Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


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

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

Комментарии к статье 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".

Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве
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.

Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве
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.

Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве
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.

Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве
Рис. 4

Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве

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:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

Земля может лишиться облаков 13.04.2019

Человечество может навсегда лишиться облаков. Небо каждый день будет абсолютно чистым. Солнце зависнет над горизонтом, упорно раскаляя Землю. Сценарий только на первый взгляд кажется нереальным, однако подобное уже случалось в долгой истории планеты. Около 55 млн лет назад она нагрелась так, что в арктических водах плавали крокодилы.

Уровень океана поднялся на несколько метров, затопив огромные прибрежные территории. Многие крупные млекопитающие вымерли, а выжившие из-за недостатка пищи стали уменьшаться в размерах. По всей планете бушевали ураганы, засухи сменялись внезапными потопами.

Что было причиной такого катаклизма? Американские ученые называют виновного: резкий скачок концентрации углекислого газа в атмосфере. Математическая модель предупреждает: когда концентрация превысит 1200 ppm, для облаков наступит точка невозврата. Они исчезнут, Земля станет беззащитной от постоянной атаки Солнца, что приведет к резкому потеплению океана. А дальше по цепочке: средние температуры на планете вырастут примерно на 8 градусов, грянут мощнейшие природные катаклизмы, массовое вымирание животных и растений.

У этой версии сразу нашлись оппоненты. Они указали, что рубеж в 1200 ppm почти втрое больше, чем нынешняя концентрация CO2. А значит, не стоит поднимать панику. Но авторы исследования настаивают: посмотрите, как стремительно растет эта концентрация. За какие-то 60 лет - мгновение по историческим меркам - уровень газа поднялся почти на треть. При таких темпах точка невозврата будет пройдена в ближайшие 100 лет.

Насколько неизбежен такой сценарий? Сегодня наука не может однозначно ответить, почему растет концентрация углекислоты. Кто-то винит человека, который загрязняет атмосферу выбросами, кто-то убежден, что работает природа с ее естественными циклами. И напоминают, что "безоблачная" жизнь уже была, хотя человека на планете не наблюдалось. Авторы исследования считают: какова ни была бы причина явления, на этот раз человечеству удастся облака сохранить. Наука найдет способ избежать катастрофического сценария.

Рост в последние десятилетия рост средней температуры на Земле происходит неравномерно. Например, в Арктике он в два раза быстрее, чем на остальной планете. Как это скажется на климате в других регионах? Исследование американских и бельгийских ученых показало, что потепление, происходившее 11-8 тыс. лет назад в Арктическом регионе, создало предпосылки для засухи в средних широтах.

Другие интересные новости:

▪ Депрессия снижает эффективность химиотерапии

▪ Разлокировка смартфона при помощи уха

▪ Кондитерское электричество

▪ Кнопки с улучшенной оптикой для яркой и однородной подсветки

▪ Китайских детей ограничат в пользовании гаджетами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Шершавым языком плаката. Крылатое выражение

▪ статья Какие звери самые быстрые? Подробный ответ

▪ статья Выпускающий оператор эфира. Должностная инструкция

▪ статья Генератор для настройки ПЧ-тракта радиоприемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадки про воду, реки, озера и моря

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:





All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024