и пойдёт речь, а если точнее, о Touch module для Arduino.

Принцип работы сенсорных кнопок

Модули с сенсорными кнопками в большинстве своём используют проекционно-ёмкостные сенсорные экраны (https://ru.wikipedia.org/wiki/Сенсорный_экран). Если не вдаваться в пространственные объяснения их работы, для регистрации нажатия используется вычисление изменения ёмкости конденсатора (электрической цепи), при этом важной особенностью является возможность выставлять различную начальную ёмкость, в чём мы убедимся далее.

Человеческое тело обладает некоторой электрической емкостью, а следовательно, и невысоким реактивным сопротивлением для переменного электрического тока. Если прикоснуться пальцем либо каким-либо электропроводящим объектом, то через них потечет небольшой ток утечки от устройства. Специальный чип определяет эту утечку и подаёт сигнал о нажатии кнопки. Плюсами данной технологии являются: относительная долговечность, слабое влияние загрязнений и устойчивость к попаданию воды.

Сенсорные или механические кнопки

Сенсорная кнопка «ощущает» нажатие даже через небольшой слой неметаллического материала, что обеспечивает разнообразие в использовании её во всевозможных проектах.

Из предыдущего пункта вытекает и этот – возможность использовать сенсорную кнопку внутри корпуса повышает привлекательность проекта, что не влияет на функционал, но достаточно важно в повседневной жизни, чтобы не обращать на это внимание.

+ Стабильное функционирование, которое выражается отсутствием подвижных частей и частой калибровкой (о чём будет сказано ниже). Вам не придется беспокоиться о дребезге кнопок, возникающем при использовании механического собрата, что существенно облегчит жизнь начинающему ардуинщику. Поэтому ещё один плюс, пусть и не для всех – простота при работе.

Из минусов можно отметить следущее:

• Сенсорные кнопки плохо работают при минусовых температурах, поэтому они непригодны для использования за пределами помещений.
• Высокое потребление электричества, вызванное необходимостью постоянно поддерживать одинаковую ёмкость.
• Сенсорная кнопка не работает при нажатии её рукой в перчатке либо плохо проводящим электричество объектом

Обзор сенсорных кнопок

Прежде чем говорить непосредственно о работе с модулем, нужно определиться с тем, какую именно модель купить для использования. Рассмотрим несколько вариантов различных компаний:

1. Troyka touch sensor

Время отклика: 80мс (в режиме энергопотребления) и 10мс (в высокоскоростном режиме)

4 мм

Размер: 25Х25 мм

Напряжение питания : 3–5 В

Время отклика: 220 мс и 80 мс

Максимальная толщина диэлектрика для нормальной работы: 2 мм

Размер: 20Х20 мм

Напряжение питания : 2–5 В

Время отклика : 220 мс и 60 мс

Размер: 24Х24 мм

Напряжение питания : 2–5 В

Размер : 30Х20 мм

Напряжение питания : 3.3–5 В

Подключение сенсорной кнопки к Ардуино

Для использования сенсорной кнопки, как, впрочем, и всех остальных модулей и датчиков, её необходимо подключить к какой-либо плате arduino. В большинстве случаев используются стандартные модули с тремя контактами: питание, сигнал и земля. Их расположения от модели к модели меняются, на схеме они отображены согласно недавнему перечислению (сенсорная кнопка заменена переключателем по причине её отсутствии в Tincercad):

Важный момент: нужно помнить, сенсорной кнопке требуется в среднем полусекундная калибровка во время каждого запуска, что позволяет не беспокоиться о лишних шумах, которые, несомненно, возникали бы из-за различного положения кнопки в проектах. Поэтому не стоит сразу после запуска нажимать на кнопку, т.к. после этого наиболее вероятна некорректная работа устройства.

Сенсорный модуль, по своей сути аналогичен цифровой кнопке. Пока кнопка нажата, датчик отдаёт логическую единицу, а если нет, то логический ноль.

Проекты с использованием сенсорной кнопки

Начнём с простого: при нажатии на кнопку загорается встроенный светодиод.

Const int buttonPin = 7; // Выставляем значения порта, подсоединённого с сигнал-портом кнопки void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Команда для адекватного реагирования светодиода pinMode(buttonPin, INPUT); // Открываем порт для считывания } void loop() { buttonState = digitalRead(buttonPin); // Считываем статус кнопки (нажата / не нажата) if (digitalRead(buttonPin)) { // Если кнопка нажата... digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Подаём напряжение на LED_BUILTIN - значение для встроенного светодиода } else { // Иначе... digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Не подаём напряжение } }

Теперь усложним задачу: Нажатием на кнопку изменяется режим работы светодиода.

