Gestoový kontrolér 3x3 pro chytrý dům

Gestová matice 3x3 pro lokální řízení chytré domácnosti

V chytré domácnosti vede problém přemíry příkazů na omezené ploše ke kompromisům: mechanické vypínače omezují funkčnost na jednu až dvě akce, dotykové obrazovky zpomalují interakci a oslňují ve tmě. Prototyp gestového ovladače založený na matici 3x3 ve formátu standardního vypínače (6x6 cm) umožňuje rozlišit desítky trajektorií dotyků bez obrazovky, poskytuje mnemotechnická gesta pro světlo, klima a scénáře.

Ovládání pokrývá světlo (hlavní, podsvícení, žaluzie), klima (vytápění, klimatizace) a bezpečnost (zámky, čidla). Příkazy se dělí na izolované (zapnutí nástěnného svítidla) a scénáře (režim "spánek": světlo vypnuto, žaluzie zavřeny, teplota snížena).

Proč standardní řešení nejsou dostatečná

Mechanické bloky s 5–8 tlačítky vyžadují pro přeprogramování elektrikáře a zabírají stěnu. Dotykové panely přidávají zpoždění: aktivace obrazovky, navigace v menu. Hlasové ovládání závisí na síti, je náchylné k falešným spuštěním a je nepohodlné v noci. Jednotlivé kapacitní senzory (TTP223) jsou omezeny na 2–3 gesta (krátký dotyk, dlouhý stisk, dvojitý dotyk).

Mezeru mezi jednotlivým senzorem (málo příkazů, jednoduché) a obrazovkou (mnoho příkazů, složité) vyplňuje matice 3x3. Zóny o velikosti ~20x20 mm jsou intuitivní (vlevo/střed/vpravo), rozpoznávají trajektorie naslepo.

Princip kódování: trajektorie místo časování

Jednotlivé senzory rozlišují podle délky, což omezuje na 3–4 příkazy. Matice přidává prostor:

0 1 2
3 4 5
6 7 8

Gesto je posloupnost dotyků: přejetí 0→1→2 (horizontální), 0→4→8 (diagonální), L-tvar (0→3→6→7), Z-tvar. Mnemotechnika: horní řada – horní světlo (doprava zapnuto, doleva vypnuto), dolní – podsvícení podlahy, střed – hlavní světlo/vypnuto.

Logika konečného automatu:

• IDLE: čekání na první dotyk.
• CODING: sběr řetězce (při multi-touch – minimální index).
• RELEASE: pauza >300 ms → zpracování (MQTT, HTTP, relé).

Krátká gesta pro časté akce (1 dotyk), složitá – pro vzácné scénáře. Zapamatování do 1 dne pro 3–5 každodenních příkazů.

Realizace prototypu na TTP223 a MCU

Pro matici použity moduly TTP223 (10x15 mm), vylučující vzájemné ovlivnění. Řadič (ESP32-podobný) zpracovává GPIO bez vlastních desek. Ladící CLI-firmware touch_matrix9_map_cli:

• raw: surové úrovně GPIO.
• mapping: kalibrace logických zón 0–8 k fyzickým pinům (uložení do NVS).
• path: záznam a výstup trajektorie.
• demo h1: kontrola na etalon (OK/FAIL).

> mapping
Stiskněte buňku 0: [dotyk GPIO5]
Stiskněte buňku 1: [dotyk GPIO6]
... (9 buněk)
Mapování uloženo do NVS

> path
[stopa 0-1-2] -> cesta: 0>1>2

> demo h1
OK (očekáváno: 0-1-2)

Prototyp potvrzuje rozpoznání bez falešných spuštění v základních testech.

Scénáře použití

• Vstup do místnosti: buňka 4 – hlavní světlo, přejetí horní řady – vše vypnuto, diagonála – "odešel" (světlo/žaluzie/klima).
• U postele: rohy – nástěnná svítidla vlevo/vpravo, střed – noční světlo, dolů – "spánek".
• Technická místnost: velká gesta pro světlo/ventilaci v rukavicích.
• Offline režim: gesta → relé na MCU, bez sítě.

Omezení a doplňky

• Učení gest (realistické pro 3–5 příkazů).
• Riziko falešného spuštění (vlhkost, náhodný dotyk) – ne pro zámky bez potvrzení.
• Žádná zpětná vazba – přidat LED stavy.

Matice je lokální ovladač pro rychlé akce, doplňuje obrazovky/aplikace.

Co je důležité

• Matice 3x3 kóduje desítky mnemotechnických trajektorií ve formátu vypínače.
• TTP223 + MCU zajišťují jednoduchou realizaci bez obrazovky a sítě.
• CLI-ladění (mapping, path, demo) urychluje prototypování.
• Niše: mezi mechanikou (1–2 příkazy) a obrazovkou (pomalu).
• Omezení: učení, falešná spuštění, bez vestavěné zpětné vazby.

— Editorial Team