Během léta roku 2024 mě napadlo, že se mi na některých místech doma vůbec nelíbí vypínače – a to ani ty otočné. Začal jsem přemýšlet, čím bych je mohl nahradit. Představa byla jasná: chtěl jsem moderní vypínače nebo stmívače, které by reagovaly na dotek. Na trhu sice něco podobného existuje, ale nic z nabídky nesplňovalo mé požadavky – buď vzhledově, nebo technicky. Většina dostupných řešení totiž neumožňuje přímé zapojení do mé domácí elektroinstalace, protože jsem si při stavbě domu zvolil systém DALI. Ten je sice velmi flexibilní a při použití vhodných jednotek umožňuje spoustu vychytávek, ale vyžaduje specifické ovládací prvky. Do této sběrnice mám mimo jiné zapojené i biometrické senzory.

Na podzim 2024 jsem proto začal s vlastními experimenty v oblasti dotykového ovládání. Nejprve jsem zkoušel jednoduchou variantu – kovovou plošku, které se stačí dotknout. Fungovalo to perfektně, ale znamenalo by to vrtat otvory do skla, což jsem chtěl spíše vyhnout. Proto jsem se začal zabývat kapacitním snímáním, kdy senzor reaguje skrz materiál, aniž by bylo nutné vytvářet fyzické otvory. Od začátku jsem měl v hlavě myšlenku, že celý vypínač bude tvořit elegantní skleněný panel na zdi s podsvícenými dotykovými zónami.

Jako nejlepší řešení se nakonec ukázalo použití čipu TTP224 ve čtyřkanálové verzi. Tento čip je osvědčený a používá se i v automobilovém průmyslu, takže spolehlivost je zaručena. Finální verze vypínače bude využívat mléčně bílé sklo, které dokonale splyne se stěnou. Aktuálně navrhuji podomítkový rámeček tak, aby celé PCB zůstalo univerzální a nebylo nutné jej upravovat. Výsledkem bude, že vypínač bude zcela zarovnaný s omítkou a nebude vyčnívat ze zdi.

Skleněnou variantu ale plánuji zachovat pro všechny tři vstupy do domu a například i na toaletě – tam, kde jsou na stěnách obklady. U klasické omítky si totiž člověk snadno poradí s drobnými úpravami nebo opravami, zatímco s obklady je to mnohem složitější.

Název CrystalTouch vznikl z původního nápadu – chtěl jsem, aby zařízení vyjadřovalo myšlenku „čistého doteku“ a eleganci skleněného panelu. Při hledání vhodného názvu mi právě slovo Crystal připadalo nejvýstižnější.

Jak je vidět na obrázcích, cesta k současné podobě zařízení nebyla vůbec jednoduchá. Byla to spousta pokusů, testování a dokonce i domácí leptání PCB. V podstatě se dá říct, že šlo o takový „garážový vývoj“ – vše vznikalo doslova na koleni.

Výhodou je, že si rámečky navrhuji a tisknu sám na 3D tiskárně. To mi dává možnost vybrat si libovolnou barvu podle dostupného filamentu. Používám materiál ASA, který je odolný a vhodný i do náročnějších podmínek. Pokud bych měl například stěny s dřevěným dekorem, není problém koupit filament se stejným vzorem, aby vypínač dokonale ladil s interiérem. Stejně tak i skleněný panel lze pořídit v různých barevných variantách, takže výsledný design se dá snadno přizpůsobit konkrétnímu prostoru.

U verze HW 2.1 má skleněný panel rozměr 100×100 mm. Pro zajímavost, předchozí verze HW 2.0 měla panel 110×110 mm, ale ukázalo se, že 11 cm je příliš velké, zatímco cca 8–9 cm (velikost běžných rámečků například od ABB) zase působí příliš malým dojmem. Nakonec se tedy 100×100 mm ukázalo jako ideální kompromis a tento rozměr použiji i ve finální verzi HW 2.2, která je zatím pouze ve fázi návrhu v počítači.

