1.TTP229的極限...外接大電容的時候
BUT.......
由於友人的需求在於想要連結外部電容，透過按壓外部電容的方式進行開關的設計
因此搜尋了下一篇文章：基于 "TTP229 的电容式触摸键盘设计与实现"
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| 手指觸摸按鍵枝等效電路圖 |
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| 時間函數之公式(已經簡化的Setting Time) |
這邊的t正確的定義叫做
Setting Time，上述的公式是該文簡化過Setting Time後，"近似"得到的解答。
上式中，t表示振盪器的充放電時間，R 表示下拉電阻，C表示按鍵等效電容，V2 表示振蕩器充電和放電的初始電壓，V1表示振盪器充電和放電的截止電壓，而Vt則代表了振盪器在振蕩週期 t時刻時電容上的電壓值。
當電源的開關斷開時，按鍵所構成的感應電容 C電壓被 下拉電阻R 拉低，此時按鍵所構成的電容的電壓為0。當將開關閉合時，由電源為按鍵所構成的電容C充電。待其充電穩 定後，開關斷開，此時電容C通過電阻R，進行放電，直至電量 完全放盡，電壓再次歸零。利用計時器 T記錄這個充電和放電的時間，反復進行該過程。如果手指未觸摸按鍵其充放電時間t不變! 如果手指觸摸按鍵，那麼上述公式中的 C 變化為 C+ΔC，所得充放電時間變會變為t+Δt，通過Δt來判定按鍵 是否被按下"
為什麼在本次任務當中，無法使用TTP229這款晶片呢?
原因就出在C的部分。由於本次的專案當中，電容的部分都非常的龐大，然而對TTP229而言，其掃描的頻率以及R值都已經是被固定的了，因此他們的電容範圍可選擇有限，不敷本次專案所需要的目標。
所以可能要朝向土法煉鋼來進行。
2. DIY 電容感測
資料來源：
電容式觸控開關實驗（一）：RC延時電路應用
這邊綜合一下這篇原文以及改用STM32F103C8T6板子來做相同的事情
本實驗將使用簡單的材料製作電容式觸控開關控制LED。
實驗材料
Arduino Uno控制板一片
電阻：1MΩ, 10MΩ, 22MΩ，為了要測試所以選擇不同的電阻
公對母連接線×3
原文當中採用鋁箔紙，然而鋁箔紙其實非常的不容易焊接，很容易掉
因此後來筆者與原文不同的地方，這邊採用銅箔的方式進行焊接
實驗電路與麵包板組裝示範
本單元的實驗電路如下，全部的1MΩ電阻的一端都連接到同一個數位腳（此處為第4腳，可改用其他腳位），電阻的另一端連接到不同的數位腳，以及充當「觸控感測端」的鋁箔紙，你可以嘗試其他導體，像銅箔或香蕉芭樂之類的東東。
使用麵包板組裝電路的示範如下，用迴紋針固定電阻的一端和鋁箔紙：
筆者把觸控電路焊接在PCB板，鋁箔紙用白膠黏貼：
這是我自己做的....
電容觸控與RC電路的原理
本實驗程式將在電阻的一端（數位第4腳）發送脈衝訊號，在沒有人體碰觸感測介面情況下，該脈衝訊號幾乎原封不動地傳送到電阻的另一端：
當手指靠近感測端時，手指和感測端的導體（鋁箔）之間會形成電容，相當於電阻的另一端接了一個電容器：
電容的基本結構像下圖一樣，用兩片導體、中間以絕緣介質（如：空氣、雲母、陶瓷…）隔離。當兩端導體通電時，導體就會聚集正、負電荷，形成「電的容器」。
左下圖是用電阻（R）和電容（C）組成的基本RC電路。對電容通電時，電容將開始儲存電荷，直到注滿到電壓的相同準位；斷電時，電容會開始放電，直到降到0（亦即，「接地」的準位）。
在充電過程中，電流與電容電壓的變化量受到電阻與電容值影響。電阻R與電容值C的乘積稱為時間常數（time constant），寫成希臘字母τ（唸作“tau”），有時也直接用英文字母t代表：
τ= RC
電容充電到約70%（實際為63.2%）僅需花費一個時間常數，充到飽和（約99.3%）需要5個時間常數；電阻或電容值愈大，充電所需時間也愈長。電容放電時，在一個時間常數之後，約剩下40%（實際為36.8%）。
因此，向電阻的一端輸入脈衝訊號，當手指接觸電阻另一端時，輸出脈衝的高、低電位時間將被「延後」。程式透過比對輸入和輸出的脈衝時間，就能得知是否有人碰觸到感應器（鋁箔）。
- 若要偵測手指是否碰觸到感測面，請使用1MΩ。
- 若要偵測4~6吋（註：1吋=2.54公分）的距離，請使用10MΩ。
- 若要偵測12~24吋的距離（視感測面的金屬片尺寸而定），請使用40MΩ。市面所能買到的最大電阻值為10MΩ，請自行串連4個電阻。
說明頁也提到，在感測端加上一個100pF的電容（標示為101），可增加檢測的穩定性。
觸控開關實驗程式
下載CaptivativeSensor程式庫、解壓縮之後，筆者將它重新命名成“CaptivativeSensor”，存入Arduino的libraries資料夾：
開啟Arduino IDE，選擇「檔案→範例→CapacitiveSensor→CapacitiveSensorScketch」，開啟程式庫提供的範例程式。此範例程式的感測脈衝訊號發射腳是4，接收腳是2, 6和8，請將它們改成5, 6, 7：
