Исследовано 4 лучших схемы переключателя сенсорного датчика

В сообщении подробно описаны 4 метода построения цепей сенсорного переключателя в домашних условиях, которые можно использовать для устройств на 220 В простым касанием пальца. Первый - это простой сенсорный переключатель с одной микросхемой IC 4017, второй - с триггером Шмидта, третий - с триггером, а третий - с микросхемой M668. Давайте подробно изучим процедуры.

Использование микросхемы 4017 для активации реле касанием

Ссылаясь на приведенную ниже принципиальную схему предлагаемой простой релейной схемы, активируемой прикосновением, мы видим, что вся конструкция построена на IC 4017, которая представляет собой 10-ступенчатую микросхему делителя декадного счетчика Джонсона.

IC в основном состоит из 10 выходов, начиная с контакта №3 и заканчивая случайным образом на контакте №11, составляющих 10 выходов, которые предназначены для создания последовательности или сдвига высоких логических значений на этих выходных контактах в ответ на каждый одиночный положительный импульс, приложенный к его штифт №14.

Последовательность не обязательно должна заканчиваться на последнем выводе №11, скорее, может быть назначена остановка на любом желаемом промежуточном выводе и возврат к первому выводу №3 для повторного запуска цикла.

Это просто делается путем соединения выводов конечной последовательности с выводом сброса № 15 ИС. Это гарантирует, что всякий раз, когда последовательность достигает этой распиновки, цикл останавливается здесь и возвращается к выводу №3, который является исходной распиновкой для включения повторного цикла последовательности в том же порядке.

Например, в нашей конструкции контакт №4, который является третьей цоколевкой в ​​последовательности, можно увидеть прикрепленным к контакту №15 ИС, это означает, что при переходе последовательности от контакта №3 к следующему контакту №2, а затем к контакту №2. 4 он мгновенно возвращается к выводу № 3, чтобы снова включить цикл.

Как это устроено

Этот цикл вызван касание указанной сенсорной панели что приводит к появлению положительного импульса на выводе № 14 ИС при каждом прикосновении.

Предположим, что при включении питания высокий логический уровень находится на контакте №3, этот контакт нигде не подключен и не используется, в то время как контакт №2 может быть подключен к каскаду драйвера реле, поэтому в этот момент реле остается выключенным.

Как только сенсорная пластина постукивается, положительный импульс на выводе №14 ИС переключает выходную последовательность, которая теперь перескакивает с контакта №3 на контакт №2, позволяя реле включиться.

Положение фиксируется в этой точке, реле находится во включенном положении, а подключенная нагрузка активирована.

Однако как только сенсорная панель снова коснулась , последовательность принудительно перескакивает с контакта №2 на контакт №4, что, в свою очередь, побуждает ИС вернуть логику обратно к контакту №3, отключив реле и нагрузку и вернув ИС в состояние ожидания.

Модифицированный дизайн

Вышеупомянутая бистабильная схема триггера с сенсорным управлением может показывать некоторые колебания в ответ на прикосновение пальца, что приводит к дребезгу реле. Чтобы устранить эту проблему, необходимо изменить схему, как показано на следующей схеме.

Или вы также можете следовать схеме, показанной на видео.

2) Схема сенсорного переключателя с использованием IC 4093

Эта вторая конструкция представляет собой еще один точный сенсорный переключатель, который может быть построен с использованием одной микросхемы IC 4093 и нескольких других пассивных компонентов. Показанная схема чрезвычайно точна и безотказна.

Схема в основном представляет собой триггер, который может быть запускается прикосновениями пальцами вручную .

Использование триггера Шмитта

IC 4093 - это четырехканальный логический элемент NAND с 2 входами и триггером Шмидта. Здесь мы используем все четыре логических элемента IC для предлагаемой цели.

Как работает схема

Глядя на рисунок, схему можно понять по следующим пунктам:

Все вентили от IC в основном сконфигурированы как инверторы, и любая логика входа преобразуется в логику противоположного сигнала на соответствующих выходах.

Первые два затвора N1 и N2 выполнены в виде защелки, резистор R1, идущий от выхода N2 к входу N1, становится ответственным за желаемое действие фиксации.

