Durchgangsprüfer/menschlicher Schalter

[Frank B. (mrbg)]

Hallo,

ich möchte mit einem AVR zu prüfen, ob ein Mensch mit jeweils einer Hand 
einen geschlossenen Stromkreis "erzeugt" (bei 3V).
Dazu habe ich eine Darlington-Schaltung mit 2 2N2222 Transistoren 
aufgebaut. Mit einem Analog-Pin messe ich die Spannung.
Im Prinzip funktioniert das auch ganz gut, aber:
Wenn man die Basis nur mit einer Hand anfasst, sind die Störungen durch 
Reibungselektrizität relativ groß, d.h. es wird ein geschlossener 
Stromkreis gemeldet, obwohl nur mit den Füßen geraschelt wurde.
Ich mittle zur Zeit 100 Werte und warte zwischen jeder Messung 1ms. Das 
hat schon viel gebracht, die Fehlalarme sind fast bei Null.
Gibt es auf Seiten der Schaltung noch Verbesserungsmöglichkeiten?
Danke!

Frank

[Harald W. (wilhelms)]

Frank B. schrieb:

> ich möchte mit einem AVR zu prüfen, ob ein Mensch mit jeweils einer Hand
> einen geschlossenen Stromkreis "erzeugt" (bei 3V).

Also ein Zweipoliger "Tatsch"-Schalter?
Da würde ich die Basis des ersten Transistors mit einem Widerstand
von ca. 1...10MOhm auf Emitterpotential ziehen. Damit wird die
Schaltung unempfindlicher gegen Störungen. Solche Berührschalter
waren ja in den 70-er Jahren grosse Mode. Man hat dieses Prinzip
allerdings wenige Jahre später wieder aufgegeben, weil es einfach
nicht zuverlässig genug war.

[c-hater (Gast)]

Frank B. schrieb:

> ich möchte mit einem AVR zu prüfen, ob ein Mensch mit jeweils einer Hand
> einen geschlossenen Stromkreis "erzeugt" (bei 3V).
> Dazu habe ich eine Darlington-Schaltung mit 2 2N2222 Transistoren
> aufgebaut.

Das hätte ich nicht so gemacht. Ich hätte einfach den in nahezu jedem 
AVR verfügbaren Analogkomparator dafür genutzt. Dazu braucht's dann 
nämlich nur noch vier Widerstände. Das Prinzip der Wheatstone'schen 
Messbrücke.

o----*------*-------o Vcc
In   |      |  
     -      -  
  Rs| |    | |
    | |    | |
     -      -
     |      |
o----*------|-------o AIN1
In   |      | 
     |      *-------o AIN0
     |      |
     -      -
    | |    | |
    | |    | |
     -      -
     |      |
      ------*-------o GND

Der bei Berührung von beiden In-Kontakten parallel geschaltete 
Körperwiderstand verringert effektiv Rs. Zur Regulierung der 
Schaltschwelle und Empfindlichkeit sollte einer der anderen drei 
Widerstände ein Poti sein. Größenordnung aller vier Widerstände: ca. 
1MOhm.

> Wenn man die Basis nur mit einer Hand anfasst, sind die Störungen durch
> Reibungselektrizität relativ groß

Das dürfte seltener ein Problem der Reibung sein, sondern vielmehr 
stinknormaler EMV-Kram, sprich: elektromagnetische Wechselfelder aus dem 
Umfeld. Die können allerdings natürlich auch durch Reibungselektrizität 
produziert werden...

Der menschliche Körper ist jedenfalls eine ganz brauchbare Antenne für 
all diesen Scheiss, wie jeder schon erfahren haben dürfte, der 
irgendwann man den offenen Eingang eines potenten Audioverstärkers 
angefasst hat und keinen Gehörschutz aufgesetzt hatte...

> Gibt es auf Seiten der Schaltung noch Verbesserungsmöglichkeiten?

Viele. Im Prinzip laufen aber alle letztlich darauf hinaus, einen 
Tiefpass zu bauen, der die EMV möglichst draussen hält.



Bei meinem Vorschlag mit dem AC hingegen würde man eher einen Hochpass 
verwenden, der dafür sorgt, dass höherfrequente Störungen sehr leicht an 
beide Eingänge des Komparators gelangen können (und sich so weitgehend 
selbst auslöschen). Das Ergebnis sähe dann so aus:

o----*------*-------o Vcc
In   |      |  
     -      -  
  Rs| |    | |
    | |    | |
     -      -
     |      |
o----*------|-------o AIN1
In   |  ||  | 
     *--||--*-------o AIN0
     |  ||  |
     -  C   -
    | |    | |
    | |    | |
     -      -
     |      |
      ------*-------o GND

[Frank B. (mrbg)]

Wie es weiter gegangen ist:

Die Brückenschaltung war ein interessanter Hinweis, den ich direkt 
ausprobiert habe. Er krankte aber trotz Kondensators an den gleichen 
Problemen:
Mit den Füßen reiben, und die Spannung spielte verrückt (habe die 
Differenzspannung ausgewertet).
Das hat mich letztendlich zu der Annahme gebracht, dass Ströme über den 
Körper, den Arduino, den PC (per USB angestöpselt) und wieder zurück 
oder sonstwohin fließen.
Ergo: Batteriebetrieb!
Und siehe da: Die Darlington-Schaltung funktionierte zuverlässig, 
nachdem ich noch einen kleinen Kondensator parallel zu den Berührpunkten 
geschaltet hatte.
Ich war nicht davon ausgegangen, dass das Problem hier liegen könnte. 
Die gute Sache daran ist, dass ich die Schaltung als Teil eines 
Geocaches benötige, also ist der Batteriebetrieb sowieso vorgesehen.

Danke für die Ideen!