{"id":364,"date":"2019-03-05T20:00:46","date_gmt":"2019-03-05T19:00:46","guid":{"rendered":"http:\/\/weblog.occassions.de\/?p=364"},"modified":"2019-02-07T21:12:37","modified_gmt":"2019-02-07T20:12:37","slug":"beruehrungsloser-schalter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/weblog.occassions.de\/?p=364","title":{"rendered":"Ber\u00fchrungsloser Schalter"},"content":{"rendered":"\n

Hin und wieder ist es n\u00fctzlich die Position oder das Vorhandensein von Personen oder Gegenst\u00e4nden feststellen zu k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n

Lichtschranken sind eine altbew\u00e4hrte Technik mit vielen Vorz\u00fcgen, aber auch einigen Nachteilen. Fremdlicht kann sie funktionsunf\u00e4hig machen und Staub oder Gase machen Lichtschranken blind.<\/p>\n\n\n\n

Induktive Sensoren ben\u00f6tigen leitf\u00e4higes Material. Nichtleiter, wie z.B. Kunststoff und Holz k\u00f6nnen sie nicht erkennen.<\/p>\n\n\n\n

Die modernste Methode der Ortsbestimmung sind Radar-Sensoren. Damit kann man ausreichend gro\u00dfe Objekt sogar durch W\u00e4nde hindurch detektieren. Allerdings arbeiten Radar-Sensoren mit Mikrowellen-Strahlung.<\/p>\n\n\n\n

Der vierte in diesem Bunde ist der kapazitive Sensor. Das Sensorelement ist eine Metallfl\u00e4che, die in der N\u00e4he des zu erkennenden Objektes angebracht wird. Metallische und nichtmetallische Objekte k\u00f6nnen – je nach Ausgestaltung des Sensors – auf mehrere Zentimeter Abstand zuverl\u00e4ssig erkannt werden.<\/p>\n\n\n\n

Der Schaltplan ist recht \u00fcbersichtlich und verzichtet auf allzuviel Schnickschnack. IC1, ein MTCH102EMS von Microchip, erledigt die gesamte Arbeit. <\/p>\n\n\n\n

Mit Pin 6 an GND wird der zweite Sensorkanal an Pin 3 als Guardausgang eingestellt. Damit werden st\u00f6rende Einfl\u00fcsse durch z.B. Kabelkapazit\u00e4ten kompensiert.<\/p>\n\n\n\n

Die Empfindlichkeit des Sensors wird mit R1 eingestellt. Pin 7 ist der Ausgang des Chips. R4 ist der Pull up Widerstand zu diesem Ausgang. Der Ausgang ist low-aktiv. Pin 1 und Pin 8 sind die Stromversorgungsanschl\u00fcsse des Chips. Und Pin 4 schlie\u00dflich setzt die Betriebsart auf Dauerbetrieb.<\/p>\n\n\n\n

Die Betriebsspannung ist 3,3V und wird \u00fcber J1 zugef\u00fchrt. Die LED D2 zeigt das Vorhandensein der Stromversorgung an und kann auch entfallen. Die restlichen Bauteile bilden einen Verpolschutz, entkoppeln und filtern die Stromversorgung.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Schaltplan des kapazitiven Sensors<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Leiterplatte ist 45mm x 30mm gro\u00df und doppelseitig mit Kupfer beschichtet. Die Sensorfl\u00e4che wird an die SMA-Buchse X1 angeschlossen. Geeignete 50\u03a9-Koaxialkabel gibt es in verschiedenen L\u00e4ngen vorkonfektioniert auf den bekannten Verkaufsplattformen im www.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Layout des kapazitiven Sensors<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die St\u00fcckliste ist sehr \u00fcbersichtlich:<\/p>\n\n\n\n
Anzahl<\/td>Referenz<\/td>Typ\/Wert<\/td>Kommentar<\/td><\/tr>
1<\/td>IC1<\/td>MTCH102EMS<\/td>Microchip<\/td><\/tr>
1<\/td>R1<\/td>100k\u03a9<\/td>Bourns 3214W<\/td><\/tr>
2<\/td>R2, R4<\/td>10k\u03a9<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>R3<\/td>3,3k\u03a9<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>R5<\/td>4,7k\u03a9<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>D1<\/td>RGF1D<\/td>Si-Diode 1A<\/td><\/tr>
1<\/td>D2<\/td>LED<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>L1<\/td>100\u00b5H<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>C1<\/td>10\u00b5F 10V<\/td><\/td><\/tr>
1<\/td>C2<\/td>100nF ker.<\/td>Footprint 1206<\/td><\/tr>
1<\/td>X1<\/td>SMA Buchse<\/td>SMD<\/td><\/tr>
1<\/td>J1<\/td>10p Pfostenstiftleiste<\/td>2×5 Pin, RM 0,1″<\/td><\/tr>
1<\/td><\/td>Platine<\/td><\/td><\/tr>
1<\/td><\/td>Koaxialkabel 50\u03a9<\/td>mit SMA-Stecker<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\n\n\n\n
\"\"<\/a>
Cap-Sensor mit Kabel<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Obiges Foto zeigt den Cap-Sensor mit Koaxialkabel mit SMA-Stecker und SMB-Buchse. Das Kabel ist 15cm lang. Als Sensorfl\u00e4che wird ein St\u00fcck einseitig kupferbeschichtetes Platinenmaterial verwendet. Ein St\u00fcck Metall oder Draht sind alternativ einsetzbar. Es wird nur der Innenleiter des Koaxkabels angeschlossen. Der Schirm wird isoliert. Die SMB-Buchse und den SMB-Stecker kann man einsparen, wenn man den Innenleiter des Koaxialkabels direkt an die Sensorfl\u00e4che anschlie\u00dft.<\/p>\n\n\n\n

Das ZIP-Archiv enth\u00e4lt alle Daten, die zur Herstellung der Leiterplatte ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
ZIP-Archiv zum Cap-Sensor Projekt<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Und wozu verwende ich diese Platine? Als Gleis-belegt Erkennung auf der Modelleisenbahn!<\/p>\n\n\n\n

Hier noch ein paar Fotos aus der Experimentierphase:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Mein M\u00e4rklin Schienenbus auf Testfahrt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Sensorfl\u00e4che ist 50mm x 30mm gro\u00df, liegt unter dem Gleis und wurde mit PE-Folie isoliert.<\/p>\n\n\n\n

\"Testfahrt<\/a>
Testfahrt mit Sensorfl\u00e4che neben dem Fahrzeug<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

F\u00fcr diese Testfahrt wurde eine 30mm x 20mm gro\u00dfe Sensorfl\u00e4che senkrecht neben dem Gleis angeordnet.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Weitere Versuchsfahrt mit kleiner Sensorfl\u00e4che und anderem Fahrzeug<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Testfahrt mit der M\u00e4rklin E75 sollte die Einstellung der Empfindlichkeit pr\u00fcfen.<\/p>\n\n\n\n

\"Versuchsfahrt<\/a>
Versuchsfahrt mit Draht als Sensorelement und Lokomotive mit Metallgeh\u00e4use<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Bei dieser Versuchsfahrt wurde meine M\u00e4rklin V32 eingesetzt. Die Lokomotive verf\u00fcgt \u00fcber ein Metallgeh\u00e4use und soll das Verhalten des Sensors auf leitf\u00e4hige Materialien testen. Als Sensorelement wurde ein 12cm langes St\u00fcck Schaltdraht verwendet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hin und wieder ist es n\u00fctzlich die Position oder das Vorhandensein von Personen oder Gegenst\u00e4nden feststellen zu k\u00f6nnen. Lichtschranken sind eine altbew\u00e4hrte Technik mit vielen Vorz\u00fcgen, aber auch einigen Nachteilen. Fremdlicht kann sie funktionsunf\u00e4hig machen und Staub oder Gase machen Lichtschranken blind. Induktive Sensoren ben\u00f6tigen leitf\u00e4higes Material. Nichtleiter, wie z.B. Kunststoff und Holz k\u00f6nnen sie […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46,6,50,45],"tags":[48,49,47],"class_list":["post-364","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-iot","category-kleine_basteleien","category-modelleisenbahn","category-sensoren","tag-iot","tag-kleine-basteleien","tag-sensor"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/364","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=364"}],"version-history":[{"count":14,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/364\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":403,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/364\/revisions\/403"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=364"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=364"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/weblog.occassions.de\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=364"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}