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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Berührungssensitiver Schalter mit einem Transistor. Schaltet beim bloßen berühren des Gehäuses?


Autor: Vitali A. (cxv)
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Hallo Helfer-Gemeinschaft,

ich habe folgendes Problem und hoffe auf eure Hilfe.

Aufgabenstellung:
Ich habe ein Gehäuse für einen ITX Motherboard designt (dieses Gehäuse 
ist weitgehend aus Alu) der PC soll durch ein kusrzschließen zweier 
voneinander isolierter Stellen (aus ALU) mit dem Hautwiderstand (Finger) 
Ein- und Ausgeschaltet werden.


Meine Problemlösung:
Das Gehäuse ist bereits fertig, der besagte "Hautwidersatnd-Schalter" 
befindet sich auf der blank-polierten, Forderseite aus Aluminium. D.h. 
die große Aluplatte dient als ein Kontakt und ein kleines vom Rest 
isoliertes Aluplättchen als der zweite Kontakt, die mit dem Finger 
überbrückt werden können.
Ich habe es nun so gemacht, dass ich an die beiden vom Mainboard 
ausgehenden Pins für ON/OFF einen Transistor geschaltet habe (ohne 
weitere Bauteile und ohne Fremdspannung). Der Transistor hat die 
Bezeichnung BC548C das Mainboard arbeitet an den Pins mit 5V. Ich habe 
es nach einer einfachen Grundschaltung verdrahtet: d.h. per Finger 
schicke ich einen kleinen Strom an die Basis Emiter Pole, welcher die 
Beiden Pins am MB auf Emiter und Collektor "kurzschließt".

Das Problem:
Als ich den Test gemacht habe ging das Mainboard gut an und aus, jeweils 
beim berühren der Pins am Transistor. Danach habe ich nach dem 
Zusammenbau des Gehäuses bemerkt, dass sobald ich nur das Gehäuse (bzw. 
die Aluforderseite) anfasse, der PC anspringt (ausmachen geht trotzdem 
nur mit dem Berühren der BEIDEN Pole). Ich weiß nicht genau woran es 
liegt, aber es muss wohl ein sehr feinfüliger Transistor sein, der auch 
kleine Kriechströme vom Körper in ein Impuls umwandelt. Ich denke ein 
hoher Widerstand könnte da helfen.

Frage:
Kann mir jemand ungefähr erklären wie dieser Effekt zustandekommt? Wie 
kann ich es unterbinden, dass der PC vom bloßen Berühren des Gehäuses 
anspringt?

Ich hoffe auf eure Hilfe.

Besten Dank im Voraus
Vitali

Autor: cxv (Gast)
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Hat keiner ein Tip oder ist das alles zu kompliziert formuliert? Ich 
kann es gern versuchen noch einfacher zu erklären... Wenn es den daran 
liegt.

Ich bitte nochmals um Hilfe.

V.

Autor: Stephan Watterott (Firma: Watterott electronic) (welectronic) Benutzerseite
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Google mal nach QT102 (das ist ein berührungsloser Einkanal 
Touch-Sensor)
Mit dem Transistor das funktoniert nicht richtig, wie du ja schon 
festgestellt hast.

Autor: Jürgen Berger (hicom)
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obwohl das mit dem Transistor eine ziemlich wackelige
Sache ist, check mal folgendes:
Der BC548 ist ein NPN Transistor, also muss der positivere
Pol vom MB an den Collector, der negative an den Emitter.
Mit deinem Finger musst du nun C und B überbrücken, damit der
Transistor leitend wird. Die Empfindlichkeit lässt sich durch
einen Widerstand zwischen B und E beeinflussen (470k...4,7M)

Jürgen

Autor: Vitali A. (cxv)
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Danke Euch beiden vielmals für die Antworten.
Jetz habe ich als ein Elektronik-Interessierter aber ein Paar Fragen zu 
den Vorschlägen von Euch:
Stephan,
ich habe nach dem QT102 gegoogelt.

Kannst Du schauen ob meine Anschlußvorstellung richtig ist (eine kleine 
Platine dafür + für eine Betriebsanzeige-LED kann ich ätzen, das sollte 
kein Problem sein).

