Progetti

Controllo luci con sensore a sfioramento

SOMMARIO

Come sviluppo del progetto Controllo luci e quanto discusso nel post   Alimentazione e controllo senza trasformatore di tensione, si propone di realizzare un controllo luci dagli ingombri compatibili con il "frutto" di interruttore elettrico, dotato di un economicissimo sensore a sfioramento.

PRINCIPALI MATERIALI UTILIZZATI

PIC16F684-I/P Microchip - MCU 8 Bit, Flash, 20 MHz, 3.5 KB, 256 EEPROM

MOC3020 Fotoaccoppiatore, Uscita Triac, DIP, Non Zero Crossing, 400 V

PE014F24 Relè di Alimentazione, 24 VDC, 5A, PE Series, Bistabile

NE555P - Timer di Precisione Dip8

Con riferimento alla Fig.2 del il post Alimentazione e controllo senza trasformatore di tensione, lo schema del dispositivo è mostrato in Fig.1.

Fig.1

DISCUSSIONE

Il cuore del dispositivo è l' NE555 utilizzato in modalità astabile. Il circuito di riferimento, desunto dalla documentazione tecnica del componente, è mostrato in Fig.2.

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Fig.2

Per fissare le idee, si assuma che le resistenze Ra e Rb siano uguali e di valore 1MOhm. Il circuito di Fig.2 genera comunque un segnale Out astabile, anche se il condensatore C è omesso: ciò è dovuto probabilmente all'azione di capacità parassite comunque presenti nel circuito.
Aiutandoci con un oscilloscopio, si possono misurare i due tempi, senza il condensatore C, tH e tL, che risultano essere rispettivamente uguali a 37 microsecondi e 4 microsecondi (le misure sono largamente indicative). L'idea è quella di realizzare un sensore tattile di tipo capacitivo formato da una piastrina di bachelite, ricoperta da un sottilissimo strato di rame, (si può usare, per esempio, un pezzetto di una scheda per la realizzazione di circuiti stampati con pellicola fotosensibile a raggi UV). Le dimensioni sono quelle di un dito, o meglio di un "frutto" di interruttore elettrico da muro per luci domestiche (per esempio 17x34mm). Allo strato di rame va saldato un filo di collegamento al circuito e va poi ricoperto da uno strato di nastro isolante da elettricista, come mostrato in Fig.3. La piastrina, collegata attraverso il suo solo terminale al pin 6 dell'NE555 sostituirà il condensatore C dello schema di Fig.2, come mostrato in Fig.1.

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Fig.3

MODALITA' D'USO

E' facile verificare, sempre misurando con l'oscilloscopio, che se si sfiora con un dito la superficie del nastro isolante della piastrina collegata all'NE555, si ottiene un significativo incremento del tempo TH dell'uscita Out dell'NE555. Ciò è dovuto al fatto che alle già citate capacità parassite del dispositivo si aggiunge una capacità formata dalla piastrina (che costituisce la prima faccia del condensatore), il nastro isolante (che funge da dielettrico) e il nostro dito, che rappresenta la seconda faccia del condensatore e che, con il nostro corpo, richiude in qualche modo verso il neutro N il circuito. Il microcontrollore riceve in ingresso al pin RA0 il segnale NE555, di cui misura costantemente il tempo tH: quando tale tempo supera una certo valore di SOGLIA (regolabile in funzione della sensibilità voluta) genera un comando alternato di accensione/spegnimento al relay ad esso collegato, con le stesse modalità descritte nel progetto Controllo luci. Dopo ciascun comando, il microcontrollore attende un tempo di RIPETIZIONE del comando (anch'esso ampiamente regolabile).
Un possibile layout per una versione interruttore è mostrato in Fig.4;

Fig.4

Nella versione interruttore, ecco una realizzazione funzionante in Fig.5.

Fig.5

La realizzazione di Fig.5 permette il montaggio del circuito (ripiegando su se stesse le due metà), in modo tale da essere contenuto in una scatola per interruttore domestico, come mostrato in Fig.6.

Fig.6

PROGRAMMAZIONE

Qui si seguito è listato il codice da caricare nel microcontrollore (si consiglia di leggere i commenti del codice, per ulteriori chiarimenti sul funzionamento del dispositivo).