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4.3 Elektroden-Tastatur
In dieser Lektion lernen wir, wie wir den MPR121 kapazitiven Touchsensor verwenden, um mit dem Raspberry Pi Pico 2 W eine berührungsempfindliche Tastatur zu erstellen. Der MPR121 ermöglicht die Erkennung von Berührungen an bis zu 12 Elektroden, die mit leitfähigen Materialien wie Drähten, Folie oder sogar Früchten wie Bananen verbunden werden können!
Benötigte Komponenten
Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.
Es ist praktisch, ein komplettes Kit zu kaufen – hier ist der Link:
Name |
ENTHALTENE ARTIKEL IM KIT |
LINK |
|---|---|---|
Pico 2 W Starter Kit |
450+ |
Alternativ kannst du die Komponenten auch einzeln über die unten stehenden Links erwerben.
SN |
KOMPONENTE |
MENGE |
LINK |
|---|---|---|---|
1 |
1 |
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2 |
Micro-USB-Kabel |
1 |
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3 |
1 |
||
4 |
Mehrere |
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5 |
1 |
Den MPR121-Sensor verstehen
Der MPR121 ist ein kapazitiver Touchsensor-Controller, der über die I2C-Schnittstelle kommuniziert. Er kann bis zu 12 Berührungseingaben erkennen und eignet sich ideal für interaktive Projekte mit mehreren Berührungspunkten.
Der MPR121 erkennt Änderungen in der Kapazität seiner Elektroden. Wenn du eine Elektrode berührst, ändert sich die Kapazität, und der Sensor registriert die Berührung. Diese Information wird dann über I2C an den Raspberry Pi Pico 2 W übermittelt.
Schaltplan
Verkabelung
Verbinde Drähte oder leitfähige Materialien mit den Elektroden-Pins (bezeichnet als E0 bis E11) des MPR121.
Die anderen Enden der Drähte können mit leitfähigen Objekten wie Früchten, Aluminiumfolienformen oder Touchpads verbunden werden.
Schaltplan für die Verkabelung
Verbinde Drähte oder leitfähige Materialien mit den Elektroden-Pins (bezeichnet als E0 bis E11) des MPR121.
Die anderen Enden der Drähte können mit leitfähigen Objekten wie Früchten, Aluminiumfolienformen oder Touchpads verbunden werden.
Code schreiben
Wir schreiben ein MicroPython-Programm, um Berührungseingaben auf den Elektroden zu erkennen und anzuzeigen, welche berührt werden.
Bemerkung
Öffne die Datei
4.3_electrode_keyboard.pyauspico-2w-kit-main/micropythonoder kopiere den Code in Thonny, klicke auf „Run“ oder drücke F5.Stelle sicher, dass der richtige Interpreter ausgewählt ist: MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx.
Du benötigst die Bibliothek
mpr121.py– überprüfe, ob sie auf den Pico hochgeladen wurde. Eine detaillierte Anleitung findest du unter 1.4 Bibliotheken auf den Pico hochladen.
from mpr121 import MPR121
from machine import Pin, I2C
import utime
i2c = I2C(0, sda=Pin(4), scl=Pin(5))
mpr = MPR121(i2c)
# Alle Tasten prüfen
while True:
value = mpr.get_all_states()
if len(value) != 0:
print(value)
utime.sleep_ms(100)
Nachdem das Programm ausgeführt wurde, berühre die verbundenen Elektroden oder leitfähigen Objekte. Im Thonny-Shell-Fenster wird angezeigt, welche Elektroden berührt werden.
Den Code verstehen
Module importieren:
machine: Stellt Funktionen für die Hardware-Interaktion bereit.mpr121: Bibliothek zur Ansteuerung des MPR121-Sensors.utime: Enthält zeitbezogene Funktionen für Verzögerungen.
I2C-Kommunikation initialisieren:
i2c = I2C(0, sda=Pin(4), scl=Pin(5)): Richtet die I2C-Kommunikation über Bus 0 mit GP4 (SDA) und GP5 (SCL) ein.
Ein MPR121-Objekt erstellen:
mpr = MPR121(i2c): Initialisiert den MPR121-Sensor über die eingerichtete I2C-Kommunikation.
Hauptschleife zur Berührungserkennung:
get_all_states(): Gibt eine Liste der aktuell berührten Elektroden zurück.Falls Elektroden berührt werden, werden deren Nummern ausgegeben.
Die Schleife läuft kontinuierlich mit einer kurzen Verzögerung von 100 Millisekunden.
while True: value = mpr.get_all_states() if len(value) != 0: print(value) time.sleep_ms(100)
Erweiterung der Elektroden
Du kannst dein Projekt verbessern, indem du die Elektroden mit verschiedenen leitfähigen Materialien verbindest:
Früchte: Verbinde Drähte mit Bananen, Äpfeln oder anderen Früchten, um sie in berührungsempfindliche Eingaben zu verwandeln.
Folienformen: Schneide Formen aus Aluminiumfolie aus und verbinde sie mit den Elektroden.
Leitfähige Farbe: Zeichne Muster mit leitfähiger Tinte oder Farbe.
Bemerkung
Falls du die Elektroden änderst (z. B. unterschiedliche Materialien anschließt), solltest du den Sensor zurücksetzen, um die Grundwerte neu zu kalibrieren.
Weitere Experimente
Bestimmte Elektrode erkennen:
Wenn du eine bestimmte Elektrode überwachen möchtest, kannst du die Methode
is_touched(pin)verwenden. Sie gibt True zurück, wenn die angegebene Elektrode berührt wird, andernfalls False.from mpr121 import MPR121 from machine import Pin, I2C import utime i2c = I2C(0, sda=Pin(4), scl=Pin(5)) mpr = MPR121(i2c) # Alle Tasten prüfen while True: if mpr.is_touched(0): print("Electrode 0 is touched!") utime.sleep(0.1)
Musikinstrument erstellen: Weise jeder Elektrode eine Note zu und spiele Töne bei Berührung.
Interaktive Kunst: Erstelle berührungssensitive Kunstwerke mit leitfähiger Farbe.
Spielsteuerung: Entwickle individuelle Touch-Steuerelemente für ein Spiel.
Fazit
In dieser Lektion hast du gelernt, wie du den MPR121 kapazitiven Touchsensor mit dem Raspberry Pi Pico 2 W verwendest, um eine berührungsempfindliche Elektroden-Tastatur zu erstellen. Dies eröffnet vielfältige Möglichkeiten für interaktive Projekte, die auf Berührung reagieren.