Aufbau der Funky -
eine Taste mit Drucksensoren

Eigentlich wollte ich nur einmal sehen, wie gut die Drucksensoren funktionieren, die relativ günstig von einigen Versandfirmen angeboten werden. Die Sensoren, die ich verwendete, sind bei Conrad Electronic (FSR-151, Bestell-Nr. 182546) erhältlich. Da sie erstaunlich gut "spielten", ging ich sofort daran, sie auch richtig einzusetzen. Was lag da näher, als die schon seit längerem von mir gesuchte robuste und leichte Wabble-Taste damit aufzubauen.
Die Drucksensoren benötigen für die Anschaltung an einen Keyer eine Anpassung. Zuerst hatte ich eine Lösung mit einem Operationsverstärker (CA3098) im Auge. Ich ließ jedoch davon ab, da es eine einfachere Möglichkeit gab. Sensoren dieser Art haben im unbetätigten Zustand laut Datenblatt einen Widerstand von über 1 MΩ. Bei meinen Exemplaren lag er noch höher, sodass ich auch im höchsten Bereich (10 MΩ) meines Messgerätes nichts messen konnte. Wenn man vorsichtig auf sie drückt, so ändert sich der Widerstand rasch bis zu einem Wert von ca. 100 kΩ. Daher musste die Anpassung nur diese Schwelle erkennen. Also stöberte ich noch einmal in meiner Bastelkiste und förderte einen CMOS-Schmitt-Trigger (CD4093) zu Tage. Diese Schaltkreisfamilie verbraucht fast keinen Strom und kann bei einen Spannungsbereich von 3 bis 15 V eingesetzt werden.
 
Anpassung
 
Funky - Stromlaufplan Die Auswertung der Schaltschwelle geschieht durch 2 Gatter des Schmitt-Triggers CD4093. 2 10-MΩ-Widerstände halten die Spannungen an den Eingängen bei unbetätigten Sensoren jeweils auf einem festen Wert unterhalb der Triggerschaltschwelle. Dadurch ist die Schaltung "ruhig" und es kommt zu keinen unerwünschten Schwingungen. Betätigt man einen Sensor, so verringert sich sein Widerstand stark und das Potential am Triggereingang verschiebt sich über die Schaltschwelle in Richtung des Pluspotentials. Der Triggerausgang schaltet dadurch abrupt um. Laut Datenblatt sinkt der Widerstand der Sensoren schnell ab. So sollen bei 20 g (das ist etwa die Masse von 2 normalen Schreibblättern) schon 2 MΩ erreicht werden. Je stärker man nun auf den Sensor drückt, desto weiter sinkt der Widerstand ab. Will man nun die Taste etwas unempfindlicher gegen Betätigungen machen, so muss man nur den Widerstand am Eingang verringern. Geschieht dies z.B. auf einen Wert von 100 kΩ, so muss der Sensor schon rechts stark betätigt werden, damit die Schwelle für den Trigger erreicht wird. 2 zuerst vorgesehene zusätzliche Transistoren als Abschlüsse zum Keyer sind nicht erforderlich, da die internen Ausgangstransistoren des Schaltkreises dafür verwendbar sind. Mit ihnen können Ströme bis zum Maximalwert der CMOS-Familie von 20 mA geschalten werden.
 
Wabble- oder Squeeze-Taste
 
Bei einer mechanischen Wabble-Taste kann man entweder Striche oder Punkte erzeugen. Diese Funktion sollte die zukünftige Taste auch haben. Daher fügte ich eine Sperre ein, die die gleichzeitige Ausgabe beider Zeichen verhindert. So entstand das RS-Flip-Flop am Eingang der Schaltung. Für Freunde der Squeeze-Technik kann dieses Flip-Flop natürlich unbeschaltet bleiben. Es stehen auch 2 weitere Gatter zur Verfügung, die sich nicht gegenseitig sperren und somit dafür verwendbar sind.
 
