触摸开关电路入门：简单触觉传感器制作指南

在触觉传感器中，触摸开关电路属于最简单的类型。尽管简单，这些神奇技术无处不在。触摸屏就是显示器上方的触摸开关阵列。其他广泛应用包括墙壁开关、台灯、公共电脑终端。本文提供触摸开关电路所有必要信息，助您为电气或电子设备添加现代触控功能。

触摸电路示意

触摸开关电路如何工作？

触摸开关电路本质是带特殊传感器的普通开关。当传感器检测到直接接触的刺激变化时，通过闭合开关响应，允许电流流动。所用传感器类型通常决定开关内部工作原理。构成现代触摸开关的触摸传感器分三类：

1. 电容式触摸开关。 利用人体电容触发电流流动，控制开关开合。
2. 电阻式触摸开关。 依靠触摸压力降低两导电表面间电阻。
3. 压电式触摸开关。 在现代应用中较少见，基于压电陶瓷机械结合原理工作。适用绝缘和导电材料但生产成本较高。

7种不同触摸开关电路

触摸开关种类繁多，每种都是使用它们设备中的重要电子元件。常见类型包括：

1. 简单触摸开/关开关电路

仅需单个MOSFET和单个继电器。工作电压低至9V直流供电。工作原理：触摸地和栅极端子时器件处于关闭状态；栅极和电源因触摸连接时开关开启。

触摸开关

2. 使用555定时器的触摸开关电路

此简单开/关触摸开关电路与电压2组有很多共同点。关键区别是包含集成电路定时器：NE555或LM555。此触摸开关电路有两个触摸板，分别对应两种状态。利用555 IC触发脚高输入阻抗工作。人体感应电压随C1和R1决定的时间上升。随后晶体管驱动继电器，继电器驱动负载。

3. 使用NAND门的触摸切换开关电路

数字4011逻辑门构成触摸开关电路基础。IC第二脚为“高”逻辑。触摸连接第二脚的板导致高逻辑。无触摸时为低逻辑。第1脚接入22欧姆电阻使电路对触摸敏感。

4. 触摸激活开关电路

此类常为集成数字电路一部分。使用单金属板，工作像典型开/关开关。开关电路利用IC获取手指电信号，转为触发关/开状态切换的数字信号。

5. 使用晶体管的简单触摸开关

这是原版简单开/关触摸开关电路的更新版。当控制开关操作的IC证明繁琐时常作为替代。简单触摸开关仅用一个晶体管。A和B触点在开关需继电时连接。B和C触点接收触摸刺激时继电器释放。

6. 使用UJT的触摸板开关电路

顾名思义，使用UJT 2N3819作为主要切换元件。当开关不总靠近电力线的设备中很有用。触摸金属1和2开关开启。触摸金属2和3触发继电器导致关闭状态。

7. 使用SCR和施密特触发器的触摸电机控制器电路

相比其他类型此类较复杂。触摸电路金属板导致施密特触发器电路从振荡器电路获取信号，并向Q1-2N5088基极推偏置电流。触发SCR1驱动12V电机。

如何制作简单触摸开关电路

制作触摸开关电路不像过去那么复杂。如今基本电子元件可替代复杂触摸开关和昂贵单片机。意味着用晶体管和电阻等元件即可构建简单触摸开关电路。

项目元件

首先，项目所需元件包括：

• 面包板或我们的印制电路板(PCB)。
• 9伏电源
• 连接导线
• 2根硬铜线或金属条
• BC547 NPN晶体管
• 5mm LED
• 270欧姆电阻
• 100k欧姆电阻

构建电路步骤如下：

1. 在面包板或PCB上安装BC547晶体管。
2. 用跳线连接第一个晶体管基极引脚到第二个晶体管发射极引脚。
3. 在第二个晶体管集电极引脚和VCC引脚间连接100K欧姆电阻。
4. 将270欧姆电阻和LED连接到第一个晶体管集电极引脚。
5. 用另一根跳线连接第一个晶体管发射极引脚到GND。
6. 在100K欧姆电阻和第二个晶体管基极引脚间连接金属条。

简单触摸开关电路

完成所有步骤后，可测试电路是否工作。触摸连接电路的金属条测试是否按预期工作。此简单开关应用广泛。例如可用于检测杂散电压或静电积聚。另一常见用例是灰尘或潮湿区域，普通开关不适用。

结论

触摸开关电路非常有益。庆幸将其融入现代电子设计从未如此简单。它们易于构建，尤其是有合适元件时。您可以查看我们提供的一些最佳元件。这就是您开始利用触摸开关的DIY项目所需的一切。