Что такое дребезг контактов
При проектировании устройств часто возникает задача четкого формирования импульсов от механических контактов (при срабатывании реле, кнопок, переключателей и т.д.). Но , к сожалению, просто подключить контакт к схеме нам не удастся из-за “дребезга” контактов.
Дребезг контактов - это явление многократного неконтролируемого замыкания и размыкания контактов в моменты их соприкосновения и расхождения. Это явление приводит к формированию пачки импульсов (вместо требуемого одиночного импульса или перепада напряжения), могущих вызвать многократное непредсказуемое срабатывание схемы цифрового устройства. Из- за чего же происходит дребезг? Причин тут две- первая связана с механической конструкцией кнопки, которая не позволяет надежно за короткое время зафиксировать контакт. Вторая связана с самим контактом, который покрыт тончайшим слоем оксида, не проводящим электричество. В момент замыкания происходит ионизация промежутка и возникает дуга, спекающая контакты вместе. Чем больше сила тока через контакты, тем быстрее происходит "спекание".Во многих учебниках есть схемотехнические наброски этого самого дребезга, но мало кто из специалистов, сталкивающихся с последствиями дребезга постоянно, видел каков же он на самом деле. Для того чтобы посмотреть на то , как он выглядит для схемы, было испытано 3 типа кнопок. Кнопка подключалась через резистор разного сопротивления к 5 вольтам, и фиксировалось изменение напряжения на кнопке при ее замыкании. Испытывалось по несколько экземпляров кнопок, которые показали одинаковые результаты.
 |
 |
|
Кнопка 1. |
Осциллограма 1. 91 Ом |
 |
 |
|
Осциллограма 2. 91 Ом |
Осциллограма 3. 91 Ом |
 |
 |
|
Осциллограма 4. 4.7 кОм |
Осциллограма 5. 4.7 кОм |
 |
 |
|
Кнопка 2. |
Осциллограма 1. 91 Ом |
 |
 |
|
Осциллограма 2. 4.7 кОм |
Осциллограма 3. 4.7 кОм |
 |
|
|
Кнопка 3. |
|
 |
 |
|
Осциллограма 1. 4.7кОм |
Осциллограма 2. 4.7 кОм |
По результатам исследований видно, что хуже всего повели себя советские кнопки км1-1(кнопка 1), повсеместно применяемые в различной аппаратуре. При увеличении тока через кнопку "спекание " контактов происходило быстрее. Лучше всего повели себя новые кЕтайские тактовые кнопки(2 кнопка), постоянно выдающие по 1 спаду. И лишь при боковом нажатии на подвижную часть, редко выдававшие 2 импульса. Старые советские тактовые кнопки, несмотря на срок своей давности ничуть не отстали от своих кЕтайских собратьев. Данная информация будет крайне полезной разработчикам электроники, применяющих кнопки. Наконец-то специалисты смогут увидеть с чем им приходится бороться.
Итак, по -порядку:
1. При коммутации ламп накаливания возникает бросок тока в момент включения. Происходит из-за низкого сопротивления холодной нити накала. Сопротивление может быть до 10 раз меньше по сравнению с разогретой.
Естественно, что в этот момент происходит перегрузка контактов по току. Необходимо выбирать контакты с соответствующим номинальным током коммутации. В момент размыкания ничего страшного не происходит.
2. При коммутации емкостной нагрузки картина похожа. Однако, в этом случае зарядный ток во много раз может превосходить рабочий. Поэтому можно ограничивать зарядные токи с помощью резисторов и применяя ступенчатое включение. При размыкании тоже ничего страшного не происходит.
3 Индуктивная нагрузка. Самый неприятный вариант. Возникающая дуга из-за ЭДС самоиндукции долго поддерживается и сильно разрушает контакты. Дуга возникает в момент размыкания цепи или в процессе установления контакта, когда соединение еще нестабильно. Необходимо применять специальные контакты, выдерживающие длительное воздействие высокотемпературного дугового разряда. Дополнительно применяются различные дугогосящие технологии- снабберы, дугогасители и прочее.