觸摸開關(guān)電路的制作CD4013

ID:99556 · 發(fā)表于 2015-12-19 16:09

這個電路是使用CMOS電路CD4013雙D觸發(fā)器，分別接成一個單穩(wěn)態(tài)電路和一個雙穩(wěn)態(tài)電路組成的觸摸電子開關(guān)電路。單穩(wěn)態(tài)電路的作用是對觸摸信號進行脈波寬度整形，保證每次觸摸動作都可靠。雙穩(wěn)態(tài)電路用來驅(qū)動電晶體Q1的開通或關(guān)閉，進而控制繼電器。

以下是找到的基本原圖：

但又參考了一些其它的相關(guān)電路，加上電源的濾波電容及LED指示，輸入的對地電阻改為2M電阻，改變它可以改變它的靈敏度。電路做了小部份的修改后如下圖。

M為觸摸電極片，手指摸一下M，使人體泄漏的交流電在R4上的壓降，其正半周信號進入IC1的第3腳即單穩(wěn)態(tài)電路的CP端，使單穩(wěn)態(tài)電路反轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，其輸出端Q即1腳由原來的低電位跳變?yōu)楦唠娢唬烁唠娢唤?jīng)R1向C2充電，使4腳即R1端的電位上升，當(dāng)上升到複位(Reset)電位時，單穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位，1腳恢復(fù)低電位。所以每觸摸一次電極片M，1腳就輸出一個固定寬度的正脈波。此正脈波將直接加到11腳即雙穩(wěn)態(tài)電路的CP端，使雙穩(wěn)態(tài)電路反轉(zhuǎn)一次，其輸出端Q即13腳電位就改變一次。當(dāng)13腳為高電位時，Q1的基極透過R2獲得正向電流而開通，使繼電器動作，進而以它的接點來做控制。由此可見，每觸摸一次電極片M，就能實現(xiàn)繼電器“開”或“關(guān)”的動作。
　　元件選擇與制作，CD4013為雙D觸發(fā)器，它采用14腳雙列直插式塑封包裝。Q1採用CS9013或2SC945等小功率NPN電晶體即可。
　　以下附上CD4013的接腳圖及真值表：

元件清單
編號	規(guī)格	編號	規(guī)格
R1	5.1M	C1	47u/25v
R2	10K	C2	0.22 (224)
R3	1K	C3	0.047 (473)
R4	2M(或2.7M)	C4	0.01 (103)
D1	1N4001	Q1	2SC945
IC1	CD4013	RY1	12V - 5~10A(5腳位)
接線端子	3P(選用)	電路板	覆銅板
TOUCH PAD	自制	銅柱	選用

　　注意事項：
　　在實際的制作上我發(fā)現(xiàn)了一些問題，有幾點要特別再跟大家說明一下：
　　1. 盡量以市電經(jīng)變壓器降壓的方式來獲取12V的供電：因為我在實作時發(fā)現(xiàn)，若使用電池供電時，有時會有不能觸發(fā)的情形，可能是因為使用電池供電時，電路本身跟大地并沒實際的連接，導(dǎo)致人體對地泄漏的交流電并沒和電路的接地發(fā)生關(guān)連，所以進入觸摸點的電壓也跟著變小。

　　2. 制作時也發(fā)現(xiàn)有些IC的動作過于靈敏，時有誤動作發(fā)生，所以我在電路上加上C4，在零件焊接時先不要焊上C4，測試時，如發(fā)現(xiàn)在沒有觸摸到觸摸片時會有動作變換(有時會發(fā)生在開關(guān)日光燈時，你自己可以試試)，才把C4加上去，甚至在可以在觸摸時電路沒有動作時降低C4的值，或還是有誤動作時升高C4的值，尋找最穩(wěn)定的值。
　　3. 觸摸點一定要接成一個觸摸板，不要直接用電線來代替，因這樣跟人體的接觸積會太小，會影響它的靈敏度。
　　4. 輸入對地電阻R4(2M)，也是會影響靈敏度，如果發(fā)現(xiàn)不夠靈敏，可以把2M的電阻再加大，如2.7M。

ID:249545 · 發(fā)表于 2017-11-24 17:30

圖文并茂,老師功力很深呀

ID:103696 · 發(fā)表于 2018-2-18 11:18

其實這種電路不怎么安全，現(xiàn)在觸摸開關(guān)都是電容式感應(yīng)的隔一塊朔料安全點，要不然你的電路一不小心竄到市電一摸就電到人了！

ID:266116 · 發(fā)表于 2018-2-18 16:38

謝謝分享

ID:491875 · 發(fā)表于 2019-5-10 08:05

使用D觸發(fā)器設(shè)計觸摸開關(guān)是可行的，不過現(xiàn)在有專用的觸摸IC，價格很低。像TTP223等就是不錯的選擇。與時俱進，能夠利用現(xiàn)成的專用IC可以簡化電路設(shè)計！當(dāng)然，作為初學(xué)者練手的制作這個設(shè)計還是可以的！

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觸摸開關(guān)電路的制作CD4013

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