Come assemblare un interruttore touch con le tue mani. Come realizzare un normale monitor touchscreen? Interruttore touch fai da te per 220

18.08.2023

Come funziona?

Essenzialmente, un sensore è un sensore che risponde, in questo caso, al tocco. Per attivare l'interruttore è sufficiente toccare leggermente il contatto in modo che il circuito si chiuda. Il corpo umano genera una certa quantità di elettricità, quindi ogni tocco sul sensore trasporta una piccola carica. Questo non è sufficiente per accendere direttamente l'intero sistema, ma è abbastanza per dargli una “spinta” attraverso una catena di parti costruite in un certo modo.

L'interruttore touch viene spesso utilizzato quando si organizza l'illuminazione su strisce LED, il che è abbastanza economico. Inoltre, il loro design è tale che il corpo del dispositivo può essere a filo con il muro, senza pulsanti sporgenti, questo sembra impressionante interni moderni. Alcuni sensori sofisticati sono così sensibili al corpo umano, che funzionano anche tenendo semplicemente la mano o un'altra parte esposta del corpo accanto a loro.

Poiché i prezzi per tali dispositivi sono ancora troppo proibitivi per la maggior parte delle persone, puoi armarti di un saldatore e costruire un semplice interruttore tattile con le tue mani. Ciò richiederà pazienza e i seguenti elementi:

I nostri lettori lo consigliano! Per risparmiare sulle bollette elettriche, i nostri lettori consigliano la “Scatola Risparmio Elettricità”. I pagamenti mensili saranno inferiori del 30-50% rispetto a prima dell'utilizzo del risparmiatore. Rimuove la componente reattiva dalla rete, con conseguente riduzione del carico e, di conseguenza, del consumo di corrente. Gli elettrodomestici consumano meno elettricità e i costi si riducono.

Saldatore, colofonia, lega per saldatura,
Transistor VT2, VT1 (tipo KT315 con qualsiasi indice),
Relè K1 (tipo RES55A), per una tensione di 6 volt e una corrente operativa di 15-20 mA,
Diodo VD1 (tipo KD509, KD503, KD522),
Condensatori C1, C2, C3,
Resistore R.

Ora, secondo lo schema, da questi elementi viene assemblato un circuito. Quindi è necessario verificarne la funzionalità collegandolo all'alimentazione. Se il relè viene attivato al tocco, significa che tutto è in ordine e può essere utilizzato, in caso contrario è necessario scegliere la resistenza giusta. Per fare ciò, al posto di R1 viene posizionato un resistore variabile e adattato al relè utilizzato. Non appena il relè funziona, misuriamo la sua resistenza con un multimetro e inseriamo il corrispondente resistore ordinario nel nostro circuito.

Toccando il sensore – E1, il segnale elettrico di una persona viene inviato a un amplificatore di tensione composto da due transistor – VT1 e VT2 (è anche un raddrizzatore), mentre passa attraverso un condensatore – C1. Il relè K1 serve per fornire un carico all'amplificatore, che viene attivato ad ogni tocco. Il condensatore C2 in questo circuito è un filtro per attenuare l'ondulazione tra il raddrizzatore e il carico. Per proteggere il transistor VT2 da possibili picchi di tensione, è installato un diodo VD1. Anche tra l'amplificatore e il relè c'è un resistore - R1. La fonte di alimentazione può essere un normale alimentatore da 9 volt (richiesto quando si collegano dispositivi a 220 V) o una batteria con la stessa tensione.

Se non ti piace o non vuoi saldare, puoi semplicemente acquistare una scheda già pronta e usarla per assemblare il controllo di qualsiasi dispositivo di illuminazione, sia esso una striscia LED o una lampada a incandescenza. Sul retro del dispositivo è presente uno schema elettrico.

Cosa offrono i produttori?

Tutte queste cose fatte in casa sono coccole rispetto ai moderni “giocattoli” high-tech che possono essere acquistati. È vero, costano più di mille rubli l'uno, ma per il piacere devi pagare.

Questi interruttori tattili sono controllati da piccoli microcontrollori che eseguono attività specifiche dell'utente. Pertanto, le funzioni più comuni sono la modifica della luminosità dell'illuminazione, lo spegnimento automatico, l'effetto presenza, il ricordo della luminosità regolata, l'effetto corridoio e altre.

