利用TTP223电容式触摸传感器制作一个“隐形”的开关

该传感器的触控方式与手机屏幕类似，能够检测到手指的接触。更棒的是，它还能穿透塑料、玻璃和木材等材料工作。电容式触摸技术通过感知表面电容的变化来实现触控——例如当你的手指(能导电)接触屏幕或按钮时，会改变其电场。这项技术正是大多数智能手机屏幕和触摸按键背后的核心原理(包括TTP223模块)。

所需元件

•1个TTP223

•1个FNIRSI DPS-150

•1个FNIRSI HS-02智能焊锡枪

显微镜下的结构

这是模块底部，安装了核心的TTP223集成电路。模块和芯片均标有相同的名称“TTP223”。接下来是三个引脚：VCC、输出(Output)和GND。这两个标记为A和B的焊接点可用于切换四种不同的工作模式，稍后我将为您详细说明。您可以通过以下方式调整模块的灵敏度：

•调整触摸板的尺寸

•通过改变面板的厚度，或添加外部电容来实现。

•在感应引脚与地之间放置电容会降低灵敏度。电容值越小，灵敏度越高。可调节范围通常为0至50pF。

•无电容(0pF)：灵敏度最高。

•增加电容值(最高可达50pF)：模块的灵敏度逐渐降低。

当触摸传感器被激活时，LED指示灯会亮起。该内置LED提供视觉提示，表明传感器垫已检测到您的触碰。模块正面有一个圆形或矩形的铜制区域，通常带有类似指纹的图标，即您用来触碰以激活开关的感应面。

对于电池供电的设备，功耗是关键因素——TTP223正是为此而设计。在3伏电压下，它在等待触碰时仅消耗极低的1.5微安电流。当手指靠近时，它会立即切换至快速响应模式，让您实现无缝操控，无需耗尽电池电量。

工作电压

TTP223模块的工作电压范围为2.0V至5.5V。虽然芯片在理论上可工作于2.0V，但随着供电电压下降，输出信号强度会随之减弱。为了确保与3.3V或5V微控制器兼容的可靠逻辑电平，建议分别以3.3V或5V供电。

如果使用5V电源供电，模块的输出高电平大约为4V;若连接至3.3V微控制器，则输出高电平保持在约2.64V左右。因此，为避免超出微控制器输入电平限制，建议使用3.3V供电更为安全。

跳线配置

TTP223模块上的跳线控制两种独立功能：跳线A用于设定输出逻辑电平，跳线B用于设定切换行为。下面我们通过面包板连接该模块，并检查其四种操作模式。

当A和B均未焊接时，模块在触碰时输出高电平，松开后返回低电平。这是全新模块的出厂默认状态，相当于一个瞬时触控开关，初始状态为低电平。换句话说，它类似于传统按钮开关。当仅焊接跳线A时——触摸时输出为低电平，松开后保持高电平。因此，它类似于一个瞬时触碰关闭的开关，初始状态为高电平。

当仅焊接跳线B时——模块的行为类似自锁开关或拨动开关(每次触碰都会切换输出状态)，初始状态为低电平。一次触碰使其开启，下一次触碰则关闭，并保持该状态直到再次触碰。

当A和B均焊接时——模块仍表现为自锁开关或拨动开关，但此时初始状态为高电平。与之前相同，一次触碰使其开启，下一次触碰则关闭，并保持该状态直到再次触碰。

跳线A 跳线B 结果模式

打开 开放 瞬时触碰开启，初始为低电平(默认)

焊接 开放 瞬时触碰关闭，初始为高电平

开放 焊接 自锁式，初始为低电平

焊接 焊接 自锁式，初始为高电平

该传感器可远距离工作，因此可在塑料外壳下使用。

微控制器集成(Arduino / ESP32)

该模块既可以像之前所有示例中所示的那样，连接到独立电路，也可以连接到您选择的任意微控制器。

如您所见，触摸触控板会触发中断，使LED灯逐渐亮起，再次轻触则使它们熄灭。在代码中，我并未使用循环不断检查传感器状态，而是采用了中断机制。当您触摸触控板时，系统会立即调用onTouch()函数，从而实现零延迟响应。attachInterrupt(...)，RISING参数用于监听连接至TTP223触控模块的GPIO 5上的信号。

故障排查建议

下面我们来看最常见的四个TTP223问题：

- 鬼点触控/误触发：在VCC和GND之间加一个100nF电容，以滤除电源噪声。

- 无法检测穿过木材或塑料的触控：

- 传感器始终处于开启或关闭状态：检查A和B跳线焊盘是否存在意外的焊接桥接。

- 微控制器无法读取信号：确保您的微控制器与TTP223共用一个公共地(GND)。

现在，您可以将隐形开关直接集成到3D打印件或家具中，给朋友带来惊喜。

本文编译自hackster.io