Pour déterminer lorsqu’un contact à lieu, donc le moment exact où il faut accepter la commande et activer le relais, le QT110 dispose d’un con-vertisseur A/D (analogique/digital) et d’une logique qui analyse la quan-tité de charge prélevée, par rappor t
à celle appliquée durant la phase ini-tiale. En interne, un seuil est imposé, qui dépend aussi de la sensibilité choisie.
Trois niveaux de sensibilité peuvent être choisis : basse, moyenne et éle-vée.
Figure 4 : Ces deux tableaux regroupent
les caractéristiques techniques du circuit intégré QUANTUM QT110.
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magazine - n° 28 sans avoir besoin de le toucherphysi-quement.
Il est intéressant de noter que le cir-cuit intégré calibre continuellement son étage de sor tie en fonction du dié-lectrique. Ceci permet de changer le mode de fonctionnement en modifiant ce même diélectrique.
Par exemple, en sélectionnant un gain élevé et en reliant une petite pastille à la patte SNS2 (7) du circuit intégré, la sor tie ne pourra être activée qu’en touchant avec un doigt la pastille en question.
Si, à cette même patte, nous raccor-dons une plaque de métal de 30 cm par 20 cm, nous obtiendrons l’activa-tion de la sor tie, sans toucher la pla-que mais simplement en approchant la main à environ 8 cm.
La recalibration est donc automati-que.
Ainsi, pour faire différents essais, nous pouvons relier à la patte SNS2 (7), un fil électrique muni d’une pince cro-codile et la relier à différents types de diélectrique comme le corps d’une lampe de bureau, un morceau d’alumi-nium, une tête de vis, une poignée de por te, etc.
Il faut noter qu’après environ 60 secon-des, le buzzer émettra un son pour indi-quer que le circuit intégré s’est calibré sur ce type d’électrode.
La détermination du gain s’effectue, par contre, manuellement, en fermant à l’aide de petits cavaliers, les pattes 5, 6, 7 entre elles, suivant une combi-naison par ticulière.
En pratique, en fermant 5 et 7, on sélectionne la plus faible sensibilité. Si l’on ferme 5 et 6, c’est la sensibilité moyenne qui est sélectionnée.
La sensibilité maximale correspond à l’absence totale de cavalier, de façon à avoir la patte 5 isolée.
Le principe de la sensibilité concerne la capacité à détecter à une distance plus ou moins impor tante.
Evidemment, plus la sensibilité est éle-vée, plus la distance de détection de la personne sensée déclencher le sys-tème est impor tante.
En ce qui concerne le fonctionnement du QT110, les différentes phases sont les suivantes :
Le premier mode permet au relais RL1, de coller à chaque contact avec le capteur (sonnerie, ouver ture de por te commandée électriquement, etc.), l’autre mode, le bistable, per-met, qu’à chaque contact détecté, le relais change d’état (allumage et extinction d’une lampe, d’un appareil électroménager, etc.).
Le QT110 travaille dans une configura-tion classique, qui, comme vous pou-vez le voir sur la figure 7, ne requier t Après chaque mise sous tension, et
à la suite de chaque contact détecté, l’étage d’entrée se calibre, dans le sens, qu’il s’adapte à la condition trou-vée. L’opération de calibration est ter-minée typiquement en 10 ou 60 secon-des.
Si, durant l’utilisation, la consistance de l’électrode captrice est modifiée ou bien si l’électrode subit une variation de son isolement (changement de l’hu-midité), après la première mise en ser-vice de la logique, la phase suivante de calibration adapte de nouveau le QT110 aux nouvelles conditions.
Sur la base de ces notions, nous pou-vons voir comment fonctionne la tota-lité du circuit de démonstration décrit par le schéma électrique représenté dans cet ar ticle.
Le schéma électrique
Il s’agit d’une application très uni-verselle, qui prévoit un relais comme élément de sor tie, relais, qui peut fonctionner en mode monostable ou bistable.
Figure 5 : L’entrée “P.P.” (Prox-Plate) est connectée avec du fil quelconque à une plaque métallique ou bien à l’élément à toucher pour exciter le QT110.
