Сенсорная кнопка TTP223

Общие сведения

Сенсорная кнопка TTP223 — маленькая плата с ёмкостным датчиком касания. Коснулись пальцем площадки — на выходе I/O сменился сигнал. Датчик чувствует близость пальца, поэтому срабатывает и сквозь тонкую стенку корпуса из пластика или стекла.

Всю работу делает микросхема TTP223-BA6: сама следит за ёмкостью площадки и выдаёт готовый логический «0» или «1». Библиотеки не нужны: модуль читается как обычная кнопка, через digitalRead(). Питание от 2 до 5,5 В — подходит и к Arduino Uno на 5 В, и к ESP32 или Raspberry Pi Pico на 3,3 В. Провода к модулю припаивают; без паяльника подключается Trema-версия кнопки, о ней ниже.

Характеристики

• Микросхема: TTP223-BA6 (Tontek), корпус SOT-23-6, маркировка «223B». Цифры ниже — из даташита, редакция 2.1 (PDF).
• Напряжение питания: 2,0–5,5 В. 5,5 В — предельно допустимое, запаса сверху нет.
• Выход I/O (несмотря на название, только выход): двухтактный КМОП, подтяжка не нужна. Уровень «1» не выше напряжения питания.
• Ток выхода при 3 В (типовые): в «0» принимает 8 мА, в «1» отдаёт 4 мА. Для 5 В производитель цифр не даёт.
• Ток потребления микросхемы при 3 В, без нагрузки: 1,5 мкА, не больше 3 мкА.
• Время отклика при 3 В: до 220 мс в экономичном режиме, до 60 мс в быстром.
• Калибровка после подачи питания: около 0,5 с.
• Режимы: перемычка A переворачивает уровень выхода, B включает фиксацию. С завода: без фиксации, при касании «1».
• Выводы: GND, I/O, VCC — три отверстия под пайку.
• Рабочая температура микросхемы: −40…+85 °C; защита от статического разряда — 4 кВ.

Перемычки A и B

• A и B — две пары квадратных площадок рядом с подписями выводов. Это места под каплю припоя, а не штырьки под джампер: коснитесь жалом с припоем сразу обеих, разомкнуть — снять припой оплёткой. Питание при этом отключено.
• С завода обе разомкнуты: палец на площадке — на I/O «1», убрали — «0». Запаяна A — наоборот, «0» при касании. Запаяна B — каждое касание переключает выход, как выключатель.
• Из скетча режим не переключить: A и B наружу не выведены. Фиксация не переживает отключение питания: если свет должен помнить, горел ли он, делайте выключатель в скетче и храните состояние в EEPROM платы.

Подключение

Провода три: GND — на землю, VCC — на питание, I/O — на любой цифровой вывод, в примере это вывод 2 Arduino Uno. Кнопок ставят столько, сколько свободных выводов: GND и VCC общие, каждый I/O — на свой вывод.

• Провода. Припаивают в отверстия модуля со стороны деталей. Удобно взять провода «папа-мама» и откусить ненужный наконечник: для гнёзд Arduino оставляют штырёк, для Trema Shield — гнездо.
• В корпус. На стороне TOUCH откусите провода вплотную к пайке, бугорки припоя сточите надфилем: эта сторона должна лечь на стенку без щели.
• К Trema Shield. Каждый провод отдельно: GND → G, VCC → V, I/O → S.
• К платам на 3,3 В (ESP32, ESP8266, Raspberry Pi Pico). VCC — к 3,3 В, а не к 5 В: тогда «1» на выходе не выше 3,3 В.

Пример: проверить кнопку

Светодиод на плате Arduino (вывод 13) повторяет касание, а в мониторе порта (9600 бод) появляются слова «касание» и «отпустили». Перемычки A и B не запаяны.