Un altro tipo di prodotto che utilizza un interruttore tattile è Strisce LED in un profilo metallico. Questa è una soluzione completamente già pronta che può essere installata in qualsiasi stanza. Accadono dimensioni diverse, quindi non sarà difficile per te sceglierli per una cucina spaziosa o un piccolo ufficio accogliente.

Tali dispositivi funzionano con alimentazione a 12 V, cioè tramite un apposito alimentatore. Ciascuna di queste lampade viene fornita con le istruzioni per collegamento corretto, quindi l'installazione è abbastanza facile da gestire.

Scopri come possono essere diversi gli interruttori tattili. Più precisamente, il principio di funzionamento è lo stesso per tutti, ma l'ambito di applicazione nei prodotti di illuminazione è molto vario. E non lasciatevi spaventare dai loro costi ancora elevati, non appena le persone sperimenteranno tutte le funzionalità di tali dispositivi, la domanda aumenterà, appariranno nuovi produttori e i prezzi diventeranno molto più attraenti.

Quando si utilizzano interruttori domestici in appartamenti e uffici, spesso si guastano a causa della presenza di parti mobili che sfregano. Recentemente, vengono sempre più sostituiti con interruttori touch più affidabili e durevoli. Il design e il principio di funzionamento di questi dispositivi sono molto semplici e consentono di effettuare un interruttore tattile con le proprie mani. La figura seguente mostra un dispositivo dotato di sensore integrato.

Per commutare l'interruttore elettronico in uno stato attivo, è sufficiente toccare leggermente l'elemento sensibile, eliminando la necessità di contatto meccanico con il modulo attuatore. Questi dispositivi vengono spesso utilizzati quando è necessario controllare l'accensione di luci, tende ad azionamento elettrico e altri meccanismi con un consumo energetico non molto elevato.

Vantaggi

I vantaggi dei dispositivi di commutazione tattile includono:

Facilità di controllo del circuito di commutazione (rispetto ad un interruttore a chiave spesso bloccato);
Funzionamento assolutamente silenzioso del modulo esecutivo, integrato nell'interruttore;
Sicurezza di funzionamento del prodotto situato nell'alloggiamento, la cui alimentazione viene fornita tramite isolamento galvanico;
E infine, un aspetto estetico moderno che decora gli interni di ogni stanza.

Fai attenzione! Se necessario, la superficie touch sigillata può essere toccata con le mani bagnate, il che non è del tutto sicuro per i dispositivi convenzionali con chiave.

Inoltre, tali dispositivi sono facilmente compatibili con sistemi di controllo remoto che consentono la possibilità di installare più canali di controllo. Questi prodotti sono buoni anche perché possono essere facilmente realizzati con le tue mani.

Dispositivo e principio di funzionamento

Qualsiasi semplice interruttore tattile contiene i seguenti tre componenti:

Uno speciale elemento sensibile che viene attivato dal tocco di un dito o dal suo avvicinamento alla superficie;
Schema di un interruttore della luce sensibile al tocco basato su elementi semiconduttori che forniscono l'amplificazione dei segnali deboli provenienti dal sensore;
Un'unità esecutiva o di commutazione composta da transistor e relè (con il suo aiuto viene controllato il carico).

Diamo un'occhiata al principio di funzionamento utilizzando l'esempio più semplice dispositivo elettronico, funzionante con una tensione di alimentazione di 16 Volt. La figura seguente mostra uno schema di un interruttore tattile di questo tipo.

La figura mostra che la parte elettronica è realizzata sotto forma di un amplificatore in cascata che elabora un segnale debole proveniente dal sensore e ne aumenta l'ampiezza al livello richiesto. Questa versione dell'interruttore può essere utilizzata per commutare piccoli carichi di corrente.

Il primo stadio dell'amplificatore è configurato in modo tale da esistere sul corpo umano elettricità statica abbastanza per aprire il transistor di ingresso VT1 quando tocchi la sua base con il dito. Il numero totale di stadi in questo circuito è tre, il che consente di ottenere il guadagno di uscita richiesto.

Per finalizzare questo circuito, dovrai includere un relè di carico (invece di un resistore da 220 Ohm) nel circuito del collettore del transistor di uscita. Quando l'elemento relè viene attivato, i suoi contatti forniscono tensione dalla rete domestica al circuito della lampadina, dopodiché si accende.

