4 migliori circuiti di commutazione del sensore di tocco esplorati

Il post descrive 4 metodi per costruire circuiti di commutazione del sensore tattile a casa, che possono essere utilizzati per apparecchi a 220 V con semplici operazioni di tocco delle dita. Il primo è un semplice interruttore con sensore tattile che utilizza un singolo IC 4017, il secondo utilizza un IC trigger Schmidt, il terzo funziona con un design basato su flip flop e ce n'è un altro che utilizza l'IC M668. Impariamo le procedure in dettaglio.

Utilizzo di un IC 4017 per l'attivazione del tocco del relè

Facendo riferimento allo schema circuitale indicato di seguito per il circuito relè attivato dal semplice tocco proposto, possiamo vedere che l'intero progetto è costruito attorno all'IC 4017, che è un chip divisore del contatore decennale di Johnson a 10 fasi.

L'IC è costituito fondamentalmente da 10 uscite, a partire dal pin n. 3 e terminano casualmente al pin n. 11, costituendo 10 uscite progettate per produrre una logica alta di sequenziamento o spostamento attraverso questi pin di uscita in risposta a ogni singolo impulso positivo applicato al suo pin n. 14.

La sequenza non ha bisogno di finire sull'ultimo pin # 11, piuttosto potrebbe essere assegnata per fermarsi a qualsiasi pinout intermedio desiderato e tornare al primo pin # 3 per avviare nuovamente il ciclo.

Questo viene fatto semplicemente collegando il pinout della sequenza finale con il pin di ripristino # 15 dell'IC. Questo assicura che ogni volta che la sequenza raggiunge questo pinout, il ciclo si ferma qui e ritorni al pin # 3 che è il pinout iniziale per abilitare un ciclo ripetuto della sequenza nello stesso ordine.

Ad esempio, nel nostro progetto il pin # 4 che è il terzo pinout nella sequenza può essere visto collegato al pin # 15 dell'IC, implica che quando la sequenza salta dal pin # 3 al pin # 2 successivo, e quindi al pin # 4 ritorna istantaneamente o torna al pin n. 3 per abilitare nuovamente il ciclo.

Come funziona

Questo ciclismo è indotto da toccando la piastra tattile indicata che fa apparire un impulso positivo al pin n. 14 dell'IC ogni volta che viene toccato.

Supponiamo che all'accensione la logica alta sia al pin # 3, questo pin non è collegato da nessuna parte e non è utilizzato, mentre il pin # 2 può essere visto collegato allo stadio del driver del relè, quindi in questo momento il relè rimane spento.

Non appena la piastra tattile viene toccata, l'impulso positivo sul pin # 14 dell'IC commuta la sequenza di uscita che ora salta dal pin # 3 al pin # 2 consentendo al relè di accendersi.

A questo punto la posizione viene mantenuta fissa, con il relè in posizione ON e il carico collegato attivato.

Tuttavia, non appena il la piastra tattile viene toccata di nuovo , la sequenza è forzata a saltare dal pin # 2 al pin # 4, il che a sua volta richiede all'IC di riportare la logica al pin # 3, chiudendo il relè e il carico e abilitando l'IC alla sua condizione di standby.

Design modificato

Il circuito bistabile del flip flop azionato al tocco sopra potrebbe mostrare alcune oscillazioni in risposta al contatto con le dita, portando a vibrazioni del relè. Per eliminare questo problema, il circuito dovrebbe essere modificato come indicato nello schema seguente.

Oppure puoi anche seguire il diagramma mostrato nel video.

2) Circuito interruttore sensibile al tocco utilizzando IC 4093

Questo secondo design è un altro interruttore sensibile al tocco accurato che può essere costruito utilizzando un singolo IC 4093 e alcuni altri componenti passivi. Il circuito mostrato è estremamente preciso ea prova di guasto.

Il circuito è fondamentalmente un flip-flop che può essere attivato tramite tocchi manuali delle dita .

Utilizzando Schmitt Trigger

L'IC 4093 è un gate NAND Quad a 2 ingressi con trigger Schmidt. Qui utilizziamo tutte e quattro le porte dall'IC per lo scopo proposto.

Come funziona il circuito

Guardando la figura il circuito può essere compreso con i seguenti punti:

Tutti i gate dall'IC sono sostanzialmente configurati come inverter e l'eventuale logica di ingresso viene trasformata in una logica di segnale opposta alle rispettive uscite.

