Dokunmatik Anahtar Panelli kontrol Kutusu;
Bu proje, dört elektrikli cihazın kontrolü için kapasitif bir dokunma sensörüne dayanmaktadır. Açma / kapama düğmeleri, farları veya pervaneleri ve elektrikli kapı zillerini çalıştırmak için anlık pres düğmelerini kullanmaktadır. Bu anahtarların çoğu mekaniktir ve kir, nem veya yanlış kullanım nedeniyle hasara karşı hassastır.
Bazı modern evlerde mekanik anahtarlar dokunmatik anahtarlarla değiştiriliyor. Dokunmatik anahtarlar mekanik aşınma ve yıpranma sorunlarına sahip değildir ve normalde uygun kutulara kapatılarak, en zorlu ortamlarda bu esneklik sağlanır. Bazı dokunmatik anahtarlar, estetik açıdan hoş ve oda dekoru ile harmanlanarak güzelce tasarlanmışlardır. Ancak, piyasada satılan dokunmatik anahtarlar pahalıdır. Burada sunulan devre düşük maliyetli ve yapımı kolaydır.
Dokunmatik anahtar nasıl çalışır?
Kapasitif bir sensör, harici bir nesnenin etkisine bağlı olarak kapasitansta bir değişiklik tespit ederek çalışır. Dokunma plakası yalıtkan malzeme ile kaplanmıştır ve kullanıcı elektrik devresiyle temas etmemektedir.
Bir kapasitif dokunmatik anahtarın farklı katmanları vardır – üst yalıtım yüz plakası, ardından dokunmatik plaka, başka bir yalıtım katmanı ve daha sonra Şekil 1’de gösterildiği gibi topraklama plakası.
Uygulamada, çift taraflı bir PCB üzerinde dokunmatik sensör olarak bir tarafa ve diğer tarafa kondansatörün zemin plakası olarak bakılarak bir kapasitif sensör yapılabilir. Bu plakalara güç uygulandığında, iki plaka şarj edilir. Denge durumunda, plakalar güç kaynağı ile aynı gerilime sahiptir.
Kapasitans, volt başına yükün ölçüsüdür (Cs = Q / V). Bir parmak sensör plakasına yaklaştığında, kapasitör plakasının etrafındaki elektrik alanı insan vücudunu kutuplar ve enerji ona aktarılır. Bu, başka bir denge durumuna ulaşılana kadar sensör plakasına daha fazla şarjın akmasına neden olur. Bu, sensör plakasındaki yük konsantrasyonunu arttırır ve kapasitansta bir değişikliğe (artmaya) neden olur.
Sensör plakasına fiziksel olarak dokunmak gerekli değildir, çünkü sensörün yanındaki elektrik alanın bozulması kapasitansta bir değişiklik meydana getirmek için yeterlidir. Sensör plakası bu nedenle koruyucu bir kaplamanın arkasına yerleştirilebilir. Kaynaklı kapasitans aşağıdaki ilişki ile belirlenir:
Cf = kε 0 (A / d)
k, koruyucu kaplamanın dielektrik sabiti, ε 0 , vakumun geçirgenliğidir, A, dokunmatik plakanın alanıdır ve d, iletken plaka ile parmak arasındaki mesafedir.
Camın dielektrik sabiti 3,8 ile 14,5 arasında değişirken, pleksiglas (akrilik) 2,6 ile 3,5 arasında, kağıdın 3,6 ve ahşap da 1,4 ile 2,9 arasında bir dielektrik sabiti vardır. Dolayısıyla cam, koruyucu kaplama için en iyi malzemedir, bunu pleksiglas izler .
Dokunmatik dedektör devresi, frekansı dokunmatik yüzeyin kapasitansına bağlı olan bir osilatöre sahiptir. Bir parmak dokunmatik yüzeye yaklaştığında, ek kapasite bu dahili osilatörün frekansının değişmesine neden olur. Dedektör devresi osilatör frekansını zamanlanmış aralıklarla izler ve vardiya eşik değişimini geçtiğinde devre bir tuş basma olayını tetikler.
Dokunmatik anahtar dedektörü
TTP223, tek dokunuşlu bir tuş takımı dedektörü IC iken, TTP224 ve TTP225, sırasıyla dört ve sekiz adet pili yönetebilir. TTP223 IC’nin blok şeması, Şekil 2’de gösterilmiştir.
TTP223 IC, farklı uygulamalara uyacak şekilde on altı, sekiz veya altı pinli konfigürasyonlara sahip farklı paketlerde mevcuttur. Bu projede altı pinli versiyon kullanılmıştır ve pin çıkışı Şekil 3 (a) ‘da gösterilmiştir.
(b) TTP223 modülünün PCB’si
Bu paketin davranışı pimleri 4 ve 6 üzerinde bazı değişiklikler yapılarak değiştirilebilir.
Pin 4 (AHLB)
Bu pim açıkken çıkış aktif, VDD’ye bağlı olduğunda aktif düşük (pozitif rayı).
Pin 6 (TOG)
Bu pin, çalışma modunu belirler. Açıksa, dokunmatik yüzeye dokunulduğu sürece çıktı aktif durumda kalır. Bu pim yüksek (VDD) ise, geçiş modunda çalışır.
