Что такое дребезг контактов и как его устранить

Определение и суть проблемы в электронике

Вибрация контактов возникает при нажатии кнопки и переключателя и вызвана реальной вибрацией контактной пластины при ее перемещении. Каждый выключатель сконструирован таким образом, что он имеет подвижный и постоянный контакт. Как следует из названия, подвижный — это тот, который соединен с толкателем или рычагом, который уже нажат человеком или механизмом во время работы устройства.

Поскольку кнопки имеют механическое устройство, их качество зависит от того, как именно они работают. В любом случае полностью устранить явление дребезжания невозможно. Что это вызывает?

Если ключ управляет каким-либо электронным устройством с цифровым входом, например микроконтроллером, логическим блоком и т. Д., Вход распознает столько импульсов, сколько было отправлено путем отражения.

Пример формы волны реверберации выводов показан на рисунке ниже:

Устранение эффекта

Для устранения произношения контактов можно использовать аппаратные или программные решения. Аппаратные решения включают:

  1. Установка конденсаторов параллельно вводу. Это может привести к сокращению времени отклика, когда емкость слишком велика, и к неполной отладке, когда емкость слишком мала.
  2. Вход Шмидта срабатывает во входной цепи устройства. Более сложное решение, которое сложно реализовать при доработке готового продукта, но также более технологичное и сложное.

Если рассматривать это явление на примере реестра изменений, видео наглядно показывает его влияние. При каждом нажатии кнопки должен загореться следующий светодиод.

Схема регистрации и светодиоды на рисунке ниже:

Кнопка подключается как показано на схеме:

Пример осциллограммы сигнала с явным дребезжанием:

Установив конденсатор емкостью 1 мкФ параллельно кнопке демпфирования, мы получаем стабильное и точное срабатывание:

И фронт коммутирующего сигнала, как видите, действительно свернут, но без лишних выбросов.

Альтернативой такому решению для предотвращения этого явления, не заглатывая лезвие и с большей скоростью, является использование триггера Шмидта. Его типовая схема показана ниже:

На рисунке ниже показаны другие варианты схем на логических элементах для борьбы с дребезжанием контактов:

Помимо аппаратного устранения, как уже было сказано, есть еще и программный способ решения этой проблемы. Он заключается в написании кода, смысл которого состоит в том, чтобы прочитать изменение сигнала, задержать некоторое время и прочитать его снова.

Пример программной отладки в Arduino IDE можно скачать по этой ссылке: код отладки.

Дребезжание реле

Помимо разговоров о кнопках в цифровой электронике, разговоры о контактах в релейных системах управления также создают проблемы. Такие схемы могут включать в себя сумеречный передатчик или различные датчики расхода и регуляторы температуры. Когда датчик выдает сигнал на пороге устройства, мы получаем неопределенное состояние, и логика схемы включается и выключается. А при включении реле контакт не всегда устойчив, начинает вибрировать и отключаться. Схема ниже иллюстрирует эту проблему на примере терморегулятора:

Решением этой проблемы также является установка порога петли гистерезиса в его статической характеристике передачи, то есть триггера или компаратора Шмидта на операционном усилителе. На схеме ниже показан начальный вариант с проблемой, рассмотренной на схеме:

А вот как выглядит схема с добавлением задержки включения на логических элементах 2I-NE отечественной микросхемы К561ЛА7:

Иногда эта же проблема решается установкой стабилизатора в сигнальные цепи.

Подобно кнопке, которая отскакивает при включении реле, ее контакты могут повторяться много раз. Это явление опасно, поскольку в этот момент зажигается и гаснет дуга, что значительно сокращает срок службы камеры. Это особенно актуально, когда реле питается от сети переменного тока.Все это связано с механической структурой герконов, реле и других переключателей.Их контакты замыкаются не временно, а за доли, единицы или десятки миллисекунд.Чтобы продлить срок службы реле, проверьте способы искрения контактов, описанные в статье.

На эту тему тоже есть хорошее видео:

Теперь вы знаете, что такое отражение контакта реле и как с ним бороться.Если возникнут вопросы, смело задавайте их и в комментариях под статьей!