Esp32 का उपयोग करके घर के उपकरण को नियंत्रित करने के लिए अपने कैपेसिटिव टच सेंसर का निर्माण करें

कई मामलों में, पुश बटन के बजाय टच सेंसर का उपयोग किया जाता है। लाभ यह है कि हमें एक बटन दबाने के लिए बल प्रदान करने की आवश्यकता नहीं है, और हम स्पर्श सेंसर का उपयोग किए बिना एक कुंजी को सक्रिय कर सकते हैं। टच सेंसिंग तकनीक दिनों-दिन लोकप्रिय हो रही है। और पिछले एक दशक के भीतर, स्पर्श-संवेदी इलेक्ट्रॉनिक्स के बिना दुनिया की कल्पना करना मुश्किल हो गया है। दोनों प्रतिरोधक और कैपेसिटिव टच विधियों को एक टच सेंसर विकसित करने के लिए नियोजित किया जा सकता है, और इस लेख में, हम ESP32 के साथ कैपेसिटिव टच सेंसर बनाने के एक कच्चे तरीके पर चर्चा करेंगे, पहले हमने रास्पबेरी पी के साथ कैपेसिटिव टच बटन भी बनाया है।

यद्यपि एप्लिकेशन-विशिष्ट टच सेंसर थोड़ा जटिल हो सकता है, इस तकनीक में अंतर्निहित मूलभूत सिद्धांत समान रहता है, इसलिए इस लेख में, हम अपने पसंदीदा ESP32 और तांबे के टुकड़े की मदद से अपने कैपेसिटिव टच सेंसर को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे। पहने हुए बोर्ड ।

पिछले ट्यूटोरियल में, हमने TTP223 टच सेंसर और Arduino UNO का उपयोग करके टच के साथ कंट्रोल होम लाइट्स किया है, अब इस परियोजना में, हम ESP32 के लिए एक टच सेंसर का निर्माण कर रहे हैं, लेकिन साथ ही साथ Arduino के लिए भी उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, हमने पहले अलग-अलग माइक्रोकंट्रोलर जैसे कि कीमेगा 32 माइक्रोकंट्रोलर के साथ टच कीपैड इंटरफ्रैसिंग और रास्पबेरी पाई के साथ कैपेसिटिव टचपैड जैसे कैपेसिटिव टच पैड्स का उपयोग करके टच-आधारित इनपुट विधियों का उपयोग किया, आप चाहें तो उन्हें भी चेक कर सकते हैं।

कैपेसिटिव टच सेंसर क्या है और यह कैसे काम करता है?

कैपेसिटर कई रूपों में आते हैं। सबसे आम एक बार एक लीडेड पैकेज या एक सतह माउंट पैकाग ई के रूप में आता है लेकिन एक समाई बनाने के लिए, हमें एक ढांकता हुआ पदार्थ द्वारा अलग किए गए कंडक्टर की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, इसे बनाना आसान है। एक अच्छा उदाहरण वह होगा जो हम निम्नलिखित उदाहरण में विकसित करने जा रहे हैं।

एटिकेटेड पीसीबी को प्रवाहकीय सामग्री के रूप में देखते हुए, स्टिकर एक ढांकता हुआ पदार्थ के रूप में कार्य कर रहा है, इसलिए अब यह सवाल बना हुआ है कि तांबे के पैड को छूने से कैपेसिटेंस इस तरह से कैसे बदल जाता है कि टच-सेंसर नियंत्रक का पता लगाने में सक्षम है? एक मानव उंगली, ज़ाहिर है।

खैर, मुख्य रूप से दो कारण हैं: पहला, एक में हमारी उंगली के ढांकता हुआ गुण शामिल हैं, दूसरा हमारी उंगली के प्रवाहकीय गुणों के कारण है। हम कैपेसिटिव आधारित टच का उपयोग करने जा रहे हैं । इसलिए, हम कैपेसिटिव आधारित टच सेंसर की ओर अपना ध्यान केंद्रित करेंगे। लेकिन इससे पहले कि हम इस सब पर चर्चा करें, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कोई चालन नहीं हो रहा है, और स्टिकर में उपयोग किए जाने वाले कागज के कारण उंगली अछूता है। तो, उंगली संधारित्र का निर्वहन करने में सक्षम नहीं है।

