Dotykové tlačidlá sú čoraz populárnejšie a ich úlohou je plnohodnotná náhrada za mechanické tlačidlá. Vyžívajú sa skoro v každom elektronickom zariadení a svoje uplatnenie si pomaly nachádzajú aj vo svete rádioamatérov. Jednak z pohľadu dizajnu, údržby pripadne vodotesnosti. Na trhu je možne nájsť niekoľko druhov tlačidiel a zvyčajne ide o kapacitne dotykové tlačidlá, avšak bežne dostupné modely majú niektoré nevyhody:

• sťažená montáž, 
• chýbajúce podsvietenie, 
• obťiažne pripojenie, 
• chýbajúce nastavenie citlivosti na dotyk.

No a to ma inšpirovalo k vytvoreniu vlastného tlačidla. Jedná sa o tlačidlo s nastaviteľným podsvietením, komunikujúce cez I²C ako slave zariadenie. Môže byť s minimálnym úsilím integrovane do rôznych projektov ako náhrada za klasické mechanické tlačidlo, kde môže ovládať osvetlenie, ventilátory, relé pripadne iné spotrebiče ... jednoduchým dotykom.

Technické parametre

• Napájacie napätie a prúd: +5V_DC max. 60mA
• I²C komunikácia: rýchlosť max. 100Khz, dĺžka zbernice max.1 meter
• Maximálny prúd SCL/SDA: 20mA 
• Maximálny prúd INT1/2: 20mA
• Maximálna hrúbka panelu : 8mm (testovaný materiál sklo, plexisklo)
• Svietivosť: Červena – max. 550mcd, Zelena – max 1100mcd, Modra – max 200mcd
• Rozmery: 22mmx18mm

Typy dotykových tlačidiel

Existujú niekoľko typov dotykových tlačidiel a medzi najrozšírenejšie patria  :

Rezistívne dotykové tlačidlá

Ako už z názvu vyplýva, pri dotyku sa zmení odpor tlačidla, čím sa zaznamená stlačenie. Princíp je znázornený na obr. č. 1 a keďže je pomerne jednoduchý, nebudeme ho ďalej podrobne rozpisovať.

Obr.č.1 Rezistívny dotykový display [1]

Piezoelektrické dotykové tlačidlá

Piezoelektrické dotykové tlačidlá využívajú piezoelektrický jav. Ide o snímače, ktoré pri mechanickom pôsobení (tlaku) generujú elektrický náboj, ktorý je následne vyhodnotený ako signál stlačenia.

Obr.č.2 Piezoelektrické dotykové tlačidlo

Pri dotyku na tlačidlo pôsobí používateľ mechanickým tlakom, ktorým sa vygeneruje elektrický náboj, ktorý je následne zmeraný elektronikou, čím sa zaznamená stlačenie. Výhodou týchto tlačidiel je možnosť ich umiestnenia pod rôzne materiály, vrátane kovových panelov, čo zvyšuje ich odolnosť a životnosť.

Kapacitne dotykové tlačidlá

Daný typ tlačidla je použitý aj v tomto projekte. Tlačidlo sa skladá z dvoch elektród medzi ktoré je vložený dielektricky materiál (plast, sklo ... ) čim sa vytvorí jednoduchý kondenzátor. Prvá elektróda je väčšinou tvorená meďou na samotnom plošnom spoji a druha elektróda je samotný prst. Senzor reaguje na zmenu kapacity, ktorá nastáva pri dotyku prsta s dielektrickým materiálom viď obrázok nižšie 

Obr.č.3 Kapacitné dotykové tlačidlo [2]

Meranie zmení kapacity tlačidla prebieha nasledovne :

Ako prvé je potrebne zmerať kapacitu samotného tlačidla keď nie je priložení prst, daná kapacita sa skladá z parazitnej kapacity C_p, kapacity senzora C_s a kapacitou medzi samotnou DPS a uzemnením C_g.

Obr.č.4 Kapacita tlačidla v nestlačenom stave [3]

Kapacita tlačidla sa zmeria tak že kondenzátor C_x (parazitné kapacity zanedbáme) sa nechá nabiť konštantným prúdom I počas niektorého časového intervalu t ktorý je konštantný a následne sa zmeria (pomocou napríklad ADC prevodníka) hodnota napätia na ktorú sa kondenzátor C_x nabil. Prípadne je možne merať časový interval za ktorý sa kondenzátor nabije na zvolenú hodnotu napätia, ktorá bude v danom prípadne konštantná. Kapacita sa meria pri zopnutí senzora (kalibrácia) a je použitá ako referenčná hodnota kedy tlačidlo nie je stlačene. Keďže daná kapacita sa môže sa v čase meniť vplyvom vonkajších faktorov, tlačidlo si zvyčajne danú kapacitu periodicky prekalibruje.
Pri dotyku sa kapacita tlačidla zvýši o kapacitu prsta C_t ktorá je zvyčajne medzi 1pf až 10pf, čo nám spôsobí pri meraní pokles napätia na ADC prevodníku, prípadne predĺženie časového intervalu za ktorý sa kondenzátor nabije.

Obr.č.5 Kapacita tlačidla v stlačenom stave [3]

Kapacita C_t sa vypočíta pomocou vzťahu :

$C_t=\frac{{\epsilon }_0\cdot {\epsilon }_r\cdot A}{d}$

Kde : 

• ԑ₀ – je permitivita vákua 8.85*10^(-12) F/m 
• ԑ_r – je relatívna permitivita a je závislá od materiálu viď tabuľka nižšie 
• A - je plocha dotyku 20 – 110 mm², zvyčajne sa vôli priemer tlačidla vzhľadom k veľkosti prsta medzi 5mm až 12mm 
• d – je hrúbka dielektrika, záleží od materiálu ale pre spoľahlivú detekciu stlačenia je odporúčane nepresahovať hodnotu 10mm.

---

---

---