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 Umfrage
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Wollt ihr ein Tutorial haben?
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Autor
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Thema: Interesse an Tutorial zu kapazitiven Näherungsschaltern (Gelesen 18825 mal)
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TzA
Modder der Apokalypse
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So, erstmal nur Text, Bildchen gibt es (falls nötig) wenn ich was zum Malen installiert hab (mein PC spint derzeit, das Windows ist recht frisch, Paint ist nicht mein Niveau  ):
Kernstück der Schaltung ist der 74HC4060, das ist ein (über RC-Zeitglied oder Quarz gefütterter) Oszillator mit eingebautem Teiler, man erhält an den Ausgängen den erzeugten Takt durch 2^3, 2^4, ..., 2^13 geteilt (2^11 fehlt). Ich hab damals die Schaltung aus dem Philips-Datenblatt auf Seite 11, Fig. 10 nachgebaut, zuerst mit Rt=560kOhm, R2=1MOhm und als Ct einen einstellbaren Kondensator. Damit lässt sich dann die Frequenz an den Ausgängen schön verändern, indem man den Kondensatorwert variiert. Wenn man nun anstatt von Ct zwei kleine Blechplatten (bei mir 40x80x0,5mm³ Alu) anschließt, und diese aneinander annähert und entfernt, hat man den gleichen Effekt (Kapazität eines Plattenkondensators ist direkt proportional zum Plattenabstand). Wenn man nun aber eine Platte absteckt, die andere einfach auf den Tisch legt und dann mit der Hand in die Gegend der zweiten langt, erhält man trotzdem eine Frequenzänderung (soweit ich mich erinnere, so 30-40%, also schon signifikant). Das hat auch noch durch Papier hindurch funktioniert, müsste eigentlich durch jegliches nichtleitendes Material hindurch klappen. Wenn man nun diese Frequenzänderung irgendwie auswertet, kann man damit einen Näherungssensor bauen, wenn man einfach bei einem bestimmten Punkt umschaltet, einen Schalter/Taster. Mit einem Microcontroller ist es eine einfache Übung, die Frequenz mitzuzählen und auszuwerten, mit gewöhnlichen ICs ist es etwas schwerer.
Entweder man benutzt einen f/U-Wandler, der also eine der Frequenz proportionale Spannung erzeugt, und wertet diese dann mit einem Operationsverstärker, der als einstellbarer Schmitt-Trigger geschalten ist, aus. Dann erhält man oberhalb eines bestimmten Grenzwertes ein high-Signal am Ausgang des OPV, unterhalb ein low-Signal (der Schmitt-Trigger dient dazu, dass er knapp am Grenzwert nicht herumzuckt).
Alternativ müsste eigentlich auch ein voll digitaler Ansatz möglich sein, man zählt also mit einem Counter die einzelnen Impulse hoch, wenn die Anzahl der Impulse z. B. 256 übersteigen und am Counter das Carry-Bit auf high geht (mit dem er anzeigt, dass sein Zählbereich überschritten ist, in dem Fall müsste es ein 8bit-Counter sein) kann man damit was schalten. Der Counter muss dann nur in regelmäßigen Abständen zurückgesetzt werden, damit er immer wieder von neuem zu zählen beginnt (kann man z. B. mit einem NE555 machen).
Ich vermute, die zweite Lösung ist die billigere, da so ein f/U-Wandler afair nicht ganz billig (ein paar €) ist, Logikchips aber fast nix kosten. Du bräuchtest dann einen Counter mit Carry-Bit, einem flankengetriggertem Reset (der also auf Signaländerungen reagiert, nicht auf Signallevel) und noch ein retriggerable Monoflop (geht glaub ich auch mit dem NE555), damit der Schalter auch eine Zeit lang ausgelöst bleibt, da das Carry-Bit beim nächsten Reset wieder zurückgesetzt wird. Ich kenn mich bei den Logik-Typen leider nicht so gut aus, dass ich dir konkrete Bauteile sagen kann, aber du kannst ja z. B. mal auf http://www.chipcatalog.com/ schauen, da gibt es ne Suche nach Funktion.
Ein Multimeter mit Frequenzmessung ist dafür natürlich äußerst praktisch, ich z. B. hab das PEAKTECH 3340 von Reichelt, noch besser wäre natürlich ein Oszilloskop.
Noch ein paar Worte zur Warnung: Diese Schaltung ist hochfrequent (ich hab damals am durch 2^3 geteilten Ausgang bis zu 200kHz gemessen, d. h. der Oszillator läuft mit 1,6MHz). Daran solltest du beim Aufbau denken, d. h. alle Leitungen in dem Teil nicht länger als nötig machen, außerdem fängt man sich da noch unerwünschte Kapazitäten ein.
Außerdem garantiere ich in keinster Weise, dass das Gerät nicht als Funksender läuft!!
Ich glaubs zwar nicht, aber evtl. mal mit einem Radio den Mittelwellenempfang bei laufender Schaltung und bei ausgeschalteter Schaltung testen.
Wenn noch was unklar ist, evtl mal die Datenblätter lesen, und ansonsten einfach fragen....
PS: Sorry für das viele Englisch, aber ich kenn manche Worte garnicht auf Deutsch, hab einiges aus Horowitz/Hill: Art of Electronics (schlechte deutsche Übersetzung: Die hohe Schule der Elektronik) gelernt, und das ist halt mal englisch ebenso die Datenblätter.
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« Letzte Änderung: September 28, 2005, 21:34:53 von TzA »
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TravelMate
Stichsägenquäler
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*threadausgrab*
Hat sich nach 4Jahren jemand dran gemacht?
Sonst erkundige ich mich im Web weiter
an die Schaltung aus dem HTPC Forum und versuch
einen Powertaster daraus zu machen.
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conradfreak
Lötkolbenfreak
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Im Prinzip isses ja eig. ganz einfach.
Siehe Link der grad im mom. nich geht weil exclaim down is 
http://www.exclaim.de/forum/th...ss-buttons.html
Nur diese Variante mit der Darlington Schaltung is nich so wirklich zuverlässig.
Vor allen dingen wenn man die das ganze noch hinter eine Plexi-Scheibe bauen will.
Ich bräucht auch son ding für meinen nächsten PC nur Leider sind die ganzen Varianten im Internet zu einfach (drei Transistoren) oder sie sind viel zu kompliziert und brauchen zig bauteile nur um ein son Taster/Schalter zu realisieren.
Nun ja so ist es nunmal 
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TravelMate
Stichsägenquäler
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Nicht schief gucken beim Modden!
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Dachte da auch eher an die Variante mit dem IC,
in der du gleich die Empfindlichkeit einstellen kannst
und Power+Reset zur Verfügung hättest.
Einen Taster weglassen wäre auch einfach, 4Pins weglassen.
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sm00f
Kathodenjünger
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Ich liebe dieses Forum!
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Ich habe hier noch ne leicht erweiterte Variante gefunden, hier sind schon Optokoppler dabei, um höhere Ströme zu steuern. Kann man also so wie die Schaltung ist als Taster verwenden. Es gibt auchg gleich die passenden Dateien für EAGLE.
Gibts hier jemanden, der mir Dummi den Schaltplan so umändern kann, dass nur für einen Taster Bauteile vorhanden sind?
Mann muss theoretisch nur Teile weglassen und andere Pins an Masse schliessen, jedoch weiss ich ob die Pins beider IC's gemeint sind und ob die alten Verbindungen von dem zweiten Taster bestehen bleiben müssen.. da steck ich nich drinn
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