Arduino UNOで作る静電容量式タッチLEDスイッチ - 簡単DIY

必要な部品と材料

部品名	数量
Arduino UNO	1
LED（汎用）	1
ジャンパーワイヤー（汎用）	4本
1MΩ抵抗	1
アルミホイルまたはコイン	1

使用ツール・サービス

Arduino IDE

プロジェクト概要

ArduinoのCapacitive Sensingライブラリを使用し、コインをタッチセンサーとしてLEDのオン/オフを制御するプロジェクトです。静電容量センサーは、人体のような導電体や、空気とは著しく異なる誘電率を持つ物体を検出できます。

このライブラリを使うと、2つ以上のArduinoピンを静電容量センサーとして機能させ、人体の静電容量を検知できます。必要なのは中～高抵抗値の抵抗器、ワイヤー、先端にアルミホイル等を配置するだけです。最高感度では、センサーから数インチ離れた手や体を検知できます。
Arduino UNOで作る静電容量式タッチLEDスイッチ - 簡単DIY

回路と動作原理

シンプルなRC回路（抵抗-コンデンサ）です。ある状態から別の状態へ移行する時間を測定することで、距離の近似値を得ます（人体の一般的な静電容量、高抵抗値、センサー材料の静電容量が既知のため）。高抵抗値の抵抗器は、十分に長い放電時間を確保するために使用します。
Arduino UNOで作る静電容量式タッチLEDスイッチ - 簡単DIY センサー材料には、コインやアルミホイルなどの金属物が使用可能です。

ソフトウェアプログラム

タッチによるライトのオン/オフは、Arduinoに書き込まれたプログラムで制御します。コードをアップロードする前に、Arduino公式サイトからCapacitive Sensorライブラリをインストールしてください。
ライブラリダウンロード

ハードウェアセットアップ

1MΩ抵抗をArduinoの2番ピンと4番ピンの間に接続
プログラム上でピン4が受信ピンなので、コイン（静電容量センサーとして機能）をピン4に接続
LEDをGNDと8番ピンの間に接続

テスト

センサーに触れると前の状態が切り替わり、LEDがオン/オフします。抵抗値を大きくすると感度が上がり、近接センサーのように動作します。

サンプルコード

#include <CapacitiveSensor.h>
CapacitiveSensor cs_2_4 = CapacitiveSensor(2,4); // 2-4ピン間に1M抵抗、ピン4がセンサー

int in = 2;
int out = 4;
int state = HIGH;
int r;
int p = LOW;
long time = 0;
long debounce = 200;

void setup() {
  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop() {
  r = digitalRead(4);
  if (r == HIGH && p == LOW && millis() - time > debounce) {
    if (state == HIGH) state = LOW;
    else state = HIGH;
    time = millis();
  }
  digitalWrite(8, state);
  p = r;
}

回路図

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