Se toccato nuovamente, lo stesso potenziale del corpo umano porta alla chiusura del transistor e alla perdita di tensione sull'avvolgimento del relè. I suoi contatti direttivi spengono il circuito che alimenta la linea di illuminazione.

Importante! Il tipo di relè e/m è selezionato in modo tale che i suoi contatti possano essere utilizzati per commutare correnti significative.

Schemi pratici

Interruttore regolabile

Oltre al dispositivo di commutazione più semplice già discusso in precedenza, esistono sensori con una struttura leggermente diversa.

Alcuni esempi di tali dispositivi elettronici possono essere realizzati, ad esempio, sotto forma di interruttore con funzione di controllo dell'illuminazione. Il circuito di tale dispositivo contiene un altro nodo aggiuntivo responsabile del controllo dell'intensità di corrente nel circuito esecutivo (di solito viene eseguito su tiristori).

Toccando leggermente il sensore, la lampadina da esso comandata si accende immediatamente e poi si spegne. Ma se tieni il dito sull'area con l'elemento sensibile un po 'più a lungo, la luminosità del bagliore aumenta prima e dopo un po' inizia a diminuire.

Tali interruttori sono molto convenienti se li usi per lampada da tavolo, Per esempio. Con il loro aiuto è possibile impostare la luminosità desiderata rimuovendo il dito dal tasto al momento giusto (di seguito è mostrato lo schema del dispositivo con regolatore di luce).

L'elettronica del dispositivo funziona in questo modo:

Innanzitutto, un segnale debole generato sull'elemento sensibile viene fornito all'ingresso del microcircuito K145AP2, che lo amplifica al valore richiesto, e quindi attraverso il transistor VT1 viene fornito all'elettrodo di controllo del triac VS1;
A seconda della durata dello stato attivo del transistor, cambierà il tempo di apertura dell'elemento di controllo dell'uscita;
Quando si tiene a lungo il dito sul sensore, la forza attuale nel circuito di alimentazione aumenterà e, insieme ad essa, l'illuminazione nella stanza inizierà ad aumentare;
Per abbassarlo a zero (spegnere la luce), è necessario mantenere il dito sulla superficie sensibile anche dopo aver raggiunto la massima illuminazione.

Spiegazione aggiuntiva. Un elemento triac funziona come segue: quando viene aperto da un interruttore, il valore medio della corrente attraverso la giunzione aumenta, mentre quando è chiuso, al contrario, diminuisce.

La tensione di alimentazione viene fornita a questo circuito da una rete domestica da 220 Volt. Il LED HL1 situato nella parte anteriore del tasto segnala la presenza di alimentazione e allo stesso tempo illumina il dispositivo durante le ore notturne. Il diodo zener installato nei circuiti di uscita è selezionato in modo tale che la tensione sul condensatore C5 sia compresa tra 14 e 15 Volt. A valori più bassi del parametro di controllo, la lampada potrebbe iniziare a sfarfallare.

Quando si realizza da soli l'elemento sensibile dell'interruttore, è possibile utilizzare un normale foglio di rame come touch pad.

Circuito semplice a 2 transistor

La versione più semplice dei dispositivi in esame è un circuito con due transistor (figura sotto), che funziona come segue.

In caso di contatto con l'elemento sensibile E1, il potenziale da corpo umano attraverso il condensatore di isolamento C1 va all'amplificatore. Come elemento di carico viene utilizzata una bobina relè elettromagnetico K1, attivato dopo il successivo tocco del sensore.

In questo caso, i contatti dell'attuatore forniscono alimentazione al circuito di illuminazione, grazie al quale la lampadina si accende. Quando si tocca il pad con il sensore una seconda volta, il circuito di controllo spegne il relè e la lampadina si spegne immediatamente.

In conclusione, notiamo che effettuare un simile passaggio con le proprie mani non è affatto difficile. Per fare ciò, basta leggere il materiale qui riportato e provare a seguire tutte le raccomandazioni in esso contenute.

Video

Le interferenze elettromagnetiche possono interferire con il funzionamento telefoni cellulari e peggiorare la qualità di ricezione del segnale. Ma potrebbero essere la chiave per trasformare i tradizionali display LCD in display controllati tramite gesti.

