初学者
10 分钟

通过结合三个TL3215系列触觉开关和ATmega328P,在工业环境中实现精确控制和操作确认

简单有效的触觉开关集成

Button 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 8月 06, 2024

点击板

Button 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

通过高性能触觉开关,在消费电子、工业设备和汽车系统中实现可靠的触觉输入控制

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Button 3 Click 基于三个触觉开关,属于 E-Switch 的 TL3215 系列触觉开关。每个特定开关都有几个关键特性,其部件编号为 TL3215AF160BQ/TL3215AF160RQ/TL3215AF160GQ。部件编号中的 “TL” 表示它属于 TL 系列,以其高可靠性和一致性能著称。型号“3215” 是其坚固结构和设计的证明。它包括一个 2mm 的执行器选项(‘A’),确保精确和响应操作。‘F160’ 表示 160gf 的动作力,提供了既不太硬也不太软的平衡触觉反馈,从而防止意外按压,同时保持用户友好性。‘B/R/G’ 表示开关的蓝色/红色/绿色,使其易于识别,而‘Q’ 表示使用银触点材料,以其优良的导电性和耐久性著称。在规格方面,这些开关的电气额定值为 50mA,12VDC,其电气和机械寿命为 1,000,000 次循环,确

保了在各种应用中的长寿命和可靠性。起始接触电阻最大为 100mΩ,而绝缘电阻在 500VDC 时为 100MΩ,突出其优异的电气隔离性能。该开关还具有 250VAC 1 分钟的介电强度,并在 -40°C 到 85°C 的温度范围内高效运行。触点布置为单刀单掷(SPST),提供简洁的开关功能。此外,该版本的集成 LED 在 20mA 的正向电流下工作,典型的正向电压为 3V,典型的光强度为 100mcd,确保了开关状态的清晰可见。这种 Click board™ 采用支持新推出的 MIKROE 功能 “Click Snap” 的独特格式设计。与标准化版本的 Click boards 不同,此功能使主要传感器区域可以通过折断 PCB 变为可移动,开辟了许多新的实现可能性。由于 Snap 功能,开关可以通过直接访问标记为 1-8 的引脚信号自主运行。此外,Snap 部分

包括指定和固定的螺孔位置,使用户能够在所需位置固定 Snap 板。Button 3 Click 使用 I2C 接口通过 TCA6408A 端口扩展器与主机 MCU 通信。此端口扩展器允许控制所有按钮及其控制信号,包括专用于检测按钮按压的信号(每当触觉开关激活时向主机 MCU 提供中断信号(INT))和控制 TL3215 上 LED 的信号。除了 I2C 接口引脚外,端口扩展器还使用复位(RST)引脚和用于 I2C 地址选择的跳线,ADDR SEL。此 Click board™ 可以选择通过 VCC SEL 跳线使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。因此,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易用功能的库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

Button 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PD2
RST
ID COMM
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Button 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 Button 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • button3_toggle_red_led - 此函数通过切换RK引脚的逻辑状态来切换红色按钮LED。

  • button3_toggle_green_led - 此函数通过切换GK引脚的逻辑状态来切换绿色按钮LED。

  • button3_toggle_blue_led - 此函数通过切换BK引脚的逻辑状态来切换蓝色按钮LED。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Button 3 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Button 3 Click board by toggling a button
 * LED and its switch state on a button press.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Toggles a button LED and its switch state on a button press and displays the state
 * on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "button3.h"

static button3_t button3;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    button3_cfg_t button3_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    button3_cfg_setup( &button3_cfg );
    BUTTON3_MAP_MIKROBUS( button3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == button3_init( &button3, &button3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BUTTON3_ERROR == button3_default_cfg ( &button3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf ( &logger, " Press button to change switch state\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " RED SWITCH OFF\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH OFF\r\n\n" );
    log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH OFF\r\n\n" );
}

void application_task ( void ) 
{
    static uint8_t red_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    static uint8_t green_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    static uint8_t blue_switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;
    uint8_t switch_state = BUTTON3_SWITCH_OFF;

    if ( BUTTON3_PIN_STATE_LOW == button3_get_int_pin ( &button3 ) )
    {
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_red_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_red_led ( &button3 );
            red_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == red_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " RED SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " RED SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_green_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_green_led ( &button3 );
            green_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == green_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " GREEN SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        if ( ( BUTTON3_OK == button3_get_blue_button ( &button3, &switch_state ) ) && 
             ( BUTTON3_BUTTON_PRESSED == switch_state ) )
        {
            button3_toggle_blue_led ( &button3 );
            blue_switch_state ^= BUTTON3_SWITCH_ON;
            if ( BUTTON3_SWITCH_ON == blue_switch_state )
            {
                log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH ON\r\n\n" );
            }
            else
            {
                log_printf ( &logger, " BLUE SWITCH OFF\r\n\n" );
            }
        }
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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