Moduły klawiatur dotykowych
Elastyczność zastosowań szeroko rozumianych ekranów zintegrowanych z panelami dotykowymi wzbudziła zainteresowanie rozwiązaniami wykorzystania „przycisków” dotykowych w mniej zaawansowanych konstrukcjach.
Przyciski mechaniczne, choć genialne w swojej prostocie, mają kilka wad. Jedną z nich jest konieczność eliminacji niekorzystnego zjawiska określanego jako dzwonienie styków. Można z nim walczyć na dwa sposoby: sprzętowym lub w ramach oprogramowania mikrokontrolera. Patrząc na finalną konstrukcję nie bez znaczenia jest konieczność odpowiednich rozwiązań mechanicznych, jak otwory w płycie czołowej by udostępnić przyciski użytkownikowi. Każdy przycisk musi mieć jakiś kapturek, a z tym wiąże się kolejny szczegół: trwały opis przycisku.
A gdyby tak zastosować sensory dotykowe? Wiele problemów technologicznych może rozwiązać się automatycznie. Obecnie dostępne na rynku sensory mają wejścia o charakterze pojemnościowym, co oznacza, że sensor nie musi mieć kontaktu elektrycznego z palcem użytkownika, toteż można go umieścić pod nalepką z wydrukowanym symbolem przycisku.
Aby sprawnie posługiwać się tymi modułami warto zapoznać się z ich budową i funkcjonalnością.
Klawiatura z jednym przyciskiem
Na fotografii 1 widać jednoprzyciskowy moduł, w którym wykorzystany jest układ scalony TPP223.
Fotografia 1
Według dostępnej dokumentacji do użytego układu scalonego, występuje on w kilku odmianach obudowy. Wariant w obudowie 16-pinowej jest bardziej funkcjonalny, jednak w prezentowanych modułach występuje w obudowie SOT23-6 (obudowa 6-pinowa, rysunek 2).
Rysunek 2
Znaczenie poszczególnych pinów układu jest następujące:
• Q – wyjście typu CMOS, sygnalizujące stan wykrycia dotknięcia sensora,
• I – wejście do przyłączenia sensora dotyku,
• TOG – określa funkcjonalność sensora, możliwe opcje to: tryb przełączania (dla TOG=1) oraz tryb bezpośredni (dla TOG=0); wejście ma wbudowany do masy rezystor, toteż przy braku jakiegokolwiek wysterowania tego pinu, układ rozpoznaje to jako zero logiczne,
• AHLB – wejście określające stan aktywny na wyjściu Q: sygnalizacja dotknięcia sensora stanem wysokim (dla AHLB=0) lub stanem niskim (AHLB=1); wejście ma wbudowany rezystor do masy, toteż przy braku jakiegokolwiek wysterowania tego pinu, układ rozpoznaje to jako zero logiczne,
• VSS – pin zasilania (masa),
• VDD – pin zasilania (2 V…5,5 V).
Schemat modułu zbudowanego na bazie tego układu scalonego pokazuje rysunek 3.
Rysunek 3
Istnieją tu możliwości konfiguracyjne (poprzez zalanie cyną pól lutowniczych, które „fabrycznie” nie są połączone), czyli zmiana stanu wejść TOG oraz AHLB. Biorąc pod uwagę ustawienia domyślne, moduł sygnalizuje naciśnięcie przycisku włączeniem diody LED i całość pracuje w trybie bezpośrednim (przykładowo dioda świeci, dopóki trzymany jest przycisk). Istnieje możliwość ustalenia pracy do trybu przełącznika, jedno naciśnięcie sensora włącza, a kolejne wyłącza (pracuje jak dwójka licząca). Możliwe do uzyskania tryby pokazuje tabelka na rysunku 4. Ja dolutowałem sobie do modułu delikatne przewody do listy pinowej i za pomocą jumperków mogłem sprawdzić działanie modułu w ustawieniach innych niż domyślne. Eksperymentując, zaobserwowałem istotną cechę układu TPP223, dla której później znalazłem potwierdzenie w dokumentacji. Stan ustawień na wejściach TOG oraz AHLB jest rejestrowany przez układ w chwili włączenia zasilania, toteż jakakolwiek zmiana w trakcie działania wymaga wyłączenia na chwilę zasilania, by układ „zatrybił” nowe ustawienia w chwili pojawienia się zasilania.
Rysunek 4
Istnieje inny wariant modułu z tym samym układem scalonym (fotografia 5), w którym istotnymi elementami są inne rozłożenia sygnałów na trzypinowym złączu (jeżeli zrobimy kabelek do modułu z fotografii 1, to nie będzie pasował do nowego) oraz brak możliwości zmian konfiguracyjnych (piny TOG oraz AHLB są na stałe przyłączone do GND). Wariant niebieski modułu działa identycznie jak wariant czerwony dla ustawień domyślnych.
Fotografia 5
(…)
——– ciach! ——–
To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w kwietniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 4/2026). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 4/2026 znajduje się tutaj.
Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl
Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.
