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2007年6月17日 (日)

タッチセンサーIC QT118Hの紹介(実験基板作成編)

連載の「IFT調整冶具」ですが、変調部を作ってみたところ、思ったように深い変調がかからず、試行錯誤していたのですが、そのうち仕事が忙しくなり、ブログが中断してました。こちらもいずれは再開したいと思っています。

さて、ウォーミングアップにお気楽なテーマで再開です。

digikeyのカタログを眺めていたところ、面白そうなICがありました。

QT118HというタッチセンサーICです。データシートを見ると電源不要の2端子センサーとしてのモードや、圧電ブザーを鳴らしたり、トグル動作など可能なようで、8ピンによくこんなたくさんの機能を持たせられるものだ、と感心します。10μA@2.5Vと超停消費電力なので、これを電源スイッチの制御に使い、ジャンクの液晶バックライトを組み合わせて、小型のライトテーブルを作ってみることにします。

☆このサイトは、写真も扱いますしね。

データシートによると、このICの動作原理は、浮遊容量を検出するものです。FMワイヤレスマイクやスーパーラジオなどを作ったことがある人は、経験していると思いますが、人体がこれらの発振回路に接近・接触すると周波数が変わってしまいます。これは人体がコンデンサーの働きをするからで、困ったことなのですが、このICは、逆に積極的に人体の容量を検出します。

1.動作電圧の設定

2.5V-5.0Vとちょっと低めです。単3乾電池6本を電源にしようと思っているので、これでは電圧を下げなくてはいけません。ところが、ちょっと困ったことがおこりました。普通のレギュレータICは、基準電圧を作るために少しですが電気を消費してしまうのです(In-Common間に電流が流れます)。これでは電源スイッチには応用できません。それに、In-Outの間には3V程度の電位差(ドロップ電圧)が必要で、電池が減ってくるとつらい。てなわけで、例によってdigikeyのカタログを眺めてますと、あったあった、おあつらえ向きの奴が。消費電流15μA、ドロップ電圧200mV、申し分ありません。

2.出力の設定

動作確認用にLEDをつけたいのですが、データシートを見ますと、source、つまり吐き出しで1mAしか出せません。sink、つまり吸い込みなら、4mA流せるのですが、OFFの時に光ってしまっては実験には良くても、そのまま使うことは出来ません。また、1mAギリギリまでLEDに流してしまうと、本来の制御に使える出力が残ってません。そこで極超高輝度LEDを使い、0.5mA程度で点灯させます。抵抗の計算は、VDD-0.7Vより、LEDの順方向電圧1.8Vを引いて2.5V、これを0.5で除して5kΩとなりますので、4.7kでよさそうです。ちなみに、この程度の目的ならE6系列を使いましょう。LEDは、手持ちのものでテストしましたが、TLSH20TP(朱色)、TLYH20TP(黄色)などは明るく光りました。これ以外のものを使う場合、輝度10000mcd以上のものをお勧めします。

3.感度の設定

基本は抵抗(Rs,Re)、コンデンサ1本(Cs)で決めるようですが、ものがモノだけににアバウトです。そしてモノがモノだけに配線の取り回しなどは、神経質なようです。(極力ICのそばに配置)とりあえずRsは推奨値どおりの470kとします。Reは、多くの場合10k以上だが大きくしすぎると感度が低下するとあります。適当に22kとします。Csは10nF(0.01μF)-500nF(0.5μF)とあるのですが、この最適値は浮遊容量Cxに依存します。アマチュア的には実際作ってカット&トライするのが手っ取り早そうですから、複数のコンデンサを用意し、ジャンパーピンで値を設定することにします。また、感度の設定範囲を広げるため、データシートのTable 1-1の設定をジャンパーで行えるようにします。

4.出力モードの設定

データシートTable 2-1の設定をジャンパーで行えるようにします。触っている間ONのモード、トグルモード、触った瞬間にだけONになるモードが設定できます。

QT118H実験基板の回路

JP1: Csの設定です。隣り合うコンデンサの値がほぼ倍になっているので、並列を組み合わせることで2^5=32通りの設定が可能です。

JP2: データシートTable 1-1の設定で、感度を調節します。

JP3: データシートTable 2-1の設定で、出力モードを調節します。

Pict0964 外観写真

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