Kapazitiver Touch-LED-Schalter mit Arduino UNO – Einfaches DIY-Projekt

Komponenten und Materialien

Verwendete Software

• Arduino IDE
• CapacitiveSensor-Bibliothek: Download

Projektbeschreibung

Dieses Projekt realisiert einen berührungsempfindlichen Schalter, der eine LED ein- und ausschaltet. Als Sensor dient eine Münze oder ein Stück Aluminiumfolie. Die CapacitiveSensor-Bibliothek wandelt zwei Arduino-Pins in einen kapazitiven Sensor um, der die elektrische Kapazität des menschlichen Körpers detektiert. Bereits ein hochohmiger Widerstand (1 MΩ) und ein Draht mit Folie am Ende genügen. In maximaler Empfindlichkeit reagiert der Sensor sogar auf Annäherung der Hand.

Schaltung und Funktionsweise

Es handelt sich um ein einfaches RC-Glied (Widerstand-Kondensator). Der Arduino misst die Zeit, die der Kondensator (der menschliche Körper + Sensorfläche) benötigt, um sich über den 1 MΩ-Widerstand aufzuladen. Diese Zeit ändert sich, wenn ein leitfähiges Objekt (Finger) die Kapazität erhöht. Der hochohmige Widerstand sorgt für eine lange Entladezeit und damit hohe Empfindlichkeit.

Als Sensormaterial eignen sich alle metallischen Objekte: Münzen, Alufolie, Drahtschlaufen etc.

Hardware-Aufbau

1. Stecken Sie den 1 MΩ-Widerstand zwischen Pin 2 und Pin 4 des Arduino.
2. Verbinden Sie den Sensor (Münze/Folie) mit Pin 4 (Receive-Pin).
3. Schließen Sie die LED zwischen GND und Pin 8 an (Anode an Pin 8, Kathode an GND). Ein Vorwiderstand (220 Ω) für die LED ist empfehlenswert.

Software

Installieren Sie zunächst die CapacitiveSensor-Bibliothek über den Bibliotheksverwalter oder per ZIP-Import. Der folgende Sketch schaltet die LED bei jeder Berührung um (Toggle-Funktion) und entprellt mit 200 ms.

#include <CapacitiveSensor.h>

CapacitiveSensor cs_2_4 = CapacitiveSensor(2, 4); // 1M Widerstand zwischen Pin 2 & 4, Pin 4 ist Sensor

const int ledPin = 8;
bool ledState = false;
unsigned long lastToggle = 0;
const unsigned long debounce = 200;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  cs_2_4.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF); // Autokalibrierung deaktivieren für Stabilität
}

void loop() {
  long sensorValue = cs_2_4.capacitiveSensor(30); // 30 Samples
  if (sensorValue > 500) { // Schwellenwert anpassen!
    if (millis() - lastToggle > debounce) {
      ledState = !ledState;
      digitalWrite(ledPin, ledState);
      lastToggle = millis();
    }
  }
  delay(10);
}

Hinweis: Der Schwellenwert (hier 500) muss experimentell ermittelt werden. Größere Widerstände (z. B. 10 MΩ) erhöhen die Empfindlichkeit und wirken wie ein Näherungssensor.

Test

Berühren Sie den Sensor – die LED wechselt ihren Zustand. Mit größeren Widerständen reagiert der Sensor bereits auf Annäherung (Proximity-Sensor).

Schaltplan