ढांकता हुआ के रूप में फिंगर अभिनय:

यह सामान्य ज्ञान है कि एक संधारित्र का एक स्थिर मूल्य होता है जिसे दो संवाहक प्लेटों के क्षेत्र, प्लेटों के बीच की दूरी, और यह ढांकता हुआ स्थिरांक द्वारा महसूस किया जा सकता है। हम केवल इसे छूकर संधारित्र के क्षेत्र को नहीं बदल सकते हैं लेकिन हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि संधारित्र के ढांकता हुआ स्थिरांक को बदल सकते हैं क्योंकि एक मानव उंगली में प्रदर्शित सामग्री की तुलना में एक अलग ढांकता हुआ निरंतर होता है। हमारे मामले में, यह हवा है, हम अपनी उंगलियों से हवा को विस्थापित कर रहे हैं। अगर आप पूछ रहे हैं कि कैसे? ऐसा इसलिए है क्योंकि समुद्र तल के कमरे के तापमान पर हवा की गति 1006 है और उंगली की ढांकता हुआ स्थिरांक 80 के आसपास बहुत अधिक है क्योंकि एक मानव उंगली में ज्यादातर पानी होता है। तो, कैपेसिटर के विद्युत क्षेत्र के साथ उंगली के संपर्क में ढांकता हुआ निरंतर वृद्धि का कारण बनता है इसलिए समाई बढ़ जाती है।

अब जब हम प्रिंसिपल को समझ गए हैं, तो चलिए वास्तविक पीसीबी बनाने की ओर बढ़ते हैं।

फोर-वे कैपेसिटिव टच सेंसर का निर्माण

संधारित्र स्पर्श संवेदक इस परियोजना में इस्तेमाल चार चैनल है, और यह सुनिश्चित करने के लिए आसान है। नीचे हमने एक बनाने की विस्तृत प्रक्रिया का उल्लेख किया है।

सबसे पहले, हमने ईगल पीसीबी डिज़ाइन टूल की मदद से सेंसर के लिए पीसीबी बनाया , जो नीचे की छवि जैसा कुछ दिखता है।

आयामों और फ़ोटोशॉप की मदद से , हमने टेम्पलेट बनाया और अंत में सेंसर के लिए स्टिकर, जो नीचे की छवि जैसा कुछ दिखता है,

अब, जैसा कि हम स्टिकर के साथ किया जाता है, हम वास्तविक क्लैड बोर्ड टेम्पलेट बनाने के लिए आगे बढ़ते हैं, जिसे हम अपने पीसीबी के साथ बनाने के लिए उपयोग करने जा रहे हैं, जो नीचे दी गई छवि की तरह दिखता है,

अब हम इस फ़ाइल को प्रिंट कर सकते हैं और होममेड पीसीबी बनाने की प्रक्रियाओं के साथ आगे बढ़ सकते हैं। यदि आप नए हैं, तो आप घर पर पीसीबी का निर्माण करने के बारे में लेख देख सकते हैं। आप नीचे दिए गए लिंक से आवश्यक पीडीएफ और गेरबर फाइलें भी डाउनलोड कर सकते हैं

• फोर चैनल कैपेसिटिव टच सेंसर के लिए GERBER फ़ाइल

एक बार किए जाने के बाद, वास्तविक Etched PCB नीचे दी गई छवि जैसा दिखता है।

अब कुछ छेदों को ड्रिल करने का समय है, और हम कुछ तारों को पीसीबी से जोड़ते हैं। ताकि हम इसे ESP32 बोर्ड से जोड़ सकें। एक बार करने के बाद, यह नीचे की छवि जैसा दिखता है।

