"Glastaster" Pyrosensoren oder kapazitive Tastfelder

[Cassio]

Hallo Manuel!

Jepp, die C´s sind 1812.... habe die hier noch rumliegen.

Allerdings habe ich mich nun entschlossen, keine SMD-Variante zu bauen.
Es bleibt bei der konventionellen Technik.
Außerdem habe ich das Layout für die Sensorplatine noch einmal geändert und Diese wird nun wohl auch das Ätzbad erreichen.


Das Bild von oben (un das Video dazu) kenne ich auch.
Wenn ich dies nur mal ausprobieren wollte, dann hätte ich das wohl auch so gemacht.
Ich finde es aber angenehmer, wenn ich nun gleich mit der "echten" Sensorplatine experimentiere.
Wenn die dann zufriedenstellend läuft, habe ich es erledigt und kann mich den nächsten Problemen widmen.

Gruß,
Cassio

 

[bluelight_electronic]

Heyho ^^

ja nur könnt ich dir 1812 NIE empfehlen ^^

da kriegst du durch deine Pads von den Kondensatoren schon zuviel Streukapazitäten.(Die Pads sind ja auch kleine Kondensatoren )...

Aber du machst das schon *g*

 

[Cassio]

Hallo Manuel!

Danke, für den Tipp mit den 1812ern!

Wie aber schon erwähnt, habe ich das SMD-Layout ja sowieso schon gedanklich verworfen.

Ich muss nun wirklich mal sehen dass ich meine Sensorplatine fertigstelle, damit ich mit den weiteren Tests beginnen kann.
Inzwischen layoute ich gerade die Steuerplatine, die als Sandwicheinheit mit etwas Abstand dahinter gebaut wird.
Bevor ich aber die Sensorplatine nicht testen kann, wird die Steuerplatine auch nicht restlos fertig werden.

Wenn doch die (freie) Zeit nicht immer so schnell vergehen würde.....

Gruß,
Cassio

 

[Cassio]

Hallo !

Ich bekomme hier bald die Krise......

Die Tastflächen arbeiten zwar und ich könnte damit auch etwas steuern, aber die Differenzwerte sind mir einfach zu gering.

Beispiel:
Offene Tastfläche = ca. 341 Zähler
Berührte Tastfläche = ca. 328 Zähler

Das ist definitv zu wenig..... und das nicht nur um Herdplatten sicher zu steuern!

Ich habe schon mit verschiedenen Widerständen und Kondensatoren rumprobiert, aber zufriedenstellend war das alles nicht.

Wenn das so weiter geht nehme ich doch bald die Pyrosensoren.
Auf die Funktion kann ich mich wenigstens verlassen.

Soweit erst mal von der "Glastaster"-Front.

Grüße,
Cassio

 

[bluelight_electronic]

Wenn das so weiter geht nehme ich doch bald die Pyrosensoren.
Auf die Funktion kann ich mich wenigstens verlassen.

Das ist genau das was ich mein die leute beschäftigen sich einfach zu wenig mit der Materie...


Ist die Betätigung schon durch Glas oder direkt auf das Pad?
Wie drückst du drauf Massiv oder nur leicht ?
Ist dein Umlade C zu groß ?
..............

 

[Cassio]

Hallo Manuel!

Ich habe schon zig Sachen ausprobiert....
aber richtig zufrieden bin ich mit dem Ergebnissen immer noch nicht.

OK, wenn ich damit eine Lampe oder ähnlich "unwichtiges" schalten möchte, würde mir das so reichen.... aber für Herdplatten setze ich mir einfach ein paar andere Maßstäbe!


Also....
Meine Platine hat Pads von etwa 1cm² Fläche und befinden sich auf der "Rückseite".
Die Betätigung erfolgt also durch die Platine hindurch!
Dann kommt ein 100gr. Blatt Papier, auf dem später der Grafikdruck drauf ist.
Zum Schluss kommt noch eine Glasplatte von ca. 2mm oben drauf.

Wenn ich nun auf den makierten Flächen meinen Finger halte, ist die ermittelte Differenz zur unberührten Sensorfläche einach zu gering.
Meisten liegen die Werte bei 20.
Wenn ich zum Test mal meinen Finger direkt auf die Kupferfläche lege, dann habe ich Differenzen von über 200!


Inzwischen habe ich mit diversen Kondensatoren und Widerständen rumgespielt und bin bei 1K und 20nF hängen geblieben.

