简介
今天给大家介绍一个智能建筑常用的电容式触摸开关面板的DIY过程。这是一个标准的86面板，有三个电容式触摸按钮。由于采用了电容式触摸感应方式，没有机械部件，无需强电，易于清洁，安全可靠。按(触摸)一次打开，一次关闭。面板上的三个按钮对应三个漂亮的LED光环，你可以晚上起床时不要碰开关。当你按下开关时，光环的亮度会改变。由于通信的485接口采用光电隔离方案，具有通信距离远、速度快、抗干扰等优良特性。但是，这个开关面板可以不要用作普通家庭常用的墙壁开关。它实际上是智能家居的一个组成部分，需要一个特殊的智能家居布线方案。如果你正在装修新房子，并考虑采用智能家居方案，你也可以自己DIY一个开关面板。该面板采用施耐德电气公司的Modbus标准协议，支持Modbus协议的产品也很多。该面板可与其他支持Modbus的设备联网，构建智能家居系统。
图1三键电容式触摸开关的物理示意图
原则
面板由两块PCB、一个主板和一个键盘组成。主板最多可以支持6键键盘，只需要更换不同的键盘就可以实现1~6键切换功能。
图2是触摸开关主板的原理图，包括以下几个部分。
RF:这是2.4G无线收发模块，暂时不焊接。以后还有其他奇妙的用途。
MCU:其核心部件是一个STM32F103C8T6，是整个系统的控制中枢。
RS485:Modbus通讯的物理接口采用光电隔离，与非隔离的485接口相比有很多优势。
电源：在电源部分，9~24V输入电源首先由X1509-5.0转换成稳定的5V主电源。B0505S-1W输出另一路5V隔离电源至RS485的隔离端。线性稳压器X6206-3.3将5V电压转换为稳定的3.3V电压，供单片机系统使用。
图2六键电容式触摸开关主板示意图
图3是触摸开关的键盘的示意图。在论文《DIY Modbus智能家居调光开关》中已经介绍了这部分电路的原理。键盘和主板通过一个2x8PIN连接器连接。
图3三键电容式触摸开关键盘示意图
组件列表
表1电容式触摸开关主板部件列表
设备包装规格数量
080522pF 50V COG 5%2
0805100nF 50V Y5V 20%6
电解电容器SYF8330uF/35V 10*10mm1
08051uF 50V X7R 10%1
电解电容SYC6220uF 10V高5.6mm3。
电阻0805200欧姆5%2
0805330欧姆电阻5% 1
08052K 5%1电阻
08053.6k5% 2电阻
08055.1K 5%2电阻
080510k电阻5% 1
L_12101uH1电感
电感器NL70150uH1
二极管DO-214AC1N40071
TVSDO-214AASMBJ28A1
TVSDO-214AASMBJ6.5CA1
二极管DO-214ACSR2401
ICSOP-8MAX485EESA1
ICSOT-23XC6206P332MR1
ICSOP-8XL1509-3.31
ICLQFP48STM32F103C8T61
光耦合器SO6TLP23093
水晶50328M1
模块NF03NF03 2.4G无线数据1
SIP4B0505S-1W1模块
PPTCTVR08D250V/80mA1
PPTCTVR08DMZ8 15R1
表2三键键盘组件列表
设备包装规格数量
0805100nF 50V Y5V 20%3
080520欧姆电阻5% 3
08052K 5%3电阻
080510k电阻5% 3
电阻08051M 5%6
二极管-s11n4148 (SMT玻璃)6
晶体管SOT-23S08050 25V/0.5A3
LED 00805D白发蓝3
PCB布局
图4是触摸开关主板的PCB，尺寸为52x58mm。信号走线主要集中在红色层，蓝色层保持相对完整的接地层，可以提高EMC性能。蓝色地板的右下部分是隔离地，蓝色地板的左上部分没有铺，是针对2.4G模块的天线区域，无法铺。
图4六键电容式触摸开关主板PCB图
图5显示了键盘的PCB图，其尺寸也是52x58mm。三个感应垫尽量远离其他信号线，地板铺设会绕过感应信号，所以板上没有地板铺设。与主板堆叠组装时，也应与主板保持一定距离，避免主板地板对信号的影响。在这种生产中，感应板与主板地板之间的距离约为5毫米。
图5三键电容式触摸屏键盘PCB图
图7三键电容式触摸开关键盘PCB图
程序烧录
首先，下载程序的镜像并保存以备后用。
下一步操作请参考文章《DIY Modbus智能家居调光开关》。
试运行测试/调试
当设备电源接通时(9~24V)，面板上的三个LED光环亮起，此时不是很亮。用手指触摸戒指，气场明显增强。
Modbus
智能开关面板实际上只是一个输入设备，其他Modbus设备(如Modbus数字开关)实际上执行调光开关。只要智能开关面板符合Modbus协议，就可以和这些设备联网。要验证本设备的Modbus功能，您可以使用Modbus投票软件。该设备的Modbus注册表如下。
如果你忘记了通讯参数。短路4Pin调试信号的CLK和GND，然后上电，然后用默认参数启动设备。
表3三键电容式触摸开关的Modbus点表
保持寄存器地址类型描述。
400010字解锁开关，允许写非0后写40002~40003解锁。10秒后自动锁定(回到0)
400021wordModbus地址，默认设置254永久有效，实际应用可提供另一个地址。
400032字波特率，0:600，1:1200，2:2400，3: 4800: 4: 9600(默认)，5:19200，6:38400，7:57600，8:115200
400043字开关1状态，1按下，0释放
400054字开关2状态。
400065字开关3状态。
标签：开关电容式面板