जैसा कि हमने PCB में नहीं डाला है, सोल्डर करते समय सभी जगह मिलाप करते हैं, हमने PCB पर एक ड्रिल होल लगाकर अपनी गलती को सुधार लिया, जिसे आप उपरोक्त डाउनलोड सेक्शन में पा सकते हैं। अंत में, यह स्टिकर लगाने और इसे अंतिम बनाने का समय था। जो नीचे दी गई छवि जैसा कुछ दिखता है।

अब हम टच पैनल के साथ हैं, टच पैनल के लिए कंट्रोल सर्किट बनाने के लिए आगे बढ़ने का समय है।

ESP32 टच नियंत्रित सर्किट के लिए आवश्यक सामग्री

ESP32 का उपयोग करके नियंत्रक अनुभाग बनाने के लिए आवश्यक घटक नीचे दिए गए हैं, आपको उनमें से अधिकांश को स्थानीय शौक की दुकान में खोजने में सक्षम होना चाहिए।

मैंने निम्न प्रकार और मात्रा के साथ नीचे दी गई तालिका में घटकों को भी सूचीबद्ध किया है, क्योंकि हम एक चार-चैनल टच सेंसर को नियंत्रित कर रहे हैं और चार एसी लोड को नियंत्रित कर रहे हैं, हम रिले बनाने के लिए एसी लोड और ४ ट्रांजिस्टर को स्विच करने के लिए ४ रिले का उपयोग करेंगे। ड्राइवर सर्किट।

Sl.No	पार्ट्स	प्रकार	मात्रा
1	रिले	स्विच	४
२	BD139	ट्रांजिस्टर	४
३	पेंच टर्मिनल	पेंच टर्मिनल 5 मिमी x 2	४
४	1N4007	डायोड	५
५	0.1uF	संधारित्र	1
६	100uF, 25V	संधारित्र	२
।	LM7805	वोल्टेज रेगुलेटर	1
।	1 के	अवरोध	४
९	560 आर	अवरोध	४
१०	एम्बर एलईडी	एलईडी	४
1 1	पुरुष हैडर	योजक	४
१२	महिला हैडर	योजक	३०
१३	लाल एलईडी	एलईडी	1
१४	ESP32 देव बोर्ड V1	ईएसपी 32 बोर्ड	1
१२	क्लैड बोर्ड	जेनेरिक 50x 50 मिमी	1
१३	जम्पर तार	तारों	४
१४	तारों को जोड़ना	तारों	५

हमारे कैपेसिटिव टच सेंसर के लिए नियंत्रण सर्किट

नीचे दी गई छवि हमारे ईएसपी 32 आधारित टच सेंसर के लिए पूर्ण सर्किट आरेख दिखाती है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह एक बहुत ही सरल सर्किट है जिसमें बहुत न्यूनतम घटकों की आवश्यकता होती है।

जैसा कि यह एक साधारण टच सेंसर सर्किट है, यह उन जगहों पर उपयोगी हो सकता है जहां आप स्पर्श के माध्यम से एक उपकरण के साथ बातचीत करना चाहते हैं, उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट बोर्ड-माउंटेड स्विच का उपयोग करने के बजाय, आप स्पर्श के साथ अपने उपकरणों को चालू / बंद कर सकते हैं।

योजनाबद्ध में, एक डीसी बैरल जैक एक इनपुट के रूप में उपयोग किया जाता है जहां हम सर्किट को बिजली देने के लिए आवश्यक आवश्यक शक्ति प्रदान करते हैं, वहां से हमारे पास 7805 वोल्टेज नियामक है जो अनियमित डीसी इनपुट को लगातार 5V डीसी में परिवर्तित कर रहा है जिसके माध्यम से हम प्रदान कर रहे हैं ESP32 मॉड्यूल की शक्ति।

अगला, योजनाबद्ध में, हमारे पास 25, 26, 27, 28 पिन पर हमारे टच कनेक्टर हैं, जहां हम टचपैड को कनेक्ट करने जा रहे हैं।

