Détecteur toucher (Touch Control) 2

Le présent montage permet d'allumer et d'éteindre un appareil à l'aide d'une touche sensitive. Contrairement au détecteur toucher 1, celui-ci ne requiert qu'un seul contact qui fait bascule. 

Le schéma

Pas très compliqué, seulement deux circuits intégrés courants et autres composants que vous devriez reconnaître sans trop de mal.

detecteur_toucher_002

Fonctionnement général

Le coeur du montage est basé sur l'utilisation d'une bascule D de type CD4013 montée en diviseur de fréquence par deux. Tel quel, la sortie Q de cette bascule change d'état à chaque fois qu'une impulsion est appliquée à son entrée CLK (Clock, horloge). Nous pourrions fort bien câbler une touche sensitive sur l'entrée CLK, mais vous auriez alors une surprise de taille : la sortie de la bascule, au lieu de basculer à chaque appui sur la touche sensitive, changerait d'état sans arrêt à chaque contact physique. Tout simplement parce que la bascule verrait sur son entrée une multitude de "contacts", même s'il vous semble appuyer franchement sur la zone sensible. Il faut absolument placer un circuit "anti-rebonds" pour bénéficier d'une commande unique et franche, même si votre doigt ne rebondit pas au sens propre du terme comme le fait un contact mécanique quand on l'actionne.

L'anti-rebond

Il existe plusieurs méthodes pour ne pas tenir compte d'une série d'impulsions rapprochées quand une seule est attendue. La bascule avec deux entrées On et Off séparées peut être considérée comme tel. Ici, nous utilisons un monostable, construit autour des deux portes logiques NAND U2:A et U2:B et des deux composants R1 et C1. Ce monostable, lorsqu'on fait contact avec la touche sensitive, délivre une impulsion calibrée dans le temps, d'environ 1 seconde (ce temps est défini par la valeur de R1 et de C1). C'est cette impulsion en sortie du monostable qui arrive sur l'entrée d'horloge de la bascule D et la fait basculer dans son état logique opposé. La LED D2 et sa résistance de limitation de courant R3 sont facultatives. Cette LED permet juste de visualiser l'impulsion délivrée par le monostable, ce qui est pratique pour voir si tout se passe bien côté touche sensitive, dans le cas où la bascule ne changerait pas d'état.

Utilisation en télérupteur

Ici, la LED D1 est utilisée pour visualiser l'état de la sortie Q 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. Le seul inconvénient avec ce montage est que l'on risque des déclanchement intempestifs si la longueur de câble entre la touche sensitive et le circuit électronique est trop grande. Si vous n'avez que faire de la fonction "touche sensitive" mais que la fonction "télérupteur" vous intéresse, rien ne vous empêche de remplacer les deux contacts de la touches sensitive par un ou plusieurs boutons poussoirs câblés en parallèle. Dans ce cas, vous pouvez descendre la valeur de la résistance R2 à 10K pour réduire l'impédance d'entrée du système et limiter ainsi sa sensibilité aux parasites ambiants.

Pas moyen de faire plus simple ?

Si, il y a moyen, et toujours sans composant programmable. C'est ce que montre le schéma suivant.

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L'anti-rebond est assuré ici par le couple R3 / C2. La seule chose qui me gêne un peu avec ce schéma, est que la sortie change d'état quand on enlève son doigt et non quand on le pose. Hum, mais j'y pense... que se passerait-il si on branchait l'entrée CLK à la masse au repos (via R1) et non au +V ? Essayons voir :

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Ca par exemple, les changements d'état on maintenant lieu quand on met le doigt sur la touche sensitive et non quand on le retire ! C'est fou comme on peut changer des comportements simplement en changeant une résistance de place ! Il va falloir que j'essaye cette astuce sur d'autres montages qui ne fonctionnent pas comme je l'entends...

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 de la résistance R2. En baissant la valeur de cette résistance, la sensibilité est moindre. En augmentant sa valeur, 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.

- Pour un fonctionnement parfait, vous devez toucher les contacts sensitifs franchement, sur une durée comprise entre 0,1 seconde et 0,8 secondes. Le temps de poser le doigt franchement et de le retirer, sans se presser ni trop s'attarder.

 

 

 

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