Dit artikel is een uitgebreide handleiding over de TTP223 capacitieve touch sensor, een component die fysieke knoppen vervangt door aanraking te detecteren via elektrische capaciteit. De sensor is bijzonder nuttig omdat hij functioneert door materialen zoals plastic, glas en hout.
Technische kernpunten:
- Aanpasbaarheid: De gevoeligheid kan worden beïnvloed door de grootte van het touch-pad, de dikte van het overdekkende paneel of door het toevoegen van een externe condensator.
- Energiezuinigheid: Met een verbruik van slechts 1,5µA in wachtstand is de sensor zeer geschikt voor batterijgevoede projecten.
- Werkspanning: De module werkt tussen 2,0V en 5,5V, waarbij 3,3V of 5V wordt aangeraden voor microcontroller-integratie.
- Configuratie: Middels jumpers A en B kan de gebruiker kiezen tussen verschillende modi: Momentary Touch-To-On, Momentary Touch-To-Off en Toggle (bi-stabiel).
Integratie en Troubleshooting: Het artikel adviseert het gebruik van interrupts bij koppeling met microcontrollers zoals Arduino of ESP32 voor een directere reactie. Daarnaast biedt het oplossingen voor veelvoorkomende problemen, zoals het filteren van ruis (ghost touches) met een condensator en het waarborgen van een gemeenschappelijke massa.
Alles over de TTP223 Capacitieve Touch Sensor
Capacitieve touch is een technologie die aanraking detecteert door veranderingen in de elektrische capaciteit op een oppervlak te sensing. Wanneer je vinger (die elektriciteit geleidt) een scherm of knop aanraakt, verandert het elektrische veld. Dit is de technologie achter de meeste smartphoneschermen en touchknoppen, waaronder de TTP223-module.
Benodigde Componenten
- 1 x TTP223
- 1 x FNIRSI DPS-150
- 1 x FNIRSI HS-02 Smart Soldering Iron
Technische Analyse
Aan de onderzijde van de module bevindt zich de primaire TTP223 IC. Zowel de module als de chip dragen de naam TTP223. De module beschikt over drie pinnen: VCC, Output en GND. Daarnaast zijn er twee soldeerverbindingen, aangeduid als A en B; deze kunnen worden gebruikt om te schakelen tussen vier verschillende modi.
Gevoeligheid aanpassen
Je kunt de gevoeligheid van de module aanpassen door:
- de grootte van het touch-pad te veranderen;
- de dikte van het paneel dat het pad bedekt aan te passen;
- of een externe condensator toe te voegen.
Een condensator die tussen de sense pin en de grond (GND) wordt geplaatst, vermindert de gevoeligheid. Een kleinere capaciteitswaarde betekent een hogere gevoeligheid. Het instelbare bereik ligt doorgaans tussen 0 en 50pF:
- Geen condensator (0pF): Meest gevoelig.
- Hogere condensatiewaarde (tot 50pF): De module wordt progressief minder gevoelig.
Wanneer de touch sensor wordt geactiveerd, gaat de ingebouwde LED-indicator branden. Deze LED geeft een visuele bevestiging dat het sensorpad je aanraking heeft gedetecteerd.
De voorzijde van de module heeft een cirkelvormig of rechthoekig koperen oppervlak, vaak voorzien van een icoon dat op een vingerafdruk lijkt. Dit is het detectieoppervlak dat je aanraakt om de schakelaar te activeren.
Energieverbruik
Voor projecten die op batterijen werken is het energieverbruik cruciaal. Bij 3 volt verbruikt de TTP223 slechts 1,5 microampère in wachtstand. Zodra een vinger nadert, schakelt de sensor direct over naar de fast response mode, wat zorgt voor naadloze besturing zonder de batterij snel leeg te trekken.
Werkspanning
De werkspanning van de TTP223-module ligt tussen 2,0V en 5,5V. Hoewel de chip technisch gezien kan werken vanaf 2,0V, neemt de sterkte van het uitgangssignaal af naarmate de voedingsspanning daalt. Voor betrouwbare logische niveaus bij 3,3V of 5V microcontrollers is het aanbevolen de module respectievelijk op 3,3V of 5V te voeden.
