IoT_Sensor_MPR121 – 株式会社エフイーシー

I2Cセンサーの種類	静電容量式8cHタッチセンサー
主な機能	人間が触れる事での静電容量容量変化を検出するタッチセンサー 8個のタッチパッドを装着できます。
I2Cデバイス名	MPR121
写真
開発したデバイスの入手先　製品名　品番・型番	スイッチサイエンス GROVE – I2C タッチセンサ（SEEED-101020047）
デバイスのＤata-Sheet	http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/data-sheets/MPR121.pdf http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3892.pdf http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3893.pdf http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3894.pdf
デバイスの主な仕様	電源電圧 I2Cアドレス I2C通信速度チャンネス数	2.0Ｖ~3.6Ｖ　（5Vでは使えません） 0Ｘ5A、0X5B、0X5C、0X5D（ADDRのPin4で選択可能） GROVE – I2C タッチセンサ使用時はアドレスの設定範囲要確認 400Kbps 8CH
説明	8chの静電式のタッチセンサーです。 MPR121のデバイスには、タッチセンサーの機能以外に、タッチされた箇所のLED等を点灯・点滅させる為のGPIO機能が有り、12mAまでソース電流が流せるので、LED ドライバー等を使用せず、直接ドライブ可能です。しかし、GPIOの部分については、今回はテストを実施していません。一定電流を流しチャージ時間で10pＦ~2000Pfまで分解能0.01pFで計測可能です。タッチセンサーの感度調整には、Autoconfigurationモードがあり、容易に設定が可能と成っています。内部レジスタ数は、130余りあります。それを個別に160個のプロパティとして I2Cインターフェースドライバーは準備しています。内部レジスタは、12Bit構成のもの8Bit構成のもの、６Bit構成の物があり、I2Cセンサードライバーレジスタ構成に対応し、各Bit構成毎にドライバー内部で処理し、プロパティへのセットを行います。通常は、register address 指定は、読み書きを行うレジスタを指定後に処理を行いますが、I2Cセンサー・ドライバーを使用する場合はドライバーが内部でポインター指定処理を実施する為、レジスタ指定は不要でプロパティへ値の代入、読み出しのみで可能です。

開発・テスト風景

レジスタの数の割りに画面はシンプルです。

I2Cデバイス内部のレジスタ構成（レジスタに対する設定値、レジスタの内容等のご質問はお答えできません）

数が多すぎますので、Data-Sheetのレジスタマップを貼り付けます。詳しくはData-Sheetをご覧ください。

I2Cセンサー・ドライバーで準備済みのプロパティ・メソッド

　　　　　　プロパティ

機能名	機能説明
E0TS	ELE0のタッチまたはリリース状態を取得します。
E1TS	ELE1のタッチまたはリリース状態を取得します。
E2TS	ELE2のタッチまたはリリース状態を取得します。
E3TS	ELE3のタッチまたはリリース状態を取得します。
E4TS	ELE4のタッチまたはリリース状態を取得します。
E5TS	ELE5のタッチまたはリリース状態を取得します。
E6TS	ELE6のタッチまたはリリース状態を取得します。
E7TS	ELE7のタッチまたはリリース状態を取得します。
E8TS	ELE8のタッチまたはリリース状態を取得します。
E9TS	ELE9のタッチまたはリリース状態を取得します。
E10TS	ELE10のタッチまたはリリース状態を取得します。
E11TS	ELE11のタッチまたはリリース状態を取得します。

機能名	機能説明
E12TS	ELEPROXのタッチまたはリリース状態を取得します。
OVCF	Over Current Flagを取得します。
E0OOR	ELE0のOut Of Range 状態を取得します。
E1OOR	ELE1のOut Of Range 状態を取得します。
E2OOR	ELE2のOut Of Range 状態を取得します。
E3OOR	ELE3のOut Of Range 状態を取得します。
E4OOR	ELE4のOut Of Range 状態を取得します。
E5OOR	ELE5のOut Of Range 状態を取得します。
E6OOR	ELE6のOut Of Range 状態を取得します。
E7OOR	ELE7のOut Of Range 状態を取得します。
E8OOR	ELE8のOut Of Range 状態を取得します。
E9OOR	ELE9のOut Of Range 状態を取得します。
E10OOR	ELE10のOut Of Range 状態を取得します。
E11OOR	ELE11のOut Of Range 状態を取得します。
E12OOR	ELEPROXのOut Of Range 状態を取得します。
ACFF	AUTO-CONFIG Fail Flagを取得します。
ARFF	AUTO-RECONFIG Fail Flagを取得します。