Un team di ricercatori del Laboratorio informatico dell'Università di Washington ha sviluppato un modo per trasformare un display a cristalli liquidi (LCD) convenzionale in un touch screen utilizzando l'interferenza elettromagnetica. La tecnologia uTouch prevede l'uso di un semplice sensore e di un software. Questa tecnologia è basata su debole radiazione elettromagnetica, la cui fonte è l'elettronica di consumo.

“I dispositivi che ci circondano sono la fonte di tutti questi segnali. Ma le persone non prestano loro attenzione perché li percepiscono come un’interferenza”, afferma il ricercatore e coautore Sidhant Gupta.

Se per tablet Sebbene i touch screen siano già diventati la norma sugli smartphone, stanno appena iniziando a diffondersi nei pannelli televisivi e nei monitor dei computer.

Le tecniche esistenti per trasformare i display passivi in schermi sensibili si basano generalmente su fotocamere o altri sensori. Tuttavia questa soluzione non è sempre pratica. I risultati delle ultime ricerche saranno presentati a maggio in una conferenza scientifica a Parigi, dove verranno discusse le questioni relative all'interazione uomo-computer.

Gli autori dello studio notano di aver misurato e analizzato la natura dei segnali provenienti dai display LCD quando si avvicina la mano allo schermo. Questi segnali vengono registrati come interferenze elettromagnetiche e possono essere misurati utilizzando un sensore da 5 dollari che si collega a una presa domestica.

Il sensore raccoglieva informazioni sulle interferenze elettromagnetiche e le inviava a un computer collegato al sistema con uno speciale software. Il programma ha utilizzato un metodo di apprendimento automatico per prevedere il segnale, che viene riconosciuto come rumore o come uno dei cinque gesti stabiliti. Una volta registrato un tocco o un gesto, lo schermo eseguiva il comando dell'utente.

"Stiamo cercando di comprendere meglio la natura del cambiamento del segnale, la sua intensità", afferma Gupta.

Ogni display crea la propria interferenza elettromagnetica. Il sensore è in grado di vedere la differenza tra loro. Ciò consente di addestrare i display LCD convenzionali a riconoscere il tocco e i gesti.

Ma la tecnologia uTouch ha i suoi limiti. Questo metodo non può trasformare un normale display in uno schermo interattivo di iPhone o smartphone. Il dispositivo risponde a semplici gesti che riproducono video, avviano e arrestano applicazioni. I movimenti più complessi delle dita sullo schermo gli sono ancora incomprensibili.

I ricercatori non intendono commercializzare la tecnologia ma, secondo Gupta, i componenti necessari sono disponibili in commercio e tutti gli algoritmi sono discussi nel rapporto. Pertanto, se lo si desidera, il sistema può essere assemblato in modo indipendente.

Il team continuerà a lavorare per migliorare la tecnologia uTouch.

Il mercato morente dei PC può essere salvato.

L'interruttore tattile è molto circuito semplice, che consiste di soli due transistor e diversi elementi radio.

Sensore – sensore – con Inglese lingua- un elemento sensibile o ricettivo. Questo schema consente di applicare tensione al carico toccando il sensore con il dito. In questo caso il nostro sensore sarà un filo proveniente dalla base. Quindi, diamo un'occhiata allo schema:

La tensione operativa del circuito è 4-5 Volt. Forse un po' di più.

Lo schema è molto semplice. Su una breadboard da mm sarà simile a questo:

Il filo giallo dalla base del transistor KT315, che è nell'aria, sarà il nostro sensore.

Per coloro che non ricordano dove sono l'emettitore, il collettore e la base, la foto sotto mostra la piedinatura (posizione dei pin) del transistor KT361 (a sinistra) e del transistor KT315 (a destra). KT361 e KT315 differiscono nella posizione della lettera. Per KT361 questa lettera è al centro, mentre per KT315 è a sinistra. Non importa quale lettera sia. In questo caso, la lettera "G" indica che vengono utilizzati i transistor KT361G e KT315G

Nel mio caso, ho utilizzato i transistor KT315B (beh, qualunque cosa mi sia capitata).

Ecco un video di questo circuito in azione:

Cosa succede se utilizzi un interruttore tattile di questo tipo per controllare un carico potente? Ad esempio, una lampada a incandescenza da 220 Volt? Possiamo semplicemente usare un SSR invece di un LED.

