M為觸摸電極片,手指摸一下M,使人體洩漏的交流電在R4上的壓降,其正半周信號進入IC1的第3腳即單穩態電路的CP端,使單穩態電路反轉進入暫態,其輸出端Q即1腳由原來的低電位跳變為高電位,此高電位經R1向C2充電,使4腳即R1端的電位上升,當上升到複位(Reset)電位時,單穩態電路複位,1腳恢復低電位。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腳即雙穩態電路的CP端,使雙穩態電路反轉一次,其輸出端Q即13腳電位就改變一次。當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,就能實現繼電器“開”或“關”的動作。
元件選擇與製作,CD4013型雙D正反器數位積體電路,它採用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:
以下為電路板LAUOUT 及零件配置圖:
*紅線為跳線
零 件 清 單 |
編號 |
規格 |
編號 |
規格 |
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 |
電木板 |
TOUCH PAD |
自製 |
銅柱 |
選用 |
以下為製作完成的實物照片:
注意事項:
在實際的製作上我發現了一些問題,有幾點要特別再跟大家說明一下:
1. 儘量以市電經變壓器降壓的方式來獲取12V的供電:因為我在實作時發現,若使用電池供電時,有時會有不能觸發的情形,研判可能是因為使用電池供電時,電路本身跟大地並沒實際的連接,導致人體對地洩漏的交流電並沒和電路的接地發生關連,所以進入觸摸點的電壓也跟著變小。
2. 製作時也發現有些IC的動作過於靈敏,時有誤動作發生,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,如發現在沒有觸摸到觸摸片時會有動作變換(有時會發生在開關日光燈時,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,如果發現不夠靈敏,可以把2M的電阻再加大,如2.7M。