Détecteur toucher (Touch Control) 7

Le détecteur décrit ici permet de signaler le toucher d'une pièce métallique de petite ou moyenne dimension ou d'une petite antenne. Il n'est fait usage que de composants très répandus et le montage doit fonctionner du premier coup. Sauf en plein désert, il faut bien en convenir. Mais entre nous, vous viendrait-il à l'idée d'emmener ce genre de montage en lieu et place d'une bonne gourde d'eau ?

Le schéma

Contrairement au détecteur de toucher 6, celui-ci allume une LED quand on touche la pièce sensible, la LED restant éteinte en absence de contact.

detecteur_toucher_007

Principe général de fonctionnement

On exploite ici le fait que le corps humain est une super antenne sachant capter les rayonnements parasites ambiants. Et que s'il est un parasite commun que tout le monde absorbe, c'est bien celui du secteur 50 Hz EDF. Pour s'en convaincre, il suffit de mettre le doigt sur l'entrée d'un oscilloscope ou l'entrée audio d'un amplificateur et de monter un peu le volume. Vous verrez (sur oscillo) ou entendrez (sur ampli) la fameuse onde 50 Hz que j'ai rarement vue parfaitement sinusoïdale, malgré ce que l'on m'a appris dans ma jeunesse. Ah au fait, ce que vous entendez dans l'ampli en faisant ce petit test n'est pas vraiment du 50 Hz, mais un ensemble de fréquences harmoniques (multiples) du 50 Hz (100 Hz, 150 Hz et parfois plus). S'il n'y avait que du 50 Hz, beaucoup d'entre vous n'entendrait sans doute pas grand chose. L'idée qui vient à l'esprit est donc de détecter ce petit signal de 50 Hz qu'on a tous au bout des doigts. L'amplitude du signal en question étant très variable d'un individu à l'autre et selon l'environnement (à côté d'un ruisseau dans la montagne ou en plein centre ville), il convient d'amplifier le signal capté sur la petite antenne ou pièce métallique faisant office de capteur. Qu'importe si on amplifie beaucoup un signal déjà "fort", on ne fait pas dans la hifi et une forte distorsion ne pose absolument pas préjudice au bon fonctionnement du montage.

Amplification

La forte amplification est assurée par un amplificateur opérationnel assez commun qui est le TL071. Ce brave AOP (ou ALI, ça dépend de l'école qu'on fréquente) fournit sur sa sortie broche 6 un signal fort ressemblant au signal appliqué à l'entrée sur la touche sensitive TS1, mais avec une amplitude sans commune mesure. Enfin tout du moins si le signal d'entrée ne fait pas déjà 10 V d'amplitude, car c'est grosso-modo l'amplitude maximale qu'on peut avoir en sortie de cet AOP quand la tension d'alim est de +12 V. L'AOP est monté en amplificateur inverseur car il est très important que le signal de sortie soit en opposition de phase avec le signal d'entrée. Si ce n'était pas le cas, il faudrait toucher TS1 avec les pieds en l'air pour que ça fonctionne. Le gain de l'amplificateur est déterminé par le rapport de valeur entre R2 (4,7 MO) et R1 (1 kO), ici il vaut environ 4700. Si le montage se révèle trop sensible et que la led s'allume quand vous éternuez, il faut éternuer dans une autre pièce. Vous pouvez aussi diminuer la sensibilité du montage en réduisant la valeur de la résistance de contre-réaction R2 ou en augmentant la valeur de R1. Le pont diviseur constitué par R3 et R4 permet de polariser l'entrée non-inverseuse de l'AOP à la moitié de la tension d'alimentation, soit +6 V. Cette tension se retrouve par conséquent sur l'entrée inverseuse et sur la sortie, c'est un comportement que l'on rencontre fréquement avec ce genre de montage et on n'y peut pas grand chose.

Redressement et filtrage

Le condensateur de liaison C2 câblé en sortie de l'ampli est indispensable car il faut bloquer la composante continue qui est d'environ +6 V et qui est toujours présente, qu'on touche ou non à TS1. Si on ne met pas ce condensateur, la LED reste toujours allumée, ce n'est pas plus compliqué que ça. Le redresseur constitué des diodes D1 et D2 autorise le passage des alternances positives du signal alternatif amplifié, ces alternances positives chargent le condensateur C3 qui fait office de réservoir d'énergie quand les alternances tombent bas. En absence de ce condensateur, la LED clignoterait au rythme de la fréquence secteur lors du contact fait avec doigté sur TS1. D'un point de vue purement visuel ce ne serait pas bien grave, mais si vous voulez piloter autre chose qu'une LED, ça prend une tout autre importance.

Utilisation en interrupteur marche / arrêt

Tel quel, la LED ne s'allume que si on laisse le doigt sur TS1. Il est possible d'avoir un fonctionnement de type marche / arrêt plutôt que ce fonctionnement de type momentané, en ajoutant en sortie une bascule de type D montée en diviseur par deux. Vous pouvez suivre l'exemple du détecteur de toucher 5 - schéma 005b - où cette pratique est adoptée. L'entrée de la bascule peut être reliée sur le collecteur du transistor Q1 et dans ce cas le couple LED + R7 doit être remplacé par une résistance unique de 10 kO. Vous pouvez aussi relier l'entrée de la bascule non pas après mais avant le transistor Q1, directement sur le pôle positif de C3. Vous gagnerez ainsi un transistor qui pourra etre utilisé en sortie de la bascule.

 

 

 

Accuil








 

 

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