Arduinoでタッチセンサースイッチ ver.2

以前作ったタッチセンサースイッチ、その後大活躍していますが、使用条件によってはセンサーの感度がとても不安定になることがあります。どうも接続先の機器の影響を受けているっぽい。スイッチのオンオフ制御にメカニカルリレーを使っているのですが、これの絶縁性が良くないそうで、タッチセンサー側にノイズが乗る原因になっているのではと推測しました。

そこで、より絶縁性に優れたPhotoMOSリレーを使って新しく作ってみることにしました。あわせて、今回はなるべくノイズの載る要素を減らすために回路は極力シンプルにし、前回の1装置2センサー・感度調整つまみ付きから、1装置1センサー・感度調整つまみなしで行くことにしました。

PhotoMOSリレーについては、Panasonicのサイトがとても参考になりました。接続先機器がどういった電流・電圧を流すかわかりませんので、汎用タイプのGU 1a 高容量を使ってみることにしました。

プロトタイピング

まずは、検証用に使っているいつものArduino unoと、ブレッドボードを使ってプロトタイプ作成です。

いろいろ微調整しつつ、最終的には下の図ような回路になりました。メカニカルリレーと違ってPhotoMOSリレーはオンオフの切り替えで音がしないので、オンのときはLEDが発光するようにしました。ただし9番ピンに繋がっている抵抗については、LEDの定格電流的に150Ωとすべきですが、流れる電流量が大きすぎるのかセンサーが安定しないため、1KΩの抵抗を使いました。

スケッチ（ソースコード）はこちら。

センサーの閾値（SENSOR_THRESHOLD）は、シリアルポートの出力を見ながら調整し、150としました。しばらくこれで動作確認してみたところ、だいぶ安定しているようだったので、このまま本実装に進みます。

本実装

今回使用した部品は以下の通りです。

• Arduino micro x 1個
• PhotoMOSリレー x 1個
• モノラルジャック x 1個
• RCAジャック x 1個（前回作ったセンサー部をここに接続）
• LED x 1個
• 抵抗 1MΩ、2.2KΩ、1KΩ x 各1個
• ケース x 1個

例によって一番大変なケースの加工を終わらせたら、あとははんだ付けしながらケースに組み付けです。回路は、Arduinoがunoからmicroになった以外は、プロトタイプのものと完全に同じです。スケッチ（ソースコード）もまったく同じものを使いました。

仮止めして息子に少し試してもらった感じでは、以前のものよりだいぶ安定しているようでした。ただ、プロトタイプモデルと同時に利用してかつ同じモバイルバッテリーから給電すると、とたんに不安定になりました。別電源からとると、同時使用しても問題なし。やっぱり以前のバージョンで不安定だったのは、1回路でセンサーが2個だったことも大きいのかなと思いました。

両手で使用できるように2個作る必要があるので、来週末にでも2個目を作ります。

[2021.2.17追記]
その後、2個目も作りました。1つのモバイルバッテリーから電源をとっても、問題なく動作しているようです。メカニカルリレー版とは違って、とても安定しています。