Брязкіт контактів: причини виникнення та способи боротьби з ним

Брязкіт контактів – це паразитное явище, яке вносить проблеми переважно в електронних схемах. Його суть полягає в повторному багаторазовому і хибному перериванні і подачі сигналу на вхід. В результаті система, яка його приймає, невірно реагує. Давайте більш докладніше розглянемо причини брязкоту контактів і способи боротьби з ним.

Визначення і суть проблеми в електроніці

Брязкіт контактів виникає при натисканні на кнопку і перемикач, він виникає через реальних вібрацій контактної пластини при її переміщенні. Будь-перемикач влаштований так, що у нього є рухливий і нерухомий контакт. Як видно з назви, рухомим називається той, що з’єднаний з штовхачем або важелем, на який вже натискає людина або механізм при роботі пристрою.

Так як кнопки мають механічний пристрій, то від їх якості залежить те, як точно вони відпрацьовують натискання. При цьому в будь-якому випадку повністю усунути явище брязкоту не можна. До чого він призводить?

Якщо клавіша управляє якимось електронним пристроєм з цифровим входом, наприклад, мікроконтролера, логічного елемента тощо., То його вхід розпізнає стільки натискань, скільки було імпульсів послано в результаті виникнення брязкоту.

Приклад осцилограми брязкоту контактів зображений на малюнку нижче:

усунення ефекту

Щоб усунути брязкіт контактів, можливо використовувати апаратне або програмне рішення. До апаратних рішень відноситься:

  1. Установка конденсаторів паралельно входу. Тоді може знижуватися швидкодію реакції на натискання при занадто великий ємності і неповного усунення брязкоту при дуже маленькою.
  2. Введення тригерів Шмідта у вхідні ланцюг пристрою. Більш складне рішення, яке важко для реалізації в ході доопрацювання вже готового виробу, але і більш технологічне і досконале.

Якщо розглянути це явище на прикладі зсувного регістру, то в цьому відео наочно показано його вплив. Після кожного натискання кнопки повинен загорятися наступний світлодіод.

Схема включення регістра і світлодіодів на малюнку нижче:

Кнопка підключена так, як показано на схемі:

Приклад осцилограми сигналу з вираженим дребезгом:

Встановивши конденсатор на 1 мкФ паралельно кнопці для його придушення, отримуємо стабільне і точне спрацьовування:

Схема придушення:

А фронт сигналу перемикання, як ви можете переконатися, дійсно завалений, зате без зайвих сплесків.

Альтернативою такому рішенню захисту від цього ефекту, без завалювання фронту і з великим швидкодією є використання тригера Шмідта. Типова його схема зображена нижче:

На наступному малюнку зображено інші варіанти схем на логічних елементах для боротьби з дребезгом контактів:

Крім апаратного усунення, як було сказано, є і програмний спосіб вирішення даної проблеми. Він полягає в написанні коду, сенс якого в зчитуванні зміни сигналу, витримки певного часу і повторного його зчитування.

Приклад програмного придушення брязкоту контактів в Arduino IDE ви можете завантажити, перейшовши за посиланням: код для придушення брязкоту.

деренчання реле

Крім брязкоту кнопок в цифрових електронних схемах також доставляє проблеми брязкіт контактів в схемах управління реле. До таких схем можна віднести сутінковий реле або різні датчики протоки, а також регулятори температури. Коли датчик видає сигнал на порозі спрацьовування пристрою, виходить невизначений стан і логіка схеми то включає, то відключає його. І при спрацьовуванні реле не завжди спостерігається стійке утримання контактів, воно починає як би вібрувати, включаючись і відключаючись. На епюрі нижче наочно зображена ця проблема на прикладі регулятора температури:

Рішенням цієї проблеми також є установка порогового елемента петлею гистерезиса в його передавальних статичних характеристиках, тобто тригер Шмідта або компаратора на операційному підсилювачі. На схемі нижче зображено вихідний варіант з розглянутої на графіку проблемою:

А так виглядає схема з доповненням у вигляді затримки включення на логічних елементах 2І-НЕ вітчизняної мікросхеми К561ЛА7:

Іноді з цією ж проблемою справляються за допомогою установки стабілітрона в сигнальні кола.

Аналогічно друзок кнопок при включенні реле, його контакти можуть повторно кілька разів перекомутовані. Явище небезпечно тим, що в цей момент відбувається запалювання і гасіння дуги, що значно знижує термін служби апарату. Особливо часто це відбувається при спрацьовуванні реле на змінному струмі.

Все це пов’язано з механічною структурою герконів, реле та інших комутаторів. Їх контакти замикаються не моментально, а в перебігу часткою, одиниць або десятків мілісекунд. Щоб продовжити термін служби реле, ознайомтеся зі способами, які ми описували в статті про те, чому іскрять контакти.

Також рекомендуємо подивитися хороше відео на цю тему:

Тепер ви знаєте, що таке брязкіт контактів реле і які способи боротьби з ним найбільш ефективні. Якщо виникли питання, задавайте та в коментарях під статтею!

Ссылка на основную публикацию