Stromversorgung
 
Da hätte ich ja fast eine wichtige Sache vergessen. Zwar benötigt der CMOS-Schaltkreis wenig Strom, jedoch kommt er natürlich nicht ohne aus. Mir fielen dafür zuerst 2 Varianten ein. Bei der ersten wird die gesamte Anpassung in den Transceiver eingebaut, sodass dessen Spannungsversorgung mit genutzt werden kann. Jedoch sind dann Taste und Transceiver eine Einheit und man kann die Taste nicht mehr an dem Transceiver betreiben, an dem man es möchte. Durch die Spannungsversorgung mittels einer 9-V-Block-Batterie könnte als zweite Variante die Taste wie eine "normale" Taste benutzt werden. Da die Schaltung sehr wenig Strom verbraucht, wird man jedoch irgendwann die Anwesenheit und Kontrolle der Batterie vergessen. Spätestens dann schlägt Murphy zu und die Batterie ist in dem Augenblick leer, in dem man es am wenigsten erwartet und braucht.
Funky - Innenleben Also habe ich eine andere Variante gesucht und gefunden. Die Taste erhält den nötigen Strom im Mikro-Ampere-Bereich über das normale Tastenkabel, wobei am Keyer keine Veränderungen notwendig sind. Wie das geht? Ganz einfach. Es ist möglich, am Keyer einen Widerstand statt der Taste anzuschließen, ohne dass eine Tastenbetätigung erkannt wird. Beim K2-Transceiver und dem darin verwendeten PIC lag dieser Wert z.B. bei etwa 22 kΩ. Das ergab bei der Betriebsspannung des PICs von 5 V einen Strom bis zu 220 µA, der für die Anpassung verwendet werden konnte. Der tatsächlich notwendige Strom ist viel geringer und war mit dem mir zur Verfügung stehenden Gerät nicht messbar. Ein 1-µF-Kondensator speichert die abgezapfte Energie während der Ausgabe eines Zeichens. Die Dioden verhindern in dieser Zeit eine ungewollte Entladung des Kondensators durch den dann herrschenden "Kurzschluss" auf der entsprechenden Leitung zum Keyer. Da sich in den meisten Fällen Punkt und Striche abwechseln, erfolgt die Spannungsversorgung über beide Keyer-Leitungen gemeinsam. Dadurch kann der Kondensator am schnellsten wieder aufgeladen werden.
 
Aufbau
 
Die Sensoren können auf jede glatte und feste Fläche geklebt werden. Dabei sollte aber kein aggressiver Klebstoff Verwendung finden, da sonst der Kunststoff des Sensors zerstört werden könnte. Ich benutzte doppelseitiges Klebeband dafür, wobei der gesamte Sensorkopf festgeklebt werden musste. Wem die flache Oberfläche der Sensoren beim Arbeiten mit der Taste nicht gefällt, der kann natürlich auch einen kleinen selbstklebenden Gerätefuß (Idee von Dieter, DL2LE) als Knopf auf die Oberfläche aufbringen. Der Knopf sollte jedoch an der Unterseite nicht größer als die aktive Fläche (die mit dem Muster in der Mitte) sein, da er sonst auf dem Rand des Sensors aufsitzt und die Taste nicht mehr richtig funktioniert.
Funky - Außenansicht Ich habe die Schaltung auf einer Lochrasterplatine mittels Blankdraht hergestellt. Der Gehäusebau ist meistens die unangenehmste Sache beim Selbstbau. Daher möchte ich Ihnen noch einen Vorschlag für ein simples Gehäuse machen. Bei mir entstand aus dem zersägten Seitenteil eines alten Gehäuses mit Führungsschienen ein Mini-Gehäuse. Die genauen Maße gebe ich nicht an, da sie zu stark vom verwendeten Material abhängig sind. Da die Taste recht leicht ist, müsste sie noch auf einem schweren Grundblech befestigt werden. Natürlich können Sie sich auch auf dem Oberschenkel festschnallen oder wie bei der Ulmer Mini-Paddle mit einem Magneten am Tisch oder am Transceiver befestigen. Zur Not geht es natürlich auch durch das Festhalten mit einer Hand.
 
Touch Paddle PS. In der Zwischenzeit hat Chuck Olson, WB9KZY, weiter mit dieser Taste experimentiert und festgestellt, dass sie ohne Drucksensoren sogar besser funktioniert. Seine Variante heißt "Touch Paddle" und wird über Jackson Harbor Press vertrieben (Foto von WB9KZY).

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