Схемы тактильных выключателей (Touch Switch): Руководство для начинающих

Среди тактильных датчиков схемы сенсорных выключателей — самые простые. Несмотря на простоту, они везде: сенсорные экраны (массивы сенсоров над дисплеем), настенные выключатели, лампы, публичные терминалы. Статья даст всё для добавления сенсорного управления в ваши устройства.

Как работает схема сенсорного выключателя?

Это обычные выключатели со специальными датчиками. При изменении стимула от прямого контакта датчик замыкает контакт -> ток течет. Тип датчика определяет принцип:

1. Емкостные (Capacitive): используют емкость тела человека для запуска тока, управляющего открытием/замыканием.
2. Резистивные (Resistive): давление снижает сопротивление между двумя электропроводящими поверхностями.
3. Пьезо (Piezo): реже, принцип механического связывания пьезокерамики. Работают с диэлектриками и проводниками, но дороже.

7 типов схем сенсорных выключателей

1. Простой сенсорный ВКЛ/ВЫКЛ на MOSFET и реле

Нужен 1 MOSFET и 1 реле. Питание от 9 В DC. Принцип: касание Gate + GND -> ВЫКЛ. Касание Gate + Питание -> ВКЛ.

2. На таймере 555 (NE555/LM555)

Два сенсорных контакта (по одному на состояние). Использует высокое входное сопротивление пина Trigger 555. Индуцированное тело напряжение удерживает состояние время, заданное C1 и R1. Транзистор драйвит реле -> нагрузка.

3. На логическом элементе NAND (4011)

База — цифровая логика 4011. 2-й пин IC = «HI». Касание пластины на 2-м пине -> HIGH. Без касания -> LOW. Резистор 22 Ом на 1-м пине повышает чувствительность.

4. Активируемый сенсорный выключатель

Часто в интегральных схемах. Одна металлическая пластина, работает как обычный ВКЛ/ВЫКЛ. IC берет электрический сигнал от пальца -> цифровой сигнал -> смена состояния.

5. Простой на транзисторе

Обновленная версия #1. Замена, когда IC громоздок. Один транзистор. Контакты A и B замкнуты для реле. Отпускание при касании B и C.

6. На UJT (2N3819)

Основной компонент — UJT 2N3819. Для устройств далеко от электросетей. Касание металл 1 и 2 -> ВКЛ. Касание 2 и 3 -> реле -> ВЫКЛ.

7. Контроллер двигателя на SCR и триггере Шмитта

Сложнее остальных. Касание пластины -> триггер Шмитта берет сигнал от генератора, пускает смещающий ток на базу Q1 (2N5088) -> открывает SCR1 -> драйвит 12В мотор.

Как собрать простую сенсорную схему

Сборка не сложна. Базовые компоненты вместо дорогих сенсоров/микроконтроллеров. Транзисторы и резисторы -> простая схема.

Компоненты:

• Макетная плата или PCB
• Источник 9 В
• Соединительные провода
• 2 медных провода/металлические полоски (сенсоры)
• Транзистор BC547 (NPN)
• LED 5 мм
• Резистор 270 Ом
• Резистор 100 кОм

Сборка:

1. Установите BC547 на макетку/PCB.
2. Перемычкой соедините Базу 1-го транзистора с Эмиттером 2-го.
3. 100 кОм между Коллектором 2-го транзистора и VCC.
4. 270 Ом и LED к Коллектору 1-го транзистора.
5. Эмиттер 1-го транзистора -> GND.
6. Металлические полоски: между 100 кОм и Базой 2-го транзистора.

Готово. Касайте полоски — проверяйте работу. Применения: детектор блуждающих напряжений, статического электричества, пыльные/влажные зоны где обычные выключатели не подходят.

Заключение

Сенсорные выключатели полезны. Внедрение в современный дизайн никогда не было так просто. Собрать легко с правильными компонентами. У нас лучшие компоненты. Всё для старта вашего DIY проекта с сенсорным выключателем.