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Os sensores de toque podem ser utilizados no controle de diversos tipos de dispositivos mecatrônicos, diretamente em painéis de controle bem como em alarmes, detectores de presença e muito mais.

Um dos tipos mais simples de sensor de toque que pode ser implementado com facilidade, é o que se baseia na presença de uma resistência elétrica em um circuito quando o tocamos com os dedos.


Conforme mostra a figura 1, ao tocarmos ao mesmo tempo duas chapinhas de metal, a presença da resistência da pele humana que pode variar entre algumas dezenas de quilohms até vários megohms, é suficiente para ativar o circuito.
 


Uma vez que a corrente que circula pelos dedos da pessoa que toca o sensor é extremamente baixa, não há perigo nem a sensação de choque. A corrente neste caso será da ordem de milionésimos de ampère.

É claro que os circuitos desse tipo não devem nunca ser alimentados diretamente pela rede de energia sem os necessários dispositivos de isolamento, tais como transformadores.

Nos casos em que a alimentação é direta, devem ser usados resistores limitadores de corrente de valores muito altos, evitando qualquer tipo de perigo de choque para quem tocar no sensor.

Os circuitos que descrevemos a seguir foram em sua maioria projetados para acionar um relé, de modo que esse relé interfaceia uma carga de maior potência.


No entanto, podem ser empregados como cargas outros dispositivos tais como pequenos motores, lâmpadas, solenóides, etc. Evidentemente, o dispositivo acionado deverá estar de acordo com a capacidade do transistor ou outro componente usado.

Na figura 2 damos exemplos de interfaces para acionamento de cargas de maior potência, usando transistores Darlington e de outros tipos.
 


Acionamento por toque

O primeiro circuito que apresentamos, exibido na figura 3, aciona um relé quando tocamos no sensor X1.
 



Com o toque no sensor, a entrada do circuito digital (porta NAND) vai ao nível baixo e com isso sua saída, que estava no nível baixo, passa ao nível alto, saturando o transistor e ativando o relé.

A carga do relé neste caso, para servir de exemplo é um LED, mas o que pode ser controlado depende apenas da capacidade de seus contatos.

A sensibilidade desse circuito depende de R1. Quanto maior for esse resistor, maior será a sensibilidade. Não se recomenda um fio de ligação muito longo para o sensor, pois podem ser captados ruídos que instabilizam o seu funcionamento, ou fazem os contatos do relé entrar em vibração.

A alimentação pode ser feita com tensões de 6 ou 12 V, de acordo com o relé usado. O relé deve ter corrente máxima de 50 mA.

O sensor pode ser feito com uma plaquinha de circuito inpresso, conforme mostra a figura 4 (b), ou ainda com dois percevejos, observe a mesma figura em (a).
 


O circuito referido é do tipo de ação momentânea, ou seja, o relé permanece fechado enquanto houver o toque.


Na figura 5 vemos a montagem desse circuito numa matriz de contatos.
 


Acionamento monoestável

O circuito ilustrado na figura 6 tem uma ação monoestável. Isso significa que ao tocarmos no sensor, o relé fecha e assim permanece por um tempo bem determinado, mesmo depois que deixamos de tocar o sensor.
 


O tempo é programado pelos valores de R e C. R pode ter valores entre 1 k ohms e 1 M ohms, enquanto que C pode ter valores entre 10 nF e 1 000 F. O tempo de acionamento é calculado pela fórmula:

T = 1,1 x R x C

Onde:

T é calculado em segundos;
R é dado em ohms;
C é dado em farads.


Por exemplo, para R = 1 M e C = 100 F obtemos aproximadamente 110 segundos ou pouco menos de 2 minutos. Evidentemente, deve ser considerada a tolerância dos
componentes utilizados.

Na figura 7 temos a simulação do funcionamento desse circuito no MultiSim, onde o sensor de toque foi substituído por um sensor de contato momentâneo. Observe a forma de onda mostrada, obtida no osciloscópio virtual do Multisim.
 


Uma possibilidade interessante consiste em substituir R por um potenciômetro de 1 M ohms em série com um resistor de 10 k , e assim termos um ajuste do tempo de acionamento.

A alimentação desse circuito pode ser feita com tensões de 6 a 12 V, dependendo apenas do relé utilizado.

A fonte de alimentação usada, como nos demais circuitos, deve sempre empregar um transformador de isolamento ou então ser formada por pilhas ou bateria.

O funcionamento do circuito pode ser descrito da seguinte maneira: quando tocamos no sensor, o transistor conduz fazendo com que seja aplicado um nível baixo na entrada de disparo do 555 (pino 2). Nessas condições, sua saída vai ao nível alto por um tempo determinado por R e C.