Без рубрики 'Самодельный модуль сенсорной кнопки

Самодельный модуль сенсорной кнопки

0 комментов
просмотров
21 мин. на чтение

СЕНСОРНАЯ КНОПКА ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ

Важная часть любого электронного устройства – кнопка включения/выключения. В этой статье рассмотрим процесс создания сенсорной кнопки на микроконтроллере Attiny13, которой можно коммутировать отдельные светодиоды или светодиодную ленту. Устройство позволяет включить свет одним касанием металлической пластинки и выключить касанием той же пластинки. Включение и выключение – плавное. Если долго держать палец на сенсоре – светодиоды начнут плавно угасать, а затем вновь постепенно загораться, отпустив сенсор в нужный момент можно выбрать яркость свечения.

Схема принципиальная

Ключевым звеном схемы является микроконтроллер Attiny13, который распознаёт касание сенсора и управляет полевым транзистором VT1. Для его питания необходимо напряжение 5 вольт, которое формируется на стабилизаторе 78L05. Частота тактирования МК – 9,6 МГц, делитель на 8 отключён. Для установки фьюзов можно воспользоваться фьюз-калькулятором. Полевой транзистор предпочтительнее использовать с логическим управлением, например, IRLD110, по мощности подбирать исходя из количества и мощности светодиодов. Для небольшой нагрузки подойдут и обычные, например, IRF540.

Сенсором может служить обычная металлическая пластинка, чем больше её площадь, тем больше чувствительность. Более того, поверх самой пластинки можно положить слой дерева толщиной до сантиметра, тогда схема будет реагировать на прикосновение к дереву. Не следует выносить сенсор от схемы на большое расстояние, при этом сильно падает чувствительность. При длине провода менее метра срабатывания всегда чёткие, достаточно лёгкого прикосновения. Ложных сработок не наблюдается (даже если на сенсор сядет муха, свет не включится). 

Список необходимых деталей

  • Резистор 10 кОм – 3 шт;
  • Резистор 1 кОм – 1 шт;
  • Конденсатор 10 нФ – 1 шт;
  • Конденсатор 100 нФ – 2 шт
  • Конденсатор 10 мкФ – 1 шт
  • Конденсатор 100 мкФ – 1 шт
  • Стабилизатор 78L05 – 1 шт;
  • Полевой транзистор;
  • Микроконтроллер Attiny13.

Правильно собранная схема в настройке не нуждается, требуется лишь прошить микроконтроллер. Прошивка и печатная плата прилагаются. Автор – Дмитрий С.

   Форум

   Обсудить статью СЕНСОРНАЯ КНОПКА ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ

Правила подключения прибора

Технология монтажа подобных устройств, несмотря на совершенство конструкций, осталась традиционной, как это предусмотрено для стандартных выключателей света.

Обычно на задней части корпуса изделия присутствуют два терминальных контакта – входной и под нагрузку. Обозначаются на устройствах иностранного производства маркерами «L-in» и «L-load».

Техника подключения приборов мало чем отличается от стандарта. Основные рабочие клеммы: L1 (Load) – линия подключения фазы напряжения; L (In) – линия вывода напряжения под нагрузку; СОМ – терминал сопряжения приборов (+)

Эти обозначения должны быть понятны даже неискушенному пользователю. Однако в любом случае рекомендуется обращаться к паспорту устройства перед его установкой. Коммутация в схеме прибора осуществляется по фазной линии.

То есть, на вход «L-in» подается фаза — подключается фазный проводник. А с линии «L-load» снимается напряжение для нагрузки — в частности, для лампы светильника.

Между тем конструкции сенсорных выключателей могут предусматривать подсоединение нескольких независимых нагрузок. На таких приборах количество терминалов для подключения увеличивается.

Дополнительно с терминалом входящего напряжения «L-in» присутствуют уже два или даже три отверстия под нагрузку «L-load». Маркируются обычно примерно так: «L1-load», «L2-load» и т. д.

Полный расклад по выключателю: 1 – терминал выходов нагрузки; 2 – защитная панель; 3 – пружинный механизм крепления проводников; 4 – сведения о производителе; 5 – пожаробезопасный корпус; 6 – интерфейс двойного контроля; 7 – отверстие под винт (+)

Монтаж сенсорных коммутаторов также фактически не отличается от стандартного варианта. Конструкция выключателей изготовлена под размещение в традиционных подрозетниках. Крепление шасси рабочего механизма прибора, как правило, осуществляется винтами.