// Сенсорная кнопка TTP223, перемычки A и B не запаяны (как с завода):
// пока палец на площадке — на выводе I/O «1», убрали палец — «0».
// Подключение: GND → GND, VCC → 5V, I/O → вывод 2.
const uint8_t PIN_TOUCH = 2;    // вывод I/O модуля
const uint8_t PIN_LED   = 13;   // светодиод на плате Arduino

bool lastTouch = false;

void setup() {
  pinMode(PIN_TOUCH, INPUT);    // подтяжка не нужна: выход модуля сам выдаёт и «0», и «1»
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  delay(600);                   // модулю нужно около 0,5 с после подачи питания
  Serial.println("Готово, можно касаться");
}

void loop() {
  bool touch = digitalRead(PIN_TOUCH);   // HIGH — палец на площадке
  digitalWrite(PIN_LED, touch);          // светодиод платы повторяет касание
  if (touch != lastTouch) {              // в монитор порта пишем только перемены
    Serial.println(touch ? "касание" : "отпустили");
    lastTouch = touch;
  }
}

Мелочи, на которых спотыкаются

• Калибровка при включении. Около 0,5 с после подачи питания не трогайте площадку и ничего на ней не держите: что лежит на ней в этот момент, модуль примет за «ничего нет». Перестал реагировать — отключите и включите питание, не касаясь.
• Не питать выше 5,5 В. «Крона» на 9 В, 12 В от светодиодной ленты или вывод Vin при питании Arduino от адаптера — за пределом микросхемы. Если модуль после этого греется или молчит, его, скорее всего, уже не спасти.
• У Trema Shield другой порядок выводов. У его колодок G–V–S, у модуля GND–I/O–VCC. Шлейф «как есть» подаст 5 В на выход модуля, а питание посадит на цифровой вывод.
• Сквозь панель — проверить заранее. Приложите модуль стороной TOUCH к панели, подайте питание и потрогайте снаружи: светодиод покажет, чувствует ли он палец. Тоньше панель — чувствительнее; стекло лучше большинства пластиков, а металла и металлизированной краски в панели быть не должно. Щель между платой и панелью работает как лишняя толщина: клейте вплотную, без вспененного скотча. На батарейках модуль чувствует палец хуже, чем на USB, — проверяйте с тем питанием, что будет в готовом устройстве.
• Срабатывает сам. Обычные причины: скачет питание (рядом с понижающим преобразователем модуль переключался сам), металл рядом с сенсором, капли воды или мокрая панель.
• Нагрузку к I/O напрямую нельзя. Лампу, мотор или обмотку реле к выводу I/O не подключают: выход рассчитан на миллиамперы. Включайте их через Arduino и реле.
• Сенсор побольше. Площадку можно продлить коротким проводом к фольге или пластине — паять к той площадке пустого посадочного места у коричневого конденсатора, что не звонится с GND; огромные электроды модуль «ослепляют». Если кнопка после этого срабатывает сама, туда же впаивают керамический конденсатор до 50 пФ: чем больше ёмкость, тем ниже чувствительность.

Эта кнопка или Trema-модуль?

Есть сенсорная кнопка в формате Trema на той же микросхеме: режим задаётся выводом T из скетча, а не пайкой, в комплекте шлейф к Trema Shield, зато плата 30 × 30 мм. Берите эту, если кнопку нужно встроить в корпус или кнопок нужно много; Trema-модуль — для макетов и учебных проектов без пайки. Если нажимать будут в перчатках, на панель попадает вода или кнопку нужно держать дольше нескольких секунд, лучше механическая: Кнопка (Trema-модуль) или корпусная кнопка PBS-33B.

Что пригодится вместе

• Piranha Uno или Arduino Uno — плата для скетча;
• провода «папа-мама» — из них получаются выводы модуля;
• Trema Shield — колодка G–V–S, каждый провод отдельно;
• Реле (Trema-модуль) или реле с входом IN — сенсорный выключатель света через Arduino.

Комплектация

• 1 × сенсорная кнопка TTP223.