In questo circuito ho utilizzato un relè a stato solido (SSR), sebbene sia possibile utilizzare anche un relè elettromeccanico. Quando si utilizza un relè elettromeccanico, non dimenticare di posizionare un diodo protettivo in parallelo alla bobina del relè

Il mio circuito TTP modificato si presenta così:

Ed è così che funziona:

Su Internet, questo circuito utilizza tre transistor. L'ho semplificato un po'. Il principio di funzionamento del circuito è molto semplice. Quando tocchi l'uscita della base del transistor VT2 con il dito, un segnale sinusoidale dal nostro corpo viene inviato alla base. Da dove viene? Prelievi da rete 220 Volt. Quindi, queste interferenze sono sufficienti per l'apertura del transistor VT2, quindi il segnale da VT2 va alla base di VT1 e lì viene amplificato ancora di più. La potenza di questo segnale è sufficiente per accendere un LED o inviare un segnale di controllo a un relè. Tutto è geniale e semplice!

Un classico interruttore tattile è un dispositivo basato su semiconduttori che controlla lo stato di un circuito elettrico esterno ad esso collegato utilizzando un elemento di commutazione interno. L'accensione e lo spegnimento dipendono dalla posizione dell'oggetto lontano dall'interruttore. Di norma, tale oggetto di osservazione è la persona stessa o la sua mano.

L'interruttore tattile funziona senza sforzo meccanico: tutte le azioni vengono eseguite toccando leggermente una speciale piastra di contatto: il sensore.

Il dispositivo comprende tre parti principali

Elemento sensibile (sensore), circuito di analisi, circuito di controllo su semiconduttori, sezione di potenza switching. Quando l'oggetto d'influenza si avvicina alla zona di controllo del sensore, viene generato un segnale. Successivamente, viene convertito in un segnale elettrico, la cui potenza garantisce il funzionamento della parte di commutazione. In questo caso, il circuito CC viene acceso o spento. Gli interruttori tattili non solo rendono comodo il funzionamento degli elettrodomestici, ma contribuiscono anche a un notevole risparmio energetico.

Presentiamo alla vostra attenzione schema elettrico interruttore tattile lampada da tavolo, adatto a molti elettrodomestici. Con questo dispositivo, i dispositivi si accendono e si spengono istantaneamente con un leggero tocco della mano sul contatto touch.

Il circuito dell'interruttore tattile include:

Un amplificatore di corrente con transistor VT1 e VT2 e un filtro con elementi R3 e C1. Questo filtro rimuove le interferenze quando si tocca il contatto tattile E1. La parte principale dello schema è un flip-flop RS, costituito da due elementi logici DD1.3 e 001.4. Per impostare il trigger nella posizione desiderata, è necessario applicare una tensione di basso livello a uno dei suoi ingressi. Allo stesso tempo, sull'altro ingresso, viene impostata la tensione alto livello.

Per fornire alternativamente tensione a basso livello ai pin 1 e 6, vengono introdotte due catene RC: R5C2 e R6C3 con intervalli temporali diversi. Utilizzando un trigger, il transistor VT3 e il tiristore VS1 vengono controllati, accendendo e spegnendo la lampadina HL1. La parte a bassa tensione del circuito è alimentata da uno stabilizzatore parametrico basato sul diodo zener VD7. Il condensatore C4 attenua il più possibile l'ondulazione della tensione di alimentazione. Dopo aver applicato la tensione di alimentazione, il grilletto viene impostato su una posizione in cui l'uscita dell'elemento DD1 è bassa. In questo stato, il trigger può essere indefinito, motivo per cui il tiristore V51 è chiuso e la lampada NI non si accende.

Quando l'uscita dell'elemento logico DD1 è impostata su un livello di tensione elevato, C2 - C3 vengono scaricati, i diodi VD2 - VD3 sono chiusi.

Caratteristiche tecniche di un tipico interruttore tattile

Il tempo di spegnimento standard non è superiore a 0,2 s;
Il consumo di corrente in modalità standby non è superiore a 2 mA.

Durante il lavoro di messa in servizio particolare attenzioneÈ necessario prestare attenzione al rispetto delle misure di sicurezza elettrica. Ciò è dovuto al fatto che il dispositivo viene alimentato senza l'ausilio di un trasformatore di isolamento. Dopo che una persona entra in contatto con un contatto tattile, una corrente massima di 65-70 μA può passare attraverso il suo corpo. L'entità di questa corrente è completamente sicura e non causa danni alla salute.