Простая сенсорная кнопка

Транзисторы любые NPN структуры: КТ315, КТ3102 или BC547 или любой другой. Резисторы 0,125-0,25 Ватт. Светодиод любого цвета, но лучше красный, так как падение напряжение падение у него минимальное. Питание 5 вольт, больше меньше можно и меньше тоже.

Все компоненты были компактно соединены между собой на миниатюрной печатной плате, которую можно сделать просто вырезав лишнюю медь резаком оставив таким способом остроугольные многоугольники. Детали, использованные для поверхностного монтажа, транзисторы в sot-26 npn, резисторы 0805, перемычки – кусочки провода, вместо них, если есть берите крупный 2512 резисторы с нулевым (условно) сопротивлением. Сенсорное устройство работает сразу, без настройки.

Объяснение работы схемы

Дотрагиваясь до базы транзистора Q3 вы наводками открываете его, вследствие чего через его КЭ и резистор 1 Мом течет ток, который открывает следующий полупроводник Q2, тот открываясь открывает Q3, который уже управляет светодиодом, открываясь через его КЭ течет ток, от минуса идет к катоду светодиода, а к аноду он уже подключен. Резистор 220 Ом здесь “токоограничительный”, на нём падает лишнее напряжение, что защищает диод от деградирования кристалла и полного выхода из строя LED1

Ну вот горит светодиод по касанию пальца – и что? А вот то, что вместо этого светодиода ставим реле и теперь мы можем управлять почти любой нагрузкой, в зависимости от характеристик применяемого реле. Ставим мощную лампу накаливания, подключенную к сети, а в разрыв этой цепи контакты реле. Теперь при нажатии, а точнее касании сенсора лампа светит.

Также организовать включение/отключение нагрузки можно с помощью оптопары, если отсутствует реле, тогда также будет гальваническая развязка. Эта прекрасная вещь состоит из светодиода и фототранзистора, когда первый светит, то это открывает транзистор и через его КЭ может течь ток. Включаем нужные выводы оптрона в схему сенсора вместо светодиода LED1, а остальные два в разрыв источника питания и любой нагрузки. Эту деталь можно изъять из зарядок от телефона. Возьмите, к примеру, PC-17L1.

Чуть ниже вы видите дополнение к основной схеме, где показано как нужно подключать оптопару к схеме сенсора, также добавлен один транзистор, это нужно для того чтобы вы могли подключать весомую нагрузку, а не просто светодиоды на 20 mA.

Еще вместо реле и оптопары возможно применение двух npn транзисторов. Я так и сделал, схему вы видите. Работает это так: Q5 всегда должен быть открыт, через резистор 10 кОм, но через КЭ открытого Q4 на базу Q5 поступает “минус” и из-за этого он закрыт. Когда же вы касаетесь сенсора – то минус поступает через открытый Q1 на базу Q4 и закрывает его, теперь уж ничто не мешает Q5 оставаться открытым – нагрузка работает, а в моем случае мощный 1 Ватт светодиод ярко светит.

Так это выглядит в собранном состоянии.

Сенсор не имеет фиксации, дотронулись – светит, отпустили – не светит. Коль желаете сделать фиксацию – просто добавьте в схему триггер, например, на микросхеме КМ555ТМ2 или любой другой (можно даже на таймере 555 реализовать это). С добавление триггерной системы при касании к сенсору нагрузка будет включена до тех пор, пока не произойдет следующее касание или исчезнет питание схемы.

На практике это можно применить для быстрого включения и отключения освещения в комнате. Очень удобно, коснулся небольшого чувствительного участка, и комната освещена, второе касание отключит свет. Небольшое количество энергии будет теряться, но этим можно пренебречь.

Важно  Делаем «мраморный» столик из бетона с основой из обожженного дерева

Схема работает, но из-за своей простоты далеко не идеально. Если сенсор большой, то схема может срабатывать даже тогда, когда вы еще не дотронулись до него, также если вы рукой расчешете волосы возле датчика светодиод также может загореться. Выход из этой ситуации простой – миниатюрный сенсорный датчик.

Как уже говорилось – открытие Q3 происходит за счет наводок, видеть это можно на видео, светодиод светит не постоянно, а подмигивает с большой частотой, но это хорошо заметно при съёмки.

