Sensor de Tacto y Circuito de Rearme

MONTAJE

Sensor de Tacto y Circuito de Rearme Presentamos en este artículo un dispo sitivo que permite la operación de cual quier sistema eléctrico o electrónico al tocarlo simplemente con un dedo. Si bien el esquema es pensado para la operación de un relé, nada impide el uso de un tiristor, un triac o un optoa coplador para que el circuito no emplee componentes electromecánicos.

También ofrecemos una versión para un sistema de rearme.

Por: Luis Horacio Rodríguez lhrodri@webelectronica.com.ar

C

uántas veces ha intentado construir un circuito cuyo accionamiento quiere que sea realizado al tacto!

Un dispositivo con estas características debe ser capaz de amplificar las cargas estáticas o las señales inducidas, que se encuentran presentes en nuestro cuerpo, con el objeto de que puedan "disparar" un sistema que provoque el cambio de estado de un relé.

El circuito propuesto ha sido pensado con la aplicación de un amplificador operacional que actúa como conmutador activado por el tacto, debido a la captación por medios capacitivos de la señal que emite el cuerpo humano, correspondiente a la dispersión de la señal correspondiente a la red eléctrica de 50Hz.

Figura 1

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El detalle sobresaliente de este esquema radica en que se calibra el centrado del amplificador operacional, de manera que la salida del amplificador quede próxima a la saturación positiva, tal como muestra la figura 1.

Dicho de otra manera, se ajusta el pre-set de centrado de modo que cualquier señal pueda cambiar el estado de la salida del operacional. El circuito de la figura 2 muestra la etapa de salida de nuestro circuito, en el cual se observa que un transistor del tipo PNP tomará el estado de saturación, cuando en su base exista una tensión negativa con respecto al emisor, caso que ocurre cuando el AO cambia de estado como consecuencia de la captación de señal de una mano.

En la figura 3 se da el esquema eléctrico de nuestro aparato, en el cual el capacitor de 100µF se coloca con el objeto de tener una tensión residual en la base del transistor, para aseFigura 2

Sensor de Tacto y Circuito de Rearme Figura 3

Figura 4

Figura 5

gurar el disparo por más que el toque sea leve.

El análisis del circuito permite determinar que se trata solamente de un sensor de toque, que cierra los contactos de un relé cuando se detecta la señal proveniente de los dedos de una mano, pero dichos contactos se abren luego de quitada la señal.

El cierre de dichos contactos puede permanecer más tiempo si se aumenta el capacitor de 100µF. En la figura 4 se da el circuito impreso de nuestro sensor, con el detalle de los componentes sobre la placa, el cual podrá ser utilizado en conjunto con algún circuito de rearme.

Como elemento detector puede utilizarse una pequeña placa cobreada, de las comúnmente utilizadas para realizar circuitos impresos.

El tamaño no es importante, pero se aconseja que la placa sea de 2 cm por 2 cm. Si desea, puede colocar otra placa más, conectada a masa, de modo que al hacer contacto con los dedos en ambas placas se asegure el disparo del sensor.

En la figura 5 se da el circuito de una etapa de rearme. Aquí se complementan las características del sensor de toque, recién descripto, con las de un circuito monoestable construido con compuertas CMOS. Ahora, con un toque en las placas se dispara el circuito monoestable, mientras que accionando el pulsador se logra rearmar el circuito para que quede en las condiciones iniciales.

En este caso, no es necesario el relé de colector del Figura 6

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Montaje Figura 8

Figura 7

transistor PNP, en su lugar puede colocar una resistencia y, en paralelo con ésta, la entrada del monoestable, tal como sugiere la figura 6. En la figura 7 se reproduce el circuito impreso de la etapa de rearme.

De más está decir que, en lugar del relé, se podría producir el disparo de un tiristor o un triac con lo cual el dispositivo sólo tendría componentes electrónicos. Como alimentación puede utilizar dos baterías de 9V, si es que desea realizar un equipo portátil, o construir una fuente de alimentación partida que entregue la tensión necesaria para nuestro proyecto. El armado es sencillo y se recomienda el uso de zócalo para el circuito integrado. Las aplicaciones son múltiples y estamos seguros de que encontrará un uso apropiado para el circuito que acabamos de describir. Solo resta que realice el montaje.

Otro Circuito El circuito de la figura 8 necesita de un elemento metálico, conductor, que haga las veces de sensor de toque. Hemos utilizado para ello la cabeza de un tornillo, aunque es posible utilizar alguna otra cosa en su lugar. Al tocar este elemento estamos induciendo en el mismo una señal de 50 Hz que será rectificada por los diodos identificados como D1 y D2 en el esquema. Esto provocará que una tensión negativa se haga presente en el condensador C3, el resistor R3 y la compuerta (ó gate) del transistor Q1. Esto hace que el transistor pase a un estado de corte.

A través del resistor R2 proporcionamos un estado lógico alto a la entrada de la primer puerta del CD4069.

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Este “1” es invertido por la segunda compuerta y aplicado a la entrada de control de una de las cuatro llaves analógicas que posee el circuito integrado CD4066. Estas entradas requieren de un estado alto para activar la llave analógica interna.

Dado que un CD4069 dispone de seis compuertas en su interior, y que un CD4066 tiene cuatro llaves, podemos construir tres pulsadores de este tipo con solo dos circuitos integrados. Es importante recordar que con estas llaves podremos conmutar señales de baja tensión y corriente. Esto incluye señales de audio, video, circuitos de continua, señales TTL o CMOS y toda aquella aplicación que no requiera consumos de más de 60mA. Si el aparato a conmutar consume una corriente mayor, dañaremos la llave del CD4066.

La versatilidad de este circuito nos permitirá diseñar módulos selectores de funciones, controles de volumen, pulsadores de reset, teclados, etc. Todo aquel proyecto que requiera el uso de un botón pulsador, dejará de tener un elemento que algún día pueda fallar. ✪ R3 - 56kΩ R4 - 4700Ω P - Pre-set de 10kΩ Q1 - 2A3704 o equivalente - tran- C1 - 100µF x 16V - Capacitor sistor PNP electrolítico.

CI1 - CA741 - Amplificador operacional.

Varios D1, D2 - 1N4148 - Diodo de uso Placa para sensor, batería de general.

9V, placa de circuito impreso, R1 - 4700Ω cables, soldadura, relé de 12V R2 - 56kΩ a 18V, etc.

Lista de Materiales del Sensor de Toque (figura 3)