Dernière mise à jour :
26/01/2008
Présentation
Le présent montage permet d'allumer et d'éteindre un
appareil à l'aide de deux
touches sensitives
On et Off. Un autre
montage du même type, mais avec une seule touche On / Off au lieu
de deux touches On et Off séparées, est
présenté à la page
Détecteur
toucher 002. Idem page
Détecteur
toucher 003.
Le schéma
Pas très compliqué, même de loin.
Fonctionnement général
Nous utilisons ici une bascule D dont les entrées de remise
à zéro (RESET, borne R) et de remise à un (SET,
borne S) sont exploitées, et dont les entrées de
données (D) et d'horloge (CLK) sont ignorées. La haute
impédance des entrées est mise à profit pour
permettre l'activation ou la désactivation des sorties Q et Q
barre, simplement en touchant du doigt, des contacts conducteurs (deux
punaises, par exemple). Les entrées SET et RESET sont en effet
portées au potentiel de la masse au travers des
résistances R1 et R2 de forte valeur. Quand on touche en
même temps les points J1 et J1', l'entrée SET est
portée à un potentiel positif via la résistance
ohmique des doigts, plus faible que celle de R1. La sortie Q s'active
alors, et reste dans cet état même si on ne touche lus les
contacts J1 et J1'. Si maintenant on pose les doigts sur J2 et J2',
l'entrée RESET est portée à un potentiel positif,
ce qui désactive la sortie Q et active la sortie Q barre.
Commande d'appareils plus puissants
Ici, des leds sont utilisées pour visualiser l'état des
sorties de la bascule D. Vous pouvez bien entendu commander d'autres
types de charge, ampoule 230V ou autre appareil, via un triac (et
optocoupleur) ou via un relais connecté à la place d'une
des leds. Voir la page
Interface
de
puissance 230V et
Interfaces
logiques 001 pour quelques exemples.
Autre circuit qu'un CD4013 : possible ?
Oui, plusieurs autres circuits CMOS conviennent pour ce type
d'application. Par exemple, les célèbres portes logiques
CD4001 et CD4011 font partie de l'heureux groupe des élligibles.
Les deux schéma qui suivent montre que l'on peut aussi bien
travailler avec une logique de fonctionnement positive ou
négative.
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Avec ce circuit, la
sortie est
à l'état logique haut si on ne touche pas les
élements de contacts, et passe à l'état logique
bas dès que l'on y pose les doigts.
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Avec ce circuit, la
sortie est
à l'état logique bas au repos, et passe à
l'état logique haut dès que l'on pose les doigts sur les
élements de contact.. |
Contrairement au montage présenté tout au début de
l'article qui est de type "à mémoire", les deux derniers
schémas sont de type "fugitifs" : quand on ne touche plus les
contacts, la sortie du circuit CMOS revient à son état de
repos initial. Si l'on veut bénéficier d'une
mémorisation de la dernière action effectuée, on
peut monter deux portes logiques en bascule, comme le montre le
schéma suivant.
L'étage de sortie est un peu différent de celui du
premier schéma basé sur la bascule D CD4013, mais la
finalité reste inchangée. Quand on touche les points J1
et J1' (On), le relais RL1 colle et la led D1 qui est en série
avec lui s'allume. Et quand on touche les points J2 et J2' (Off), le
relais RL1 décolle et la led D2 s'éteint. Le transistor
Q1 est ici monté en suiveur de tension, la tension +9 V de
l'alimentation se retrouve aux bornes du relais et de la led
après avoir perdu quelque 0,7V. Notez l'absence de
résistance de limitation de courant dans le circuit relais + led
: ce n'est pas un oubli, la résistance de la bobine du relais
joue son rôle là-dedans... Dernière chose : le
transistor Q1 pilote un
relais,
vous avez le droit de placer une diode (1N4007) en parallèle sur
la bobine du relais (anode de la diode côté led et cathode
côté transistor).
Précaution de réalisation
La sensibilité du montage au contact des doigts dépend
des individus. Pour certains il faut appuyer un peu sur les contacts,
pour d'autres il suffit de les effleurer. La sensibilité peut
être ajustée en modifiant la valeur des résistances
R1 et R2. En baissant la valeur de ces deux résistances, la
sensibilité est moindre. En augmentant la valeur de ces deux
résistances, la sensibilité est plus
élevée. Mais attention, avec une sensibilité
très elevée, il y a plus de risques de
déclanchements intempestifs. Pour limiter ceux-ci, il est
impératif de limiter la longueur des liaisons entre le circuit
intégré et les touches de contact.
Remarques diverses
Dans certaines situations, on peut constater un changement
d'état de la sortie du circuit CMOS même si on ne pose le
doigt que sur le contact relié à son entrée, c'est
à dire sans retour vers la masse ou vers le plus d'alimentation.
Celà s'explique simplement par le fait que nous "baignons" dans
un environnement riche en champs électromagnétiques, et
que le secteur 230V fait partie de notre quotidien. Notre corps fait
antenne et absorbe une partie des rayonnements
électromagnétiques environnants. En touchant
l'entrée du circuit CMOS, qui est à haute
impédance, la tension électrique induite par notre corps
peut avoir une amplitude suffisante pour faire basculer l'état
du circuit. Cette propriété est d'ailleurs mise à
profit dans certains montages détecteurs, qui amplifient la
composante électrique à 50 Hz induite dans notre corps,
et la redressent ensuite pour obtenir une tension continue facilement
exploitable pour le reste du circuit de commande.