Also ich habe mir es volgendermaßen zusammengereimt:

-An VDD(5) kommt das "+" von den MB on/off Pin (welches wohl mit 5V 
arbeitet);
-An VSS(2) kommt die Masse, also auch das Gehäuse (das MB ist wohl über 
die Schrauben mit dem Gehäuse und der Masse verbunden denke ich);
-An OUT(1) kommt der zweite Pin der beiden Mainboard On/Off Pins (hier 
muss ich es genau wissen um Schäden zu vermeiden).
Hier auch meine erste Frage: Schaltet der IC beim Touchsignal die an VCC 
anliegende Spannung an Ausgang 1(OUT) oder was passiert da???
So und nun weiter mit dem Plan:
-An SNSK(3) kommt dieser kleine Aluknopf (ca. 1,5 Cm) der vom Rest des 
Gehäuses isoliert ist. Dazwischen sollte ich einen Widerstand setzen, um 
Elektrostatische Ab/Aufladungen zu minimieren (aber wie hoch soll der 
Widerstand sein??).
-An SNS mache ich nichts dran (oder muss ich unbedingd noch einen 
Kondensator zwischenschalten und wie hoch bei dem kleinen Aluknopf?)
-An Time schließe ich ebenfalls nichts an.

Falls es so weit richtig ist, kannst Du vielleicht noch folgende Frage 
beantworten: Was heißt "berührungsloser Einkanal Touch-Sensor". Wieso 
berührungslos? Ich will es ja grade per Berührung eines Aluknopfes 
machen.

@ Jurgen Berger:
danke auch für Deine Antwort. Der Transistor ist denke ich, wie von Dir 
beschrieben geschaltet, sonst würde ja die Sache gar nicht 
funktionieren, aber es schaltet ja, nur nicht beim "Kurzschließen" der 
beiden Pole, sondern schon beim Berühren des einen Pols (ob ich es auf 
die Empfindlichkeit oder Statische Aufladung, oder Körperspannung 
schieben soll... Keine Ahnung).
Ich glaube, falls ich beim Transistor bleibe, dass ich eher einen PNP 
Transistor nehmen sollte, da das Anfassen des Gehäuses dann ohne Wirkung 
bleibt und nur das Berühren des kleinen Aluminiumknopfes den PC 
anschaltet und damit kann ich dann schon besser leben. Wenn ich dann 
noch mit dem Widerstand das Problem komplett lösen kann, dann bräuchte 
ich auch den QT102 nicht kaufen, da alles in ein Schrumpfschlauch passt 
und zudem alles zu Hause vorhanden ist (ergo keine Wartezeit und 
Unkosten).

Ich danke allen für die Hilfe
V.

Autor: Dieter Stotz (bulova)
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Vitali,

wie sieht denn die Schaltung mit dem Schalter im Detail aus?

Ich könnte mir gut vorstellen, dass Brummspannung das Ganze schaltet. 
Aber dazu müsste man die Schaltung kennen.

Dieter

Autor: Stephan Watterott (Firma: Watterott electronic) (welectronic) Benutzerseite
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Hallo Vitalli,

Ich habe gerade das Datenblatt nochmal angeschaut, es ist besser wenn du 
den QT100A nimmst, da der QT102 ein Schalter und kein Taster ist.
Die Anschlussbelegung ist aber fast identisch.

VDD
Der Pin muss an die 5 Volt des Mainboards

VSS
an Masse des Mainboards

OUT
an die Basis deines Transistor (Vorwiderstand nicht vergessen), der den 
ON/OFF Pin schaltet (der QT100A ist Aktiv High)

SNSK
Du brauchst auf jeden Fall den Rs, habe bei mir in der Schaltung einen 
10k drin. Das musst du aber selber ausprobieren, da man damit die 
Empfindlichkeit beeinflussen kann.

SNS
Den Kondensator Cs brauchst du auch, ich habe einen 22nF drin, hier
musst du genauso ausprobieren.


> Falls es so weit richtig ist, kannst Du vielleicht noch folgende Frage
> beantworten: Was heißt "berührungsloser Einkanal Touch-Sensor". Wieso
> berührungslos? Ich will es ja grade per Berührung eines Aluknopfes
> machen.

