Емкостной бесконтактный выключатель своими руками

Данная схема представляет собой двойной емкостный бесконтактный (сенсорный) выключатель с двумя выходами с открытым стоком с нагрузкой до 0,2 A. Работа емкостного переключателя основана на косвенном измерении емкости сенсорных полей.

Измерение это выполняется следующим образом. Вначале на выходе микроконтроллера 3 (2), который соединен с сенсорным полем, устанавливается высокий уровень (примерно 5 В). Это приводит к зарядку конденсатора С1 (С2) и заряда емкости поля. Затем запускается внутренний таймер микроконтроллера.

Конденсатор начинает разряжаться через R4 (R7), что в свою очередь вызывает падение напряжения на соответствующем выводе микроконтроллера. Когда напряжение, на входе микроконтроллера, падает ниже порога переключения для низкого уровня (около 2 В), то запускается прерывание.

Обработчик прерываний останавливает таймер и считывает полученное значение. Это значение пропорционально времени разряда емкости поля. Поле, которое было нажато (приложен палец) имеет большую емкость, поэтому и время разряда тоже будет больше. В программе микроконтроллера не установлено конкретное значение времени разряда, поскольку оно будет зависеть от конкретной формы и размера сенсорного поля.

Происходит всего лишь регистрация увеличения времени разряда в последовательных измерениях, что свидетельствует об отклике системы. Этот метод позволяет сделать схему устойчивой к помехам и подключить внешние сенсорные поля больших размеров.

Выбор режима работы емкостного выключателя производится с помощью резисторов R10 и R11.

• Установив резистор R10, мы получим моностабильный режим работы — при каждом нажатии на выходе будет появляться импульс длительностью около 15 мс.
• Установив резистор R11, появиться возможность работать с двумя устойчивыми состояниями — каждое нажатие приводит к изменению состояния соответствующего выхода.

В промежутках между последовательными измерениями, микроконтроллер потребляет минимальный ток, благодаря чему схема потребляет около 1мА. На печатной плате с одной стороны размещены элементы, а с другой стороны, расположены сенсорные поля, покрытые лаком (паяльной маской).

• Схема имеет два выхода с открытым стоком и допустимым током нагрузки 0,2 А.
• Напряжение питания схемы составляет 5…10 В.
• Размеры печатной платы:19 мм × 35 мм.

Скачать рисунок печатной платы и прошивку (18,2 KiB, скачано: 1 451)