Яркость работающего диода не велика, если вы дотрагиваетесь только до базы третьего транзистора, но стоит вам коснуться еще и плюса питания, то ваше тело выступит в роле резистора и транзистор Q3 перейдет в насыщение. Но при таком раскладе для некоторых потеряется смысл сенсора.

Эта схема очень проста и предназначена лишь для понимания принципа работы электронных компонентов, применять в серьезных конструкциях не рекомендуется.

Самодельные сенсорные переключатели и электронные кнопки

Сенсорные устройства зарекомендовали себя надежно и неприхотливо в различных радиолюбительских «штучках». Они позволяют сберегать кнопки с механическими контактами и плоские клавиатуры и привносят в устройство некоторую оригинальность.

Применять сенсоры можно практически в любом электронном устройстве как прибор, коммутирующий каналы информации или какую-либо нагрузку.

Ограничение для сенсоров только одно- оно вытекает из физического объяснения работы системы. Сенсоры бесполезны в лесах, на природе и вдали от электрических коммуникаций, иногда ненадежно работают в поселках в домах с земляным полом.

Ведь сенсор улавливает наведенное в теле человека небольшое переменное напряжение 0,05. 0,5 В от находящихся рядом проводов электросетей.

Если заземлить человека одновременно с касанием сенсорного контакта намеренно или случайно взяться за токопроводящую водопроводную коммуникацию, то эффекта от электрических наводок также не будет, все они уйдут «в землю». Далее рассмотрим два разных схемных решения, объединенных эффектом сенсора.

Сенсорный выключатель на модуле TTP223

Предыстория:
пару лет назад на у китайцев был приобретен настенный двухрожковый светильник, в данный момент он не продается. Подобных изделий на Али предлагается огромное количество. Так и лежал он, так сказать про запас, до тех пор, пока не решил использовать его при ремонте ванной комнаты. Провод для светильника, перед укладкой плитки, в стену заложил, но затем встал вопрос как включать светильник? Работать он должен отдельно от основного света на потолке, т.к. там стоят яркие лампы, а когда лежишь в ванной хотелось бы мягкий рассеяный свет. В коридоре стоит трехклавишный выключатель (туалет, коридор и верхний свет в ванной), городить туда еще один отдельный выключатель для светильника смешно. Сначала думал вставить в корпус светильника выключатель на шнурке, но размеры не позволили этого сделать. Решение стало очевидным — подавать на светильник 12В с вынесенного блока питания, установить светодиодные лампы DC12 и сделать сенсорное включение прикосновением по корпусу, для чего и был приобретен описываемый модуль.

Саму микросхему уже здесь описывал koltinov, поэтому я опишу только сам модуль. Модуль представляет собой распаяную микросхему с минимальной обвязкой из конденсатора и светодиода с резистором, извещающего о срабатывании сенсора.
Так же на модуле есть пары выводов под запайку А и В. Пара А — служит для выбора уровня на выходе модуля при срабатывании — по умолчанию высокий уровень, в запаянном состоянии — низкий. Пара В — для управления типом срабатывания — по умолчанию кнопка, в запаяном состоянии триггер. Кроме того, рядом с микросхемой TTP223 имеется место под установку конденсатора от 0 до 50 пФ для снижения чувствительности сенсора, сюда же подпаивается проводок для выносного сенсора.
Таким образом, я запаял пару В (нужен высокий уровень для открытия N-канального мосфета), поставил конденсатор 0805 на 30пФ и сначала сделал вывод на корпус светильника. Не тут то было, из за размера корпуса нет четкого срабатывания, включение происходит крайне не стабильно, в том числе в зависимости от того, раскрыта кисть или вытянут один палец — может сработать при положении руки за 20 см от светильника, а может не сработать при прямом прикосновении. Установка конденсаторов различных номиналов ничего не дала, чувствительность менялась, но нестабильноть работы так и оставалась. Пришлось винтик и декоративную шишечку, с помощью которых светильник крепиться к внутреннему кронштейну (а тот соответственно к стене) изолировать от основного корпуса с помощью прокладки из текстолитовой шайбы, силиконовой резинки (от какого то винчестера) и кусочка термоусадки.
Вывод на сенсор подпоял к этому винтику. Модуль срабатывает четко, только от прикосновения к маленькой шишечке (человек со стороны и не поймет как лампу включить). Т.е. при его использовании не следует стремиться к сенсору большой площади. Платка легко помещается внутрь корпуса, туда же сунул 7805 для запитки модуля и мосфет 60N03L в качестве реле для светодиодных ламп, все оголенные проводки и выводы покрыл цапон-лаком и приклеил изнутри к корпусу на термоклей.

