PLC S7-1200 kết nối với bàn phím điện dung

[ncrazy]

Dear các bạn
Tình hình là mình đang làm máy với con S7-1200, khách hàng đưa cho mình cái bàn phím để điều khiển máy, mình đo thử thì cái bàn phím này là loại điện dung, khi nhấn phím thì điện dung thay đổi.
Cái điện dung thì không thể nối thẳng vào plc được rồi, mĩnh nghĩ phải làm mạch để chuyển thành tín hiệu 24v để đưa vào plc, bạn nào đã làm rồi hoặc gặp rồi thì cho mình xin cái giải pháp nha, ^_^ không làm vi xử lý nhá, phức tạp lắm

[Tommy]

Trời ơi, chủ đề hay quá, nhưng khó quá! cái này chắc là nhờ các pác chuyên về điện tử sẽ ok.

Hy vọng là sẽ có pác nào .

[ncrazy]

Cái này là mình thay bộ điều khiển board cũ bằng s7-1200, lúc trước có làm 1 bộ cũng có bàn phím điện dung nhưng mình bỏ cả bộ thay bằng bàn phím thường nên không quan tâm lắm, lần này khách hàng đòi giữ lại cái bàn phím nên mới đau đầu ^_^

Ý tưởng thì mình có thấy trên dientuvietnam như sau:
Nạp điện áp vào bàn phím, theo công thức Q=CU, Q không đổi khi nhấn phím C thay đổi nên U thay đổi, lấy U so sánh với ngưỡng bằng OPAMP thì có thể biết được có nhấn phím hay không, ^_^ ý tưởng thì hay nhưng làm sao để nạp điện áp vào phím, và ngưỡng phát hiện nhấn phím là bao nhiêu thì mới là đau đầu


Hi,
Như tất cả chúng ta đều biết bàn phím touch không có sự chuyển động, tiếp xúc cơ khí nên có thể nói là siêu bền so với bàn phím cổ điển, mặt khác phím cảm biến điện dung có thể hoạt động cách xa điểm chạm khá lớn nên rất thuận tiện để bố trí và thiết kế mặt nạ bàn phím rất thuận tiện và đẹp mắt hơn. Nhược điểm là nó tốn kém chân VĐK hơn vì nó không làm kiểu ma trận được và mặt nạ bàn phím không thể bằng kim loại. Tuy vậy dùng cách lập trình khéo léo chúng ta có thể bắt được các sự kiện touch, slide, wheel. Đối với bàn phím touch kiểu cảm biến điện cảm thì nó cho phép mặt nạ phím là kim loại và có thể cảm nhận được touch mạnh hay yếu.
Hôm nay tranh thủ chút thời gian tui chia sẽ cho các bác một phương pháp làm bàn phím touch kiểu cảm biến điện dung sử dụng VĐK PIC. Để thực hiện cảm biến điện dung thì có 3 phương pháp: Đo tần số, đo giá trị tụ điện và đo điện áp trên tụ. Hai phương pháp đầu tiên thì có sử dụng bộ so sánh của VĐK để tạo thành mạch dao động để đo tần số và tụ điện để xác định được vị trí nào được touch. Trong phạm vi bài viết này, tui sẽ trình bày phương pháp thứ 3 đó là đo điện áp trên tụ điện sử dụng bộ ADC của PIC. Sở dĩ tui chọn phương pháp này là vì nó có thể áp dụng với hầu hết VĐK PIC, chỉ cần có ADC là có thể thực hiện được mặt khác nó có thể làm được bàn phím với nhiều phím (số phím bằng với số kênh ADC). Nếu dùng bộ so sánh để tạo dao động thì việc mở rộng số phím bấm rất phức tạp và khó thành công. Vì vậy tui chọn phương pháp dùng ADC để làm bàn phím cảm biến điện dung và muốn chia sẽ với các bác. Phương pháp này thì chẳng mới mẽ gì vì tui cũng học nó từ website của microchip nhưng tui search trên diễn đàn chưa thấy ai có bài hướng dẫn.
Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng bộ ADC của VĐK PIC để đo điện áp trên tụ C_hold (bất kỳ bộ ADC nào cũng phải có tụ này) đây là tụ điện để lấy mẫu điện áp để chuyển đổi AD. Chính vì nguyên tắc này mà cần tối thiểu 2 channel ADC mới thực hiện được cho dù là bác chỉ cần 1 phím touch mà thôi. Các bước thực hiện như sau:
- Nạp điện cho tụ C_hold bằng cách nối chân chưa dùng lên VCC, chân này phải là chân Analog của PIC. Chuyển kênh ADC nối với chân này để tụ C_hold nạp điện đến VCC
- Kéo chân cần quét xuống GND
- Chuyển chân cần quét thành ngõ vào
- Chuyển kênh ADC về chân cần quét, lúc này tụ điện C_hold sẽ nối song song với tụ điện C_touch được cấu thành bởi tấm pad và GND, giá trị của tụ điện C_touch này phụ thuộc vào nó có được chạm hay không chạm. Nếu chạm tay vào pad thì giá trị tụ điện sẽ lớn hơn không chạm.
- Bắt đầu thực hiện chuyển đổi ADC, lúc này kết quả chuyển đổi chính là điện áp trên cặp tụ C_hold và C_touch. Dựa vào độ chênh lệch của giá trị này ta xác định được phím có được touch hay không.
Rất đơn giản đúng không?
Nếu sự trình bày của tui khiến các bác khó hiểu các bác có thể tham khảo tài liệu: AN1298 từ Michrochip.
Tiếp theo là một chương trình mẫu: