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Berührungslos Schalten – Kapazitive Sensoren

Touch, sweet touch
You’ve given me too much to feel
Sweet touch
You’ve almost convinced me I’m real
(„Touch“, Daft Punk)

Liebe Freunde der beeindruckenden Features, heute haben etwas Bemerkenswertes für euch, das nicht jeder bisher unbedingt kennen muss: Berührungslose Schalter/Taster! Die (Schalt-)Aktion wird ohne direkte Berührung bereits beim Drüber-Gleiten (Hovern) über das Sensorfeld aktiv.

Manche werden sich noch an unser KNX-Testaufbau-Board erinnern. Wir werden dieses bekannte Setup nutzen, um einen „magischen“ Sensor anzubinden, der ohne eine direkte Berührung angeregt werden kann!

Funktionsweise

Ganz grob erklärt, damit die Lese-Faulen unter euch nicht sofort das Weite suchen: Der von uns eingesetzte Sensor ist ein sog. „Kapazitiver“ Sensor.

Vereinfacht gesprochen baut der aktive Sensor um sich herum ein elektromagnetisches Feld auf, das überwacht wird. Wird nun dieses E-Feld durch eine Störung – d. h. durch einen leitender Fremdkörper (z. B. menschlicher Finger, Metall-Stück, etc.) durchdrungen – signifikant verändert, wird der Sensor aktiviert: Der gewünschte (Schalt-)Vorgang kann ausgelöst werden.

Je nach Empfindlichkeit durchdringt das Sensor-Feld mühelos (nicht-leitende) Materialien wie Keramik, Holz oder Glas bis zu einer Stärke von ca. 20-30mm.

Anwendungsfälle

Schön und gut, aber wo ist ein berührungsloser bzw. unsichtbarer Schalter erforderlich? Hier ist eine nicht abschließende Liste mit möglichen Einsatzszenarien:

  • Bei verschmutzten Händen (Küche-, Garten-, Hobby-Bereich) kann eine Aktion ausgelöst werden, ohne die Schaltstelle zu verunreinigen.
  • Im Nasszellen-Bereich, wo der direkte Einsatz von Schaltern im Spritzwasser-Bereich problematisch ist.
  • Bei versteckten/geheimen Schaltern, der z. B. eine verborgene Tür zum dahinter liegenden Safe öffnet.
  • Zum Beeindrucken der Schwiegermutter oder beim Angeben vor Nachbarn und Freunden. 🙂

Das sollte Motivation genug sein…

Kommerzielle Lösung

ENERTEX proxy touch knx

Die einzige uns bekannte Lösung auf dem Markt für den direkten KNX-Einsatz ist der „Enertex® ProxyTouch KNX“-Senosor. Dieser Einbau-Sensor kann direkt über die ETS parametriert und an eine Bus-Leitung (ohne zusätzliche Spannungsversorgung) angeschlossen werden. Weiterhin besitzt er drei separate, aktive Zonen, die u. a. einzeln auch über Doppel-Klick– oder Wisch-Gesten mit optionaler, aktustischer Rückmeldung aktiviert werden können. Der Preis für das Gerät beträgt momentan etwa 270,- EUR.

Selbstbau-Lösung

Geht es bei der Do-It-Yourself-Bastel-Lösung günstiger? Schauen wir mal auf unsere Skizze mit dem möglichen Aufbau:

Komponenten

Benötigt werden neben einem funktionierenden KNX-Aufbau folgende Einzelteile als Mindestvorausetzung:

Die Hilfs-Anschlussplatine ist eine Selbstbau-Lösung aus der KNX-Community (Christian Hohmann). Diese sorgt (u. a. mit einer galvanischen Trennung) für die korrekte/flexible Anbindung der Edisen-Sensoren, die es in verschiedenster Ausführung gibt. An der Hilfsplatine können bis zu vier einzelne Sensoren angebunden werden. Damit die Hilfsplatine arbeiten kann, benötigt sie eine Versorgungs-Spannung (24 V), die man auch aus dem unverdrosseltem Ausgang (gelb-weiss) der KNX-Spannungsversorgung ziehen kann.

Die Edisen-Sensoren gibt es frei konfigurierbar in unterschiedlicher Ausführung (Taste; Flip-Flop; Nieder-Hoch-Volt; N- oder P-Schaltend sowie in verschiedenen Empfindlichkeiten). Wir nehmen hier die Variante MT0.5-ST-SV-TA-N-E2. Diese Konfiguration hat die höchste Empfindlichkeit E2 (löst aus größerer Distanz aus), funktioniert mit 3-20 V Gleichspannung, ist als „Taste“ konfiguriert und ist N-Schaltend (OUT wird mit GND verbunden).

Anschlussplatine (PDF, 128 KB)
Platine Edisen-Sensoren (PDF, 1267 KB)

Kosten- und Feature-Vergleich

Um die „Enertex® ProxyTouch KNX“-Drei-Zonen-Funktionalität annähernd zu erreichen, benötigen wir bei der DYI-Lösung statt einem Sensormodul mindestens drei. Somit kommt die Bastel-Lösung auf ca. insgesamt (30 + 50 + 3*25 = 155 EUR) – vs. 270 EUR für das Enertex-Komplettgerät. Eindeutiger Kostensieger: Bastellösung! Aber kommt das kommerzielle Modul eventuell im Feature-Vergleich besser weg?

Feature DIY Enertex
Über ETS parametrierbar indirekt (Binäreingang) Ja
Zonen einzeln ansprechbar Ja Ja
Touch (einfach) Ja Ja
Doppelklick nur über externe Logik Ja
3-Zonen-Wischgeste nur über externe Logik Ja
optionale aktustische Rückmeldung nein Ja
spritzwasserdichtes Gehäuse nein Ja
Reinigungs-Modus (Zeitsperre zum Putzen) nur über externe Logik Ja
Bus-Spannung ausreichend nein Ja
Garantie nein (nur ggf. auf Einzel-Module) Ja (2 Jahre)

Fazit

Eindeutiger Sieger bei der Funktionalität: Kommerzielle Lösung! Kein Bock auf Basteln? Dann kauft euch das Gerät von Enertex!

Wir werden schauen müssen wie weit wir beim Einbau unserer Do-It-Yourself-Kombination kommen. Wir werden natürlich zeitnah auch darüber berichten! Also: Bleibt an uns dran! 🙂

*Post picture Icon made by Yannick from www.flaticon.com is licensed by CC BY 3.0

Comments (5)

  1. ChriD Donnerstag, 03UTCThu, 03 May 2018 17:10:20 +0000 3. Mai 2018 at 17:10 Antworten

    Kleiner Anreiz zu dem Thema

    Statt den Edison Touch-Sensor irgend ein TTP223 touch board und schon ist man von 25€ runter auf 5€
    Dann noch statt der KNX Forum Userschaltung einen Arduino Nano, dann ist man 50€ auf 20€ (oder 5€ wenn china klon)
    Und dann noch statt dem KNX Schaltaktor die Siemens BCU 25€
    Dan sind wir bei einem 4 fach touch taster bei ~ 20€ + 4*5€ + 25€ = 65€

    Was aber dann noch fehlt ist die Programmierung des Arduinos mittels „Konnekting“ Lib (ist dann auch in der ETS parametrierbar)
    Dann ist auch Doppelklick direkt möglich + Hintergrund LED’s + Temperatursensor usw…

    So sieht mein Prototyp aus 🙂

  2. Jens Montag, 03UTCMon, 03 Dec 2018 16:56:21 +0000 3. Dezember 2018 at 16:56 Antworten

    Hallo,

    ich suche schon seit Stunden nach einem kapazitiven Sensor, den ich unter die Antrittstufen meiner Holztreppe (5 cm Eiche) zum Schalten meiner Stufenbeleuchtung nutzen kann.

    Wo kann man den oben genanten Sensor von Edison bekommen? Im Netz nirgendwo zu kaufen, Herstellerseite gefunden, reagiert aber nicht auf Mail, Shop und Telefon tot.

    Kennst du eine Alternative für den Bastler?

    Vielen Dank!

    1. smarthomebau.de Dienstag, 04UTCTue, 04 Dec 2018 08:29:36 +0000 4. Dezember 2018 at 08:29 Antworten

      Jens,

      Firma Edisen wird in der Tat derzeit (wegen Nachfolgermangel) „umstrukturiert“. Ich gehe davon aus, dass in näherer Zukunft die Produktion/Vertrieb der Sensoren nicht mehr in der bisher gewohnten Form stattfinden wird… Leider 🙁

      Ich habe noch 8 der MT0.5-ST-SV-TA-N-E2 bei mir liegen. Diese sind allerdings schon in eigenen Projekten verplant. 😉

      Es gäbe noch u. a. den MT0.1 bei Völkner (https://www.voelkner.de/categories/13149_13262_13987/Bauelemente/Sensoren/Kapazitive-Naeherungsschalter.html). Oder den bekannten TTP223-(Arduino)-Sensor. 5 cm Holz ist aber schon eine Ansage – ich kann hier mangels Erfahrung nicht sagen, ob die o. g. Teile auch bei dieser Materialstärke wirklich sinnhaft nutzbar sind.

      In diesem Sinne: Waidmanns heil!

  3. Olaf Janne Freitag, 14UTCFri, 14 Dec 2018 11:10:25 +0000 14. Dezember 2018 at 11:10 Antworten

    Hallo an euch …das ist ein echt Klasse Beitrag.
    Genau so hatte ich es im ersten Bad auch gemacht. Jetzt arbeite ich mit den mt0,5-ST-SV-TA-P-E2 und diese über eine Tasterschnittstelle von Siemens, welche über den LED Ausgang die Teile mt Strom versorgen.
    Allerdings fehlen mir für ein Projekt aktuell 2 Stück. Kann da jemand helfen und hat ggf. 2 Stück für uns übrig ?
    mt0,5-ST-SV-TA-P-E2

    1. smarthomebau.de Freitag, 14UTCFri, 14 Dec 2018 11:17:49 +0000 14. Dezember 2018 at 11:17 Antworten

      Olaf, ich hab leider nur die MT0.5-ST-SV-TA-N-E2, nicht die P-E2 Variante. Und selbst die N-E2 würde ich nur gegen Wucherpreise abgeben 🙂

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