Einfacher Berührungssensor

Berührungssensor oder Sensortasten waren einmal vor langer Zeit der heiße Scheiß im Bereich der Unterhaltungselektronik. Das war eine Zeit, als man noch keine Touchscreens kannte. Die Taster hatten keinen mechanischen Druckpunkt, sondern reagierten auf Berührung. Mechanische Taster werden wegen dem klaren Druckpunkt bevorzugt eingesetzt. Berührungsschalter mit einem Berührungssensor finden sich nur noch in Bereichen, wo es aus hygienischen Gründen Sinn macht oder im industriellen Umfeld, wo Robustheit gefragt ist.

Diese Schaltung ist ein einfacher Berührungssensor. Es ist die Grundschaltung, die sich zum Beispiel auch als Durchgangsprüfer und Bauteil-Tester eignet. Diese Schaltung ist sehr einfach und kann für vielfältige Anwendungen weitergenutzt werden.

Dabei muss nur eine einzige Funktionsweise beachtet werden: Fließt ein Strom zwischen Punkt 1 und 2, dann wird der Transistor leitend und die Leuchtdiode leuchtet.

Ein Fingerkontakt hat einen Widerstand zwischen 100 kOhm bis MOhm.

Liste

• R1: Widerstand, 1 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Braun-Braun)
• TRS1: Transistor, PN2222 (BC547)
• LED1: Leuchtdiode, rot

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

• Widerstand
• Leuchtdiode (LED)
• Transistor
• Steckbrett und Zubehör

Probiere folgende Experimente aus:

1. Berühre Pin 1 und Pin 2 zusammen nur ganz leicht.
2. Führe die Berührung mit etwas mehr Druck aus.
3. Führe die Berührung mit deutlich mehr Druck aus.
4. Berühre die Pins mit zwei Fingern gleichzeitig.

Was können wir feststellen?

Von Versuch 1 aus gesehen, leuchtet die LED von Versuch 2, 3 bis 4 immer heller. Aber warum? Der Transistor wird über den Strom gesteuert. Mehr Strom an der Basis bedeutet mehr Strom am Kollektor. Dadurch leuchtet die LED heller.

Aber was hat die Berührung mit dem Strom zu tun?

Durch die Berührung fließt ein Strom von Pin 1 an Pin 2. Aber, diese Berührung hat einen Übergangswiderstand, der von der Größe und der Leitfähigkeit der Kontaktfläche, z. B. dem Finger, abhängig ist. Je besser die Leitfähigkeit, z. B. durch Feuchtigkeit und größere Kontaktfläche, desto geringer der Übergangswiderstand zwischen Pin und Finger.

Was hat der Widerstand mit dem Strom zu tun?

Je kleiner ein Widerstand, desto größer ist der Strom durch den Widerstand.

Was hat das mit dem Transistor zu tun?

Ein größerer Strom über Pin 1 und 2 fließt in den Basis-Anschluss des Transistors und führt dazu, dass der interne Widerstand des Transistors kleiner wird und dadurch der Strom durch den Transistor am Kollektor-Anschluss größer wird.