MPR121 - kontroler sensorów dotykowych

[pancio]

Dziś omówimy sobie moduł z układem MPR121, który realizuje obsługę 12 pojemnościowych przycisków dotykowych. Zastosowanie jest raczej oczywiste... klawiatura dotykowa ale w sieci można znaleźć przeróżne zastosowania np. instrument muzyczny zbudowany z owoców .

Tradycyjnie, nasz moduł z MPR121 posiada magistralę I2C i jest zasilany napięciem 3V3 bezpośrednio z naszego Cubietruck-a:

Code: Select all

root@ctdev:~/mpr121# i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 5a -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --                         
root@ctdev:~/mpr121# 

Dokumentacja układu MPR121 jest dosyć pokaźna, nie mniej jednak musimy zdawać sobie sprawę, że możemy praktycznie dowolnie konfigurować np czułość każdej elektrody z osobna, prąd ładowania elektrod itp. Dodatkowo układ może wysterować 12 diod LED odpowiedzialnych za sygnalizację użytej elektrody. Masz moduł wyposażony jest tylko w zespół elektrod... diody będą musiały poczekać: -)

Krótki program pozwoli sprawdzić działanie naszego modułu:

Code: Select all

#  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
#  it under the terms of the GNU General Public License as published by
#  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
#  (at your option) any later version.
#  
#  This program is distributed in the hope that it will be useful,
#  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
#  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
#  GNU General Public License for more details.
#  
#  You should have received a copy of the GNU General Public License
#  along with this program; if not, write to the Free Software
#  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston,
#  MA 02110-1301, USA.
#

from I2C import Device
import smbus
import os

import time

#Registers and Bits in the Control/Status register
MPR121_TOUCHSTATUS_L 	= 0x00
MPR121_TOUCHSTATUS_H 	= 0x01
MPR121_FILTDATA_0L  	= 0x04
MPR121_FILTDATA_0H		= 0x05
MPR121_BASELINE_0 		= 0x1E

MPR121_EPROXBV 			= 0x2A

MPR121_MHDR = 0x2B
MPR121_NHDR = 0x2C
MPR121_NCLR = 0x2D
MPR121_FDLR = 0x2E
MPR121_MHDF = 0x2F
MPR121_NHDF = 0x30
MPR121_NCLF = 0x31
MPR121_FDLF = 0x32
MPR121_NHDT = 0x33
MPR121_NCLT = 0x34
MPR121_FDLT = 0x35

MPR121_TOUCHTH_0 	= 0x41
MPR121_RELEASETH_0 	= 0x42
MPR121_DEBOUNCE 	= 0x5B
MPR121_CONFIG1 		= 0x5C
MPR121_CONFIG2 		= 0x5D
MPR121_CHARGECURR_0 = 0x5F
MPR121_CHARGETIME_1 = 0x6C
MPR121_ECR 			= 0x5E
MPR121_AUTOCONFIG0 	= 0x7B
MPR121_AUTOCONFIG1 	= 0x7C
MPR121_UPLIMIT   	= 0x7D
MPR121_LOWLIMIT  	= 0x7E
MPR121_TARGETLIMIT  = 0x7F

MPR121_GPIODIR  	= 0x76
MPR121_GPIOEN  		= 0x77
MPR121_GPIOSET  	= 0x78
MPR121_GPIOCLR  	= 0x79
MPR121_GPIOTOGGLE  	= 0x7A



MPR121_SOFTRESET 	= 0x80

#The default I2C address
MPR121_I2CADDR_DEFAULT 	= 0x5A

# DS3231 Address:
ADDRESSmpr = MPR121_I2CADDR_DEFAULT

# I2C BUS:
BUS = 1

# initialize I2C BUS	
mpr=Device(ADDRESSmpr, BUS)


# functions:
def mprSHOWFILTEREDFATA (sensor):
	""" Function doc """
	if sensor > 12:
		return 0x00
	else:
		data = mpr.readU16(MPR121_FILTDATA_0L + sensor*2)
	return data
	
def mprSHOWBASELINEDATA (sensor):
	""" Function doc """
	if sensor > 12:
		return 0x00
	else:
		data = mpr.readU16(	MPR121_BASELINE_0 + sensor)
	return data
		
def mprTOUCHED ():
	""" Function doc """
	data = mpr.readU16(MPR121_TOUCHSTATUS_L)
	return data
	

def mprSETTRESHOLDS (touch,release):
	""" Function doc """
	for i in range(0,12):
		mpr.write8(MPR121_TOUCHTH_0 + 2*i, touch)
		mpr.write8(MPR121_RELEASETH_0 + 2*i, release)

def mprINITIALIZATION ():
	""" Function doc """
	mpr.write8(MPR121_SOFTRESET,0x63)
	time.sleep(1)
	mpr.write8(MPR121_ECR, 0x0)

	data = mpr.readU8(MPR121_CONFIG2)
	if data <> 0x24:
		exit()
	
	mprSETTRESHOLDS(12, 6)
	
	mpr.write8(MPR121_MHDR, 0x01)
	mpr.write8(MPR121_NHDR, 0x01)
	mpr.write8(MPR121_NCLR, 0x0E)
	mpr.write8(MPR121_FDLR, 0x00)

	mpr.write8(MPR121_MHDF, 0x01)
	mpr.write8(MPR121_NHDF, 0x05)
	mpr.write8(MPR121_NCLF, 0x01)
	mpr.write8(MPR121_FDLF, 0x00)

	mpr.write8(MPR121_NHDT, 0x00)
	mpr.write8(MPR121_NCLT, 0x00)
	mpr.write8(MPR121_FDLT, 0x00)

	mpr.write8(MPR121_DEBOUNCE, 0)
	
	mpr.write8(MPR121_CONFIG1, 0b00010000) 	#16uA charge current for each electrode
	mpr.write8(MPR121_CONFIG2, 0x20) 		#0.5uS encoding, 1ms period
	
	mpr.write8(MPR121_ECR, 0x8F)  			#start with first 5 bits of baseline tracking, alle electrodes are enabled
			
def readREGISTERSforTEST ():
	""" Function doc """
	for reg in range(0x00,0x80):
		data = mpr.readU8(reg)
		print hex(reg),' = ',hex(data)
	

# Main game:
mprINITIALIZATION()
#readREGISTERSforTEST() # only for test

print ""

while 1:
	print 'Touched:', mprTOUCHED()
	print ""
	print "Raw data:"
	for i in range(0,12):
		print 'Sensor:', i ,hex(mprSHOWFILTEREDFATA(i)), hex(mprSHOWBASELINEDATA(i))
		
	time.sleep(0.1)
	os.system('clear')

Program na początku dokonuje inicjalizacji układu MPR121, następnie w pętli przeprowadza odczyt rejestrów odpowiedzialnych za sygnalizację dotkniętego pola (lub pól), a następnie podaje wartości źródłowe, które pozwolą zorientować nam się jak czuła jest dana elektroda... czy wymagana jest kalibracja parametrów inicjalizujących etc...

Przykładowo na załączonym powyżej zdjęciu widać 'wduszony' sensor nr 8... Moduł można nabyć w cenie ok. 3,5 $.