触摸开关电路的制作CD4013

ID:99556 · 发表于 2015-12-19 16:09

这个电路是使用CMOS电路CD4013双D触发器，分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路组成的触摸电子开关电路。单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉波宽度整形，保证每次触摸动作都可靠。双稳态电路用来驱动电晶体Q1的开通或关闭，进而控制继电器。

以下是找到的基本原图：

但又参考了一些其它的相关电路，加上电源的滤波电容及LED指示，输入的对地电阻改为2M电阻，改变它可以改变它的灵敏度。电路做了小部份的修改后如下图。

M为触摸电极片，手指摸一下M，使人体泄漏的交流电在R4上的压降，其正半周信号进入IC1的第3脚即单稳态电路的CP端，使单稳态电路反转进入暂态，其输出端Q即1脚由原来的低电位跳变为高电位，此高电位经R1向C2充电，使4脚即R1端的电位上升，当上升到複位(Reset)电位时，单稳态电路复位，1脚恢复低电位。所以每触摸一次电极片M，1脚就输出一个固定宽度的正脉波。此正脉波将直接加到11脚即双稳态电路的CP端，使双稳态电路反转一次，其输出端Q即13脚电位就改变一次。当13脚为高电位时，Q1的基极透过R2获得正向电流而开通，使继电器动作，进而以它的接点来做控制。由此可见，每触摸一次电极片M，就能实现继电器“开”或“关”的动作。
　　元件选择与制作，CD4013为双D触发器，它采用14脚双列直插式塑封包装。Q1採用CS9013或2SC945等小功率NPN电晶体即可。
　　以下附上CD4013的接脚图及真值表：

元件清单
编号	规格	编号	规格
R1	5.1M	C1	47u/25v
R2	10K	C2	0.22 (224)
R3	1K	C3	0.047 (473)
R4	2M(或2.7M)	C4	0.01 (103)
D1	1N4001	Q1	2SC945
IC1	CD4013	RY1	12V - 5~10A(5腳位)
接线端子	3P(选用)	电路板	覆铜板
TOUCH PAD	自制	铜柱	选用

　　注意事项：
　　在实际的制作上我发现了一些问题，有几点要特别再跟大家说明一下：
　　1. 尽量以市电经变压器降压的方式来获取12V的供电：因为我在实作时发现，若使用电池供电时，有时会有不能触发的情形，可能是因为使用电池供电时，电路本身跟大地并没实际的连接，导致人体对地泄漏的交流电并没和电路的接地发生关连，所以进入触摸点的电压也跟着变小。

　　2. 制作时也发现有些IC的动作过于灵敏，时有误动作发生，所以我在电路上加上C4，在零件焊接时先不要焊上C4，测试时，如发现在没有触摸到触摸片时会有动作变换(有时会发生在开关日光灯时，你自己可以试试)，才把C4加上去，甚至在可以在触摸时电路没有动作时降低C4的值，或还是有误动作时升高C4的值，寻找最稳定的值。
　　3. 触摸点一定要接成一个触摸板，不要直接用电线来代替，因这样跟人体的接触积会太小，会影响它的灵敏度。
　　4. 输入对地电阻R4(2M)，也是会影响灵敏度，如果发现不够灵敏，可以把2M的电阻再加大，如2.7M。

ID:249545 · 发表于 2017-11-24 17:30

图文并茂,老师功力很深呀

ID:103696 · 发表于 2018-2-18 11:18

其实这种电路不怎么安全，现在触摸开关都是电容式感应的隔一块朔料安全点，要不然你的电路一不小心窜到市电一摸就电到人了！

ID:266116 · 发表于 2018-2-18 16:38

谢谢分享

ID:491875 · 发表于 2019-5-10 08:05

使用D触发器设计触摸开关是可行的，不过现在有专用的触摸IC，价格很低。像TTP223等就是不错的选择。与时俱进，能够利用现成的专用IC可以简化电路设计！当然，作为初学者练手的制作这个设计还是可以的！

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