這邊又要來比對一下Arduino UNO以及STM32F103C8T6的PIN腳位
其餘程式碼不用改。編譯並上傳到Arduino控制板之後，開啟序列埠監控視窗，這是尚未碰觸任何感應介面的輸出：
碰觸感應介面的結果：
CapacitiveSensor程式庫的方法
CapacitiveSensor程式庫包含3個主要方法以及一些工具方法：
CapacitiveSensor CapacitiveSensor(byte 脈衝發射腳, byte 感測腳)
CapacitiveSensor用於建立程式庫的物件實體（請留意大小寫）。
long capacitiveSensorRaw(byte 取樣數)
capacitiveSensorRaw將傳回長整數類型的原始電容值，「取樣數」參數可用於增加傳回值的解析度，其代價是處理效能降低。傳回的電容值並非取樣數的平均，也不包含總電容量數。
capacitiveSensorRaw將傳回-2，若電容值超過CS_Timeout_Millis（偵測超時）定義的毫秒值。CS_Timeout_Millis預設為2000毫秒（2秒）。
long capacitiveSensor(byte 取樣數)
capacitiveSensor將傳回長整數類型的感應電容值，capacitiveSensor會紀錄未感測到碰觸時的最低電容值，並且用碰觸時的電容量與之相減。
最低容量值每隔一段時間（由CS_Autocal_Millis定義）重新校正一次，預設校正間隔時間是200000 毫秒（20秒）。此重新校正機制可透過設定一個很大的數值（0xFFFFFFFF）給CS_Autocal_Millis來關閉。
void set_CS_Timeout_Millis(unsigned long 超時毫秒數)
set_CS_Timeout_Millis方法用於設定CS_Timeout_Millis的值，來設定等待感測端訊號跟著發射端高、低變化的超時毫秒值。在等待感應脈衝變化之間，程式會暫停運作，所以必須設定超時，預設為2000毫秒（2秒）。
void reset_CS_AutoCal()
立即校正capacitiveSensor函式的電容值
void set_CS_AutocaL_Millis(unsigned long 自訂校正的毫秒數)
設定capacitiveSensor函式超時間隔。給定”0xFFFFFFFF”數值可關閉自動校正功能。
觸控LED開關
底下的程式將能在感測到使用者碰觸時點亮LED，筆者設定的電容臨界值是1500，請依照你的測試結果調整此值。
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#include <CapacitiveSensor.h>
#define threshold 1500 // 感測電容量的臨界值
#define LED1 11 // LED1的腳位
#define LED2 12 // LED2的腳位
#define LED3 13 // LED3的腳位
// 設定電容觸控的訊號輸入和輸出腳位
CapacitiveSensor cs_4_5 = CapacitiveSensor(4,5);
CapacitiveSensor cs_4_6 = CapacitiveSensor(4,6);
CapacitiveSensor cs_4_7 = CapacitiveSensor(4,7);
void setup() {
pinMode(LED1, OUTPUT);
pinMode(LED2, OUTPUT);
pinMode(LED3, OUTPUT);
}
void loop() {
long total1 = cs_4_5.capacitiveSensor(30);
long total2 = cs_4_6.capacitiveSensor(30);
long total3 = cs_4_7.capacitiveSensor(30);
// 若第一個觸控點的電容量大於臨界值，則點亮LED。
if (total1 > threshold) {
digitalWrite(LED1, HIGH);
} else {
digitalWrite(LED1, LOW);
}
if (total2 > threshold) {
digitalWrite(LED2, HIGH);
} else {
digitalWrite(LED2, LOW);
}
if (total3 > threshold) {
digitalWrite(LED3, HIGH);
} else {
digitalWrite(LED3, LOW);
}
}
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![f=f_{0}[1-0.04\ {\mbox{ppm}}(T-T_{0})^{2}]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e8f66007cf99334d7da5ac27fc4a78e6c9d46aec)
