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12/10/2007 #1


sensor capacitivo y detector de metales
hola, aqui alguin sabe algo de sensores capacitivos?.o mejor dicho como hago el circuito, es que lo tengo que diseñar y no se como.lo necesito para incluirlo en un detector de metales.ayudenme porfa!
17/01/2008 #2


sensor capacitivo y detector de metales
Hola, primero de todo felicidades por el foro, es genial.

Estoy realizando un proyecto en el que necesito construir un sensor de proximidad mediante un condensador, la capacidad del mismo debe variar en función de la distancia a la que se encuentre mi mano de él.

La idea es diseñar un oscilador de puente de Wien donde una de las capacidades que fijan la frecuencia de oscilación sea este condensador. La salida del osilador está conectada a un conversor frecuencia-tension, el LM2917, de esta manera obtengo una variación de voltaje en función de la distancia de mi mano. La salida del conversor la conecto a un PIC para medir esta variación de tensión.

Como condensador utilizo un trozo de lamina, de unos 7x5 cm, con un baño de cobre por ambas caras,la parte interior, que actua como dielectrico, es una especie de fibra. Estas laminas son las que utilizamos en la universidad para construir nuestras placas de circuito impreso.

El problema que que tengo es que no consigo que la variación de capacidad sea significativa, solo varia cuando mi mano ya esta casi en contacto con el trozo de lamina. Me interesaria que a partir de unos 20-30 cm de distancia la capacidad empezara a variar. No se si la solucion seria utilizar otros materiales con otros dielectricos,...

Me encuentro en un punto que no puedo avanzar, si me podeis ayudar hos lo agradecería.

Un saludo
17/01/2008 #3


No hace falta que investigues mas.

Hay un integrado que lo hace todo. Busca el "QT113". Es de la firma Quantum.

Solo necesitas el QT113, una resistencia, un condensador y un cristal de quarzo.


Saludos.
17/01/2008 #4


Muchas gracias!
03/04/2008 #5


haber Heidy yo ando casi en las mismas pero tengo algunas ideas pss puedes empezar analizando el diagrama de bloques de un sensor capacitivo, veras que con eso tendras idea para empezar, te dire mas cuando encuentre un circuito que valga la pena mostrarte porque los que tengo aun no me dan confianza
10/04/2008 #6

Avatar de asherar

Re: sensor capacitivo y detector de metales
Heidy R. dijo:
hola, aqui alguin sabe algo de sensores capacitivos?.o mejor dicho como hago el circuito, es que lo tengo que diseñar y no se como.lo necesito para incluirlo en un detector de metales.ayudenme porfa!
Hola:
Hace un tiempo desarrollé un circuito para medir capacidades variables,
con la intención de armarme un sensor capacitivo para pesar bolsas de harina.
El circuito es un puente como el que se usa para los sensores resistivos (como las celdas de carga tipo "S").
Lo único que cambia es que la alimentación del puente debe ser alterna, cuyo valor te permite ajustar la
impedancia del capacitor (Xc = 1/wC).
Los sensores capacitivos que armé tenían valores de C bastante pequeños, y usaba frecuencias generadas
con un Pic.

El circuito puente consiste en cuatro capacitores dos de los cuales son variables, y los otros dos son la referencia.
Yo armé todo en un mismo paquete y garantizo que anda.
La fórmula de la amplitud de la señal alterna de salida, Vs, es (aproximadamente):

Vs ~ Vin * Abs || (C2*C3 - C1*C4)/ [C2+C4)*(C1+C3)] ||

Vin es la amplitud de alimentación alterna, y C1,C2,C3,C4 son los capacitores conectados como se muestra en el circuito.

Si te interesa contactame por MP y te paso más data.
01/07/2008 #7


sensor capacitivo y detector de metales
Estuve viendo un monitor nuevo que tuve que comprar y aparecen "botones capacitivos" en la parte de abajo. Si tocas sobre el plástico, se activa el botón que se encuentra debajo.
Como funciona este tipo de botones? no puedo encontrar informaciónrmaciòn en ningun lado.. aparecen otros tipos de botones al tacto pero no encuentro alguno como este.
Si tienen algo de información espero su respuesta!
un abrazo!