Найти подходящую лампу оказалось не так просто, абажуры устанавливаются на лампы и держатся за счет ее формы, а ламп на DC12В с цоколем Е14 в форме капли можно сказать и нет. Хотел уж было лампочку на 220 В переделывать, но потом нашел эти, взял на 3Вт, 4000К. При 12В потребляет 0,26 мА, что соответствует заявленной мощности.
Судя по коробочке, производитель изготавливает лампочки всеразличных цветов, мощностей, на разные цоколи и напряжения
В качестве источника питания применил блок питания на 12В 1А, его описывал Kirich в своем обзоре.

Схема в светильнике:

Кнопки “залипают”, что делать?

Если сенсор микроволновой печи реагирует через раз, может сработать без нажатия или несколько раз повторить единичный сигнал, скорее всего вся проблема кроется в коротком замыкании.

Чтобы починить технику, нужно просто увеличить расстояние между двумя пленками. Сделать это можно примитивным способом — наклеить кусочек скотча или изоленты на ту часть пленки, на которой нет контактов или дорожек. После этого Вам нужно соединить две пленки вместе и собрать устройство.

Нужно заметить, что это исправит ситуацию только на время — если кнопки начали залипать, поможет только полная замена сенсорной панели.

Замена сенсорной панели

Поменять старый сенсор на новый не так уж и сложно: для этого Вам потребуется просто открепить старую пленку и установить на ее место новую. Однако, перед тем, как сделать это, Вам придется найти оригинальную модель клавиатуры конкректно Вашей СВЧ печи.

Важно: не пытайтесь устанавливать “безымянные” панели — они нередко приводят к серьезным поломкам управляющего модуля. При подборе нужной детали Вы всегда можете воспользоваться услугами наших консультантов — они сориентируют Вас в ассортименте магазина “Всем Запчасть” и помогут с выбором

Важно  Автоматический полив огорода

При подборе нужной детали Вы всегда можете воспользоваться услугами наших консультантов — они сориентируют Вас в ассортименте магазина “Всем Запчасть” и помогут с выбором.

Разновидности

Существует несколько типов датчиков, входящих в состав бесконтактных моделей:

  • емкостные;
  • индуктивные;
  • оптические;
  • ультразвуковые.

Емкостные датчики

Суть работы емкостного выключателя света заключается в том, что электрическая емкость образуется при приближении людей. Это позволяет запустить контур мультивибратора, задающего время.

Объем емкости возрастает, а частота снижается, если приблизиться к прибору. Минимальная частота датчика вызывает срабатывание устройства на включение. Если человек отдаляется от помещения, происходит отключение. Чувствительный элемент в устройстве работает за счет пластины, находящейся на конденсаторе, подключенном к мультивибратору.

Иногда емкостные бесконтактные модели похожи на обычные настенные выключатели, но без использования клавиш. Очень удобно иметь подобного вида устройство на кухне, чтобы не прикасаться к нему своими руками.

Индуктивные датчики

Работа бесконтактных моделей такого типа обусловлена передвижением магнита. Датчики содержат металлический или намагниченный сердечник. Электрические импульсы создаются, если объект находится близко или далеко. В момент, когда превышено напряжение порогового элемента, обрабатывается сигнал. Далее включается триггер, который открывает ключ.

Например, человек, который входит в помещение, имеет связку ключей, что вызовет реакцию датчика на металл. Бесконтактные модели с индуктивным датчиком отличаются от емкостных вариантов отсутствием чувствительности к влажному воздуху или смене плотности.

Оптические датчики

В состав оптических приборов входят фототранзисторы и светодиод. Помехи от освещения не мешают функционированию светодиодного элемента. Суть работы устройства — прерывать либо отражать поток света. Чтобы осветить небольшие участки помещения, используются светодиодные ленты.

Ультразвуковые датчики

Данные устройства работают благодаря кварцевым звуковым излучателям. Для этого необходимо настроить на нужную частоту приемник, который будет давать реакцию на звук. Ультразвуковые модели иногда называют датчиками движения и объема. При возникновении движения, вызванного присутствием людей, распределение звуковой волны меняется, датчик получает измененный сигнал.

