Interrupteur capacitif

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Version 12/02
Interrupteur capacitif
Code : 0700 363
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Note de l’éditeur
Cette notice est une publication de la société Conrad, 59800 Lille/France.
Tous droits réservés, y compris la traduction. Toute reproduction, quel que soit
le type (p.ex. photocopies, microfilms ou saisie dans des traitements de texte
électronique) est soumise à une autorisation préalable écrite de l’éditeur.
Reproduction, même partielle, interdite.
Cette notice est conforme à l’état du produit au moment de l’impression.
Données techniques et conditionnement soumis à modifications sans
avis préalable.
© Copyright 2001 par Conrad. Imprimé en CEE.
XXX/12-02/CE
Nous vous remercions de votre confiance que vous avez témoigné par
l’achat de cet interrupteur à capacité.
Attention : La garantie ne couvre pas les dommages résultant de la nonobservation des présentes instructions. Nous déclinons toute
responsabilité pour les dommages qui en résulteraient directement ou
indirectement.
Exemple 8 : Utilisation du détecteur en tant qu’interrupteur
Mise en marche/Arrêt (Niveau CMOS/TTL)
1.Description du produit
Le détecteur à champ radial MT2.5 fait partie d’un nouveau groupe de
détecteurs de mouvements digitaux capacitifs. Son champ électrique
traverse tous les matériaux non conducteurs tels que dalle, verre, bois,
maçonnerie, carton et plastique de plusieurs centimètres. Comme par
magie, tout mouvement à proximité du détecteur déclenche une
impulsion électrique qui peut par exemple enclencher un relais. Avec sa
surface autocollante, le montage du détecteur est un jeu d’enfant.
L’étalonnage du détecteur s’effectue automatiquement, les modifications
lentes de la capacité environnante (due à l’humidité )sont compensées
de manière dynamique. La sensibilité est réglable. Dans le domaine de
la sécurité, il peut servir à la détection d’intrus. Les surfaces métalliques
peuvent être utilisées comme surface de détection. Vous obtenez ainsi
un détecteur invisible et donc à l’abri du vandalisme qui s’intègre dans
tous les environnements.
L’utilisation d’une platine relais (code : 700 371) permet ensuite d’activer
différents récepteurs Dans l’annexe A – des exemples de circuit avec
interrupteur à capacité MT2.5, d’autres principes de circuit avec
déclenchement de signal vous sont proposés.
Le schéma 8 montre un branchement sur lequel le signal de sortie passe
du niveau Low au niveau High à chaque activation de la touche. De plus,
par rapport à l’exemple 7, une bascule D supplémentaire est insérée (par
exemple _ 4013). Le circuit CMOS fonctionne sur une tension de
fonctionnement de 5 V. La sortie inversée de la bascule est raccordée à
son entrée D de sorte qu’une impulsion positive à l’entrée C déclenche
la sortie (OUT).
Domaine d’application
Mise en service ou hors service d’appareils de basse tension sur une
tension de fonctionnement entre 9 et 24 V DC.
2
19
Le schéma 6 montre le déclenchement d’un relais à impulsion (bistable
mécaniquement). Il fonctionne tel un interrupteur Marche/Arrêt. Toute
impulsion du détecteur MT2.5 fait commuter la lame de contact dans la
position stable. La diode D1 protége le transistor Q1 des surtensions.
Vous trouverez une platine relais adaptée chez Conrad Electronic.(code :
700 371)
L’activation du récepteur s’effectue par un circuit supplémentaire,
fonctionnel, de préférence par une platine relais adaptée.
Exemple 7 : Détecteur MT2.5 commande la sortie CMOS/TTL
Une toute autre utilisation que celle indiquée n’est pas autorisée.
L’utilisation de ce détecteur à champ radial MT2.5 n’est autorisée que s’il
ne représente pas de dangers pour la santé, la vie et les choses de
valeur.
Ce détecteur à champ radial MT2.5 avec sa platine relais est attestée
EMV et est conforme aux normes EN 50082-1 (résistance au brouillage)
et aux normes EN 55011 (émission de parasites). Il est conforme aux
directives CE correspondantes. Les déclarations correspondantes sont
déposées chez le fabricant.