Const int buttonPin = 7; // Выставляем значения порта, подсоединённого с сигнал-портом кнопки int count = 0; // Переменная, предназначенная для выбора режима работы void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Команда для адекватного реагирования светодиода pinMode(buttonPin, INPUT); // Открываем порт для считывания } void loop() { if(digitalRead(buttonPin)){ // При нажатии кнопки... count = count + 1; // Изменяем режим кнопки if(count > 2){ //В случае превышения значения count начинаем отсчет сначала count = 0; } while(digitalRead(buttonPin)){ // Пустой цикл для ожидания, пока пользователь отпустит кнопку } } if(count == 0) { // 3 режима по переключению кнопки: digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // 1: Выключенный светодиод } else if(count == 1) { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 2: Включенный } else { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 3: Мигающий delay(100); digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); delay(100); } }

Заключение

В этой статье мы с вами рассмотрели принцип работы и схему подключения сенсорной кнопки к платам Arduino. С точки зрения программной модели никаких особенных отличий при работе с таким видом кнопок нет. Вы просто анализируете уровень входящего сигнала и принимаете решение о своем действии. С учетом того, что сами модули сенсорных кнопок достаточно дешевы и доступны в большом количестве интернет-магазинов, добавить такой интересный и современный интерфейс к своему ардуино-проекту на составит никакого труда.

Эта статья посвящена работе с резистивными TouchScreen без встроенных контроллеров.
Координаты касания определяются по аналоговым данным полученным с TouchScreen.

Ознакомиться с процессом получения координат касания через контроллеры функций TouchScreen можно в разделе .

Некоторые дисплеи оснащены сенсорным экраном (TouchScreen - дословно переводится как трогать экран), который позволяет получать координаты точки прикосновения. Используя эти координаты, можно рисовать кривые или использовать их для имитации клавиатуры.

В настоящее время разработано множество сенсорных экранов, которые фиксируют прикосновение и получают координаты различными способами: резистивные, матричные, емкостные, инфракрасные, оптические, тензометрические, пьезоэлектрические, индукционные и даже ультразвуковые. Мы рассмотрим резистивные TouchScreen.

Общие сведения:

Резистивный TouchScreen состоит из двух прозрачных панелей. Одна панель - стеклянная (находится со стороны дисплея), вторая панель - из эластичного пластика (находится с внешней стороны, именно на неё мы и нажимаем), она выполняет роль мембраны. На внутренние поверхности обеих панелей (которые «смотрят» друг на друга) нанесён тонкий токопроводящий слой, имеющий однородное сопротивление. С противоположных сторон панелей присутствуют выводы, по два на каждую панель (см. рисунок ниже). Между панелями существует небольшой зазор заполненный микро-изоляторами (диэлектрическими микро-шариками), гарантирующими, что панели электрически не соединены. При касании мембраны, токопроводящие слои на мембране и на стекле соприкасаются друг с другом, электрически соединяясь. Сопротивление между выводами обеих панелей зависит от координат точки их соприкосновения.

На большинстве дисплеев выводы TouchScreen являются выводами двойного назначения. Они объединяют две функции: получение координат с сенсора и вывод данных на дисплей. Двойное назначение выводов стало возможным благодаря тому, что вывод данных на дисплей и чтение координат с сенсора, выполняются в разные промежутки времени.

Получение координат касания:

Для получения координат, нужно сконфигурировать два вывода Arduino подключённые к одной панели в режим входа, а два вывода Arduino подключённые к другой панели, в режим выхода. На выходы, подать разные логические уровни (на один LOW на другой HIGH), а с одного из входов, считать уровень напряжения.

Получение координаты по оси X:

• Выводы Arduino к которым подключены выводы X+ и X- (с напыления на стекле) переводятся в режим выхода.
• На вывод X+ (XP) подаётся уровень HIGH, а на вывод X- (XM) подаётся уровень LOW.
• Выводы Arduino к которым подключены выводы Y+ и Y- (с напыления на мембране) переводятся в режим входа.
• Данные полученные функцией analogRead, со входа Y+ (YP) будут обратно пропорциональны координате касания по оси X.
• Вывод Y- (YM) находится в состоянии высокого импеданса, так как мы перевели его в режим входа, но данные с него читать не будем.

Получение координаты по оси Y:

• Выводы Arduino к которым подключены выводы Y+ и Y- (с напыления на мембране) переводятся в режим выхода.
• На вывод Y+ (YP) подаётся уровень HIGH, а на вывод Y- (YM) подаётся уровень LOW.
• Выводы Arduino к которым подключены выводы X+ и X- (с напыления на стекле) переводятся в режим входа.
• Данные полученные функцией analogRead, со входа X- (XM) будут обратно пропорциональны координате касания по оси Y.
• Вывод X+ (XP) находится в состоянии высокого импеданса, так как мы перевели его в режим входа, но данные с него читать не будем.

Если на выводы пластины, к которой подаётся напряжение, вместо LOW подать HIGH, а вместо HIGH подать LOW (поменять местами уровни выводов), то считанное значение будет не обратно, а прямо пропорционально координате касания.

Читать данные можно с любого вывода той пластины, на которую не подавалось напряжение (уровни LOW и HIGH), но так как обычно один из выводов соединён с аналоговым выводом Arduino, а другой с цифровым, то и читать данные приходится только с того вывода, который подключён к аналоговому выводу Arduino.

После чтения координат, все выводы нужно сконфигурировать в тот режим, который был установлен до чтения, для нормальной работы с дисплеем.

Со всеми этими задачами успешно справляется библиотека TouchScreen . Она не только возвращает уровни напряжений прямо пропорциональные точкам касания, но еще и уровень силы нажатия.

Пример: