Matrix - Ball Rolling Switch

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1 Introduction

BAll Rolling Switch

• The Matrix-Ball_Rolling_Switch module is a ball switch. Its electrical characteristics are very similar to a mercury switch's however a mercury switch is easily broken, oxidized, leaking and not environment-friendly. This ball switch prevents all these issues.
• The switch is free to move any angle and if that angle is between 15 degrees and 45 degrees a signal will be generated and used as an input to a Schmitt trigger.

2 Features

• GPIO
• Small
• 2.54 mm spacing pin header
• PCB Dimension(mm):16 x 16

• Pin Description:

Pin	Description
S	Digital GPIO
V	Supply Voltage 5V
G	Ground

3 Basic Device Operation

3-Pin 2.54mm排针，V接电源，G接地，S为模块数字信号输出，当开关倾斜，开关内的金属球珠滚动到开关一侧，导通触点时，开关输出高电平到施密特触发器，再通过触发器内部的逆变器反向，模块输出低电平；当开关内的金属球珠滚动到开关的另一侧，断开触点时，滚珠开关输出低电平到施密特触发器，触发器内部的逆变器反向，此时，模块输出高电平。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：git://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

• nanopi分支用于支持NanoPi；
• nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
• tiny4412分支用于支持Tiny4412；
• raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Ball_Rolling_Switch和NanoPi2：

连接说明：

Matrix-Ball_Rolling_Switch	NanoPi2
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Ball_Rolling_Switch对应的测试程序为matrix-ball_switch。

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ball_Rolling_Switch的测试程序。

$ matrix-ball_switch

运行效果如下：

将模块竖立起来，利用开关中的小珠的滚动，制造与金属端子的触碰或改变光线行进的路线，就能产生导通的效果。

5.4 代码展示

static struct sensor brSwitch[] = {
        {
                GPIO_PIN(7),
                IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,
        }
};
 
int main(int argc, char ** argv)
{
    int i;
    int retSize = -1;
    char value[ARRAY_SIZE(brSwitch)];
    int devFD = -1;
 
    if (argc == 2) {
        brSwitch[0].pin = atoi(argv[1]);
    }
 
    printf("Using GPIO_PIN(%d)\n", brSwitch[0].pin);
    if ((devFD =sensorInit(brSwitch, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
        printf("Fail to init sensor\n");
        return -1;
    }
    printf("Lean the switch...\n");
    if ((retSize = sensorRead(devFD, value, ARRAY_SIZE(brSwitch))) == -1) {
        printf("Fail to read sensors\n");
    }
    if (retSize > 0) {
        i = 0;
        for (i=0; i<retSize; i++) {
            printf("Switch[%d]:%d\n", i, value[i]);
        }
    }
    sensorDeinit(devFD);
    return 0;
}