2. Eléments de commande
Le schéma 7 montre une adaptation du signal de sortie émis par le
transistor Q1 au niveau CMOS/TTL. La diode D1 limite en liaison avec la
résistance R2 le niveau de sortie maximal possible sur 5.1 V.Le circuit
74HCT08 fonctionne sur une tension de 5 V.
(1)
(2)
(3)
(4)
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Face du détecteur avec face auto collante
Tension de fonctionnement (+) (couleur rouge)
Fil moyen pour réglage de la sensibilité (E)
Branchement à la masse (-) milieu terrestre.
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3. Consignes de sécurité
Exemple 5 : Détecteur MT2.5 commande une sortie
collecteur ouverte (transistor npn).
L’utilisation de ce détecteur à champ radial n’est pas autorisée si celui-ci
présente des dangers pour la santé, la vie, les choses essentielles.
Ce détecteur fonctionne avec une faible tension de fonctionnement. Ses
impulsions de courant de sortie peuvent activer des commutateurs qui
mettent en service des appareils électriques avec une faible tension de
fonctionnement.
Sur des appareils avec une tension de fonctionnement > 35 Volt, le
montage final doit être entrepris par un spécialiste conformément aux
directives V DE. Le fonctionnement de ce détecteur MT2.5 n’est autorisé
que s’il est conforme aux valeurs indiquées (voir caractéristiques
techniques).
Les dommages matériels ou corporels résultant d’une mauvaise
manipulation ou de la non-observation des consignes de sécurité ne
peuvent en aucun cas engager notre responsabilité. De tels cas
entraînent l’annulation de la garantie.
Ce schéma A5 vous montre le branchement d’un détecteur MT2.5 avec
un transistor pnp supplémentaire (voir schéma A4) qui possède une
sortie collecteur ouverte pour d’autres applications. Si vous voulez
brancher un appareil, branchez-le entre la sortie (OUT) et le tension de
fonctionnement positive (+12 V). Au repos, la tension est de valeur
ohmique élevée, mais si le détecteur est branché, le transistor Q2 est
commandé et la sortie (OUT) reste pour 200 ms sur le potentiel nul. Le
potentiomètre P1 sert à régler la sensibilité du détecteur (voir ci-dessus).
Exemple 6 : Détecteur MT2.5 commande un relais bistable
mécaniquement.
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Le résultat du dimensionnement de la résistance R1 est le même que
celui de l’exemple 1. Il est démontré ci-dessous :
4. Fonctionnement
Equation pour l’exemple 4 :
R1 : Valeur de la résistance de R1
Imt min : courant de repos du détecteur MT2.5
Ube : Tension de la diode émetteur de la base, par laquelle Ic augmente
considérablement (type 0.6 V).
Exemple :
L’exemple de calcul suivant indique la valeur de résistance R1 du
schéma A4.
Résultat : Ube= 0.6 V Imtmin = 4 m A.
On recherche : R1
Solution : R1 =
D’après un brevet d’invention, cet interrupteur à capacité détecte un
accroissement rapide de la capacité ambiante. Il entraîne une
augmentation du courant de fonctionnement de 15 mA avec une durée
d’environ 200 ms.
Le calcul du résultat précédent est R1= 50 Ohm. Etant donné qu’une
telle valeur n’est pas disponible dans la série E24, une valeur de 47 Ohm
est choisie pour R1.
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Des modifications lentes de la capacité ambiante, par exemple
occasionnées par des fluctuations de la température ou de l’humidité
sont compensées de manière dynamique (l’étalonnage du détecteur se
fait automatiquement).
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Les lignes de flux (son champ électrique) traversent tous les matériaux
non conducteurs (voir illustration 2), par exemple les matériaux de
construction, l’eau. Le déclenchement s’effectue par une approche d’un
doigt, d’une main, d’une partie du corps ou d’un objet à l’intérieur du
champs électrique. La caractéristique du temps de réaction est
optimisée par le mécanisme humain. La capacité du corps humain par
rapport à l’environnement rend fiable le fonctionnement du détecteur.