Что из себя представляют подобные выключатели


Сенсорный выключатель Суть их – отсутствие механических, движущихся частей в составе прерывателей или активаторов сигнала либо тока. Отдача команды в упрощенном виде производится легким касанием или приближением к контактной площадке части человеческого тела.

Некоторые устройства подобного плана оснащены регуляторами передаваемой мощности, что позволяет увеличивать или уменьшать силу тока в зависимости от положения точки соприкосновения к поверхности выключателя. Применять подобные технологические нюансы в действительности очень удобно, к примеру, для установки яркости света лампы.


Применение в быту

Размещаются сенсорные выключатели не только вместо стандартных на стенах, с целью контроля подачи тока к освещению, но и на розетках питания бытовой техники, для увеличения безопасности их использования.

Главным плюсом не механической системы отключения или подачи тока служит ее надежность и долговечность. Нет движущихся частей и периодически соединяемых или разрываемых в местах контакта коннекторов, соответственно отсутствует износ или искра, ведущая к порче проводящих площадок.

Конструкция прибора довольно проста для повторения, чтобы собрать сенсорный выключатель своими руками, а не приобретать его по запредельным ценам от стороннего производителя.


Самодельный сенсорный выключатель

Принцип работы устройства

Основой конструкции любой схемы сенсорного выключателя служит датчик приближения или касания, сигнал от которого усиливается и, в зависимости от текущего состояния всей системы (включено, выключено), производит разрыв линии течения тока или ее соединение. Для этого действия применяется дополнительный силовой контур в виде электронного ключа или реле.

Самые распространенные варианты датчиков, используемых в быту для схем сенсорных выключателей света или любых других потребителей тока 220 вольт, – индукционные, инфракрасные и звуковые. У каждого из них есть свои положительные и отрицательные моменты при применении.

Схематично сенсорный выключатель можно представить системой в не проводящем корпусе, на котором находится контактная площадка, соприкасающаяся с датчиком, или же поверхность, пропускающая требуемый внешний сигнал, на который он должен реагировать. Внутри расположена основная управляющая схема, где размещен усилитель и силовой модуль.


Один из вариантов структуры и строения сенсорных устройств включения

Плюсы и минусы конструкции

Единственным минусом сенсорных выключателей называют их большую стоимость относительно обычных, механических устройств коммутации. С другой стороны, неоспоримые плюсы использования позволяют забыть об этом отрицательном нюансе применения:

  1. Пожарная безопасность, которая намного выше, чем у обыкновенных выключателей – нет периодически соприкасающихся контактов с возникновением искры, а значит и риска их возможной спайки или возгорания корпуса устройства.
  2. Легкость применения – приведение в действие не требует никаких физических усилий.
  3. Бесшумность и мгновенная реакция на команду от пользователя.
  4. Возможность выполнения в абсолютно не пропускающем влагу корпусе, что также понижает риск возгорания в результате замыкания, или же уменьшает вероятность поражения электрическим током человека.


Внешний вид одного из производимых промышленностью сенсорных выключателей

  1. Долговечность, обеспечиваемая отсутствием механических элементов.
  2. В одном корпусе можно использовать несколько датчиков и схем их обработки, делая мультисенсорные панели.
  3. Конструкция проста для сборки сенсорного выключателя света или электроприборов 220В своими руками.

Сенсорная кнопка

Ни для кого не секрет, что прогресс не стоит на месте. Постоянно появляются новые технологии, совершенствуются старые. Сенсорные экраны появились совсем недавно (по меркам человечества), но уже прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Телефоны, телевизоры, терминалы и прочие в большинстве своём используют «беcкнопочные» технологии. В кавычках это слово по той причине, что они всё-таки используют кнопки, только сенсорные. О них в данной статье как раз и пойдёт речь, а если точнее, о Touch module для Arduino.

Принцип работы сенсорных кнопок

Модули с сенсорными кнопками в большинстве своём используют проекционно-ёмкостные сенсорные экраны (https://ru.wikipedia.org/wiki/Сенсорный_экран)

Если не вдаваться в пространственные объяснения их работы, для регистрации нажатия используется вычисление изменения ёмкости конденсатора (электрической цепи), при этом важной особенностью является возможность выставлять различную начальную ёмкость, в чём мы убедимся далее

Сенсорные или механические кнопки

+     Сенсорная кнопка «ощущает» нажатие даже через небольшой слой неметаллического материала, что обеспечивает разнообразие в использовании её во всевозможных проектах.

