De werking van de aanraaksensor en zijn toepassingen

De mens lichaam heeft vijf zintuiglijke elementen die worden gebruikt om te interageren met onze omgeving. Machines hebben ook enkele sensorelementen nodig om met hun omgeving te communiceren. Om dit mogelijk te maken is een sensor uitgevonden. De uitvinding van de eerste door de mens gemaakte sensor, de thermostaat, dateert uit 1883. In de jaren 40 werden infraroodsensoren geïntroduceerd. Tegenwoordig hebben we sensoren die beweging, licht, vochtigheid, temperatuur, rook, enz. kunnen detecteren...Analoge en digitale beide typen sensoren zijn tegenwoordig beschikbaar. Sensoren hebben een revolutionaire verandering teweeggebracht in de omvang en kosten van verschillende besturingssystemen. Een van die sensoren die aanraking kan detecteren, is de aanraaksensor.

Wat is een aanraaksensor?

Aanraaksensoren zijn de elektronische sensoren die aanraking kunnen detecteren. Ze werken als een schakelaar wanneer ze worden aangeraakt. Deze sensoren worden gebruikt in lampen, aanraakschermen van de mobiel, enz... Aanraaksensoren bieden een intuïtieve gebruikersinterface.

Aanraaksensoren worden ook wel tactiele sensoren genoemd. Deze zijn eenvoudig te ontwerpen, lage kosten en worden op grote schaal geproduceerd. Met de vooruitgang in technologie vervangen deze sensoren snel de mechanische schakelaars. Op basis van hun functies zijn er twee soorten aanraaksensoren:capacitieve sensor en resistieve sensor

Capacitieve sensoren werken door de capaciteit te meten en worden gezien in draagbare apparaten. Deze zijn duurzaam, robuust en aantrekkelijk tegen lage kosten. Resistieve sensoren zijn voor hun werking niet afhankelijk van elektrische eigenschappen. Deze sensoren werken door de druk te meten die op hun oppervlak wordt uitgeoefend.

Werkingsprincipe van de aanraaksensor

Aanraaksensoren werken op dezelfde manier als een schakelaar. Wanneer ze worden blootgesteld aan aanraking, druk of kracht, worden ze geactiveerd en fungeren ze als een gesloten schakelaar. Wanneer de druk of het contact wordt verwijderd, fungeren ze als een open schakelaar.

Capacitieve aanraaksensor bevat twee parallelle geleiders met daartussen een isolator. Deze geleiderplaten werken als een condensator met een capaciteitswaarde C0.

Als deze geleiderplaten in contact komen met onze vingers, fungeert onze vinger als een geleidend object. Hierdoor zal er een onzekere toename van de capaciteit zijn.

Een capaciteitsmeetcircuit meet continu de capaciteit C0 van de sensor. Wanneer dit circuit een verandering in capaciteit detecteert, genereert het een signaal.

De resistieve aanraaksensoren berekenen de druk die op het oppervlak wordt uitgeoefend om de aanraking te voelen. Deze sensoren bevatten twee geleidende films bedekt met indiumtinoxide, dat een goede geleider van elektriciteit is, op een zeer kleine afstand van elkaar gescheiden.

Over het oppervlak van de films wordt een constante spanning aangelegd. Wanneer er druk wordt uitgeoefend op de bovenste film, raakt deze de onderste film. Dit genereert een spanningsval die wordt gedetecteerd door een controllercircuit en er wordt een signaal gegenereerd waardoor de aanraking wordt gedetecteerd.

Toepassingen

Condensatorsensoren zijn gemakkelijk verkrijgbaar en tegen zeer lage kosten. Deze sensoren worden veel gebruikt in mobiele telefoons, iPods, auto's, kleine huishoudelijke apparaten, enz... Deze worden ook gebruikt voor het meten van druk, afstand, enz. Een nadeel van deze sensoren is dat ze een vals alarm kunnen geven.

Resistive-aanraaksensoren werken alleen als er voldoende druk wordt uitgeoefend. Daarom zijn deze sensoren niet nuttig voor het detecteren van klein contact of druk. Deze worden gebruikt in toepassingen zoals muziekinstrumenten, toetsenborden, touchpads, enz. waar een grote hoeveelheid druk wordt uitgeoefend.

Voorbeelden

Enkele voorbeelden van aanraaksensoren die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn TTP22301, TTP229, enz...

Welk type aanraaksensor bleek nuttig en geschikt voor uw toepassing?