Nettoyage automatique des contacts des boutons dans un dispositif à microcontrôleur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Comme vous le savez, les boutons et autres dispositifs à contacts électriques ont pour effet leur "rebond" - fermeture et ouverture multiples incontrôlées dans les 20 à 40 premières ms après l'application ou la suppression d'une force mécanique. Du point de vue de la physique, il s'agit d'une succession de claquages ​​locaux d'un mince film d'oxyde recouvrant les surfaces de contact. La situation est aggravée si les contacts fonctionnent dans des conditions climatiques difficiles, par exemple dans une atmosphère chaude et humide, ainsi qu'en présence de poussière et de pollution.

Pour réduire la résistance des contacts fermés fonctionnant à de faibles valeurs du courant commuté, il est utile de leur faire passer périodiquement des impulsions de courant d'amplitude accrue, en nettoyant dans une certaine mesure la surface des oxydes et des produits d'usure. Par exemple, la puce MAX13036 utilisée pour collecter des informations sur l'état de divers capteurs de contact installés dans une voiture fonctionne selon ce principe. Dans sa description technique [1], il y a un paramètre spécial "Courant de mouillage", qui signifie "courant de mouillage" en anglais.

Fig. 1

Dans les dispositifs à base de microcontrôleurs, il est également possible d'organiser le retrait d'un film d'oxyde par une impulsion de courant, par ailleurs, lors du processus de détermination de l'état du contact. Sur la fig. La figure 1 montre un schéma typique de connexion du bouton SB1 à la ligne IAC du port du microcontrôleur avec une résistance de charge R1 et une résistance à faible résistance R2, ce qui limite l'amplitude de l'impulsion de "courant de mouillage" générée par le microcontrôleur. 2.

Fig. 2

Initialement, la ligne IAC est en mode d'entrée. Le programme vérifie périodiquement son état dès qu'un niveau de tension bas est détecté ici, fait une pause anti-rebond "d'une durée de 50 ms. Si le niveau reste bas (c'est-à-dire que le bouton SB1 est vraiment enfoncé), le programme commute la ligne PXX en mode de sortie et la règle à un niveau haut pendant 20 ms, formant une impulsion de "courant de mouillage". Ensuite, le programme remet la ligne IAC en mode d'entrée et fonctionne selon l'algorithme intégré. avec la prochaine pression sur le bouton.

La résistance de la résistance R2 est sélectionnée expérimentalement en fonction de la conception et du matériau des contacts. Par exemple, pour un microcircuit MAX13036, l'amplitude de l'impulsion "courant de mouillage" peut être comprise entre 7,5 ... 40 mA, sa durée est de 10 ... 35 ms, la durée des gouttes est de 1 ... 6 μs. Par conséquent, lorsque la tension d'alimentation du microcontrôleur Upit = 5 V, la résistance de la résistance R2 doit être de 100 ... 620 Ohm.

Cette résistance est également utile à l'étape de prototypage, même sans passer une impulsion de courant à travers elle. Cela sauvera le microcontrôleur des dommages si un bogue dans le programme en cours de débogage met une ligne de port qui devrait être une entrée en mode sortie.

Fig. 3

Sur la fig. 3 montre un autre schéma de connexion de bouton commun. Ici, pour économiser des éléments, une résistance de charge Rp est utilisée, située à l'intérieur du microcontrôleur. Le courant de fonctionnement à travers les contacts fermés ne dépasse pas des dizaines ou des centaines de microampères.

Le fonctionnement des contacts sur microcourants a ses propres caractéristiques [2]. En particulier, des changements arbitraires de la résistance des contacts fermés avec le temps peuvent être observés, ce qui s'explique par la croissance de films de sulfure et d'oxyde polymère sur des microprotrusions déformées des surfaces en contact. L'installation d'une résistance R1 et le passage du "courant de mouillage" dans un tel cas sont fortement recommandés. L'exception concerne les boutons dont les contacts sont en métaux précieux ou en sont revêtus. Ils ne sont pas sensibles à l'oxydation et fonctionnent généralement bien à faible courant.

Fig. 4

Le tableau montre un fragment de programme en langage de câblage pour un module de microcontrôleur de la famille "Arduino". Un module auto-fabriqué appartenant à cette famille a été décrit dans [3]. À la ligne D2 du module selon le circuit illustré à la fig. 4, le bouton SB1 est connecté. Dans ce cas, il n'est pas connecté à un fil commun, mais à la puissance plus. Ceci est fait pour montrer l'absence de différences fondamentales dans l'algorithme de génération d'impulsions de courant. Les relations temporelles correspondent à la fig. 2, seuls les niveaux bas et haut sont inversés.

littérature

1. MAX13036 Moniteur de contact automobile et Shifter de niveau. - datasheets.maxim - ic.com/en/ds/M AX13036.pdf .
2. Levin A. Contacts des connecteurs électriques des équipements radio-électroniques. - M. : Radio soviétique, 1972.
3. Module de microcontrôleur Ryumik S. "InterDuino". - Radio, 2010, n°10, p. 27-30.

Auteur : S. Ryumik

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