+     Из предыдущего пункта вытекает и этот – возможность использовать сенсорную кнопку внутри корпуса повышает привлекательность проекта, что не влияет на функционал, но достаточно важно в повседневной жизни, чтобы не обращать на это внимание. +     Стабильное функционирование, которое выражается отсутствием подвижных частей и частой калибровкой (о чём будет сказано ниже). Вам не придется беспокоиться о дребезге кнопок, возникающем при использовании механического собрата, что существенно облегчит жизнь начинающему ардуинщику

Поэтому ещё один плюс, пусть и не для всех – простота при работе

Вам не придется беспокоиться о дребезге кнопок, возникающем при использовании механического собрата, что существенно облегчит жизнь начинающему ардуинщику. Поэтому ещё один плюс, пусть и не для всех – простота при работе

Важно  Настольный вентилятор с сенсорной кнопкой на аккумуляторе

+     Стабильное функционирование, которое выражается отсутствием подвижных частей и частой калибровкой (о чём будет сказано ниже). Вам не придется беспокоиться о дребезге кнопок, возникающем при использовании механического собрата, что существенно облегчит жизнь начинающему ардуинщику. Поэтому ещё один плюс, пусть и не для всех – простота при работе.

Из минусов можно отметить следущее:

  • Сенсорные кнопки плохо работают при минусовых температурах, поэтому они непригодны для использования за пределами помещений.
  • Высокое потребление электричества, вызванное необходимостью постоянно поддерживать одинаковую ёмкость.
  • Сенсорная кнопка не работает при нажатии её рукой в перчатке либо плохо проводящим электричество объектом

Конструкция сенсорного выключателя

Термин «сенсорный» несет в себе довольно широкое определение. По сути, под ним следует рассматривать целую группу датчиков, способных реагировать на самые разные сигналы.

Однако применительно к выключателям – приборам, наделенным функционалом коммутаторов, сенсорный эффект чаще всего рассматривают как эффект, получаемый от энергетики электростатического поля.

Такой, примерно, нужно рассматривать конструкцию выключателя света, созданную на основе механизма сенсора. Лёгкое прикосновение подушечкой пальца к поверхности фронтальной панели включает освещение в доме

Обычному пользователю достаточно прикоснуться пальцами руки к такому контактному полю и в ответ будет получен тот же самый результат коммутации, какой дает стандартный привычный клавишный прибор.

Между тем внутреннее устройство сенсорного оборудования существенно отличается от простого ручного выключателя.

Обычно такая конструкция выстраивается на основе четырех рабочих узлов:

  • панель защитная;
  • контактный датчик-сенсор;
  • электронная плата;
  • корпус устройства.

Разновидность приборов на базе сенсоров обширна. Выпускаются модели с функциями обычных выключателей. И есть более совершенные разработки – с регуляторами яркости, отслеживающие температуру окружения, поднимающие жалюзи на окнах и прочие.

Конструктивно сенсорный коммутатор выглядит так: 1 – защитная панель из закалённого стекла; 2 – плата размещения сенсорных элементов; 3 – текстолитовая панель с разведённой схемой электроники прибора; 4 – корпус (шасси) выключателя (+)

Мало того, что все эти виды коммутаторов управляются легким прикосновением, так существуют еще выключатели с дистанционным управлением. То есть, выключить светильник или убрать яркость свечения ламп прибора пользователь может, не совершая лишних движений в виде перехода от места отдыха к выключателю.

Обзор сенсорных кнопок

Прежде чем говорить непосредственно о работе с модулем, нужно определиться с тем, какую именно модель купить для использования. Рассмотрим несколько вариантов различных компаний:

1. Troyka touch sensor

Время отклика: 80мс (в режиме энергопотребления) и 10мс (в высокоскоростном режиме)

Максимальная толщина диэлектрика для нормальной работы: 4 мм

Размер: 25Х25 мм

Напряжение питания: 3–5 В

Цена: 390 рублей

2. Grove Touch Sensor

Время отклика: 220 мс и 80 мс

Максимальная толщина диэлектрика для нормальной работы: 2 мм

Размер: 20Х20 мм

Напряжение питания: 2–5 В

Цена: 229 рублей

Время отклика 220 мс и 60 мс

Размер: 24Х24 мм

Напряжение питания: 2–5 В

Цена: 150 рублей

Самодельный модуль сенсорной кнопки

Мастер собирает модуль по такой схеме (конечно же, у сенсорной пластины один вывод, а не два запараллеленных):

Сначала на макетной плате типа breadboard. Размещает компоненты и перемычки, соединяет. Единственный полярный компонент из двухвыводных здесь — светодиод.