अगला, हमारे पास हमारे रिले हैं जो एक BD139 ट्रांजिस्टर के माध्यम से स्विच किए जाते हैं, डायोड डी 2, डी 3, डी 4, डी 5 किसी भी क्षणिक वोल्टेज से सर्किट की रक्षा के लिए होता है जो रिले टॉगल होने पर उत्पन्न होता है, इस कॉन्फ़िगरेशन में डायोड को इस रूप में जाना जाता है। फ्लाई-बैक डायोड / फ़्रीव्हीलिंग डायोड। प्रत्येक ट्रांजिस्टर के आधार पर 560R प्रतिरोधों का उपयोग आधार के माध्यम से वर्तमान के प्रवाह को सीमित करने के लिए किया जाता है।

कैपेसिटिव टच सेंसर सर्किट के लिए पीसीबी डिजाइन

हमारे टच सेंसर सर्किट के लिए पीसीबी एक तरफा बोर्ड के लिए डिज़ाइन किया गया था । हमने अपने PCB को डिजाइन करने के लिए ईगल का उपयोग किया है, लेकिन आप अपनी पसंद के किसी भी डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं। हमारे बोर्ड डिजाइन की 2 डी छवि नीचे दिखाई गई है।

पावर ट्रैक्स बनाने के लिए एक पर्याप्त ट्रेस व्यास का उपयोग किया गया था, जिसका उपयोग सर्किट बोर्ड के माध्यम से करंट प्रवाहित करने के लिए किया जाता है। हमने स्क्रू टर्मिनल को शीर्ष पर रखा है क्योंकि आपके लोड को उस तरह से कनेक्ट करना बहुत आसान है, और पावर कनेक्टर, जो कि एक डीसी बैरल जैक है जिसे साइड में रखा गया है, जो आसान एक्सेस भी देता है। गार्बर के साथ ईगल के लिए पूरी डिजाइन फ़ाइल नीचे दिए गए लिंक से डाउनलोड की जा सकती है।

• ESP32 आधारित टच सेंसर कंट्रोल सर्किट के लिए GERBER फ़ाइल

अब जब हमारा डिजाइन तैयार हो गया है, इसका समय बोर्ड को खोदने और हल करने का है । नक़्क़ाशी, ड्रिलिंग, और टांका लगाने की प्रक्रिया समाप्त होने के बाद, बोर्ड नीचे दिखाए गए चित्र की तरह दिखता है,

ESP32 आधारित कैपेसिटिव टच सेंसर के लिए Arduino कोड

इस परियोजना के लिए, हम ESP32 को एक कस्टम कोड के साथ प्रोग्राम करेंगे जिसे हम शीघ्र ही वर्णन करेंगे। कोड बहुत सरल और प्रयोग करने में आसान है, हम सभी आवश्यक पिनों को परिभाषित करके शुरू करते हैं, हमारे मामले में, हम अपने स्पर्श सेंसर और रिले के लिए पिन को परिभाषित करते हैं।

#define Relay_PIN_1 15 #define Relay_PIN_2 2 #define Relay_PIN_3 4 #define Relay_PIN_4 16 #define TOUCH_SENSIN_PIN_1 13 #define TOUCH_SENSOR_PIN_2 12 #define TOUCHIN TOOCHIN को पूरा करने के लिए।

अगला, सेटअप अनुभाग में, हम डिबगिंग के लिए UART को प्रारंभ करके शुरू करते हैं, अगले हमने 1S की देरी शुरू की है जो हमें सीरियल मॉनिटर विंडो खोलने के लिए थोड़ा समय देता है। अगला, हम रिले पिन को आउटपुट के रूप में बनाने के लिए Arduinos pinMode फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं, जो सेटअप () अनुभाग के अंत को चिह्नित करता है ।

शून्य सेटअप () {Serial.begin (115200); देरी (1000); pinMode (Relay_PIN_1, OUTPUT); pinMode (Relay_PIN_2, OUTPUT); pinMode (Relay_PIN_3, OUTPUT); pinMode (Relay_PIN_4, OUTPUT); }

हम अपने शुरू पाश एक साथ खंड अगर बयान, builtin समारोह touchRead (pin_no) निर्धारित करने के लिए एक पिन छुआ था या नहीं किया जाता है। TouchRead (pin_no) फ़ंक्शन एक पूर्णांक मान श्रेणियों (0 - 100), 100 सब समय के पास मूल्य रहता है, लेकिन अगर हम चयनित पिन स्पर्श मूल्य शून्य के पास करने के लिए चला जाता है, और बदलते मूल्य की मदद से, हम निर्धारित कर सकते हैं कि किसी विशेष पिन को उंगली से छुआ गया था या नहीं।

में अगर बयान, हम पूर्णांक मूल्यों में कोई बदलाव के लिए जाँच कर रहे हैं, और मूल्य पर पहुंचती है 28 से नीचे है, तो हम यह सुनिश्चित करें कि हम एक स्पर्श को स्वीकार किया है हो सकता है। यदि एक बार यदि कथन सही हो जाता है, तो हम 50ms की प्रतीक्षा करते हैं और पैरामीटर को फिर से जांचते हैं, इससे हमें यह निर्धारित करने में मदद मिलेगी कि क्या सेंसर मूल्य को गलत तरीके से ट्रिगर किया गया था, उसके बाद, हम digitalWrite (Relay_IN_1) का उपयोग करके पिन की स्थिति को उल्टा करते हैं ! (Relay_PIN_1)) विधि, और बाकी कोड समान है।

if (touchRead (TOUCH_SENSOR_PIN_1) <28) {if (touchRead (TOUCH_SENSOR_PIN_1) <28) {Serial.println ("सेंसर एक छुआ है"); digitalWrite (Relay_PIN_1; digitalRead (Relay_PIN_1)); }} और अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_2) <28) {अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_2) <28) {सीरियल) ("सेंसर टू टच है"); digitalWrite (Relay_PIN_2; digitalRead (Relay_PIN_2)); }} और अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_3) <28) {अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_3) <28) {सीरियल) (सेंसर तीन टच किया गया है); digitalWrite (Relay_PIN_3; digitalRead (Relay_PIN_3)); }} और अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_4) <28) {अगर (टचरेड (TOUCH_SENSOR_PIN_4) <28) {सीरियल) (सेंसर चार टच किया गया है); digitalWrite (Relay_PIN_4; digitalRead (Relay_PIN_4)); }}

अंत में, हम एक और 200 एमएस को अवरुद्ध करने की देरी के साथ अपना कोड समाप्त करते हैं।

ESP32 आधारित टच सेंसर सर्किट का परीक्षण

जैसा कि यह एक बहुत ही सरल परियोजना है, परीक्षण सेट बहुत सरल है, जैसा कि आप देख सकते हैं, मैंने 4 एल ई डी को प्रतिरोधों के साथ जोड़ा है जो लोड के रूप में काम कर रहे हैं, क्योंकि यह रिले के साथ जुड़ा हुआ है, आप आसानी से 3Amps तक किसी भी लोड को कनेक्ट कर सकते हैं।

इसके अलावा संवर्द्धन

हालांकि पीसीबी सरल है, फिर भी सुधार के लिए जगह है क्योंकि आप वास्तविक पीसीबी के नीचे की तरफ से देख सकते हैं, मैंने चार प्रतिरोध एल ई डी को जोड़ने के प्रयास में कई प्रतिरोधों को जोड़ा है, और यदि ऐसा है तो पीसीबी का आकार भी कम किया जा सकता है एक आवश्यकता बन जाती है, आशा है कि आपको लेख अच्छा लगा और कुछ उपयोगी सीखा। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो आप उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ सकते हैं या अन्य तकनीकी प्रश्नों को पोस्ट करने के लिए हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।