Détecteur toucher (Touch Control) 1

Le présent montage permet d'allumer et d'éteindre un appareil à l'aide de deux touches sensitives On et Off. Un autre montage du même type, mais avec une seule touche On / Off au lieu de deux touches On et Off séparées, est présenté à la page Détecteur toucher 2. Idem page Détecteur toucher 3.

Le schéma

Pas très compliqué, même de loin.

detecteur_toucher_001

Fonctionnement général

Nous utilisons ici une bascule D dont les entrées de remise à zéro (RESET, borne R) et de remise à un (SET, borne S) sont exploitées, et dont les entrées de données (D) et d'horloge (CLK) sont ignorées. La haute impédance des entrées est mise à profit pour permettre l'activation ou la désactivation des sorties Q et Q barre, simplement en touchant du doigt, des contacts conducteurs (deux punaises, par exemple). Les entrées SET et RESET sont en effet portées au potentiel de la masse au travers des résistances R1 et R2 de forte valeur. Quand on touche en même temps les points J1 et J1', l'entrée SET est portée à un potentiel positif via la résistance ohmique des doigts, plus faible que celle de R1. La sortie Q s'active alors, et reste dans cet état même si on ne touche lus les contacts J1 et J1'. Si maintenant on pose les doigts sur J2 et J2', l'entrée RESET est portée à un potentiel positif, ce qui désactive la sortie Q et active la sortie Q barre.

Commande d'appareils plus puissants

Ici, des LEDs sont utilisées pour visualiser l'état des sorties de la bascule D. Vous pouvez bien entendu commander d'autres types de charge, ampoule 230V ou autre appareil, via un triac (et optocoupleur) ou via un relais connecté à la place d'une des LEDs. Voir la page Interface de puissance 230V et Interfaces logiques 1 pour quelques exemples.

Autre circuit qu'un CD4013 : possible ?

Oui, plusieurs autres circuits CMOS conviennent pour ce type d'application. Par exemple, les célèbres portes logiques CD4001 et CD4011 font partie de l'heureux groupe des éligibles. Les deux schéma qui suivent montre que l'on peut aussi bien travailler avec une logique de fonctionnement positive ou négative.

detecteur_toucher_cd4011_a
 

Avec ce circuit, la sortie est à l'état logique haut si on ne touche pas les éléments de contacts, et passe à l'état logique bas dès que l'on y pose les doigts.
 

detecteur_toucher_cd4011_b

Avec ce circuit, la sortie est à l'état logique bas au repos, et passe à l'état logique haut dès que l'on pose les doigts sur les éléments de contact..

Contrairement au montage présenté tout au début de l'article qui est de type "à mémoire", les deux derniers schémas sont de type "fugitifs" : quand on ne touche plus les contacts, la sortie du circuit CMOS revient à son état de repos initial. Si l'on veut bénéficier d'une mémorisation de la dernière action effectuée, on peut monter deux portes logiques en bascule, comme le montre le schéma suivant.

detecteur_toucher_001b

L'étage de sortie est un peu différent de celui du premier schéma basé sur la bascule D CD4013, mais la finalité reste inchangée. Quand on touche les points J1 et J1' (On), le relais RL1 colle et la LED D1 qui est en série avec lui s'allume. Et quand on touche les points J2 et J2' (Off), le relais RL1 décolle et la LED D2 s'éteint. Le transistor Q1 est ici monté en suiveur de tension, la tension +9 V de l'alimentation se retrouve aux bornes du relais et de la led après avoir perdu quelque 0,7V. Notez l'absence de résistance de limitation de courant dans le circuit relais + LED : ce n'est pas un oubli, la résistance de la bobine du relais joue son rôle là-dedans... Dernière chose : le transistor Q1 pilote un relais, vous avez le droit de placer une diode (1N4007) en parallèle sur la bobine du relais (anode de la diode côté LED et cathode côté transistor).

Précaution de réalisation

La sensibilité du montage au contact des doigts dépend des individus. Pour certains il faut appuyer un peu sur les contacts, pour d'autres il suffit de les effleurer. La sensibilité peut être ajustée en modifiant la valeur des résistances R1 et R2. En baissant la valeur de ces deux résistances, la sensibilité est moindre. En augmentant la valeur de ces deux résistances, la sensibilité est plus élevée. Mais attention, avec une sensibilité très élevée, il y a plus de risques de déclanchements intempestifs. Pour limiter ceux-ci, il est impératif de limiter la longueur des liaisons entre le circuit intégré et les touches de contact.

Remarques diverses

Dans certaines situations, on peut constater un changement d'état de la sortie du circuit CMOS même si on ne pose le doigt que sur le contact relié à son entrée, c'est à dire sans retour vers la masse ou vers le plus d'alimentation. Cela s'explique simplement par le fait que nous "baignons" dans un environnement riche en champs électromagnétiques, et que le secteur 230V fait partie de notre quotidien. Notre corps fait antenne et absorbe une partie des rayonnements électromagnétiques environnants. En touchant l'entrée du circuit CMOS, qui est à haute impédance, la tension électrique induite par notre corps peut avoir une amplitude suffisante pour faire basculer l'état du circuit. Cette propriété est d'ailleurs mise à profit dans certains montages détecteurs, qui amplifient la composante électrique à 50 Hz induite dans notre corps, et la redressent ensuite pour obtenir une tension continue facilement exploitable pour le reste du circuit de commande.

 

 

 

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