Als je de module voedt met 5V, zal de HIGH output ongeveer 4V zijn. Bij een voeding van 3,3V blijft de HIGH output rond de 2,64V. Het is veiliger om de module met 3,3V te voeden om te voorkomen dat de inputlimieten van de microcontroller worden overschreden.
Jumper Configuratie
De jumpers op de TTP223-module bepalen twee onafhankelijke functies: Jumper A stelt het logische outputniveau in, en Jumper B bepaalt het schakelgedrag.
| Jumper A | Jumper B | Resultaat / Mode |
|---|
| Open | Open | Momentary Touch-To-On, initieel LOW (Standaard) |
| Gesoldeerd | Open | Momentary Touch-To-Off, initieel HIGH |
| Open | Gesoldeerd | Toggle (bi-stabiel), initieel LOW |
| Gesoldeerd | Gesoldeerd | Toggle (bi-stabiel), initieel HIGH |
Toelichting modi:
- Momentary Touch-To-On: De output wordt
HIGH bij aanraking en keert terug naar LOW bij loslaten. Dit werkt als een traditionele drukknop.
- Momentary Touch-To-Off: De output wordt
LOW bij aanraking en blijft HIGH bij loslaten.
- Toggle: De module werkt als een zelfvergrendelende schakelaar. Elke aanraking wisselt de status van de output (aan/uit) en houdt deze status vast tot de volgende aanraking.
De sensor werkt op afstand, waardoor hij onder een plastic afdekking kan worden geplaatst.
Integratie met Microcontrollers (Arduino / ESP32)
Deze module kan worden aangesloten op een onafhankelijk circuit of op een microcontroller naar keuze.
Bij het aansluiten op een microcontroller kan een aanraking een interrupt triggeren. In plaats van de sensor constant in een loop te controleren, kan een interrupt worden gebruikt zodat het systeem direct reageert zonder vertraging. In code kan dit worden gerealiseerd met attachInterrupt(..., RISING) op de GPIO-pin (bijvoorbeeld GPIO 5) die is verbonden met de TTP223-module.
Probleemoplossing
Hieronder staan de vier meest voorkomende problemen met de TTP223:
- Ghost Touches / Valse Triggers: Plaats een condensator van 100nF over
VCC en GND om ruis in de voeding te filteren.
- Detecteert niet door hout of plastic: Controleer de dikte van het materiaal en overweeg de gevoeligheid aan te passen.
- Sensor blijft vaststaan op ON of OFF: Controleer op onbedoelde soldeerbruggen op de A- en B-jumperpads.
- Microcontroller leest geen signaal: Zorg ervoor dat de microcontroller en de TTP223 een gemeenschappelijke massa (
GND) delen.
Alles over de TTP223 Capacitieve Touch Sensor
Capacitieve touch is een technologie die aanraking detecteert door veranderingen in de elektrische capaciteit op een oppervlak te sensing. Wanneer je vinger (die elektriciteit geleidt) een scherm of knop aanraakt, verandert het elektrische veld. Dit is de technologie achter de meeste smartphoneschermen en touchknoppen, waaronder de TTP223-module.
Benodigde Componenten
- 1 x TTP223
- 1 x FNIRSI DPS-150
- 1 x FNIRSI HS-02 Smart Soldering Iron
Technische Analyse
Aan de onderzijde van de module bevindt zich de primaire TTP223 IC. Zowel de module als de chip dragen de naam TTP223. De module beschikt over drie pinnen: VCC, Output en GND. Daarnaast zijn er twee soldeerverbindingen, aangeduid als A en B; deze kunnen worden gebruikt om te schakelen tussen vier verschillende modi.
Gevoeligheid aanpassen
Je kunt de gevoeligheid van de module aanpassen door:
- de grootte van het touch-pad te veranderen;
- de dikte van het paneel dat het pad bedekt aan te passen;
- of een externe condensator toe te voegen.
Een condensator die tussen de sense pin en de grond (GND) wordt geplaatst, vermindert de gevoeligheid. Een kleinere capaciteitswaarde betekent een hogere gevoeligheid. Het instelbare bereik ligt doorgaans tussen 0 en 50pF:
- Geen condensator (0pF): Meest gevoelig.
