Tegnestifttastatur

Denne side beskriver hvordan der kan bygges et tastatur med tegnestifter. Afstanden fra fingeren til tegnestiften kan registreres i op til 1 cm. Der kan derfor anvendes tegnestifter med plastic overtræk som beskytter dem mod fedt og snavs. Tegnestifter fås med overtræk i mange farver og det giver et flot tastatur.

Som et alternativ til tegnstifter kan der laves et print som spændes op direkte på undersiden af en plastic kasse. Tasterne er følsomme nok til at kunne detektere "tryk" gennem kassen.

Virkemåde:

Princippet er at kapaciteten mellem fingeren og tegnestiften bestemmes. Dette princip gør at tastaturet ikke er afhængig af brum eller støj. Selve målingen foretages i ganske kort tid (ns) og der induceres derfor ikke støj under normale forhold. Ved at integrere over mange målinger gøres målingerne præcise. Tastaturet er ikke følsom overfor statisk elektricitet da der anvendes en bipolær transistor.

Når en finger nærmer sig tegnestiften K øges kapaciteten mellem gnd og basis på transistoren T. Derfor følger basis ikke med når emitter går hurtigt lav. Resultatet er at transistoren trækker en ladning ud af kollektor.

Denne ladning aflader C3 en smule. Efter et antal pulser på emitter er C3 afladet så meget at Y1 går høj. Ved at tælle antallet af pulser kan kapaciteten til T's basis og dermed afstanden til fingeren bestemmes.

Forspænding af transistoren T:

Det er vigtigt at spændingen på T's kollektor er større end spændingen på emitter. Ellers bliver T's basis-kollektor diode forspændt i gennemgangsretningen og dermed opladet. Når kollektor senere går høj trækkes basis med op og det virker som om der er trykket på en tast.

For at undgå dette må T's emitter forspændes så den altid er negativ. Kollektor kan blive indtil -0.7V og emitter skal derfor være under -0.7V. Med en ladningspumpe (C1,C2,D2,D3), flyttes spændingen så emitter skifter mellem -3.6V og -8.6V.

Aflæsning af taster:

For at oplade kondensatorerne i ladningspumpen sættes X1 lig inverteret E og der skiftes nogle gange.

Tasten aflæses ved først at sætte E lav hvorved C3 oplades. Herefter sættes E høj og X1 skiftes indtil Y1 går høj.

Afhængig af komponenterne kan der være stor forskel på antallet af skift som skal til før Y1 går høj. I min opstilling er antallet fra 500 til 3000.

Når der detekteres om en tast er trykket gøres det derfor ved at bestemme antallet af skift i forhold til antallet af skift når der ikke er trykket på en tast. Jeg har fundet at dette forhold er:

For at undgå prel har jeg lavet det så tasterne har hysterese. Det vil sige at forholdet skal være 0.1 før der registreres at der trykkes, mens forholdet skal op på 0.2 før der slippes.

For at kompensere for drift af komponenterne måles antallet af skift når der ikke trykkes på nogen taster. Dette anvendes som referance.

Resultat:

Der er bygget et tastatur med 12 taster - og det virker fint. Tastaturet er opbygget på hulprint. Afstanden fra tegnestift til basis af transistoren og til modstandens ene ben er lavet kort (½ cm.), men ellers er der ikke noget specielt ved monteringen. Selve printet er opspændt på et andet print der virker som skærm.

Diagram over tastatur med 12 taster.

Billede af tastaturet.

Tilbage til homepage.