Comutatoarele activate prin atingere au avantajul de a nu folosi piese în mișcare și, prin urmare, au o durată de viață extrem de lungă, deoarece nu se uzează. Acest model simplu de comutator tactil este potrivit pentru controlul pornit/oprit al sarcinilor în curent continuu de 9 volți, care absorb un curent de până la aproximativ 100mA. Schema electronică a dispozitivului apare în figura.
Circuitul se bazează pe un integrat ce conține patru porți NOR de tip 4001, iar toate cele patru porți sunt conectate în paralel pentru a funcționa ca inversoare. Porțile de la 2 la 4 sunt conectate în paralel pentru a oferi o impedanță de ieșire scăzută. Aceste trei porți sunt conectate împreună cu poarta 1 pentru a forma un tip simplu de multivibrator bistabil. C1 asigură că intrarea bistabilului este adusă în starea „low” (coborâtă) la pornire, determinând ieșirea să treacă de asemenea în starea „low”. Prin urmare, Tr1 nu primește un curent de bază semnificativ de la ieșirea bistabilului, este blocat și nu lasă să treacă curent de colector către sarcina care constituie sarcina sa din colector.
Dacă cele două contacte tactile superioare sunt atinse de utilizator, rezistența pielii degetului va fi suficient de scăzută pentru a aduce intrarea dispozitivului în starea „high” (ridicată), determinând ieșirea să treacă de asemenea în starea „high”. Când degetul operatorului este îndepărtat de pe contactele tactile, R1 va menține intrarea în aceeași stare cu ieșirea. Cu alte cuvinte, bistabilul se blochează (se zăvorește) cu ambele sale stări de intrare și ieșire în starea „high”. Tr1 este atunci deschis puternic în conducție de curentul de bază pe care îl primește de la ieșirea bistabilului prin intermediul lui R2, iar sarcina este alimentată. Există o mică cădere de tensiune la bornele lui Tr1, astfel încât tensiunea completă de alimentare de 9 volți nu este aplicată direct pe sarcină. Cu toate acestea, Tr1 este un tranzistor de comutare și ar trebui să prezinte o cădere de tensiune de mai puțin de 0,5 volți, chiar și la un curent de sarcină de 100mA. Există foarte puține aplicații în care această cădere de tensiune ar fi suficient de mare pentru a avea vreun efect semnificativ asupra echipamentului controlat.
Pentru a reseta dispozitivul în starea „off” (oprit), este suficient să atingeți cele două contacte tactile inferioare. Rezistența pielii utilizatorului aduce atunci intrarea bistabilului în starea „low”, blocând tranzistorul Tr1 și întrerupând alimentarea sarcinii. Ca și înainte, circuitul se blochează în această stare datorită reacției prin R1.
În starea „off”, circuitul are un consum de curent neglijabil. În starea „on”, consumul este egal cu curentul absorbit de sarcină, plus un curent de aproximativ 5,5mA necesar pentru a comanda Tr1. Contactele tactile pot fi fabricate dintr-o placă de circuit placată cu cupru (textolit), fiind disponibile de asemenea și contacte tactile gata fabricate.
Ghid de înlocuire a componentelor (Modernizare)
Acest circuit este extrem de util și astăzi pentru a înlocui butoanele mecanice cu senzori tactili ficși. Iată componentele moderne ideale:
1. Circuitul Integrat
- În original: Un integrat CMOS tip 4001 (Quad 2-Input NOR Gate).
- Ce folosești azi: CD4001BE sau HEF4001B. Se găsesc cu ușurință în capsulă DIP14 la orice magazin de componente și au exact aceeași dispunere a pinilor ca cel din carte.
2. Tranzistorul Tr1
- În original: Un tranzistor NPN de comutare de uz general (cum ar fi seria BC107/BC108) capabil să suporte sarcini de 100mA.
- Ce folosești azi: BC547 (NPN) în capsulă TO-92. Suportă un curent maxim de colector de 100mA. Dacă vrei să ai o rezervă de siguranță sau dacă sarcina ta este un bec/motor mic ce absoarbe aproape 100mA, folosește BC337 (tot NPN, dar suportă până la 800mA și are o cădere de tensiune de saturație extrem de mică).