Weil dieser IC schon einen Impuls ausgibt wenn du in die Nähe der 
Sensorfläche kommst.

Autor: Vitali A. (cxv)
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Danke allen für die Rückmeldungen.
@Stephan Watterrott:

Ok da mit dem QT100 A geht klar. Ich muss aber noch wegen dem Transistor 
nachhacken: brauche ich den einen Transistor überhaupt noch, wenn ich 
den IC benutze? Der braucht ja keine hohen Ströme schalten, vielleicht 
könnte man es so direkt an die MB Pins klemmen?

Wegen den diversen Widerständen und Kondensatoren: Ich betreibe dieses 
Hobby nicht sehr ausgiebig, daher hat sich bei mir Bauteilmäßig nicht 
viel zu Hause gesammelt. Gibt es den irgendwelche Anfänger`- oder Hobby 
Bastelkisten mit den wichtigsten widerständen, Kondensatoren, 
Induktivitäten usw. als Sammlung zu kaufen? Also ich meine einfach so 
die wichtigsten und die am meisten benutzten Werte + evtl. noch ein Paar 
Potis. Gibt es sowas bei einem Elektronikversandhaus zu erwerben oder 
ist es Utopie?

Danke nochmals für die Antworten.

Vitali

PS: Ich habe hier noch eine "für mich relativ schwierige" Schaltung mit 
mechanischen Relais und einem elektronischen Monoflop entwickelt. Diese 
ist sehr klobig und ich möchte es alles in digitale Bausteine 
"Konvertieren", am besten mit SMD Bauteilen. Wer kann mir helfen dies zu 
verwirklichen? Was würde es ungefähr kosten ein Plan zu konvertieren? 
Die Entwicklung der Platine übernehme ich selbst, ich brauche also nur 
einen Schaltplan (oder wie nennt man das bei Digitaltechnik?) und den 
jetzigen Plan mit Mechanischen Bauteilen kann ich ja per Mail schicken.
Ich würde das alles gerne selber machen, da mich das sehr interessiert, 
aber die Gefahr ist zu groß, dass ich irgendwelche Bauteile vergesse 
einzubauen. Ich möchte einfach einen Plan den ich nachvollziehen kann 
und selbst draufkomme wieso es gerade so sein muss und nicht anders.

Autor: Vitali A. (cxv)
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Kann jemand noch die letzten Fragen beantworten? Würde gerne etwas 
weiterkommen mit der Sache. Wäre echt nett von euch.
Gruß und ein schönes Wochenende an alle!
Vitali

Autor: Stephan Watterott (Firma: Watterott electronic) (welectronic) Benutzerseite
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Vitali A. wrote:
> Danke allen für die Rückmeldungen.
> @Stephan Watterrott:
>
> Ok da mit dem QT100 A geht klar. Ich muss aber noch wegen dem Transistor
> nachhacken: brauche ich den einen Transistor überhaupt noch, wenn ich
> den IC benutze? Der braucht ja keine hohen Ströme schalten, vielleicht
> könnte man es so direkt an die MB Pins klemmen?
>

Den Trasistor brauchst du um das Signal des QT100A zu invertieren, da 
der Sensor am Ausgang High-Pegel erreicht wenn er ein "Tastendruck" 
registriert.

Autor: oszi40 (Gast)
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Hallo Viatali,

ein Relais durch Elektronik zu ersetzen, ist zwar möglich, wir wird 
jedoch eine 2 weitere Schritte erfordern:

1. Neue Ersatz-Schaltung testen (wobei die galvanische Tennung gelöst 
werden muß)
2. SMD-Erfahrung sammeln, nicht husten, Schaltung endgültig aufbauen.

Wenn es sich jedoch nur um eine Bastel-Lösung handelt, kommst Du 
bestimmt mit einer kleinen Lochrasterplatte viel schneller zum Ziel.

Bei pollin.de sind z.B. einige Wundertüten für Bastler im Angebot, die 
als Grundausstattung durchaus nützlich sind. Sonst hilft auch die 
Suchmaschine Deines Vertauens.