En collant l’interrupteur capacitif MT2.5 sur des surfaces isolées,
conductrices (par exemple le miroir), celles-ci sont alimentées par la
capacité et fonctionne comme un détecteur. Le détecteur à champ radial
MT2.5 règle la capacité ambiante croissante automatiquement dans les
grandes valeurs. Mais ces sources de parasites électriques à proximité
de cet interrupteur MT2.5 limitent la possibilité d’un agrandissement de
la zone du détecteur ! Cet détecteur est équipé d’un dispositif de réglage
automatique qui réduit sa sensibilité lors de l’action des champs
parasitaires électriques. Ce qui augmente sa résistance aux brouillages.
coupleur optoélectronique. De cette façon, il vous est possible de
brancher un appareil sans potentiel. Le résultat du calcul de la résistance
R1 est équivalent à l’exemple 1. Des tensions alternatives parasitaires
sur l’alimentation et par R1 peuvent être quasi court-circuitées par le
condensateur C2. Grâce à ce potentiomètre P1, vous pouvez régler la
sensibilité du détecteur MT2.5 comme le montre l’exemple 2.
Exemple 4 : Le détecteur commande une sortie collecteur
ouverte (transistor pnp)
Entre le branchement à la tension de fonctionnement et la mise en
service de ce détecteur MT2.5, il faut compter sur une période
d’étalonnage de 5 secondes.
Mise en service
La surface de détection de cet interrupteur capacitif MT2.5 est
autocollante (voir illustration 1 dans le paragraphe " désignation des
éléments de commande ". Il peut se fixer sur toutes surfaces.
Son champ électrique traverse le matériau de construction pour
s’étendre dans le champ libre. A ces endroits, il peut avoir de fortes
influences.
Ce détecteur est alimenté à une tension continue (voir paragraphe "
Caractéristiques techniques ". Branchez la tension de fonctionnement
positive au fil rouge (voir illustration 1 – 2).
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Ce schéma 4 vous montre le branchement du détecteur MT2.5 avec un
transistor pnp qui possède un collecteur ouvert pour d’autres
applications. Un appareil supplémentaire est branché entre la sortie
(OUT) et le potentiel nul (GND) (mise à le terre).
Au repos, la sortie est de valeur ohmique élevée, mais si le détecteur est
branché, le transistor Q1 est mise en marche pour 200 ms et à la sortie
réside la tension de fonctionnement. Il faut faire attention à ce que les
valeurs limites du transistor ne sont pas dépassées. Selon le type de
charge, une limitation de courant (par exemple une résistance) ou un
coupe-circuit de surtension (par exemple diode de protection) est à
prévoir. Le potentiomètre P1 sert à régler la sensibilité du détecteur à
champ radial (voir ci-dessus).
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Reliez le fil gris à la masse, au potentiel nul (voir illustration 1 – 4). Il
est recommandé de relier à la terre le branchement afin de définir un
potentiel de référence. De plus, ce branchement devrait être relié à
d’autres parties de constructions métalliques, non conductrices à
proximité du détecteur.
Le fil de branchement moyen (voir illustration 1 - 3) de cet interrupteur
capacitif permet d’obtenir un réglage optimal de la sensibilité. De plus, un
potentiomètre relie ce câble à la masse (4) – exemples de circuits avec
cet interrupteur capacitif MT2.5 dans l’annexe A. Si la résistance du
potentiomètre dépasse une valeur déterminée, le détecteur MT2.5 est
mis hors service. Si la valeur de la résistance du potentiomètre augmente,
la sensibilité de cet interrupteur capacitif augmente aussi.
GND = mise à la terre/masse
Exemple 3 : Le détecteur MT2.5 commande un coupleur
optoélectronique
Grâce à ce potentiomètre, vous pouvez diminuer uniquement la
sensibilité. Par un agrandissement de la zone de couverture du
détecteur, celle-ci peut être augmentée dans ses limites. De plus, une
feuille métallique est collée en surface entre la partie de construction et
l’interrupteur capacitif. Ainsi, par exemple, une vitre à double paroi non
métallisée peut être traversée.
Attention !
Assurez-vous lors du montage, de l’installation de ce détecteur MT2.5
que toutes les parties et câbles ne sont pas conducteurs. Respectez la
tension de fonctionnement de cet interrupteur. Une mauvaise
manipulation peut donner lieu à des dommages irréparables et nuire à la
santé.
Veuillez fixer ce détecteur de telle sorte qu’il peut donner accès à une
inspection.
Sous une installation de carrelages, il est préférable de le fixer avec du
caoutchouc en silicone.
Les conduites du capteur doivent être posés à plus de 10 cm des câbles
d’alimentation. Les intersections des câbles d’alimentation devrait être
posées perpendiculairement.
Ce schéma vous montre le branchement du détecteur MT2.5 avec un
Les transformateurs électroniques des lampes halogènes ne sont pas
conçus pour alimenter le détecteur MT2.5. Ceux-ci nécessitent d’une
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part d’une charge minimum avant de mettre en service la tension exigée.
D’autre part, ils sont souvent source de parasites électromagnétiques.
Ceux-ci peuvent compromettre le fonctionnement de ce détecteur.
6. Utilisation
Exemple :
L’exemple de calcul suivant indique la valeur de la résistance R1 du
schéma A1
Résultat : Uf = 1.7 V. Imtmin = 4 m A
Ce que l’on cherche = R1
La solution :
Le résultat du calcul précédent s’élève à : R1= 141.7 Ω.
Pour la série de résistance E24, on a choisi une valeur de R1= 150 Ohm.
On peut renoncer à la résistance R1. Puis la diode D1 s’allume à du
courant de 4 m A. Lors du déclenchement, une luminosité intense reste
pendant 200 ms, laquelle est conditionnée par le courant de coupure de
19 m A. Par conséquent, on peut contrôler constamment l’intensité du
courant du détecteur.
Ce détecteur à champ radial MT2.5 a été spécialement conçu comme
interrupteur de saisie des commutations. Le déclenchement de ce
détecteur se déroule comme sur un interrupteur mécanique
conventionnelle : en approchant la main. Un contact n’est toutefois pas
nécessaire. La caractéristique du déclenchement est en accord avec la
motorisation humaine. Un contact trop rapide ou trop lent n’est pas
reconnu.
La sensibilité de mouvements augmente avec la diminution de la
distance par rapport à la surface du détecteur (voir illustration 3). Si une
main volante s’éloigne de la surface du détecteur, la durée de réponse
passe jusqu’au rétablissement de la sensibilité du détecteur. Un
mouvement dans l’aplomb de la surface du détecteur entraîne une
augmentation de la sensibilité.
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Exemple 2 : Diminution de la sensibilité du détecteur MT2.5
par un potentiomètre
Souvent, l’utilisateur souhaite adapter la sensibilité du détecteur MT2.5
aux circonstances présentes. Pour cela, un potentiomètre P1 est inséré
entre la connexion du détecteur à champ radial MT2.5 E (fil moyen) et le
potentiel nul (-). Grâce à celui-ci, vous pouvez diminuer sans problème
la sensibilité du détecteur à champ radial MT2.5.
Si la valeur de la résistance de P1 est inférieure à la valeur déterminée,
le détecteur s’éteint. Par conséquent, nous vous recommandons
d’insérer un potentiomètre avec une valeur élevée (voir schéma A2).
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Annexe A – Exemples de branchements
avec le détecteur à champ radial MT2.5
7. Entretien et soin
Exemple 1 : Activation simple d’une diode
Ce détecteur Mt2.5 ne nécessite pas d’entretien. Les saletés du
détecteur n’endommagent pas en général son fonctionnement. Si un
nettoyage est souhaitable, prenez un chiffon sec ou légèrement mouillé.
Attention !
Evitez de mettre en contact le boîtier du détecteur avec des nettoyants
hydrocarboniques, tels que essence ou engrais. D’une part, les vapeurs
de ces produits sont nocives et d’autre part, la surface collante du
détecteur peut se détacher. Pour éviter un fonctionnement non voulu
avant le nettoyage, veuillez couper le détecteur de toute alimentation.
8. Solution aux problèmes
Le schéma A1 nous indique une application très simple de ce détecteur
MT2.5. Dans le schéma d’alimentation positive, une diode lumineuse D1
est branchée en série. La résistance R1 est branchée en parallèle à la
LED D1. Elle est ainsi disposée que sur du courant à 4 m A par lui, 1/3
de la tension de la diode chute. Si le courant passe à 19 m A en activant
le détecteur MT2.5, une tension nécessaire est ainsi atteinte pour
l’allumage de la diode.
La valeur de la résistance R1 résulte de l’équation suivante :
R1= R1 : valeur de la résistance R1
Uf : Tension moyenne de la LED
Imt min : Courant de repos du détecteur MT2.5
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Dans ce paragraphe, il vous décrit les solutions aux problèmes du
détecteur en relation avec la platine relais correspondante.
1) Le relais ne commute pas lors d’un mouvement à proximité du
détecteur.
☛ Vérifiez si toutes les connexions sont correctes et veuillez exclure
toute interruption.
☛ Vérifiez le courant de repos de fonctionnement du détecteur. Celui
doit s’élever à 4 m A (défaire à la borne de branchement (+), voir le
schéma 2
☛ Vérifiez si la tension de fonctionnement du détecteur se trouve dans
le champs autorisé (tension continue de 9 V à 24 V).
☛ Vérifiez si le potentiomètre sur la platine (code : 700 371) est placé
au niveau minimum. Si c’est le cas, la valeur augmente en tournant
l’entaille de réglage dans le sens des aiguilles d’une montre.
☛ Vérifiez le fonctionnement du fusible S1 et changez-le le cas
échéant.
☛ S’il y a un court-circuit entre les bornes (+) et (-) des connexions du
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détecteur, le fusible Polyswitch S2 protége la platine relais RP1.0.
Résolvez le court-circuit et attendez que le fusible se rétablisse de
lui-même (20 s).
2) Le détecteur n’a pas beaucoup de sensibilité
☛ Augmentez la valeur réglée du potentiomètre de la platine relais en
tournant l’entaille de réglage vers la droite (dans le sens des aiguilles
d’une montre).
☛ Vérifiez s’il y a une fente d’aération parasitaire entre la surface du
détecteur et la pièce de construction. Si c’est le cas, veuillez y
remédier.
☛ Sous ces circonstances, vous avez raccordé une surface conductrice
comme surface supplémentaire de détecteur qui possède une trop
grande capacité de mise à la terre. Sur une mise à la terre capacitive
du détecteur, il faut réduire la surface du détecteur supplémentaire.
Parfois, la capacité de mise à la terre peut être réduite en la plaçant
loin des pièces métalliques.
☛ Faites attention à ce qu’il n’y ait pas des champs électromagnétiques
trop élevés à proximité du détecteur. Ceux-ci peuvent provenir de
transfos halogènes électroniques.
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9. Caractéristiques techniques
Détecteur à champ radial MT2.5
Dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 33 mm x 33 mm x 5 mm
Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 5 g
Echelle de températures . . . . . . . . . : -20……+70°C
Taux relatif d’humidité . . . . . . . . . . . : 100% max
Branchement . . . . . . . . . . . . . . . . . : Câble plat 3 x 0.14 mm2
Longueur des connexions . . . . . . . . : 10 m max, fourni en 80 cm
Indice de protection . . . . . . . . . . . . : IP67
Tension de fonctionnement . . . . . . . : 9 – 24 V DC
Ondulation résiduelle en courant
continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10% max
Protection contre les erreurs de polarité
Des connexions . . . . . . . . . . . . . . . : < 24 V DC
Fixation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : autocollante
Réglage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : automatique
Mise en service après le branchement . . : 5 s maximum
Fréquence de coupure . . . . . . . . . . : 1 Hz maximum
Champ compensatoire de la capacité
Statique par rapport à la masse . . . :jusqu’à 30 pF, automatique
Réglage de la sensibilité . . . . . . . . . : externe par un potentiomètre
500 KOhm
Courant en mode repos . . . . . . . . . : 4 mA+/- 0.5 mA
Courant de coupure (200 ms) . . . . . : 19 mA +/- 0.5 mA
Courant de démarrage (< 5s) . . . . . : 7 mA +/- 0.5 mA
Type d’activation . . . . . . . . . . . . . . . : dynamique
interrupteur d’approche
Compatibilité électromagnétique
Test de résistance aux brouillages . : Conforme à la norme
EN 50082-1 ;1997
Emission d’impulsion parasitaire . . . : Conforme à a norme
EN 55011 :1991-B
Classe de valeur limite . . . . . . . . . . : Groupe 1
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Änderung Kabelkennzeichnung MT2.5
(Schwarze Kennzeichnung)