Danko
01/07/2008 #8


Bueno.. segui buscando y encontré un circuito uqe me puede llegar a servir... Lleva 2 flip flops, unas cuantas resistencias y unos capacitores.. se alimenta de 3v... asi que me viene de 10..

El único problema es que lleva 2 transistores de canal N permanente que no puedo encontrar.. se llaman BS138 (que supongo que debe estar mal escrito.. probablemente BSS138) o puede reemplazarse (segun dice) por un ZVNL110A.

Averigué en los distribuidores y no los trabajan.. asi que.. o los mando a pedir.. o debe haber alguna otra solución más económica... el tema es que no tengo mucha cancha de trabajar sobre este tipo de transistores, si alguno me da una mano se lo agradecería!

Un saludo,

Danko
Archivos Adjuntos
Tipo de Archivo: pdf 3vtchmom2_209.pdf (10,7 KB (Kilobytes), 40 visitas)
01/07/2008 #9

Avatar de asherar

danko_tdq dijo:
... si alguno me da una mano se lo agradecería! ...
Probé buscando con Google en inglés: capacitive button
A ver que te parece esto ?

http://www.planetanalog.com/features...leID=181401898

También encontré varias patentes.

Salutiti !

Y esto no es capacitivo pero un poco de "autobombo" no viene mal:

BOTON TRANS-VITRAL
01/07/2008 #10


Gracias alejandro! estuve mirando los links que me pasaste, el primero lo había visto... me sirvió como teoría, pero no entendí muy bien los circuitos que presenta. Pareciera que ese integrado (CY8C21434) se encarga de todo el trabajo sucio...

La otra idea me gustó... en este proyecto no me va a servir.. pero probablemente en otro que tengo en vista me puede llegar a solucionar mucho.. por ahi poniendo leds infrarrojos para que no se vea tanto la luz..

Estuve buscando más, pero no encuentro mucha información sobre los transistores que necesito.. :(
02/07/2008 #11

Avatar de asherar

danko_tdq dijo:
... por ahi poniendo leds infrarrojos para que no se vea tanto la luz.. ;
Los emisores SON infrarrojos: es el conocídisimo CNY70.
El brillo que se ve en las fotos es porque la cámara CCD capta la infrarroja.
Quedate tranquilo que a simple vista no se ve nada.

Vendo, vendo !

JEJE!

Yo traté de traducir la página que te pasé con el traductor de Google y queda cualquier cosa.

El Cypress que usa es un PSoC, solamente porque contiene módulos analógicos y digitales que puede configurar para cualquier cosa que quiera.
No hay componentes críticos.

La gracia es ver el circuito que arma adentro del PSoC.
Circuito
Timing
La fuente de corriente va cargando la capacidad que uno aumenta con el dedo, así va haciendo subir la tensión en la pata "+" del comparador hasta que supera el valor umbral (Thr) de la pata "-". Ahí se genera un pulsito que gatilla el PWM y este habilita el contador de pulsos clockeado a 24 MHz.
Sin el dedo eso ocurre con menor frecuencia.

En algún instante (que no dice), que puede ser al cabo de un tiempo fijo a contar del inicio del PWM, otro pulso generado por el multiplexador gatilla el switch y descarga el capacitor.
Del ISSP en adelante ya es folcklore !

Estamos en contacto, me interesa el tema.

Fijate por las dudas también este video:
http://cs.nyu.edu/~jhan/ledtouch/index.html

La teoría está en: http://www.merl.com/reports/docs/TR2003-35.pdf
Acá te muestra un circuito que puede adaptarse con el sensor capacitivo.
Es la parte donde muestra el oscilograma con y sin luz en el diodo.
En el fondo lo que aprovecha es la capacidad de la juntura así que es mas o menos
la misma cosa.
Con luz el diodo conduce más y la caida del pulso llega a detectarse como un cero logico.
Sin luz no llega al umbral.


Algo más hay en las página 3 y 4 de:
http://www.edn.com/filtered/pdfs/con...es/81601di.pdf
02/07/2008 #12


Claro! Te entiendo a que te referis... igualmente hay detalles que se me escapan...

segun entiendo.. los capacitores se van cargando y se alcanza el nivel de tensión del comparador, cuando se pasa el comparador se dispara... Lo que no me queda claro es... la señal de 24Mhz de onda cuadrada que se ve en el dibujo.. sería la señal que va cargando los capacitores?
En el circuito se ve una llave... esa llave estaría comandada por la salida del comparador? es decir.. lo que se intenta es que cuando se dispara el comparador se descarguen automáticamente los capacitores?