Транзистор T1 - это транзистор Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления, который используется для усиления мельчайших сигналов от прикосновений пальцами.

Первоначально, когда питание включается за счет конденсатора C1 на входе N1, логика на входе N1 подтягивается к потенциалу земли, заставляя систему обратной связи N1 и N2 защелкиваться, и этот вход создает отрицательную логику на выходе N2.

Таким образом, во время первоначального включения питания каскад выходного реле становится неактивным. Теперь предположим, что прикосновение пальца к основанию T1, транзистор мгновенно проводит, управляя высокой логикой на входе N1 через C2, D2.

C2 мгновенно заряжается и блокирует любые дальнейшие неисправные триггеры от прикосновения, гарантируя, что эффект устранения дребезга не мешает работе.

Вышеупомянутый высокий логический уровень мгновенно меняет состояние N1 / N2, которое теперь защелкивается для создания положительного сигнала на выходе, запускающего ступень управления реле и соответствующую нагрузку.

Пока операция выглядит довольно простой, но теперь следующий прикосновение пальца должен заставить схему схлопнуться и вернуться в исходное положение, и для реализации этой функции используется N4, и его роль становится действительно интересной.

После выполнения вышеупомянутого запуска C3 постепенно заряжается (в течение нескольких секунд), обеспечивая низкий логический уровень на соответствующем входе N3, а другой вход N3 уже удерживается на низком уровне через резистор R2, который зажимается на землю. N3 теперь находится в идеальном положении ожидания, «ожидая» следующего триггера касания на входе.

Теперь предположим, что следующее последующее касание пальцем производится на входе T1, другой положительный триггер срабатывает на входе N1 через C2, однако он не оказывает никакого влияния на N1 и N2, поскольку они уже зафиксированы в ответ на более ранний ввод. положительный триггер.

Теперь второй вход N3, который также подключен для приема входного триггера через C2, мгновенно получает положительный импульс на подключенном входе.

В этот момент оба входа N3 становятся высокими. Это создает низкий логический уровень на выходе N3. Этот низкий логический уровень немедленно подтягивает вход N1 к земле через диод D2, нарушая положение защелки N1 и N2. Это приводит к тому, что выход N2 становится низким, отключая драйвер реле и соответствующую нагрузку. Мы вернулись в исходное состояние, и теперь схема ожидает следующего триггера касания, чтобы повторить цикл.

Список деталей

Детали, необходимые для создания простой схемы сенсорного переключателя.

• R1, R2 = 100 К,
• R6 = 1 К
• R3, R5 = 2M2,
• R4 = 10К,
• C1 = 100 мкФ / 25 В
• C2, C3 = 0,22 мкФ
• D1, D2, D3 = 1N4148,
• N1 --- N4 = IC 4093,
• Т1 = 8050,
• Т2 = BC547
• Реле = 12 вольт, SPDT

Вышеупомянутый дизайн можно еще больше упростить, используя всего пару вентилей И-НЕ и схему включения реле. Всю конструкцию можно увидеть на следующей диаграмме:

3) Цепь электронного сенсорного переключателя 220 В

Теперь возможно преобразовать существующую схему выключателя света сети 220 В с помощью схемы электронного сенсорного выключателя, описанной в этом посте. Эта третья идея основана на микросхеме M668 и использует лишь несколько других компонентов для реализации предлагаемого приложения включения / выключения сетевого сенсорного выключателя.

Как работает эта простая схема сетевого электронного сенсорного выключателя

Указанные 4 диода образуют основную мостовую диодную сеть, тиристор используется для переключения сети 220 В переменного тока для нагрузки, а микросхема M668 используется для обработки фиксирующих действий ВКЛ / ВЫКЛ при каждом прикосновении к сенсорному переключателю.

Мостовая сеть преобразует переменный ток в постоянный через R1, который ограничивает переменный ток до безопасного уровня для схемы, а VD5 регулирует постоянный ток соответствующим образом. Конечным результатом является выпрямленное, стабилизированное напряжение 6 В постоянного тока, которое подается на цепь касания для выполнения операций.