Právě HW 2.2 přinese nové funkce – například automatickou regulaci jasu podsvícení tlačítek. Ta bude fungovat dvěma způsoby:

• V prvním režimu se při klesajícím osvětlení v místnosti jas automaticky zvýší, aby byly dotykové plochy vždy dobře viditelné.
• Ve druhém režimu se chování obrátí – s ubývajícím světlem se jas naopak sníží, což je ideální například do ložnice.
• Kromě toho budou k dispozici i pevné úrovně jasu – vysoká a střední – a pomocí jiného přepínače bude možné podsvícení úplně vypnout.

Pro zajímavost: u verze HW 2.1 jsem původně plánoval čtyři úrovně jasu (maximální, střední, nízký a vypnuto), které by bylo možné přepínat přímo na spodní straně rámečku, bez nutnosti sundávat vypínač ze zdi. Nová verze HW 2.2 tyto možnosti výrazně rozšiřuje a posouvá celý koncept zase o krok dál.

Indikace, sepnutí a instalace

První kulatá verze PCB, která nikdy nebyla nainstalována na zeď, měla čtyři indikační LED diody – každá pro jedno tlačítko. V dalších verzích hardwaru byla tato funkce odstraněna jako zbytečná. U připravované verze HW 2.2 však přibyla možnost připojení externí indikační LED, kterou lze využít z další jednotky komunikující na DALI sběrnici (má vlastní datovou indikační diodu) — ta může sloužit jako společná indikace stisku pro všechny kanály.

Chování při stisku (sepnutí)

• Delší dotyk: při podržení prstu na dotykové ploše zůstává optočlen sepnutý po celou dobu dotyku.
• Krátký dotyk: dojde k jedinému, krátkému sepnutí optočlenu.

Jednotka komunikující se sběrnicí následně předá povel k sepnutí předřadníku ve svítidle. Podle nastavení jednotek v PC softwaru může světlo pouze rozsvítit, stmívat nebo zcela vypnout. Jedno tlačítko tak umožňuje regulovat jas, zapínat i vypínat a z jednoho místa lze ovládat až čtyři svítidla nebo jejich skupiny. (Detailní logika je dána možnostmi DALI.)

Kompatibilita a napájení

CrystalTouch lze použít v instalacích, kde se osvětlení ovládá sepnutím optočlenu a kde mají všechny kanály společnou zem na výstupu. Napájení je v rozsahu 10–24 V a lze použít DC i AC.

U čtyřkanálové verze (HW 2.0) s rozsvícenými čtyřmi LED na maximální jas byl naměřen klidový odběr 3,6 mA.

Mechanika a instalace

Skleněné panely pro testování dodává místní sklenář; sklo má tloušťku 4 mm. Varianta se sklem i varianta zapuštěná do omítky je kompatibilní se standardní instalační krabičkou KU 68.

Poznámky k projektu

Práce na projektu se protahuje z časových důvodů. Díky tomu ale vznikl nový koncept rámečku, který je zcela souběžný se stěnou a nevyžaduje sklo. Pro tuto variantu je potřeba mít omítky alespoň 12 mm tlusté.

STLviewer

Přprava pro ostrou sérii výroby PCB

Barva krytu může být libovolná dle dostupnosti filamentu ASA pro 3D tisk.

Krytům jsem dal název LumiaCover.

Další fotografie z průběhu vývoje

Projekt CrystalTouch zatím není ve finální fázi, a proto jej sdílím především jako inspiraci pro ostatní nadšence do elektroniky a chytrých řešení. Vývoj se stále vyvíjí, probíhají úpravy jak po stránce hardwaru, tak i návrhu rámečků a celkové ergonomie ovládání.

Právě z tohoto důvodu nejsou k dispozici žádné podklady pro výrobu, například schémata PCB nebo finální návrhy desek. Jakmile však bude projekt dokončen, je možné, že zveřejním více technických detailů.

Beru to tedy spíše jako ukázku myšlenky a možnou inspiraci pro ty, kteří hledají elegantní a moderní řešení ovládání osvětlení, než jako hotový návod k výrobě. Celý projekt CrystalTouch je můj osobní  projekt a nepodléhá žádné firmě/společnosti.

Adresa stránek autora konstrukce - klikni

---

---

---