Сенсорная кнопка общие сведения

Сенсорная кнопка это отличная альтернатива типовым механическим кнопкам, которая никогда не изнашиваются и не засоряются, практически не ломаются устойчивы к агрессивным жидкостям, не требуют нажимного усилия, а также вандалоустойчивы.
Радиоконструкторы на любой вкус

Принцип работы сенсорных кнопок (СК)

Чувствительная поверхность типовой СК генерирует электрическое поле реагирующее на изменение емкости при попадании в него биологического объекта, обладающего некоторой диэлектрической проницаемостью. При этом преобразователь настраивается на касание руки или пальца человека. При срабатываниях СК запускается процесс переключения выходного ключа (построенного на транзисторе) и изменение значений выходных цепей.

Вокруг чувствительной поверхности большинства СК находится кольцевой светоизлучатель, изменяющий цвет свечения при касании к сенсору. Среди СК существуют разновидности с внешним переключением световой индикации, позволяющие показывать текущее состояние схем управления. В центре чувствительной поверхности, под прозрачным колпачком можно разместить пиктограмму с подсказкой о назначении кнопки. Со стороны чувствительной поверхности в большинстве моделей СК с помощью специальных герметиков обеспечивается полная герметизация.

Сенсорные кнопки по функциональным вариантам можно разделить на следующие группы:

Динамические сенсорные кнопки При её касании, независимо от длительности прикосновения, переключение выходного сигнала осуществляется в виде импульса с определенной фиксированной длительностью, например 500 мс.
Статические СК Включение происходит при касании, а выключение при отпускании. Т.е Данный вариант является полным аналогом стандартной механической кнопки без фиксации, за одним но в большинстве моделей длительность активации ограничена 15-30 секундами, после чего статическая СК автоматически переключится в выключенное состояние.

Триггерные СК - Выходное изменение сигнала идет при каждом касании, аналогично механическому варианту с фиксацией. При отключении питающего напряжения и повторной подаче питания СК переключается в ждущий режим.
Комбинированные СК Сочетание статических и триггерных возможностей сенсорных кнопок в "одном флаконе". Активация СК осуществляется при касании, если его длительность превышает определенный временной интервал, а выключение аналогично работе статической СК. При сдвоенном коротком касании, СК сработает по триггерному варианту и удерживает сигнал на выходе до последующего прикосновения.
Пультовые СК - Включение происходит касанием при условии присутствия положительного напряжения на входах сброса. Сброс или возврат в ждущий режимпроисходит по пропаданию фронта положительного напряжения на любом из входов сброса. При этом сбросовое воздействие имеет больший приоритет, чем включающее. Ждущий режим работы может индицироваться подсветкой, а при активном она выключена.
Простая сенсорная кнопка

Простую радиолюбительскую самоделку можно собрать всего на нескольких доступных компонентах. В схеме использовано всего три биполярных транзистора, три сопротивления и один светодиод, (схему смотри в видеоинструкции). Собрать устройство можно даже с помощью навесного монтажа, всё должно нормально работать.

Транзисторы для самодельной констркции можно взять практически любые, в данном варианте NPN структуры: КТ315, КТ3102 или BC547. Сопротивления должны быть мощностью не менее 0,125 Ватт. Светодиод впринципе любого цвета, но лучше взять красный, т.к падение напряжение у них минимальное.

Касаясь пальцем до базы третьего транзистора мы открываем его благодоря наводкам, поэтому через него и огромное сопротивление номиналом 1 Мом протекает электрический ток, который открывает второй полупроводник, а через него уже срабатывает и третий биполярник, который управляет красным светодиодом. Сопротивление 220 Ом в этой цепочки является “токоограничительным”, на нём падает лишнее напряжение, что защищает диод от деградирования кристалла и полного выхода из строя

Если вместо светодиода в схему добавить реле, то через его контакты можно управлять почти любой нагрузкой, в зависимости от типа реле. Хотя более грамотным вариантом включение/отключение нагрузки является коммутация с помощью оптопары, в этом случае будет реализована гальваническая развязка.

Данная схема СК не имеет фиксации, дотронулись – нагрузка подключена, отпустили – она отключилась. Если нужно получить аналог СК с фиксацией можно дополнить в схему триггером, например, на отечественной микросборке КМ555ТМ2. В этом случае при касании к базе транзистора нагрузка будет включена до тех пор, пока не будет произведено следующее касание или не отключится питание.

На практике эту радиолюбительскую самоделку можно использовать для быстрого включения и отключения освещения, но из-за своей простоты схема далеко не идеальна и применять ее в серьезных конструкциях не советую.

Схема емкостной сенсорной кнопки на основе микросхемы TTP223

Миниатюрная сборка TTP223 представляет собой сенсор нажатия и характеризуется током потребления и работой в приемлемом диапазоне напряжений (от 2 до 5.5 В)

Схема на рисунке выше может взаимодействовать практически с любым типом микроконтроллером или Arduino через разъем J1. На VCC рекомендуется подавать регулируемые 5 В, и выход OUT будет переключаться в "единичное№ логическое состояние, в тот момент, когда будет нажата кнопка. Светодиод LED1 - индикатор питания, а LED2 индикатор выхода. Чтобы он был задействован, нужно тоько поставить перемычку на JP1. В роли сенсорной пластины (на схеме TP) можно использовать небольшой лист металла в виде круга или квадрата нужного размера.

Сенсорный выключатель на микросхеме TTP223-BA6. В схеме использован модуль Arduino для управления мощной нагрузкой постоянного тока.

Транзисторный вариант схемы сенсорной кнопки

Основу такой СК это пластинка из токопроводящего металла. Вместо индикаторной лампочки #53 можно подключить обмотку реле. В схеме используются четыре транзистора, три биполярныха (Q2, Q3, Q4), и один полевой.