L’électrode peut être constituée par un simple conducteur, mais aussi par une plaquette de cuivre ou de fer, dans le cas où il faille réaliser un détecteur de passage pour des personnes ou pour des automobiles.
Figure 6 : Le circuit intégré QT110 tel qu’il est présenté par son fabricant.
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rien d’autre qu’un condensateur et une résistance placés entre la patte 7 et la patte 6.
Tout le reste ser t à sélectionner les modes de fonctionnement et à com-mander le relais de sor tie, à l’aide de deux transistors.
Le buzzer, également placé entre les pattes 6 et 7, ser t à donner la con-firmation de la commande par l’inter-médiaire d’un signal acoustique. Lors-que le QT110 détecte un contact ou la proximité d’une personne, il envoie une impulsion qui, en plus de charger C4, active le buzzer.
Avec le même niveau de tension, il est possible de piloter une LED.
Ceux qui le souhaitent peuvent l’ajou-ter en la connectant avec l’anode vers la patte 7 et en intercalant, en série, une résistance de 330 à 560 ohms, 1/4 de watt. Bien entendu, la LED peut remplacer ou s’ajouter au buzzer.
Les points L, H, M, ser vent pour choi-sir la sensibilité et ils sont donc reliés deux à deux à l’aide d’un cavalier au pas de 2,54 mm, en fonction de la sélection désirée.
Pour être précis, une liaison entre H et L détermine la sensibilité minimale, une liaison entre H et M permet d’ob-tenir une sensibilité moyenne.
Pour avoir la sensibilité la plus impor-tante, il faut laisser les trois contacts Figure 7 : Schéma électrique du détecteur de proximité.
Liste des composants
R1 = 470 Ω R2 = 15 kΩ R3 = 2,2 kΩ R4 = 10 kΩ R5 = 47 kΩ R6 = 1 MΩ C1 = 220 µF 25 V
électrolytique C2 = 100 nF multicouche C3 = 100 µF 16 V
électrolytique C4 = 4,7 nF polyester D1 = Diode 1N4007 D2 = Diode 1N4007 U1 = Régulateur 78L05 U2 = Intégré QT110 LD1 = LED ver te 5 mm T1 = NPN BC547B T2 = PNP BC557B BZ1 = Buzzer min. pour ci RL1 = Relais min. 12 V 1 RT
pour ci Divers :
1 Suppor t 2 x 4 broches 1 Bornier 2 pôles 1 Bornier 3 pôles 3 x 3 picots
en bande sécable 3 Cavaliers pas 2,54
1 Circuit imprimé réf. S364 Figure 8 : Schéma d’implantation des composants du détecteur de proximité.
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magazine - n° 28 L, H, M en l’air, de façon à ce que lecontact H soit isolé.
Les cavaliers JP1 et JP2 permettent de décider du mode de fonctionnement de la sor tie, laquelle peut fonctionner en mode monostable ou bistable ou bien de suivre l’évolution de l’entrée lors-qu’elle est dans le mode que le cons-tructeur du circuit intégré désigne sous le vocable de “time-out”.
Ce dernier est une sor te de méca-nisme de rétablissement, qui dans tous les cas de gestion de la sor tie évite d’activer continuellement la patte 2, si un corps étranger décharge trop longtemps la capacité d’entrée.
Par exemple, afin d’éviter que le cap-teur ne passe en détection continue en raison de la présence d’humidité ou de salissures donc, afin d’éviter qu’il ne soit inhibé et ne devienne insensible aux contacts suivants qui doivent être considérés comme valides, le circuit intégré procède à la détermination du seuil en se basant sur la moyenne des lectures de la charge durant la période qui suit le temps de “time-out”.
Si, entre-temps, l’humidité disparaît ou que le contact est nettoyé, une
nou-velle calibration sera effectuée automa-tiquement.
Donc, cet inter valle de sécurité, ce délai de garde, peut être réglé entre 10 et 60 secondes à l’aide des cavaliers JP1 et JP2.