Für einen Test, habe ich seit heute die Sensorflächen mal mit Lötzinn überzogen......
Ich berühre die Flächen ja nicht direkt und die Aktion hat nur wenig geholfen.
Die Zählerwerte sind nun etwas stabiler.... aber sonst auch nichts.


Dann habe ich einen anderen Test gemacht....
Auf einer Glasscheibe habe ich "selbstklebende" Kupferflächen aufgeklebt.
An diese einen Draht angelötet und mit meinem Testaufbau verbunden.
Die Bedienung erfolgt wieder durch die Glasscheibe..... nie auf den Pads selbst.
Ergebnis: Die Funktion ist wesentlich besser!
Zum Einen sind die Kupferflächen nun etwas größer und zum Anderen habe ich ja nur Papier und Glas dazwischen. Die 1,5mm Platine fällt schon mal weg.

Nun habe ich zusätzlich noch eine Glasplatte oben drauf gelegt....
also Glas mit Sensorpads auf der Unterseite, dann Papier, dann wieder Glas.
Auch dies funktioniert wesentlich besser!
Nun habe ich Differenzen von über 30 (bis fast 40) Zähler!

Meine neue Idee ist daher:
Ich werde auf einem 210gr. Blatt Papier die Kupferflächen aufkleben und Fädeldraht anlöten.
Die andere Seite des Fädeldrahtes werde ich dann später ebenfalls direkt verlöten und nicht über Steckkontakte führen.
Mal sehen, was dabei rauskommt.

Mir ist halt wichtig, dass die Differenz so groß wie möglich ist!


Wenn ich Zeit habe reiche ich auch noch mal ein paar Bilder nach....

Gruß,
Cassio

 

[Cassio]

Hi !

So, nun mal ein paar aktuelle Bilder.....

Dies ist nun meine modifizierte Platine, was nur mäßigen Erfolg gebracht hat:



Dann das Experiment mit den Klebeflächen:



Hier nun die "Bedienseite":



Und das ist dann zur Zeit die komplette Bedieneinheit:



Den Test mit dem Papier mache ich ggf. heute Nachmittag mal.


Gruß,
Cassio

 

[bluelight_electronic]

Hi,

also ich halte die 20nF für viel zu hoch hast du mal irgendwas um die 100pF probiert ?

die Flächen haben maximal 70 - 200 pF.

Hast du dein Epoxy (Leiterplatte) mit dem Glas und dem Papier(von Papier würde ich Abraten da es hygroskopisch ist) verklebt ?

Falls nein ... bitte bedenken das Luft ein EpsilonR von ca 1 hat (minimals mehr als vacuum). Plastik / Kleber liegt bei 3 - 6 irgendwo dazwischen ...

Resultat -> Vermeide Luft.

Zudem deine Zwei Glasplatten verstehe ich auch nicht?
2mm Glas,Overlay,Platine mit Pads direkt hinter dem Overlay (mit Klebefolie aufgebracht) wäre Super .. (ich nutze dafür immer eine 200µ Klebefolie) das ist nur kleber. Dieser Dient zur Verbindung von LP und Overlay ,Overlay und Glas..

Im Anhang hast du einen Schematischen Schichtaufbau von meinen Tasten/Tastaturen ...

Hellblau -> Glas, Türkis -> KlebeFolie, Grau -> Overlay, Türkis -> KlebeFolie, Grün -> Kuperpad/LP

wobei ich sogar meist das Glas direkt bedruckt habe... was z.b. Super flächen gibt (es gibt Klebeschriften die man sich selbst aussuchen kann (schriftart und alles) diese werden von denen Geplottet und sind Einseitig Klebend. Das machst du gespiegelt und klebst es auf deine Glasplatte, danach Lackierst du die ganze Glasscheibe mit Mattschwarzem SpayLack (am besten 2-3 Schichten, mit der Schichtdicke kannst du rumspielen und z.b. LEDs durchscheinen lassen).

(Sollte kein Metall lack sein ).

Ich gehe davon aus dass du mit deinem Aufbau so aber auch nie viel mehr Hub als 50 erhalten wirst...



Gruß,
Manuel

 

[Cassio]

Hallo Manuel!

Danke, für die ganzen Tipps und Hinweise!
Ich werde mal versuchen sie zu beherzigen.
Klingt aber alles auch ganz schön aufwendig.....

