自动清洁微控制器设备中的按钮触点。方案、说明

自动清洁微控制器设备中的按钮触点。无线电电子电气工程百科全书

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如您所知，按钮和其他带有电触点的设备具有“弹跳”效应 - 在施加或移除机械力后的前 20 ... 40 毫秒内不受控制的多次关闭和打开。从物理学的角度来看，这是覆盖接触表面的薄氧化膜的一系列局部击穿。如果触点在恶劣的气候条件下工作，例如在温暖、潮湿的气氛中以及存在灰尘和污染的情况下，情况会更加严重。

为了降低在低开关电流值下工作的闭合触点的电阻，定期使振幅增加的电流脉冲通过它们是有用的，从而在一定程度上清除表面上的氧化物和磨损产物。例如，用于收集汽车中安装的各种接触传感器状态信息的MAX13036芯片就是根据这一原理工作的。在其技术说明[1]中有一个特殊参数“Wetting current”，英文意思是“润湿电流”。

自动剥离微控制器设备中的按钮触点
图。 1

此外，在基于微控制器的设备中，还可以在确定接触状态的过程中通过电流脉冲来组织氧化膜的去除。上图。图1所示为SB1按钮与单片机端口IAC线连接的典型图，其中负载电阻R1和低阻值电阻R2，限制了单片机产生的“润湿电流”脉冲的幅度。 2.

自动剥离微控制器设备中的按钮触点
图。 2

最初，IAC 线处于输入模式。程序定期检查其状态，一旦检测到此处有低电平，则进行50ms的防跳暂停，如果电平保持低电平（即SB1按钮确实被按下），则程序切换PXX线到输出模式并设置为高电平，形成“润湿电流”脉冲。然后程序将IAC线返回到输入模式，并根据嵌入其中的算法进一步工作。当然，积极的清洁效果仅当下次按下该按钮时才会出现。

电阻器R2的阻值是根据触点的设计和材料通过实验选择的。例如，对于MAX13036微电路，“润湿电流”脉冲的幅度可以在7,5 ... 40 mA范围内，其持续时间为10 ... 35 ms，液滴持续时间为1 ... 6微秒。因此，当单片机的电源电压Upit=5V时，电阻R2的阻值应为100…620欧姆。

该电阻器在原型设计阶段也很有用，即使没有电流脉冲通过它。如果正在调试的程序中的错误将本应作为输入的端口线置于输出模式，它将避免微控制器损坏。

自动剥离微控制器设备中的按钮触点
图。 3

上图。图3为另一种常见按钮连接图。这里，为了节省元件，使用了位于微控制器内部的负载电阻器 Rp。通过闭合触点的工作电流不超过数十或数百微安。

微电流触点的工作有其自身的特点[2]。特别是，可以观察到闭合触点的电阻随时间的任意变化，这可以通过接触表面变形微凸起上硫化物和聚合氧化物膜的生长来解释。在这种情况下，强烈建议安装电阻器 R1 并传递“润湿电流”。触点由贵金属制成或镀有贵金属的按钮除外。它们不易被氧化，通常在低电流下工作良好。

自动剥离微控制器设备中的按钮触点
图。 4

自动剥离微控制器设备中的按钮触点

下表显示了“Arduino”系列微控制器模块的接线语言程序片段。 [3] 中描述了属于该系列的自制模块。按图所示电路接模块的D2线。 4、SB1按钮已连接。在这种情况下，它没有连接到公共电线，而是连接到电源正极。这样做是为了表明当前脉冲生成算法不存在根本差异。时间关系对应图。 2、只有低电平和高电平反转。

文学

MAX13036 汽车接触监视器和电平转换器。 - 数据表.maxim - ic.com/en/ds/MAX13036.pdf。
Levin A. 无线电电子设备的电连接器触点。 - M.：苏联广播电台，1972 年。
Ryumik S. 微控制器模块“InterDuino”。 - 广播，2010 年，第 10 期，第 27 页30-XNUMX。

作者：S. Ryumik

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