Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Как известно, у кнопок и других устройств с электрическими контактами наблюдается эффект их "дребезга" - неконтролируемое многократное замыкание и размыкание в первые 20...40 мс после приложения или снятия механического усилия. С точки зрения физики - это череда локальных пробоев тонкой пленки окисла, покрывающей соприкасающиеся поверхности контактов. Ситуация усугубляется, если контакты работают в сложных климатических условиях, например, в теплой влажной атмосфере, а также при наличии пыли и загрязнений.

Для уменьшения сопротивления замкнутых контактов, работающих при малых значениях коммутируемого тока, полезно периодически пропускать через них импульсы тока увеличенной амплитуды, в какой-то мере очищающие поверхность от окислов и продуктов износа. По такому принципу работает, например, микросхема МАХ13036 применяемая для сбора информации о состоянии различных контактных датчиков, установленных в автомобиле. В ее техническом описании [1] имеется специальный параметр "Wetting current", что в переводе с английского языка означает "ток смачивания".

Рис. 1

В устройствах на микроконтроллерах тоже можно организовать удаление пленки окисла импульсом тока, причем в процессе определения состояния контакта. На рис. 1 показана типовая схема подключения кнопки SB1 к линии РХХ порта микроконтроллера с нагрузочным резистором R1 и низкоомным резистором R2, ограничивающим амплитуду импульса "тока смачивания", генерируемого микроконтроллером Временная диаграмма напряжения на выводе микроконтроллера показана на рис. 2.

Рис. 2

Первоначально линия РХХ находится в режиме входа. Программа периодически проверяет ее состояние как только здесь будет обнаружен низкий уровень напряжения, делает антидребезговую" паузу длительностью 50 мс. Если уровень остался низким (т. е. кнопка SB1 действительно нажата), программа переводит линию PXX в режим выхода и на 20 мс устанавливает на ней высокий уровень, формируя импульс "тока смачивания". Затем программа возвращает линию РХХ в режим входа и работает дальше согласно заложенному в ней алгоритму. Конечно, положительный эффект очистки проявится только при следующем нажатии на кнопку.

Сопротивление резистора R2 подбирают экспериментально в зависимости от конструкции и материала контактов. Например, у микросхемы МАХ13036 амплитуда импульса "тока смачивания" может находиться в интервале 7,5...40 мА, его длительность - 10...35 мс, длительность перепадов - 1...6 мкс. Следовательно, при напряжении питания микроконтроллера Uпит= 5 В сопротивление резистора R2 должно быть 100...620 Ом.

Этот резистор полезен и на стадии макетирования даже без пропускания через него импульса тока. Он спасет микроконтроллер от повреждения, если ошибка в отлаживаемой программе переведет линию порта, которая должна быть входом, в режим выхода.

Рис. 3

На рис. 3 показана еще одна часто встречающаяся схема подключения кнопки. Здесь для экономии элементов использован нагрузочный резистор Rp, находящийся внутри микроконтроллера. Рабочий ток через замкнутые контакты при этом не превышает десятков-сотен микроампер.

Работа контактов на микротоках имеет свои особенности [2]. В частности, могут наблюдаться произвольные изменения сопротивления замкнутых контактов во времени, что объясняется ростом сульфидных и полимерных пленок окисла на деформированных микровыступах контактирующих поверхностей. Установка резистора R1 и пропускание "тока смачивания" в подобном случае настоятельно рекомендуется. Исключение - кнопки, у которых контакты выполнены из благородных металлов или покрыты ими. Они мало подвержены окислению и обычно хорошо работают при малом токе.

Рис. 4

В таблице приведен фрагмент программы на языке Wiring для микроконтроллерного модуля семейства "Arduino". Самодельный модуль, относящийся к этому семейству, был описан в [3]. К линии D2 модуля по схеме, показанной на рис. 4, подключена кнопка SB1. В данном случае она соединена не с общим проводом, а с плюсом питания. Так сделано, чтобы показать отсутствие принципиальных различий в алгоритме формирования импульса тока. Временные соотношения соответствуют рис. 2, лишь низкий и высокий уровни меняются местами.

Литература

1. МАХ13036 Automotive Contact Monitor and Level Shifter. - datasheets.maxim - ic.com/en/ds/M AX13036.pdf .
2. Левин А. Контакты электрических соединителей радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Советское радио, 1972.
3. Рюмик С. Микроконтроллерный модуль "InterDuino". - Радио, 2010, № 10, с. 27-30.

Автор: С. Рюмик

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Флэш-накопители Transcend USB 3.0 128 и 256 ГБ 25.05.2015 Компания Transcend официально сообщила о выпуске новых "флэшек" с интерфейсом USB 3.0, которые могут предложить пользователям дополнительные 128 или 256 ГБ пространства для хранения и переноса информации. Модельный ряд JetFlash 780 пополнил скоростной накопитель емкостью 256 ГБ, на котором может поместиться более 120 тыс. фотографий, 64 тыс. композиции в формате MP3 или 64 часа видео в разрешении 1080р. Скорость передачи данных JetFlash 780 достигает 210 МБ/с, что позволяет максимально быстро копировать информацию. В серии защищенных USB-накопителей Transcend JetFlash 810 теперь доступна модель емкостью 128 ГБ, которая доступна в пяти различных цветовых вариантах. Напомним, данная серия соответствует требованиям американского военного стандарта MIL-STD-810G, "флэшки" фактически созданы для использования в неблагоприятных условиях. На текущий момент в серии JetFlash 780 представлены модели емкостью от 8 до 256 ГБ, серии JetFlash 810 и JetFlash 790K/790W предлагают покупателям накопители емкостью от 8 до 128 ГБ, а JetFlash 700/730 - от 4 до 128 ГБ.

Другие интересные новости:

▪ Бесшумная ветровая турбина Liam F1

▪ Как защитить мобильный телефон от кражи

▪ Осознанность усиливает эгоизм

▪ Смартфон ZTE Grand S3 со сканером радужной оболочки глаза

▪ Велосипеды AMD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заземление и зануление. Подборка статей

▪ статья Джон Стейнбек. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто и когда разрабатывал и строил летающую подводную лодку? Подробный ответ

▪ статья Врач-методист. Должностная инструкция

▪ статья Электронные пускорегулирующие аппараты для компактных люминесцентных ламп мощностью 11 Вт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабильный генератор для УКВ передатчика. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026