Подключает провода питания в правильной полярности, но питание пока не подаёт:

Присоединяет сенсорную пластину:

Включает питание (3,3 или 5 В, при работе совместно с внешним устройством источник питания должен быть общим). Подстроечным резистором настраивает чувствительность так, чтобы при прикосновении к сенсорной пластине светодиод светился, а при отпускании — нет. Вот всё и работает:

Сигнал на внешнее устройство следует снимать с точки соединения правого по схеме вывода резистора на 330 Ом с выводом 1 микросхемы. Прикосновению будет соответствовать логическая единица — как и у готовых модулей сенсорных кнопок.

Отлаженную схему мастер переносит на более компактную макетную плату типа perfboard, добавляет трёхконтактную гребёнку (питание, выход, общий) и панельку под микросхему, позволяющую не перегреть её при пайке:

После переноса может потребоваться дополнительная подстройка чувствительности подстроечным резистором. Можно, конечно, собрать и отладить схему сразу на perfboard’е. Гребёнка позволяет, в частности, поставить модуль в breadboard вертикально, как будто это один компонент:

Устройство, в составе которого будут работать один или несколько таких модулей, должно иметь гальваническую развязку от сети. Источника питания, используемого при проверке и отладке, это тоже касается. Источник

Схема сенсорного переключателя

На рисунке 1 представлена схема сенсорного триггера с двумя сенсорами, иными словами сенсорное реле. Рассмотрим работу схемы на примере блока 1 (блок 2 аналогичен блоку 1).

С помощью коаксиального кабеля от телевизионной антенны конденсатор С1 подключают к небольшой токопроводящей площадке F1, с максимальными размерами 60×60 мм.

Длина коаксиального соединения может достигать 1 м. Экран кабеля подключают к общему проводу. Конденсатор С1 пропускает сетевые наводки от тела человека с частотой 50 Гц.

Рис. 1. Принципиальная схема  сенсорного переключателя с двумя кнопками.

Диоды VD1, VD2 выпрямляют переменное напряжение наводок и через ограничивающий резистор R1 оно поступает на вход первого инвертора. Полевые транзисторы на входе логического элемента обладают высокой чувствительностью и кроме инверсии сигнала еще и усиливают его.

Резистор R2 необходим для нейтрализации ложных срабатываний от помех из-за колебания входных токов элемента D1.1. На выходе элемента импульсный сигнал свободно проходит через конденсатор С2 (гальваническую развязку) и уже имеет форму меандра сетевой частоты, который детектируется диодами VD3, VD4 и сглаживается конденсатором C3.

Далее фронт импульса (при касании сенсора) усиливается и дважды инвертируется логическими элементами D1.2, D1.3. С вывод 8 микросхемы К561ЛА7 фронт импульса проходит через диод развязки VD6 и управляет триггером Шмитта на элементе D2.1.

Элемент D2.1 находится в состоянии ожидания за счет делителя напряжения R4R5. Низкий логический уровень, поданный на вход D2.1 через диод VD7 от блока 2, переключит элемент (на его выходе появится и будет удерживаться состояние высокого логического уровня) — транзисторный ключ откроется, включит реле.

Оно своими контактами коммутирует маломощную нагрузку. Высокий логический уровень, поступивший на вход триггера Шмитта через диод VD6 от блока 1, перебросит триггер в другое устойчивое состояние, транзисторный ключ на VT1 закроется и реле отключит нагрузку.

Диод VD5 препятствует броскам обратного напряжения при коммутации реле, защищая транзистор. Напряжение питания схемы может варьироваться от +5 до +15 В.

При максимальных значениях напряжения питания чувствительность сенсорного устройства уменьшается, поэтому необходимо точнее подобрать значения элементов R1, R2, R3 и конденсаторов С1, С2.

Наилучшие результаты получены при эксплуатации схемы с питающим стабилизированным напряжением в интервале +5…+8 В. Исполнительное реле также следует подбирать исходя из питающего напряжения схемы.

Оцените статью
Понравилась статья?
Комментарии (0)
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит
Добавить комментарий
Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *