タッチセンサーを使ったクリスタルレジン照光用ライト台の製作日誌です。
作ったもの
木材を切削して作ったライト付き台です。ドライフラワーを使ったクリスタルレジンを綺麗に見せるためのもので、触れる事でライトがオンオフします。
凸凹してるのは切り株風のデザインです。決して、タッチに反応するために後から木材を薄くする必要があって、彫刻刀で削ったら、整形が面倒になってきて、切り株風にしてごまかしたというわけではないです。
使用モジュール
下記の安価なタッチセンサーを使いました。
タッチセンサーモジュール (TTP223) ￥40
https://electronicwork.shop/items/62a9ec2805362474eb6e9d49
Bの部分をショートさせることで、トグルスイッチとして動作します。
このモジュールのスイッチとなる部分を他の金属に拡張する改造を行っている方がいて、それを模して改造しました。
金属をタッチセンサにする方法とその回路図
https://kohacraft.com/archives/202403061039.html
静電容量式のセンサなので、電気が流れるものが接近するだけでも反応し、かなり感度がいいとの事だったので、薄い木の裏に仕込む事で、見た目木のかっこいいライトを作りたかったのが、今回の動機。
今回は裏から薄く削った木の裏にφ3mmのアルミワイヤー（ダイソーの）を設置して、それをセンサにしました。
木の厚さは4mmくらい。後述しますが、電源の電圧によって感度は変わります。
金属を接続する部分
C2コンデンサーによって感度を調整できるようですが、今回は使用してません。
（コンデンサー容量が大きいほどが感度が下がります。最大50pF）
パーツと回路
センサーの信号をNchMOSFETで受けるローサイドスイッチで、LEDを点灯させているだけです。
詳細は後述しますが、スイッチがうまく機能しなくなる事があるので、リセット（電源遮断）ボタンを加えた方がいいです。
余談ですが、回路図はブログ記載のためにあとから作ったのですが、ブログはほぼスマホで書いてるので、回路図もなんとかスマホで描けないかと色々ウェブツールやアプリを試しましたが、いいのはないですねぇ。
MOSFET (2N7000) ¥45
https://electronicwork.shop/items/655dbebe63cfc30029af44d1
チップLED (白) ¥5
https://electronicwork.shop/items/64be040ae84387002e80caa4
製作
いつも事前検討なしで作りながら配置していくので、最後は無理やりになるんですよね。。。いいかげんソフト使えよと。
本当はボタン電池を入れたかったのに深さ足らんかった^^；。木片の切削は、ドリルで外堀掘って、彫刻刀で掘っていくアナログ工作。昔、友人と共同で中華CNC買ったんですけどね。結局、不具合がでてモノにならず、転勤した友人宅で眠っています。またやりたい。。。
センサー部分となるアルミワイヤーは、半田付けできなあので、φ1mmのピンバイスで穴を開けて、針金を通してペンチでかしめることで接続しました。
改善点
作ってみて、改善した方が良い点が2つありました。
・リセットボタンの必要性
・電圧による感度変化の考慮
あと懸念点として、耐久性ですね。
リセットボタンの必要性
触っていると、調子の良いときと調子の悪い時があって、一度悪くなると電源を抜くしかなくなるので、リセットボタンがあったほうが良いなと。
上手く行かなくなった時の様子
静電容量式なので、スマホのタッチパネルの調子が悪くなるように、初期状態のリセットが必要なんじゃないかと。そして、なんとなく手を近づけた状態で電源を入れると調子が良くない気がする。電源をつけた時が初期値になるでしょうから、その時点で、手が近づいてたら良い初期状態にならないんだと思われます。
今回の用途だと、スイッチボタンを底につけておいて、自重で上手くスイッチが入るようにできれば良いんじゃないかと思うのですが、その場合、手がセンサに近づいた状態が初期値になるので、上手くいかない懸念も。
どこを触っても反応するように、アルミワイヤーを這わせたのだけど、ポイントを絞った方が良いのかもなぁ。
アルミワイヤーは長すぎると、蓄えられる電気容量が増えて、手を近づけた時の変化が相対的に小さくなって感度が悪くなるような気もします。
電圧による感度変化の考慮
このモジュールは入力電源が2.5〜5.5vと幅広い電圧に対応しているのですが、入力電圧によって感度は変化するようです。電圧が高いほど、感度が良いです。今回、この意識がなくて、5Vで動作確認していたら、完成後、リチウムイオン電池だと反応しないって事態になりましたorz
本当は電池で稼働させたいと思っていて、LIR2032やCR2032がその候補です。なので、3.0Vまで反応するようにするには、木をもっと薄くしないといけないですね。
でも考えてみれば、LEDの動作電圧が3.2Vだから昇圧しなきゃだめじゃない？
実はこの後、センサが壊れたらしく、反応しなくなってしまいました。通電はチェックしたし、mosfetなどのパーツが正常なのは確認。裏蓋は作っていない状態で一時子供たちのおもちゃになっていて、それで壊したのかもしれないので、何とも言えないのですが、安価ですし、もしかしたらこわれやすいのかなぁと。ICの価格っていかに大量生産するかにかかってて、品質と価格はそこまで比例しない印象はありますが。
とはいえ、代替はないので、たくさん使う事でわかっていく事でしょう。次回、電池で稼働するまで、続け！