Más alla del comparador no entiendo que es lo que pasa...

Estuve analizando el circuito que te mostré.. porque lo que necesito es que esto funcione con un par de baterias de 3v (AA)... Me parece que lo escencial de ese circuito es lo que adjunto aca.. estuve simulando el funcionamiento de esa parte del circuito metiendo una señal como la que se muestra de ejemplo y a partir de esa se generan dos señales... una va al clock y la otra a la D del flip flop... (corrijanme si me equivoco)
Cuando pones el dedo, aumenta la capacidad y las señales aumentan su valor.. como estan sincronizadas hacen que a cada pulso de reloj se entegue una señal, por lo que el valor del flip flop se mantiene en alto.

Mi problema eran los transistores.. pero se ve que no cumplen una tarea importante.. ya que la salida del flip flop se puede controlar a gusto... habría que desarrollar un generador de señal que cumpla con las especificaciones dadas por supuesto... pero creo que ese es el funcionamiento de este circuito...

A mi ver.. como planteaste el circuito de la pagina que mandaste, parece que se puede lograr más facilmente que estar haciendo tanto escándalo con flip flops.. probablemente con un comparador directamente obtengamos una salida razonable... creo que podríamos armar un circuito a partir de eso...

Tengo un miedo nada más.. los circuitos que estuve viendo se basan en que la persona se encuentra conectada a tierra.. por esto se puede crear un efecto capacitivo (la persona sería una de las placas del capacitor) pero en el caso de las baterias... la masa de la persona no tiene relación con el polo negativo del circuito... y si es algo portable es dificil conectarlo a tierra... no se como se debería fabricar.. probablemente esto dependerá de la forma en que se diseña la placa donde se coloca el dedo... Estuve viendo unos diseños en anillo donde se pone la tierra alrededor y el punto de control en el centro... asi se crea una capacidad entre ellos.. o algo asi.. pero no me convencen...
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg circuito_sensible_al_tacto_360.jpg (17,0 KB (Kilobytes), 15 visitas)
02/07/2008 #13

Avatar de asherar

Por lo que se ve en la figura la señal de 24 MHz no interviene en la detección del dedo. La introduce al final, en el divisor de 16 bits junto con el pulso PWM.

Sin embargo no es mala idea entrarle al comparador con un tren de pulsitos muy cortos, regulados en amplitud por el capacitor formado por el dedo. Habría que hacer la prueba.

El switch que descarga los capacitores no dice con qué lo activa, pero debe ocurrir luego de
dar tiempo al comparador de generar un pulso de duración razonable, por ejemplo 10 us
(algo en la escala de tiempo de un micro).

Justamente lo bueno de este mecanismo que describe ahí es que no depende de la conexión
a tierra. La capacidad útil es entre el dedo y la placa. Los valores de capacidad (10-30 pF) son una nada !

Fijate que requiere una perforación en la placa ("thru-hole") para conectar el disco central
con la cara de abajo.
02/07/2008 #14


ahh.. claro.. te entiendo.. entonces sería mucho más simple que la placa que pretendo hacer yo... probablemente con un comparador cualquiera se puede llegar a armar.. ni bien tenga un rato libre voy a tratar de armar un circuito...

Lo de los pulsitos había entendido mal por el dibujo.. como esta el tren de pulsos en la misma linea de tiempo que las otras señales me confundió... igualmente creo que mejor si no lleva el tren de pulsos porque asi no complica más el circuito.. necesito uno bien básico...
Igualmente si usas un tren de pulsos para cargar los capacitores eso te da un poco más de tiempo, si los "capacitores" (que en realidad se forman cuando uno pone el dedo) tienen tan poco valor de capacidad se van a llenar casi instantaneamente...

Estoy de acuerdo con lo que decis sobre el switch.. probablemente cuando el comparador de una señal, el switch tenga un retraso y se active... eso se puede lograr con algun circuito RC simple.. depende del tiempo que se necesite...