機能名	機能説明
E0FD	ELE0のElectrode Filtered Dataを取得します。
E1FD	ELE1のElectrode Filtered Dataを取得します。
E2FD	ELE2のElectrode Filtered Dataを取得します。
E3FD	ELE3のElectrode Filtered Dataを取得します。
E4FD	ELE4のElectrode Filtered Dataを取得します。
E5FD	ELE5のElectrode Filtered Dataを取得します。
E6FD	ELE6のElectrode Filtered Dataを取得します。
E7FD	ELE7のElectrode Filtered Dataを取得します。
E8FD	ELE8のElectrode Filtered Dataを取得します。
E9FD	ELE9のElectrode Filtered Dataを取得します。
E10FD	ELE10のElectrode Filtered Dataを取得します。
E11FD	ELE11のElectrode Filtered Dataを取得します。
E12FD	ELEPROXのElectrode Filtered Dataを取得します。
E0BV	ELE0のBaseline Valueを取得します。
E1BV	ELE1のBaseline Valueを取得します。
E2BV	ELE2のBaseline Valueを取得します。
E3BV	ELE3のBaseline Valueを取得します。

機能名	機能説明
E4BV	ELE4のBaseline Valueを取得します。
E5BV	ELE5のBaseline Valueを取得します。
E6BV	ELE6のBaseline Valueを取得します。
E7BV	ELE7のBaseline Valueを取得します。
E8BV	ELE8のBaseline Valueを取得します。
E9BV	ELE9のBaseline Valueを取得します。
E10BV	ELE10のBaseline Valueを取得します。
E11BV	ELE11のBaseline Valueを取得します。
E12BV	ELEPROXのBaseline Valueを取得します。
MHDR	Maximum Half Delta Risingを取得または設定します。
NHDR	Noise Half Delta Risingを取得または設定します。
NCLR	Noise Count Limit Risingを取得または設定します。
FDLR	Filter Delay Count Limit Risingを取得または設定します。
MHDF	Maximum Half Delta Fallingを取得または設定します。
NHDF	Noise Half Delta Fallingを取得または設定します。
NCLF	Noise Count Limit Fallingを取得または設定します。
FDLF	Filter Delay Count Limit Fallingを取得または設定します。
NHDT	Maximum Half Delta Touchedを取得または設定します。

機能名	機能説明
NCLT	Noise Count Limit Touchedを取得または設定します。
FDLT	Filter Delay Count Limit Touchedを取得または設定します。
MHDPROXR	ELEPROXのMaximum Half Delta Risingを取得または設定します。
NHDPROXR	ELEPROXのNoise Half Delta Risingを取得または設定します。
NCLPROXR	ELEPROXのNoise Count Limit Risingを取得または設定します。
FDLPROXR	ELEPROXのFilter Delay Count Limit Risingを取得または設定します。
MHDPROXF	ELEPROXのMaximum Half Delta Fallingを取得または設定します。
NHDPROXF	ELEPROXのNoise Half Delta Fallingを取得または設定します。
NCLPROXF	ELEPROXのNoise Count Limit Fallingを取得または設定します。
FDLPROXF	ELEPROXのFilter Delay Count Limit Fallingを取得または設定します。
NHDPROXT	ELEPROXのNoise Half Delta Touchedを取得または設定します。
NCLPROXT	ELEPROXのNoise Count Limit Touchedを取得または設定します。
FDLPROXT	ELEPROXのFilter Delay Count Limit Touchedを取得または設定します。
E0TTH	ELE0のタッチ閾値を取得または設定します。
E0RTH	ELE0のリリース閾値を取得または設定します。
E1TTH	ELE1のタッチ閾値を取得または設定します。
E1RTH	ELE1のリリース閾値を取得または設定します。
E2TTH	ELE2のタッチ閾値を取得または設定します。

機能名	機能説明
E2RTH	ELE2のリリース閾値を取得または設定します。
E3TTH	ELE3のタッチ閾値を取得または設定します。
E3RTH	ELE3のリリース閾値を取得または設定します。
E4TTH	ELE4のタッチ閾値を取得または設定します。
E4RTH	ELE4のリリース閾値を取得または設定します。
E5TTH	ELE5のタッチ閾値を取得または設定します。
E5RTH	ELE5のリリース閾値を取得または設定します。
E6TTH	ELE6のタッチ閾値を取得または設定します。
E6RTH	ELE6のリリース閾値を取得または設定します。
E7TTH	ELE7のタッチ閾値を取得または設定します。
E7RTH	ELE7のリリース閾値を取得または設定します。
E8TTH	ELE8のタッチ閾値を取得または設定します。
E8RTH	ELE8のリリース閾値を取得または設定します。
E9TTH	ELE9のタッチ閾値を取得または設定します。
E9RTH	ELE9のリリース閾値を取得または設定します。
E10TTH	ELE10のタッチ閾値を取得または設定します。
E10RTH	ELE10のリリース閾値を取得または設定します。
E11TTH	ELE11のタッチ閾値を取得または設定します。

機能名	機能説明
E11RTH	ELE11のリリース閾値を取得または設定します。
E12TTH	ELEPROXのタッチ閾値を取得または設定します。
E12RTH	ELEPROXのリリース閾値を取得または設定します。
DR	リリース用のデバウンス数を取得または設定します。
DT	タッチ用のデバウンス数を取得または設定します。
FFI	First Filter Iterationsを取得または設定します。
CDC	Charge Discharge Currentを取得または設定します。
CDT	Charge Discharge Timeを取得または設定します。
SFI	Second Filter Iterationsを取得または設定します。
ESI	Electrode Sample Intervalを取得または設定します。
CL	Calibration Lock bitを取得または設定します。
ELEPROX	ELEPROXピンの組み合わせを取得または設定します。
ELE	各ピンの電極タッチ検出の有効／無効を取得または設定します。
CDC0	ELE0のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC1	ELE1のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC2	ELE2のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC3	ELE3のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC4	ELE4のElectrode Currentを取得または設定します。

機能名	機能説明
CDC5	ELE5のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC6	ELE6のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC7	ELE7のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC8	ELE8のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC9	ELE9のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC10	ELE10のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC11	ELE11のElectrode Currentを取得または設定します。
CDC12	ELEPROXのElectrode Currentを取得または設定します。
CDT0	ELE0のCharge Timeを取得または設定します。
CDT1	ELE1のCharge Timeを取得または設定します。
CDT2	ELE2のCharge Timeを取得または設定します。
CDT3	ELE3のCharge Timeを取得または設定します。
CDT4	ELE4のCharge Timeを取得または設定します。
CDT5	ELE5のCharge Timeを取得または設定します。
CDT6	ELE6のCharge Timeを取得または設定します。
CDT7	ELE7のCharge Timeを取得または設定します。
CDT8	ELE8のCharge Timeを取得または設定します。
CDT9	ELE9のCharge Timeを取得または設定します。

機能名	機能説明
CDT10	ELE10のCharge Timeを取得または設定します。
CDT11	ELE11のCharge Timeを取得または設定します。
CDT12	ELEPROXのCharge Timeを取得または設定します。
CTL0	GPIO Control Register 0 を取得または設定します。
CTL1	GPIO Control Register 1 を取得または設定します。
DAT	GPIO Data Registerを取得または設定します。
DIR	GPIO Direction Control Registerを取得または設定します。
EN	GPIO Enable Registerを取得または設定します。
SET	GPIO Data Set Registerを取得または設定します。
CLR	GPIO Data Clear Registerを取得または設定します。
TOG	GPIO Data Toggle Registerを取得または設定します。
AFES	AFE Samples during binary searchを取得または設定します。
RETRY	MPR121 may retry AUTO-CONFIG or AUTO-RECONFIG after failedを取得または設定します。
BVA	Baseline Value Adjust Controlを取得または設定します。
ARE	AUTO-RECONFIGの有効／無効を取得または設定します。
ACE	AUTO-CONFIGの有効／無効を取得または設定します。
SCTS	Skip Charge Time Searchを取得または設定します。
OORIE	Out of Range Interrupt Enableを取得または設定します。

機能名	機能説明
ARFIE	AUTO-RECONFIG Fail Interrupt Enableを取得または設定します。
ACFIE	AUTO-CONFIG Fail Interrupt Enableを取得または設定します。
USL	AUTO-CONFIG USL Registerを取得または設定します。
LSL	Upper Side Limit.を取得または設定します。
TL	Lower Side Limit.を取得または設定します。
SRST	電源オン後の状態にリセットします。

メソッド

機能名	機能説明
Init	I2Cバスコントローラに指定された接続設定を使って非同期的に接続します。
Read	指定レジスタ読込
Write	指定レジスタ書込

定数

機能名		機能説明	定数値
REG_ADDR.Touch_Status		レジスタTouch_Status	0x00
REG_ADDR.Out_Of_Range_Status		レジスタOOR Status	0x02
REG_ADDR.Electrode_Data		レジスタElectrode Filtered Data	0x04
REG_ADDR.Baseline_Value		レジスタBaseline Value	0x1E
REG_ADDR. Rising		レジスタMHD Rising	0x2B
REG_ADDR.Falling		レジスタMHD Falling	0x2F
REG_ADDR.Touched		レジスタNHD Touched	0x33
REG_ADDR.ELEPROX_Rising		レジスタELEPROX MHD Rising	0x36
REG_ADDR.ELEPROX_Falling		レジスタELEPROX MHD Falling	0x3A
REG_ADDR.ELEPROX_Touched		レジスタELEPROX NHD Touched	0x3E
REG_ADDR.Threshold		レジスタELE0 Touch Threshold	0x41
REG_ADDR.Debounce		レジスタDebounce Touch & Release	0x5B
REG_ADDR.AF_Configuration_1		レジスタAFE Configuration 1	0x5C
REG_ADDR.AF_Configuration_2		レジスタAFE Configuration 2	0x5D
REG_ADDR.Electrode_Configuration		レジスタElectrode Configuration(ECR)	0x5E
REG_ADDR.Electrode_Current		レジスタELE0 Electrode Current	0x5F
REG_ADDR.Charge_Time		レジスタELE0, ELE1 Charge Time	0x6C
REG_ADDR.GPIO		レジスタGPIO Control Register 0	0x73
REG_ADDR.AUTO_CONFIG	AUTO-CONFIG Control Register 0		0x7B
REG_ADDR.Soft_Reset	Soft Reset Register		0x80

I2Cセンサードライバーを使ったVBでのサンプルソース

Imports I2CLibrary

Public NotInheritable Class MPR121Page

　Inherits Page

　Private Const MPR121_Address As Byte = &H5A

　Private MPR121 As MPR121 = New MPR121()

　Private WithEvents RefreshTimer As DispatcherTimer = New DispatcherTimer()

　Private Const TOU_THRESH As Byte = &H6

　Private Const REL_THRESH As Byte = &HA

　Public Sub New()

　　InitializeComponent()

　　Call Init()

　End Sub

　Private Async Sub Init()

　　Await MPR121.Init(MPR121_Address)

　　’ Rising書込

　　MPR121.MHDR = &H1

　　MPR121.NHDR = &H1

　　MPR121.NCLR = &H0

　　MPR121.FDLR = &H0

　　MPR121.Write(MPR121.REG_ADDR.Rising)

　　’ Falling書込

　　 MPR121.MHDF = &H1

　　MPR121.NHDF = &H1

　　MPR121.NCLF = &HFF

　　MPR121.FDLF = &H2

　　MPR121.Write(MPR121.REG_ADDR.Falling)

　　MPR121.E0TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E0RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E1TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E1RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E2TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E2RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E3TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E3RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E4TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E4RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E5TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E5RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E6TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E6RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E7TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E7RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E8TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E8RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E9TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E9RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E10TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E10RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E11TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E11RTH = REL_THRESH

　　MPR121.E12TTH = TOU_THRESH

　　MPR121.E12RTH = REL_THRESH

　　MPR121.Write(MPR121.REG_ADDR.Threshold)

　　MPR121.CDT = 0

　　MPR121.SFI = 0

　　MPR121.ESI = &H4

　　MPR121.Write(MPR121.REG_ADDR.AF_Configuration_2)

　　MPR121.CL = 0

　　MPR121.ELEPROX = 0

　　MPR121.ELE = &HC

　　MPR121.Write(MPR121.REG_ADDR.Electrode_Configuration)

　End Sub

　Private Sub btnStart_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs)

　　RefreshTimer.Interval = TimeSpan.FromMilliseconds(100)

　　RefreshTimer.Start()

　End Sub

　Private Sub Measurement(sender As Object, e As Object) Handles RefreshTimer.Tick

　　RefreshTimer.Stop()

　　MPR121.Read(MPR121.REG_ADDR.Touch_Status)

　　If (MPR121.Status = 1) Then

　　　If (MPR121.E0TS) Then

　　　　Debug.WriteLine(“E0TS : detected”)

　　　End If

　　　If (MPR121.E1TS) Then

　　　　Debug.WriteLine(“E1TS : detected”)

　　　End If

　　　If (MPR121.E2TS) Then

　　　　Debug.WriteLine(“E2TS : detected”)

　　　End If

　　　If (MPR121.E3TS) Then

　　　　Debug.WriteLine(“E3TS : detected”)

　　　End If

　　RefreshTimer.Start()

　End Sub

　Private Sub btnStop_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs)

　　RefreshTimer.Stop()

　End Sub

　Private Sub btnBack_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs)

　　RefreshTimer.Stop()

　　MPR121.close()

　　App.rootFrame.Navigate(GetType(MenuPage))

　End Sub

End Class

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