模組介紹 : faya觸控開關模組

學習目標 : 認識faya觸控開關模組的功能及使用方式
學習時間 : 30min
示範模組 : (1) fayaduino UNO
                 (2) faya 電源底板
                 (3) faya 觸控開關模組
工具 : (1) 樂高積木底板 (相容)
          (2) 三用電錶

====================功能介紹====================
仔細觀察faya觸控開關模組，會發現它沒有使用任何實體的開關元件，只透過電路板上的兩片半圓型的銅箔，利用人體手指的阻抗就能夠產生HIGH(開) / LOW(關) 的功能:

• 當手指接觸兩片半圓銅箔時，輸出埠OUT產生HIGH
• 當手指離開兩片半圓銅箔時，輸出埠OUT產生LOW

====================原理知識====================
以下解釋提供給有需要知道背後原理的人，首先看一下電路圖:

圖中R1/R2兩電阻焊在模組背面，代號U1的pad就是模組上的兩片銅箔，由於銅箔是分開的，電路平時呈開路狀態，沒有電流流到輸出點，因此平時輸出為LOW

接下來做個小實驗，將三用電錶的檔位調到20M歐姆檔，把+/-探針輕輕碰觸食指表面，量測手指的阻抗，如下圖所示:

量測阻抗

筆者的量測值約2.5M Ohm，人的身體阻抗會根據體內含水量/流汗/體脂肪/血流狀態/量測面積/距離等等因素影響，有的人皮膚比較乾燥，量到的阻值就會比較高，有的人皮膚容易冒汗，量到的阻值就比較低，一般範圍大約在1M Ohm 到5M Ohm之間，我們先假設手指的阻值是2.5M Ohm，當手指碰觸模組上的銅箔時，根據分壓定理:

輸出電壓 V_OUT = 5V x (100K+10M) / (100K+2.5M+10M)  = 4V

Arduino 的數位腳位只要偵測到3V以上就判定是LOGIC HIGH，因此當手指頭碰觸銅箔時，輸出OUT為HIGH。

 ====================範例實作====================
了解模組功能(原理)後，我們用以下範例來展示模組的功能:

目標:(1)當手指頭按著faya觸控開關時，Arduino板子上的LED13亮起
(2)當手指頭離開faya觸控開關時，Arduino板子上的LED13熄滅

接線:
(1) 電源線連接
     如下圖所示，連接的說明請看這篇文章 或簡易版

(2) 訊號線連接
      Arduino_7  ===>  觸控開關_OUT

範例程式:

備注:
- Arduino內建的LED燈和D13腳位是相連的，因此把輸出腳位設在13，直接控制LED

範例結果:

討論:有些人的皮膚十分乾燥，使用這個模組時，因為指頭阻抗很高，造成碰觸開關無法正常運作，此時只要將手指頭呵呵氣，用水氣讓手指的阻抗下降，就能達到觸控的效果了!

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