- Hogere condensatiewaarde (tot 50pF): De module wordt progressief minder gevoelig.
Wanneer de touch sensor wordt geactiveerd, gaat de ingebouwde LED-indicator branden. Deze LED geeft een visuele bevestiging dat het sensorpad je aanraking heeft gedetecteerd.
De voorzijde van de module heeft een cirkelvormig of rechthoekig koperen oppervlak, vaak voorzien van een icoon dat op een vingerafdruk lijkt. Dit is het detectieoppervlak dat je aanraakt om de schakelaar te activeren.
Energieverbruik
Voor projecten die op batterijen werken is het energieverbruik cruciaal. Bij 3 volt verbruikt de TTP223 slechts 1,5 microampère in wachtstand. Zodra een vinger nadert, schakelt de sensor direct over naar de fast response mode, wat zorgt voor naadloze besturing zonder de batterij snel leeg te trekken.
Werkspanning
De werkspanning van de TTP223-module ligt tussen 2,0V en 5,5V. Hoewel de chip technisch gezien kan werken vanaf 2,0V, neemt de sterkte van het uitgangssignaal af naarmate de voedingsspanning daalt. Voor betrouwbare logische niveaus bij 3,3V of 5V microcontrollers is het aanbevolen de module respectievelijk op 3,3V of 5V te voeden.
Als je de module voedt met 5V, zal de HIGH output ongeveer 4V zijn. Bij een voeding van 3,3V blijft de HIGH output rond de 2,64V. Het is veiliger om de module met 3,3V te voeden om te voorkomen dat de inputlimieten van de microcontroller worden overschreden.
Jumper Configuratie
De jumpers op de TTP223-module bepalen twee onafhankelijke functies: Jumper A stelt het logische outputniveau in, en Jumper B bepaalt het schakelgedrag.
| Jumper A | Jumper B | Resultaat / Mode |
|---|
| Open | Open | Momentary Touch-To-On, initieel LOW (Standaard) |
| Gesoldeerd | Open | Momentary Touch-To-Off, initieel HIGH |
| Open | Gesoldeerd | Toggle (bi-stabiel), initieel LOW |
| Gesoldeerd | Gesoldeerd | Toggle (bi-stabiel), initieel HIGH |
Toelichting modi:
- Momentary Touch-To-On: De output wordt
HIGH bij aanraking en keert terug naar LOW bij loslaten. Dit werkt als een traditionele drukknop.
- Momentary Touch-To-Off: De output wordt
LOW bij aanraking en blijft HIGH bij loslaten.
- Toggle: De module werkt als een zelfvergrendelende schakelaar. Elke aanraking wisselt de status van de output (aan/uit) en houdt deze status vast tot de volgende aanraking.
De sensor werkt op afstand, waardoor hij onder een plastic afdekking kan worden geplaatst.
Integratie met Microcontrollers (Arduino / ESP32)
Deze module kan worden aangesloten op een onafhankelijk circuit of op een microcontroller naar keuze.
Bij het aansluiten op een microcontroller kan een aanraking een interrupt triggeren. In plaats van de sensor constant in een loop te controleren, kan een interrupt worden gebruikt zodat het systeem direct reageert zonder vertraging. In code kan dit worden gerealiseerd met attachInterrupt(..., RISING) op de GPIO-pin (bijvoorbeeld GPIO 5) die is verbonden met de TTP223-module.
Probleemoplossing
Hieronder staan de vier meest voorkomende problemen met de TTP223:
- Ghost Touches / Valse Triggers: Plaats een condensator van 100nF over
VCC en GND om ruis in de voeding te filteren.
- Detecteert niet door hout of plastic: Controleer de dikte van het materiaal en overweeg de gevoeligheid aan te passen.
- Sensor blijft vaststaan op ON of OFF: Controleer op onbedoelde soldeerbruggen op de A- en B-jumperpads.
- Microcontroller leest geen signaal: Zorg ervoor dat de microcontroller en de TTP223 een gemeenschappelijke massa (
GND) delen.
Groetjes,