Тач-пины ESP32: кнопки без кнопки

Ночник в акриловом корпусе довёл меня до тач-пинов. Кнопку нужно было выводить наружу: сверлить панель, вклеивать тактовую, герметизировать щель — и через полгода кнопка всё равно заедала от пыли. Второй вариант с ёмкостным модулем TTP223 работал, но сидел на соплях из двухстороннего скотча, и его периодически уводило от чувствительности, когда корпус стоял на металлической полке. К третьей итерации я наконец прочитал даташит на сам чип и обнаружил, что ESP32 умеет тач прямо из коробки.

Внутри кристалла живут десять каналов ёмкостного ввода, T0-T9, и к каждому можно прикрутить кусок фольги, пружину от кнопки или просто медную пластинку — получится сенсор без единой движущейся части. В этом уроке разберём, какие GPIO соответствуют каналам и какие из них трогать опасно, почему показания touchRead() при касании падают, а не растут, как ставить порог не на глазок, а через калибровку по фону, и почему чужие примеры с константным порогом глючат у каждого второго. Скетч в конце — это рабочая тач-кнопка с перекалибровкой с клавиатуры, я использую её как заготовку для всех сенсорных панелей.

Периферия тача меряет время заряда ёмкости пина: пальцуешь электрод — суммарная ёмкость растёт, время заряда растёт, а число, которое возвращает touchRead(), становится МЕНЬШЕ. Это главное, о что спотыкаются все, кто пришёл с TTP223: у ESP32 касание — это падение значения, сравнение делается «v < порог», и порог берётся как доля от «сухого» фона. Фон зависит от длины провода, толщины корпуса и даже влажности воздуха, поэтому честная схема такая: в setup() снимаем эталон, в loop() сравниваем с его половиной, по команде с Serial перекалибровываем.

Каналы раскиданы по GPIO неравномерно, и тут две мины. T1 — это GPIO0, то есть пин кнопки BOOT: повесить на него электрод можно, но во время прошивки палец на сенсоре уводит плату в режим загрузки. T5 — GPIO12, strapping-пин: уровень на нём при подаче питания выбирает напряжение flash, и ёмкость фольги иногда мешает плате стартовать. Рабочие лошадки — T0 (GPIO4), T6-T9 (GPIO14, 27, 33, 32): свободные, далеко от strapping, и к ним удобно вести провода. Полную таблицу соответствия собрал ниже, а про то, какие пины вообще опасны, я подробно писал в уроке про распиновку DevKit.

Разбор по строкам. kalibr снимается один раз в setup(), когда палец далеко от электрода, и дальше служит эталоном: порог «fon / 2» срабатывает, когда значение просело вдвое, — такая пропорция держится и на фольге под 2 мм акрила, и на голом проводе. Задержка 300 мс на millis() гасит дребезг пальца: рука на сенсоре дрожит, и без паузы одно касание успевает переключить LED три раза. Команда «k» в мониторе порта — моя любимая часть: переставил корпус, удлинил провод, сменилась погода — нажал k, фон переснялся, порог поехал сам.

Скорость порта 115200 — не прихоть: тач-скетчи часто живут рядом с WiFi-логами, а на 9600 лог успевает тормозить цикл. Если захочешь перенести кнопку на другой канал — поменяй T0 на T6 или T9 и поправь порог перекалибровкой, код трогать больше не нужно.