Zum Thema Luft kann ich nur sagen: Wie gut, dass du meinen Testaufbau nicht sehen kannst.
Da sind noch soooo viele Störquellen drin dass ich mich letztlich schon freuen müsste, dass es überhaupt funktioniert.

Ich tüftel dies Wochenende noch mal etwas weiter.....


Mein letzter Stand war auch, dass ich nur einen Steuercontroller für alles verwende..... abgesehen die Regelung für die Heizelemente.
Also Touchsensoren überwachen, Displayausgaben tätigen, DCF-Uhr und Timer, Radio, RS485 und so weiter.

Momentan bin ich mir nicht mehr so sicher, ob ich dieses Konzept weiter verfolgen sollte. Ich tendiere langsam wieder zu einem separaten Controller für je 8 Touchfelder.

Wenn ich nicht in ein paar Wochen fertig sein müsste, dann könnte ich noch zig Sachen ausprobieren. So sind mir allerdings in Punkto "Testaufbauten" ein wenig "die Hände" gebunden.

Gruß,
Cassio

 

[Cassio]

Hi Manuel!

Ich habe zur besseren Erklärung meiner Testaufbauten auch mal ein paar bunte Schnittzeichnungen gemacht.
Damit kannst du meine Aufbauten bestimmt besser sehen..... und verstehen.

Einmal die beiden Varianten, die ich schon getestet habe:


Ich denke mal, der Knackpunkt liegt nicht nur an der ganzen Luft (Papier usw.) sondern an der Kontaktierung.

Beim Testen ist mir aufgefallen, dass die größten Probleme die Leiterbahnen machen. Schließlich liegen die ja auf der gleichen Seite wie die Kupferflächen.
Das ist auch der Grund, warum ich eine möglichst große Differenz erreichen möchte.
Wenn ich aber die Kupferflächen nach "vorne" bringe und die Anschlüsse nach "hinten" verlege, habe ich die Platine selbst schon mal als "Differenzpuffer" dazwischen.
Wenn ich mir deinen Aufbau so ansehe, dann machst du das genauso!
Hier mal mein Schichtenmodell dazu.


Ich hatte bis jetzt davor zurück geschreckt, weil ich auf der Seite zum Glas keine "Unebenheiten" wollte, die auch ein ganz flacher Lötpunkt mit sich bringt. Mal sehen, wir ich das Problem löse.

Für das Layout werde ich dann zum Bedrucken lieber eine Folie nehmen und kein Papier. Habe hier zwar extra noch Trans-Lucent-Backlit-Papier.... allerdings nur für Tintendrucker und nicht für Laser.


Gruß,
Cassio

 

[Cassio]

......
Ich tüftel dies Wochenende noch mal etwas weiter.....

........

Momentan bin ich mir nicht mehr so sicher, ob ich dieses Konzept weiter verfolgen sollte. Ich tendiere langsam wieder zu einem separaten Controller für je 8 Touchfelder.

.......

Hallo zusammen!

Nun kann auch mal eine kleine Erfolgsmeldung verkünden.

Inzwischen habe ich es soweit hinbekommen, dass die Bedienung zuverlässig funktioniert.
Ich muss nun schon den Finger direkt über die Sensorfläche legen, damit er reagiert. Alle anderen Berührungen, sprich neben dem Pad oder auf den Leiterbahnen, werden nun nicht mehr erkannt!

Nach derzeitigem Stand werde ich auch bei einem einzelnen Steuer-Controller bleiben und nicht extra welche für die Touchsensoren erstellen.
Momentan habe ich zwei kleine steuerbare Untermenüs und die DCF77-Uhr laufen..... und alles arbeitet störungsfrei!

Dann werde ich mir nun mal eine neue Bedienplatine fertigen und dann geht es richtig los.


Ein Dankeschön noch mal an Manuel, für die ganze Hilfe zu dem Thema!

Grüße,
Cassio

 

[bluelight_electronic]

Hi Cassio,

üi da hast du dir ja echt schon Gedanken gemacht .

Dein Letzter aufbau ist genau wie es bei mir immer ist Richtig da habe ich de bessten Erfahrungen damit gemacht.

(Ich nutze keine Selbstgeätzten Leiterplatten mehr, deswegen habe ich wegen der Unebenheiten keine Probleme).