Bu tekli dokunmatik yüzey dedektörü IC TTP223 etrafında inşa edilmiş önceden oluşturulmuş modüller bu projede kullanılmıştır. Bu modüller ucuzdur ve çevrimiçi portallarda kolayca bulunur. Devre şeması ve PCB modülü, sırasıyla, Şekil 3 (a) ve 3 (b) ‘de gösterilmiştir.
Devre ve çalışma
Bu dokunmatik anahtar paneli için dört dokunmatik anahtar kullanılır. Üçlü anahtar normal açma / kapama anahtarları gibi işlev görürken, dördüncü bir anlık anahtar (zil anahtarı) olarak çalışır. Paneldeki anahtarların sayısı ihtiyaca bağlı olarak değişebilir.
Bu projede devreyi kapatmak için uygun boyutta bir Bakalit anahtar kutusu kullanılmıştır. Akrilik bir tabaka alın ve ön dokunmatik paneli yapmak için kutunun boyutuna kesin. Akrilik ön panelde çeşitli giriş etiketleri işaretlenmiştir. Yazarın dokunmatik anahtar panelinin prototipi Şekil 4’te gösterilmektedir.
Kullanıma hazır dokunmatik anahtar modüllerini kullanmadan önce, varsayılan davranışlarını değiştirmek için onları değiştirmemiz gerekir. Işık anahtarları için, modülde A ve B olarak işaretlenmiş iki lehim pabucu kısa devre yaptırılmalıdır. Zil şalteri için sadece P pedine kısa devre yapılırken B pedinin açık bırakılması gerekir. Aktif düşük girişlere sahip olan rölelere uyacak şekilde Pad A’nın kısa olması gerekir.
Ayrıca, Şekil 3 (a) ‘da gösterildiği gibi, çıkış yüksek olduğunda, modül üzerinde yanan bir LED göstergesi vardır. Bu röle modülü aktif bir düşük sinyal gerektirdiğinden, modüldeki gösterge LED’i daima kapalı konumda yanar. Gösterge LED’ini her modülden çıkarın ve bunun yerine Şekil 5’te gösterildiği gibi harici bir 3mm LED bağlayın. LED’in yanması cihazın ön paneldeki durumunu gösterecektir.
Panel, devreye güç sağlamak için dört dokunmatik anahtar modülü, dört röle modülü ve 5V SMPS modülü kullanır. Her tür röle kartı kullanılabilse de, tüm bileşenlerin anahtar kutusuna kolayca takılmasını sağlamak için bir katı hal röle (SSR) modülü ve bir 700mA, 5V SMPS güç kaynağı burada kullanılır. TTP223 IC, 2,0V ila 5,5V arasındaki voltajları kaldırabilir ve güç kaynağı 5,5V’yi geçmemelidir.
Dört kanallı dokunmatik anahtar panelinin devre şeması, Şekil 5’te gösterilmiştir. Dört dahili TTP223 modülü (TTP1 ila TTP4), 5V SMPS modülü (Modül 1), 5V dört kanallı SSR röle modülü (Modül2) etrafında inşa edilmiştir. dört LED (LED1’den LED4’e kadar), üç 230V AC, 60W ampul (B1’den B3’e), 230V AC zili (BELL1) ve birkaç diğer bileşen.
Test
Röle kartı ve 5V güç kaynağı modülü, Şekil 6’da gösterildiği gibi anahtar kutusunun içine uygun şekilde yerleştirilmiştir. Dış ışıklar ve zil, röle kartının çıkış terminallerine bağlanır. Modüllerde G / Ç olarak işaretlenen dokunmatik yüzeyler, röle modüllerinin giriş pinlerine bağlanır.
Dört LED ile birlikte değiştirilmiş dört dokunmatik modül, Şekil 6’nın sağ tarafında gösterildiği gibi, sıcak tutkal kullanılarak akrilik levhaya yerleştirilir. Akrilik tabakanın ön panelindeki LED’ler için dört küçük delik açın (LED1 ila LED4). LED1’den LED4’e, bir dokunmatik modüle dokunulduğunda karşılık gelen LED’in yanması için, dokunmatik modüllerin yakınında sıcak tutkal tabancası kullanan deliklere sabitlenir (Şek. 7). LED’ler deliklere düzgün bir şekilde yerleştirilmeli, böylece bunlar ön panelde net bir şekilde görülebilir.
Malzeme Listesi;
Bağlantılar yapıldıktan sonra, anahtar kutusunu kapatın ve güç kaynağını açın. Üç ışığı, prototipte gösterildiği gibi ön paneldeki 1, 2 ve 3 olarak etiketleyin (Şek. 4). Dördüncü cihaz için kapı zili olarak BELL olarak etiketleyin. Şimdi, ön paneldeki herhangi bir etikete, örneğin 1’e dokunun. LED1 yanacak ve ilk röleyi açacak olan ilgili röleye enerji verilecektir.
Bu projede kullanılan SSR röle modülü maksimum 2A akım alabilir ve oda ışıklarına uygundur. Yüksek akım cihazlarını değiştirmek için, SSR kartını 10A’ya kadar akımları taşıyabilecek elektro-mekanik rölelerle değiştirin.
Bu makale buradan çevrilmiştir.