Сенсорная панель соединена с сетью ограничения тока с использованием R7 / R8, так что пользователь не испытывает ощущения удара, когда кладет палец на эту сенсорную панель.

Различные функции распиновки IC можно узнать из следующих пунктов:

Положительный сигнал питания подается на контакт №8, а земля - ​​на контакт №1 (отрицательный). Сигнал касания сенсорной панели отправляется на контакт №2, и логика преобразуется в состояние ВКЛ или ВЫКЛ на выходном контакте №7.

Этот сигнал с контакта № 7 впоследствии переводит SCR и подключенную нагрузку в состояние ВКЛ или ВЫКЛ.

C3 гарантирует, что SCR не сработает ложно из-за нескольких импульсов в ответ на неправильное или неадекватное прикосновение к сенсорной панели. R4 и C2 образуют каскад генератора для обеспечения необходимой обработки сигналов внутри IC.

Сигнал синхронизации от R2 / R5 делится внутри через вывод №5 IC. Контакт №4 микросхемы выполняет очень важную и интересную функцию. При подключении к положительной линии или Vcc, ИС позволяет выходу поочередно переключаться ВКЛ / ВЫКЛ, позволяя свету или нагрузке попеременно ВКЛЮЧАТЬСЯ и ВЫКЛЮЧАТЬСЯ в ответ на каждое прикосновение к сенсорной панели.

Однако, когда контакт № 4 подключен к земле или отрицательной линии Vss, он преобразует ИС в схему 4-ступенчатого диммера.

Это означает, что в этом положении каждое прикосновение к сенсорной панели заставляет нагрузку (например, лампу) последовательно уменьшать или увеличивать свою интенсивность, постепенно уменьшаясь или постепенно увеличивая яркость (и выключаясь на концах). Если у вас есть какие-либо вопросы относительно функционирования вышеупомянутой схемы сенсорного выключателя сети, пожалуйста, запишите их в поле для комментариев ...

4) Сенсорная активируемая цепь лампы с таймером задержки

Четвертая конструкция представляет собой бестрансформаторный сенсорный активируемый переключатель лампы с задержкой 220 В, который позволяет пользователю на мгновение включить настольную лампу или любую другую желаемую лампу. ночник в ночное время.

Как работает схема.

Ссылаясь на схему выше, четыре диода на входе образуют основную схему мостового выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный ток. Этот выпрямленный постоянный ток стабилизируется стабилитроном 12 В и фильтруется C2, чтобы получить достаточно чистый постоянный ток для сопровождающих цепь сенсорного переключателя.

R5 используется для ограничения входного сетевого тока до гораздо более низкого уровня, подходящего для безопасной работы схемы.

Видно, что к этому источнику питания подключен светодиод, который обеспечивает постоянное включение тусклого света рядом с цепью для облегчения быстрого определения местоположения панели сенсорного переключателя.

ИС, используемая в этой сенсорной лампе трансформатора со схемой задержки, представляет собой двойной D флип-флип IC 4013 , который имеет 2 встроенных этапа триггера, здесь мы используем один из этих этапов для нашего приложения.

Каждый раз, когда к указанной сенсорной панели прикасаются пальцем, наше тело предлагает ток утечки в точке, вызывая кратковременный высокий логический уровень на выводе №3 ИС, что, в свою очередь, приводит к тому, что контакт №1 ИС становится высоким.
Когда это происходит, подключенный симистор запускается через R4, и мостовой выпрямитель завершает свой цикл, запитывая последовательную лампу. Лампа теперь ярко светится.

Кроме того, тем временем конденсатор C1 постепенно начинает заряжаться через R3, и когда он полностью заряжен, на выводе 4 отображается высокий логический уровень, который сбрасывает триггер в исходное состояние. Это мгновенно отключает низкий уровень на контакте №1, отключая тиристор и лампу.

Значение R3 / C1 дает задержку около 1 минуты, ее можно увеличить или уменьшить, соответствующим образом увеличивая или уменьшая значения этих двух компонентов RC в соответствии с индивидуальными предпочтениями.