Autor: Gast (Gast)
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Machs halt so:

  ___
 |     |
 |     |         __________________________________ +
 |     O         |
 |          _____|___                          zum Mainboard (Taster)
 |     O    |  Drain |                         ____ -
 |     |    |        |  <= irgendein MOSFET    |
 |     |----|Gate    |                         |
 |     |    |        |                         |
 +    |-|   |___Source------                   |
      |X|                  |                   |
(*)   |X| ca. 1MOhm        |                   |
      |X|                  |--------------------
 -    |-|                  |
 |     |                   |
 |     |                   |
 ---------------------------

---

(*):kann aus irgendeiner Batterie kommen, benötigt ~0,00000000002 Amperé

Autor: Gast (Gast)
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Sorry, bei 1MOhm braucht das ganze viel mehr Strom. (hab nur den Strom 
in den MOSFET gerechnet)
Geht aber auch schon mit nem höherem Widerstand.
Normalerweise hält die Batterie länger als das Gehäuse.

Autor: oszi40 (Gast)
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MOSFET-Gate gegen statische Aufladung schützen, dürfte Lebensdauer 
wesentlich verlängern !!!

Autor: Vitali A. (cxv)
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Hallo @ all
oszi40
Ich bin mir schon im klaren darüber, dass es einiges in Anspruch nehmen 
wird eine Schaltung in SMD aufzubauen aber diese Herausforderung will 
ich ja gerade auf mich nehmen. Mir geht es wie gesagt um die Umsetzung 
der mechanischen Schaltung in eine digitale und da brauche ich Hilfe.
Das mit den Lochrasterplatinen habe ich schon hinter mir, nun bin ich 
beim Ätzen angelangt. Die Mechanische Schaltung ist z.B. auf 
Lochrasterplatte bereits fertig aufgebaut, aber diese ist dermaßen 
klobig und unprofessionel... Naja und außerdem soll das ganze in ein 
KFZ, da soll es schon ordentlich aussehen und funktionieren.
Falls da jemand helfen kann bitte melden, es geht um eine Schaltung, die 
elektrisch klappbare Spiegel vor und zurück klappt (bisher mittels 
Umpolrelais realisiert).
So, das war wahrscheinlich offtopic.
-------------------------------------------------

@Gast der die Schaltung geschickt hat:

Da oben links in der Schaltung werden wohl die beiden zu berührenden 
Kontakte sein? Stimmt´s?

Hab jetzt aber noch Fragen dazu,
1) wieso muss ich es mit einer Batterie antreiben, wenn das Mainboard 
bereits seine Spannungen hat (3,3V 5V 12V)

2) Welche Batterie würdest du empfehlen? Reicht eine normale 3V 
Knopfzelle?

3)Wie sichere ich den Mosfet gegen elektrostatische aufladung? Gate ans 
Gehäuse legen (ich hoffe ich komme da nicht in Konflikt mit der Masse 
des Mainboards) ..

Eine Frage nebenbei: Erden die Netzteile für Notebooks (z.B. 230V/12V) 
eigentlich das Notebook selbst ab? Ist da der Minus auch gleich die 
Erdung (Schutzleiter)?


Dank allen die sich dem Thema widmen und mir helfen wollen.

Gruß
V.

Autor: Gast (Gast)
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1) ja
2) ja
3) weiß nicht
4) meins schon

Autor: Gast (Gast)
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sorry:
0) ja
1) weil du sonst GND des Netzteils mit Minus des Schalters verbinden 
musst. Wenn es das sowieso schon ist, dann nimm 5V vom NT

Autor: Kupfer Lackdraht (cul)
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@Vitali A.
Miss doch nach. Einer der Anschlüsse des Hohlsteckers muss auch in 
ausgeschaltenem Zustand mit dem PE des Schuko-Steckers verbunden sein. 
Dann isses geerdet.

Autor: Vitali A. (cxv)
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Ok das ist jetzt etwas verständlicher geworden danke.

Jetzt würde ich noch gern wissen nach welchem MOSFET ich suchen soll. Da 
sind meine Kenntnise wohl noch ganz am Anfang. Welches könntet ihr/Du 
mir den empfehlen?

Und weiß vielleicht jemand wie ich das MOSFET gegen Elektrostatische 
Aufladung sichern kann?

Danke

Autor: Gast (Gast)
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Welchen MOSFET du nimmst ist absolut egal.

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