Berührungssensor mit Metallplatte

[Marco78]

Wie soll ich das Problem leicht verständlich aber unmissverständlich und genau beschreiben?

Ich Suche eine Schaltung wie man sie von Fussgängerampeln kennt. Einfach eine Fläche berühren und es wird was geschaltet.

Vorweg. Die Suche im Forum hat nichts ergeben. Alle 117 Suchtreffer behandeln nicht das was ich meine.

Ich habe eine Metallplatte (12cm X 12cm) die bei Berührung oder Annährung (kleiner als 5cm) eines menschlichen Fingers (von mir aus kann es auch die Nase, ein Fuß oder sonstwas sein) einen Schaltvorgang auslösen soll.
Auf die Platte kann kein Druck ausgeübt werden um den Vorgang auszulösen.
Und die Platte kann nicht gegen Kunststoff ausgetauscht werden um es irgendwie umzubauen.
Es kann auch keine Metallfolie übergezogen werden um bei direkter Berührung was zu schalten.

Die Schaltung die ich dafür z.Zt. verwende ich bei der Größe der Berührungsfläche zu empfindlich.

Erschwerend dazu kommt, das hinter der Platte eine EL-Folie leuchtet die etwas 'stört' Der Inverter für die Folie ist auch hinter der Platte.

Auf die Folie kann nicht verzichtet werden. Und die Sensorfläche kann nur die metallische Fläche von 12cm X 12cm sein.

Hat jemand eine Idee bzw. kennt eine Schaltung für sowas?

[Manf]

Es geht um das Thema kapazitiver Berührungssensor. Ich sehe mal nach welche konkreten Beispiele es dazu gibt.

Speziell auf der Sensor2005 Nürnberg war eine Demonstration von einem Sensorfeld das auch den Raum von 10cm vor den Sensoren erfasst hat.

Die reinen Schalter sind weniger empfindlich.
Manfred

[Marco78]

Es geht um das Thema kapazitiver Berührungssensor.

Genau. Aber halt nicht um zwei Elektroden auf einer Plastikscheibe.
Und ich Suche eine einfache nachzubauende Schaltung.
In etwa sowas wie der offene Eingang eine MOS-IC, den man mit den Fingern berührt und der Ausgang umschaltet. Nur etwas zuverlässiger.

[Manf]

Grundsätzlich ist es eine Kapazitätsmessung einer Platte gegen Erde. Man braucht für eine empfindliche Version die zweite Platte nicht, die Rückleitung geht dann über Erde.

Im Gegensatz zum offenen MOS Eingang der mit der Brummspannung funktioniert wird bei einem besser reproduzierbarem Verhalten eine hochfrequente Spannung geringer Amplitude an die Platte gelegt und es wird die Kapazität bestimmt.

Ich könnte mir vorstellen, dass für eine empfindliche Version auch die Platte mit ihrer Grundkapazität (ohne Berührung) mit einer Spule in Resonanz ist und die Verstimmung durch die Amplitude, Phase oder Frequenz bestimmt werden kann.

Eine Schaltung dafür habe ich jetzt nicht, sie dürfte aber nicht sehr kompliziert sein. Ich habe mal die Kurzbeschreibung des 2D Sensors zum Bericht der Sensor 2005 ergänzt.
Manfred
https://www.roboternetz.de/phpBB2/vi...=109554#109554

[Marco78]

Ich hänge mal den Schaltplan an.
So funktioniert das eigentlich wunderbar. Aber je größer die Sensorfläche wird, desto eher kippt der Ausgang willkürlich.
Und bei den 12X12cm (und den Störungen des EL-Inverter) habe ich kein Signal mehr, das man auswerten kann.

[Manf]

So funktioniert das eigentlich wunderbar.

Die beste Schaltung ist ja die, die funktioniert.
Reicht der Einstellbereich des Potis aus oder suchst Du noch nach einer Schaltung mit der Du die Parameter über einen weiteren Bereich einstellen kannst?
Manfred

[Marco78]

Ich Suche im Prinzip eine zuverlässigere Schaltung. Ein größeres Poti scheint auch nichts zu bringen.
Auch wenn der EL-Inverter aus ist, habe ich am Ausgang einen nicht nachvollziehbaren Wert. Entweder 0V (was ja meistens auch gewünscht ist) oder 5V (obwohl niemand wo angefasst hat) oder Spannungen um 3V (als ob jemand kurz vorm berühren ist)
Es mag ja sein, das eine andere Frequenz helfen könnte. Ich habe aber auch kein Oszi um mal zu schauen was da eigentlich vor sich geht.

Am liebsten wäre mir eine andere Schaltung als diese noch mehr zu modifizieren.

[Marco78]

Ich möchte den Beitrag zum Wochenende hin nochmal hochschieben in der Hoffnung das er bis Sonntag Abend nicht wieder in Vergessenheit geraten ist

[Manf]

Ohne Oszilloskop wäre ich mir auch unsicher, speziell wegen der Störungen.
Ich hoffe die aktuelle Schaltung, die ich auch gerade noch mal kurz erprobt habe ist sicherer.

Es handelt sich um zwei gleiche Oszillatoren, die aus Gattern auf dem selben Chip aufgebaut sind. Es ist jeweils ein mit 100kOhm gegengekoppelter Inverter und eine dynamische Mitkopplung die bei gleicher Kapazität auf gleicher Frequenz, 100kHz, schwingen.

Bild hier  

100kOhm sind (hoffentlich) niederohmig genug, um elektrische Störungen von außen klein zu halten und groß genug, um mit der kleinen Kapazität, die ja durch Berühren geändert werden soll, eine saubere Schwingung zu erzeugen.

Die Kapazität des oberen Oszillators ist von 33pF auf 27pF verringert. Die Frequenz erhöht sich damit um ca. 20% (nicht ganz wegen der Streukapazität). Über 100pF wird die Berührplatte angehängt. Vergößert sich nun die Kapazität um mehr als 6pF, dann wird die Frequenz kleiner als 100kHz und der Phasenkomparator 2 des 4046 zeigt dies als konstanten Pegel an. (Der PhC II des 4046 mit seinem Frequenzvergleich ist das Besondere an der Schaltung.)

In störungsarmer Umgebung läuft die Schaltung recht sicher, die Störungen wirst Du schon noch dazu bringen.
Manfred

[Marco78]

Vielen Dank!

Ich denke mal der Kondensator zwischen Schalter und Erde stellt die Berührungsplatte dar?!

Mal schauen ob ich eine 4046 in meiner Bastelkiste habe, dann kann ich dir morgen sagen ob es geklappt hat.