Dernière mise à jour :
02/05/2010
Présentation
Le détecteur décrit ici permet de signaler le toucher d'une
pièce
métallique de petite ou moyenne dimension ou d'une petite antenne. Il
n'est fait usage que de composants très répandus et le montage doit
fonctionner du premier coup. Sauf en plein désert, il faut bien en
convenir. Mais entre nous, vous viendrait-il à l'idée d'emmener ce
genre de montage en lieu et place d'une bonne gourde d'eau ?
Le schéma
Contrairement au
détecteur
de toucher 006, celui-ci allume une LED quand on touche la
pièce sensible, la LED restant éteinte en absence de contact.
Principe général de fonctionnement
On exploite ici le fait
que le corps humain est une super antenne sachant capter les
rayonnements parasites ambiants. Et que s'il est un parasite commun que
tout le monde absorbe, c'est bien celui du secteur 50 Hz EDF. Pour s'en
convaincre, il suffit de mettre le doigt sur l'entrée d'un oscilloscope
ou l'entrée audio d'un amplificateur et de monter un peu le
volume. Vous verrez (sur oscillo) ou entendrez (sur ampli) la fameuse
onde 50 Hz que j'ai rarement vue parfaitement sinusoïdale, malgré ce
que l'on m'a appris dans ma jeunesse. Ah au fait, ce que vous entendez
dans l'ampli en faisant ce petit test n'est pas vraiment du 50 Hz, mais
un ensemble de fréquences harmoniques (multiples) du 50 Hz (100 Hz, 150
Hz et parfois plus). S'il n'y avait que du 50 Hz, beaucoup d'entre vous
n'entendrait sans doute pas grand chose. L'idée qui vient à l'esprit
est donc de détecter ce petit signal de 50 Hz qu'on a tous au
bout
des doigts. L'amplitude du signal en question étant très variable d'un
individu à l'autre et selon l'environnement (à côté d'un ruisseau dans
la montagne ou en plein centre ville), il convient d'amplifier le
signal capté sur la petite antenne ou pièce métallique faisant office
de capteur. Qu'importe si on amplifie beaucoup un signal déjà "fort",
on ne fait pas dans la hifi et une forte distorsion ne pose absolument
pas préjudice au bon fonctionnement du montage.
Amplification
La
forte amplification est assurée par un amplificateur opérationnel assez
commun qui est le TL071. Ce brave AOP (ou ALI, ça dépend de l'école
qu'on fréquente) fournit sur sa sortie broche 6 un signal fort
ressemblant au signal appliqué à l'entrée sur la touche sensitive TS1,
mais avec une amplitude sans commune mesure. Enfin tout du moins si le
signal d'entrée ne fait pas déjà 10 V d'amplitude, car c'est
grosso-modo l'amplitude maximale qu'on peut avoir en sortie de cet AOP
quand la tension d'alim est de +12 V. L'AOP est monté en amplificateur
inverseur car il est très important que le signal de sortie soit en
opposition de phase avec le signal d'entrée. Si ce n'était pas le cas,
il faudrait toucher TS1 avec les pieds en l'air pour que ça
fonctionne. Le gain de l'amplificateur est déterminé par le rapport de
valeur entre R2 (4,7 MO) et R1 (1 kO), ici il vaut environ
4700.
Si le montage se révèle trop sensible et que la led s'allume quand vous
éternuez, il faut éternuer dans une autre pièce. Vous pouvez aussi
diminuer la sensibilité du montage en réduisant la valeur de la
résistance de contre-réaction R2 ou en augmentant la valeur de R1. Le
pont diviseur constitué par R3 et R4 permet de polariser l'entrée
non-inverseuse de l'AOP à la moitié de la tension d'alimentation, soit
+6 V. Cette tension se retrouve par conséquent sur l'entrée inverseuse
et sur la sortie, c'est un comportement que l'on rencontre fréquement
avec ce genre de montage et on n'y peut pas grand chose.
Redressement et filtrage
Le condensateur de liaison C2 câblé en sortie de l'ampli est
indispensable car il faut bloquer la composante continue qui est
d'environ +6 V et qui est toujours présente, qu'on touche ou non à TS1.
Si on ne met pas ce condensateur, la led reste toujours
allumée,
ce n'est pas plus compliqué que ça. Le redresseur constitué des diodes
D1 et D2 autorise le passage des alternances positives du signal
alternatif amplifié, ces alternances positives chargent le condensateur
C3 qui fait office de réservoir d'énergie quand les alternances tombent
bas. En absence de ce condensateur, la LED clignoterait au rythme de la
fréquence secteur lors du contact fait avec doigté sur TS1. D'un point
de vue purement visuel ce ne serait pas bien grave, mais si vous voulez
piloter autre chose qu'une LED, ça prend une tout autre importance.
Utilisation en interrupteur marche / arrêt
Tel
quel, la LED ne s'allume que si on laisse le doigt sur TS1. Il est
possible
d'avoir un fonctionnement de type marche / arrêt plutôt que ce
fonctionnement de type momentanné, en ajoutant en sortie une bascule de
type D montée en diviseur par deux. Vous pouvez suivre
l'exemple du
détecteur
de toucher 005
- schéma 005b - où cette pratique est adoptée. L'entrée de la bascule
peut être reliée sur le collecteur du transistor Q1 et dans ce cas le
couple LED + R7 doit être remplacé par une résistance unique de 10 kO.
Vous pouvez aussi relier l'entrée de la bascule non pas après mais
avant le transistor Q1, directement sur le pôle positif de C3.
Vous gagnerez ainsi un transistor qui pourra etre utilisé en sortie de
la bascule.
Circuit imprimé
Non réalisé.