Le prime due porte N1 e N2 sono disposte sotto forma di un latch, il resistore R1 che collega l'uscita di N2 all'ingresso di N1 diventa responsabile dell'azione di latch desiderata.

Il transistor T1 è un transistor Darlington ad alto guadagno che è stato incorporato per amplificare i segnali minuti dal tocco delle dita.

Inizialmente quando l'alimentazione viene attivata a causa del condensatore C1 all'ingresso di N1, la logica all'ingresso di N1 viene tirata al potenziale di massa facendo in modo che il sistema di retroazione N1 e N2 si agganci con questo ingresso producendo una logica negativa all'uscita di N2.

Lo stadio del driver del relè di uscita viene quindi reso inattivo durante l'accensione iniziale. Supponiamo ora di toccare con un dito alla base di T1, il transistor conduce istantaneamente, guidando una logica alta all'ingresso di N1 tramite C2, D2.

C2 si carica istantaneamente e blocca eventuali ulteriori trigger difettosi dal tocco, assicurandosi che l'effetto di de-bouncing non disturbi l'operazione.

La logica alta di cui sopra inverte istantaneamente la condizione di N1 / N2 che ora si blocca per produrre un positivo in uscita, innescando lo stadio di pilotaggio del relè e il carico corrispondente.

Finora l'operazione sembra piuttosto semplice, ma ora la prossima tocco delle dita dovrebbe far collassare il circuito e tornare nella sua posizione originale e per implementare questa caratteristica viene impiegato N4 e il suo ruolo diventa davvero interessante.

Eseguito il suddetto innesco, C3 si carica gradualmente (in pochi secondi) portando una logica bassa al corrispondente ingresso di N3, inoltre l'altro ingresso di N3 è già mantenuto logicamente basso tramite il resistore R2, che è fissato a massa. N3 ora si trova in una perfetta posizione di stand by 'in attesa' del successivo tocco di attivazione all'ingresso.

Supponiamo ora che il successivo tocco del dito successivo venga effettuato sull'ingresso di T1, un altro trigger positivo viene rilasciato all'ingresso di N1 tramite C2, tuttavia non produce alcuna influenza su N1 e N2 poiché sono già bloccati in risposta all'input precedente trigger positivo.

Ora, il secondo ingresso di N3, anch'esso collegato per ricevere il trigger di ingresso tramite C2, riceve istantaneamente un impulso positivo sull'ingresso collegato.

In questo momento entrambi gli ingressi di N3 diventano alti. Questo genera un livello logico basso all'uscita di N3. Questo basso logico tira immediatamente a massa l'ingresso di N1 tramite il diodo D2, interrompendo la posizione di blocco di N1 e N2. Ciò fa sì che l'uscita di N2 diventi bassa, spegnendo il driver del relè e il carico corrispondente. Siamo tornati alla condizione originale e il circuito attende ora il successivo tocco successivo per ripetere il ciclo.

Elenco delle parti

Parti necessarie per realizzare un semplice circuito interruttore sensibile al tocco.

• R1, R2 = 100 K,
• R6 = 1K
• R3, R5 = 2M2,
• R4 = 10K,
• C1 = 100uF / 25V
• C2, C3 = 0,22 uF
• D1, D2, D3 = 1N4148,
• N1 --- N4 = IC 4093,
• T1 = 8050,
• T2 = BC547
• Relè = 12 volt, SPDT

Il design di cui sopra può essere ulteriormente semplificato utilizzando solo un paio di porte NAND e un circuito relè ON OFF. L'intero progetto può essere visto nel seguente diagramma:

3) Circuito interruttore elettronico a sfioramento 220V

Potrebbe essere ora possibile convertire il circuito dell'interruttore della luce 220V di rete esistente con il circuito dell'interruttore tattile elettronico spiegato in questo post. Questa terza idea è costruita attorno al chip M668 e impiega solo una manciata di altri componenti per implementare l'applicazione ON / OFF dell'interruttore tattile di rete proposta.

Come funziona questo semplice circuito elettronico dell'interruttore tattile di rete

I 4 diodi indicati formano la rete di diodi a ponte di base, il tiristore viene utilizzato per la commutazione della rete 220 V CA per il carico, mentre l'IC M668 viene utilizzato per elaborare le azioni di blocco ON / OFF ogni volta che viene toccato l'interruttore a sfioramento.

