|
Met een op-amp en een paar passieve onderdelen kunt u een prachtig werkende aanraakschakelaar samenstellen, ook wel tiptoets genoemd. Een dergelijke schakelaar heeft als voordeel dat u geen last hebt van de beruchte contactdender die alle mechanische drukknoppen vertonen. |
Het principe van een tiptoets
Vervangt een onbetrouwbaar elektromechanisch component
Vaak worden oude elektromechanische componenten, zoals relais en schakelaars, vervangen door vol-elektronische systemen. Een typisch voorbeeldje is de drukknop schakelaar. In steeds meer apparatuur treft u elektronische tiptoetsen aan, niet alleen omdat dit een modetrend is, maar wel degelijk ook omdat het goedkoper en betrouwbaarder is. Een tiptoets wordt meestal uitgevoerd met een of meerdere CMOS-chip's. De zeer hoge ingangsimpedantie van die dingen is ideaal voor dit gebruik.
Twee systemen
Er zijn twee systemen in gebruik. De minst volmaakte werkt met de huidweerstand van uw vinger. Als u met uw vingertop contact maakt met twee elektroden wordt er een weerstand van een paar MΩ opgebouwd tussen die contacten. Die weerstand kunt u gebruiken voor het opwekken van een kleine spanning. De nadelen zijn evident: de contacten kunnen vervuilen door huidsmeer en andere viezigheid en het contact werkt niet betrouwbaar meer.
Het betere systeem maakt gebruik van de in ieder menselijk lichaam aanwezige 50 Hz inductiespanning, opgepikt uit het alom aanwezige magnetisch veld van de netspanningsbedrading. Als u met een vingertop een geleider aanraakt die een zeer hoge weerstand heeft ten opzichte van de massa, dan wordt er in die geleider een 50 Hz wisselspanning opgebouwd van wel enige tientallen volt. Die spanning kunt u gebruiken voor het sturen van een tiptoetsschakeling.
Een ideale toepassing voor een op-amp
Operationele versterkers hebben ook een zeer hoge ingangsimpedantie. Het ligt dus voor de hand aan te nemen dat zij ideaal zijn voor het opbouwen van tiptoetsen. Dat klopt, kijk maar naar onderstaande figuur. U herkent het basis schema van de topdetector uit het artikel 'Op-amp cursus: topdetector'.
De tiptoets (u kunt bijvoorbeeld een messing sierspijker met ronde kop gebruiken) gaat via een beveiligingsweerstand van 1 MΩ naar de positieve ingang van de op-amp. Tussen de uitgang en de
inverterende ingang staat het reeds bekende topdetectie circuit.
Als u de spijker aanraakt verschijnt er op de positieve ingang van de op-amp een 50 Hz wisselspanning van ongeveer 10 V. Deze spanning wordt gelijkgericht en op de uitgang verschijnt een positieve puls van +10 V. Deze is zonder meer geschikt voor het aansturen van andere schakelingen.
 |
| Het schema van een tiptoets met een op-amp. (© 2018 Jos Verstraten) |
In onderstaande figuur wordt de werking van de schakeling grafisch toegelicht.
 |
| De spanningen in de schakeling. (© 2018 Jos Verstraten) |
Experimenteer mee met deze cursus!
U kunt de experimenten die in deze cursus worden beschreven zélf uitvoeren.
Daarvoor moet u echter eerst onze 'analoge trainer' nabouwen.
De uitgebreide beschrijving van de zelfbouw van dit apparaat treft u aan op de onderstaande link:
Hobby-lab: bouw een analoge trainer
De tiptoets op uw experimenteerprint
In onderstaande figuur is het schema van de tiptoets uitgewerkt naar de bedrading op uw experimenteerprint. Kan het nog eenvoudiger?
 |
| De tiptoets op uw experimenteerprint. (© 2018 Jos Verstraten) |
|
|