Freut mich dass es bei dir jetzt soweit läuft , was ich dir noch Empfehlen würde ein paar Tests bezüglich Thremischen und Luftfeuchte verhalten zu schauen.. nicht dass du deine Grenzen so eng gelegt hast dass bei Schwankungen nichts mehr geht.


Bezüglich der Hilfestellung -> dafür ist man doch in einem Forum

 

[Cassio]

Hallo Manuel!

Was mein Aufbau betrifft....
So langsam beomme ich doch etwas Angst, ob ich mir zu viele Features ausgedacht habe.
Egal.... muss ich jetzt durch!


Ich hätte da aber noch mal eine Frage:
Welche Kondensatoren würdest du mir empfehlen?
Ich habe bis jetzt die besten Ergebnisse.... so komisch das auch klngt.... mit MKP-X2 Entstörkondensatoren gemacht.
Mit kleinen KerKos hatte ich nur "Ärger".

Welche würdest du mir empfehlen? Da ich von den X2-Kondensatoren sowieso nicht mehr genug habe und ich welche nachbestellen müsste, kann ich ggf. auch Andere verweden.
Speziell bei den Kondensatoren habe ich bemerkt, dass es da doch innerhalb der Serie mächtige Unterschiede gibt.
Ich musste schon richtig tüfteln, um den "richtigen" Kondensator zum Pad mit Leitungsführung heraus zu finden...... und momentan arbeite ich nur mit 3 Pads und nicht mit 14.

Wenn du da also noch mal einen Tipp hättest.... bestellen werde ich nicht vor Morgen.

Danke und Gruß,
Cassio

 

[bluelight_electronic]

Hi,

also wegen den Cs,

hmmz also das letzte mal dass ich mit Quantum direkt was gemacht habe ist schon länger her (ich nutze ein anderes/firmen eigenes Prinzip da brauch ich keine externen Cs)

Aber damals hab ich nur mit Kekos gearbeitet und halt wichtig NP0.

Aber ob du nun mit Folien Kondensatoren mehr vorteile hast oder nicht uff gute Frage in der Richtung habe ich nie Versuche gemacht gehabt. Ich kenne nur die Ref. Designs von Atmel und dort sind es auch immer Kekos.

Gruß
Manu

 

[dino03]

Hi,

Aber damals hab ich nur mit Kekos gearbeitet und halt wichtig NP0.

über Kondensatoren hab ich hier nen ganzes Buch ...

Kondensatorenkunde für Elektroniker
Ing. Kurt Leucht
RPB electronic-taschenbücher 149
1981 - Francis´ Verlag
ISBN 3-7723-1491-0

ist also noch aus D-Mark Zeiten
stehen aber recht interessante Dinge drin. Für dich ist da der Verlustfaktor
des Dielektrikums interessant. NP0 ist da die bessere Wahl als X7R und Z5U.
Keramikkondensatoren mit Sibatit sind eigentlich nur für Siebung gut.

In dem Büchlein ist sogar (wen wundert es) nen Kapitel über keramische
Isolierstoffe drin. NP0 ist da aufgeführt. X7R und Z5U allerdings nicht. Dafür
ist das Buch schon etwas alt. Der Verlustfaktor von NP0 ist nach dem Buch
etwa 25 bis 80 mal besser als bei Sibatit.

Moment ... doch was gefunden ... bei Sibatit ...

Also nochmal ...
Verlustfaktoren ...

Steatit (Magnesiumsilikat) mit Rutil (Titandioxid) - Keramik Typ1 (NDK)
NP0 - Verlustfaktor tangens-delta ca. 0,4*10^-3

wenn ich das richtig verstanden habe ...
Steatit mit Bariumtitanat - Keramik Typ2 (HDK) DIN41920
X7R (W5R, Sibatit S1400) - Verlustfaktor tangens-delta ca. 10*10^-3
Z5U (Sibatit S6000) - Verlustfaktor tangens-delta ca. 15*10^-3

also sind die NP0-Kondensatoren für genaue Sachen (HF, Messkram, ...) am
besten geeeignet aber von der Baugröße größer als die X7R und Z5U. Die kann
man dafür aber für Siebung verwenden. Außerdem sind die ungenauer, haben
einen schlechteren Temperaturkoeffizienten und sind dafür aber billiger

steht in dem kleinen Büchlein auf den Seiten 92-100

und was da noch drinsteht ...
Die keramischen Werkstoffe wurden in Deutschland vor dem 2. Weltkrieg als
Ersatz für den nur im Ausland erhältlichen Glimmer entwickelt. Sie sollten die
selben geringen Verluste wie der Glimmer haben. Also sind die Keramikkondensatoren
auf deutschem Mist gewachsen Diesmal warens nicht die Schweizer mit
ihren farbigen Zuckerklöpsen

Gruß
Dino

 

[Cassio]

Hi, ihr Zwei!

Na, wenn ihr meint..... dann hatte ich wohl immer die falschen KerKos in der Bastelkiste.

Ich habe bei Reichelt mal geschaut und diese HIER gefunden.
Laut Datenblatt sollen es auch NP0 sein.
Hatte mir die preislich irgendwie höher vorgestellt, aber gut.....

Dann werde ich mir diese (oder Ähnliche) gleich noch mitbestellen.
Ich hatte das Platinenlayout für die Steuerplatine nämlich schon angefangen und es würden meine MKP-X2 Kondensatoren nicht an die Stelle passen, die ich dafür vorgesehen hatte.

Momentan überlege ich noch, welchen mindestabstand ich zwischen den Kondensatoren lasse.
Im aktuellen Layout sitzen sie ziemlich dicht nebeneinander (2,54mm Raster Abstand).... immer sieben Stück.
Könnte mir vorstellen, dass es dadurch auch wieder zu Beeinträchtigungen kommen könnte.
Ich muss das Layout sowieso noch mal etwas umbauen, dann plane ich mal mindestens 1,27mm Abstand ein..... wenn nicht sogar ein ganzes Raster (2,54mm).

Danke euch erst mal, für die Tipps und Infos.

Gruß,
Cassio


Ach so.....
Ich habe inzwischen mal einen DS18S20 mit ins Spiel gebracht.......
Läuft immer noch alles fehlerfrei.
Keine Störungen bei der Erfassung der Sensoren, noch bei DCF oder dem 1Wire.
Dann kann es ja mit I2C weitergehen..... und dann noch RS485.

 

[dino03]

Hi Cassio,

also ... mal sehen was mein Buch sagt ...

von links nach rechts ...
Farbpunkt => Werkstoff (tangens-delta *10^-3)
gelb => N 220 (ca 0,5)
grün => N 330 (ca 0,5)
blau => N 470 (ca 0,5)
rot/violett => P 100 (ca 0,4)
violett => N 750 (ca 0,5)
orange => N 150 (ca 0,4)
und die letzte Farbe war schonmal ...

NP 0 wäre schwarz (ca 0,4)

das wars

Gruß
Dino

 

[Cassio]

Hi Dino!

Danke schön!

Im Datenblatt steht auch etwas von P100 und N150.... und auch NP0.

Allerdings stehen da bei den pF Typen teilweise auch ganz andere Toleranzen drin.


Ich schau mal, welche ich bekommen kann.
Da ich noch einige Teile benötige die es bei Reichelt nicht gibt, bestelle ggf. bei einem anderen Lieferanten.

Gruß,
Cassio

 

[dino03]

Hi Cassio

Allerdings stehen da bei den pF Typen teilweise auch ganz andere Toleranzen drin.

Toleranzen sind was anders als die Verlustfaktoren.

Der Verlustfaktor ist ein Maß für die Güte des Kondensators (des Dielektrikums).
In den Verlustfaktor geht unter anderem auch der Isolationnswiderstand und
andere Größen mit ein. Also wie gut er seine Aufgabe als Energiespeicher
ausüben kann. Der Verlustfaktor ändert sich je nach Material auch noch
abhängig von der Frequenz, der Temperatur, usw.

Die Toleranz sagt dagegen aus wie genau der Hersteller den Wert getroffen
hat. Also wenn man 100 Stück kauft, wie weit die wohl im Mittel vom
gewünschten Wert abweichen.

Also zwei verschiedene Dinge.

Gruß
Dino

 

[bluelight_electronic]

Cassio du meintest dann hast du immer die Falschen in der Kiste ..

neeee


Aber einfach ne Faustregel nach der ich Cs auswähle ...

zu Kekos :
Willst du viel Kapazität ( Siebung, "Speicher" ) .. X5R oder X7R. (kein Problem mittlerweile Kekos mit über 100µF zu bekommen ...)

Willst du ne Zeitbasis / Stabilität der Kapazität -> NP0, COG (diese wirst du aber nicht weit über 1nF bekommen)