La rete a ponte raddrizza la CA in CC attraverso R1 che limita la corrente CA a un livello di sicurezza per il circuito e VD5 regola adeguatamente la CC. Il risultato finale è un 6V DC rettificato e stabilizzato che viene applicato al circuito touch per le operazioni.

La piastra tattile è collegata a una rete di limitazione della corrente utilizzando R7 / R8 in modo che l'utente non avverta alcuna sensazione di shock mentre mette il dito su questo touch pad.

Le varie funzioni di pinout dell'IC possono essere apprese dai seguenti punti:

L'alimentazione positiva viene applicata al pin # 8 e la massa al pin # 1 (negativo) Il segnale di tocco sul touch pad viene inviato al pin # 2 e la logica viene trasformata in ON o OFF sul pin di uscita # 7.

Questo segnale dal pin # 7 porta successivamente l'SCR e il carico collegato in uno stato ON o OFF.

C3 si assicura che l'SCR non sia attivato in modo falso a causa di più impulsi in risposta a un tocco improprio o inadeguato sul touch pad. R4 e C2 formano uno stadio oscillatore per abilitare l'elaborazione richiesta dei segnali all'interno dell'IC.

Un segnale di sincronizzazione da R2 / R5 è diviso internamente tramite il pin # 5 dell'IC. Il pin n. 4 dell'IC ha una funzione molto importante e interessante. Quando è collegato con la linea positiva o Vcc, l'IC abilita l'uscita alternativamente ON / OFF, consentendo alla luce o al carico di accendersi e spegnersi alternativamente in risposta a ogni tocco sul touch pad.

Tuttavia, quando il pin # 4 è collegato a terra o alla linea negativa Vss, trasforma l'IC in un circuito dimmer a 4 stadi.

Significa che in questa posizione ogni tocco del touch pad fa sì che il carico (ad esempio una lampada) riduca o aumenti la sua intensità in modo sequenziale, in modo graduale o graduale (e spento alle estremità). In caso di domande sul funzionamento del circuito dell'interruttore a sfioramento di rete sopra discusso, si prega di scriverle nella casella dei commenti ...

4) Toccare Circuito lampada attivato con timer di ritardo

Il quarto design è un circuito interruttore della lampada di ritardo 220V attivato al tocco senza trasformatore che consente all'utente di accendere momentaneamente una lampada da tavolo o qualsiasi altro desiderato lampada da letto durante la notte.

Come funziona il circuito.

Facendo riferimento al circuito sopra, i quattro diodi all'ingresso formano il circuito raddrizzatore a ponte di base per raddrizzare la rete CA in CC. Questa corrente continua rettificata viene stabilizzata dallo zener 12V e filtrata da C2 per acquisire una corrente continua abbastanza pulita per l'accompagnamento circuito dell'interruttore a sfioramento.

R5 viene utilizzato per limitare la corrente di rete in ingresso a un livello molto più basso adatto per il funzionamento in sicurezza del circuito.

È possibile vedere un LED collegato a questo alimentatore che garantisce che una luce fioca sia sempre accesa vicino al circuito per facilitare la posizione rapida del pad dell'interruttore tattile.

L'IC utilizzato in questa lampada tattile dei trasformatori con circuito di ritardo è un doppia D flip-flip IC 4013 , che ha 2 stadi flip flop costruiti al suo interno, qui utilizziamo uno di questi stadi per la nostra applicazione.

Ogni volta che il touch pad indicato viene toccato dal dito, il nostro corpo offre una corrente di dispersione sul punto causando una logica alta momentanea sul pin n.3 dell'IC, che a sua volta fa alzare il pin n.1 dell'IC.
Quando ciò accade, il triac collegato viene attivato tramite R4 e il raddrizzatore a ponte completa il suo ciclo alimentando la lampada di serie. La lampada ora si illumina intensamente.

Inoltre, nel frattempo, il condensatore C1 inizia gradualmente a caricarsi tramite R3, e quando è completamente carico il pin # 4 viene renderizzato con una logica alta che ripristina il flip flop nella sua condizione originale. Questo spegne istantaneamente il pin # 1 basso spegnendo l'SCR e la lampada.

Il valore di R3 / C1 produce un ritardo di circa 1 minuto, questo può essere aumentato o diminuito aumentando o diminuendo opportunamente i valori di queste due componenti RC secondo le singole preferenze.