Entonces.. a ver si estas de acuerdo... estaría el "capacitor" conectado a la tensión.. eso conectado al + del comparador... el menos a un partidor resistivo para dar una tensión de referencia... la salida conectada a un circuito switch con retardo (probablemente un circuito RC con unos transistores para abrir y cerrar). Todo eso lo conecto a un FlipFlop, para alternar entre encendido y apagado con los toques...

Con eso estaría todo? Si es así me largo a hacer un esquema básico..
03/07/2008 #15

Avatar de asherar

Igualmente si usas un tren de pulsos para cargar los capacitores eso te da un poco más de tiempo, si los "capacitores" (que en realidad se forman cuando uno pone el dedo) tienen tan poco valor de capacidad se van a llenar casi instantaneamente...
El tema de la capacidad pequeña es un problema si uno trabaja en CC. Tal vez por eso el
tipo del artículo necesita una fuente de corriente sin ruido (la del PSoC).
El problema es que, en CC la impedancia es muy alta y pesca cualquier ruido de RF,
que es lo que siempre sobra.
Al trabajar con un tren de pulsos (AC) en el botón, y con w suficientemente alta, la
impedancia baja y tenés menos ruido. (Perdón, el ruido es el mismo, pero la señal es más alta)

Entonces.. a ver si estas de acuerdo... estaría el "capacitor" conectado a la tensión ... eso conectado al + del comparador...
Sí como en la figura, pero ponele algo "medio grandecito" en serie para ajustar el valor de la
corriente, un multivueltas de 50k o 100k.

el menos a un partidor resistivo para dar una tensión de referencia ... la salida conectada a un circuito switch con retardo (probablemente un circuito RC con unos transistores para abrir y cerrar).
Acordate que en lugar de un comparador podés usar la entrada de cualquier compuerta digital, y te ahorrás la tensión de referencia.
El corte será en el umbral de cambio de 0 a 1, pero de ahí en adelante es lo mismo.

El retraso: Un transistor con una Rb medio alta ya le aporta un cierto retraso. Habría que ver el valor de tiempo en un osciloscopio o jugando con otro multivueltas en la Rb.

Todo eso lo conecto a un FlipFlop, para alternar entre encendido y apagado con los toques... Con eso estaría todo? Si es así me largo a hacer un esquema básico..
Y, como para empezar a probar, sí.
No se puede estar seguro de nada hasta no haber hecho aunque sea una prueba.
Son muchas variables y cada una puede aportar sus problemitas.
Lo más probable es que de primera no ande. Así que no te desanimes.
Yo estoy armando algo similar para los leds detectores.
.
Eso sí, después contame !
.
Gud Lak
03/07/2008 #16


Estuve hablando con un profe de la facu y me dijo que para que no se metan señales que no deben, mejor meto un pulso de alterna con un generador de pulsos.. de unos 400 Khz.. fuera de la banda de radios... sinó sería de más de 1.5 Mhz.. pero encarece mucho los componentes...

El tema sería que conecto el generador de pulsos a un terminal del "boton" y al otro conecto la entrada de un comparador que me lo compare con el tren de pulsos que tenía al principio.. para esto puedo usar un flip flop tipo D como en el circuito que te mostré y meter el tren por el ClK y el que sale del capacitor por el D.. con eso tendría un filtro para otras frecuencias.. Por eso lo hacen asi en el circuito que te mostré...

Ahora cuando termino de comer armo algo y te muestro...
03/07/2008 #17

Avatar de asherar

Yo haría esto lo más compacto posible, evitando cables al botón.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg circuito_sensible_al_tacto_329.jpg (16,0 KB (Kilobytes), 10 visitas)
04/07/2008 #18


Bueno, voy a intentar armar algo asi... porque anoche estuve probando algunas configuraciones y no conseguí nada..

Esa estoy seguro que funciona (por lo menos en simulador), habrá que elegir bien los valores de cada cosa.. pero que generador de onda puedo usar para no agregar demasiadas cosas sin sentido?

La señal del dibujo es de 20 Hz, lo armo directamente con un 555?
04/07/2008 #19

Avatar de asherar

danko_tdq dijo:
... pero que generador de onda puedo usar para no agregar demasiadas cosas sin sentido?
Ya que el 4013 tiene 2 Flipflops usa el que te sobra para el oscilador.
17/02/2009 #20


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