- Što je odbijanje kontakta?
- Načini eliminiranja i suzbijanja odbijanja
- Metoda programa
- zaključak
- Video u razvoju teme
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
U ovom članku razmotrit ćemo takav uobičajeni i štetni fenomen kao odbijanje kontakta. Upoznajmo se s glavnim uzrocima odbijanja. Proučavamo osnovne metode hardvera i softvera kako bismo eliminirali ovu pojavu.
Što je odbijanje kontakta?
Kod projektiranja svih elektromehaničkih uređaja namijenjenih za otvaranje krugova postoji jedan ili više kontaktnih parova. Koriste se za prebacivanje odgovarajućih električnih komponenti. Značajan nedostatak elektromehaničkih kontakata su proizvoljna nekontrolirana višestruka ponavljanja preklapanja zbog elastičnosti elemenata kontaktnog sustava. Ta je pojava dobila ime - odskakivanje kontakata, a borba s njom se provodi gotovo od trenutka kada su se pojavili prvi elementi automatiziranih sustava.
Razumimo što fizički čimbenici uzrokuju zveckanje i zašto postoje negativne posljedice.
uzroci
Kada elastična tijela djeluju, dolazi do deformacije. Sila elastičnosti vraća izvorni oblik deformiranog objekta, zbog čega dobiva određeni impuls kretanja. Ilustracija može biti metalna kugla koja pada na čeličnu ploču. Sila elastičnosti vraća je na položaj blizu izvornog, odakle lopta pada natrag na ploču i proces se ponavlja. Oscilirajuće gibanje događa se s prigušenom amplitudom.
Slične vibracije nastaju kada čvrsti kontakti dođu u kontakt, s jedinom razlikom što na njih umjesto gravitacije utječe elastičnost opruge ili ploče. Naravno, amplituda oscilacija pokretnih kontakata je vrlo beznačajna, ali je sasvim dovoljna za izazivanje niza procesa otvaranja kratkog spoja. Rezultat oscilacija su impulsi u razmaku nakon pritiska i odmah nakon otpuštanja gumba.
Razlika između idealnog i stvarnog oblika impulsa može se vidjeti na slici. 1.
Kao što se može vidjeti na slici, idealan je signal s jednim pravokutnim impulsom. U praksi sve izgleda drugačije. Bounce mijenja valni oblik signala. Sparking čini određena podešavanja. Oblik impulsa na slici je vrlo ukrašen. U stvarnom životu, valni oblik izgleda više pohaban.
Učestalost i broj dodira kontakata ovisi o:
- na svojstva komponenti komutacijskog čvora;
- naponska razina na svitcima releja;
- od elastičnosti opruge i nekih drugih čimbenika.
Odskakivanje se promatra tijekom otvaranja kontakata. Obično se pri mehaničkom otvaranju kontakti manje miješaju.
Na slici 2 jasno je prikazan valni oblik napona kao posljedica uključivanja struje zbog pritiska na gumb.
Oscilogram prikazuje niz impulsa koji karakteriziraju proces odbijanja.
Zvuk štetnog djelovanja
Da biste razumjeli negativne učinke odbijanja, razmotrite procese koji se javljaju pri prebacivanju slabih i jakih električnih krugova. Čim je udaljenost između kontakata dovoljna za paljenje električnog luka, dolazi do pražnjenja između njih, što uništava dodirne površine. Iskre koje proizlaze iz mehaničkog kontakta, obično imaju malu destruktivnu snagu. Ali električni luk velike snage uzrokuje povećano trošenje.
Nisko iskrenje također dovodi do trošenja kontakta, iako nije toliko destruktivno kao kad se zapali snažan luk. U nekim slučajevima takvo trošenje se može zanemariti. Na primjer, za kućne rasvjetne prekidače, nitko se ne bavi problemom odbijanja, jer nema gotovo nikakvog utjecaja na rad rasvjetnih uređaja. U svakom slučaju, potrošači ne primjećuju posljedice ovog fenomena.
Međutim, povećano trošenje kontakta nije jedini (i u mnogim slučajevima čak i najvažniji) problem s kojim se električni inženjeri suočavaju. Česti prekidači uzrokovani efektom brbljanja su neprijatelj broj jedan za digitalne ulaze. Krugovi različitih elektroničkih uređaja vrlo su osjetljivi na kratkotrajno česta prebacivanja struja.
Digitalna elektronika ih opaža za izmjenične signale koji se sastoje od nula i jedinica. Uređaji čitaju lažne kodove uzrokovane odskokom kada pritisnete gumb, što dovodi do kvara. Stoga je eliminacija odskoka najvažniji zadatak koji mnogi projektanti i inženjeri moraju riješiti.
Načini eliminiranja i suzbijanja odbijanja
Bez konstruktivne promjene u kontaktnom sustavu, u osnovi je nemoguće eliminirati ili potisnuti ćaskanje. Primjer takvih strukturnih promjena može se uočiti u čvorovima prekidača gumba ili u gumbima tipa P2K. U gore navedenim strukturama praktički nema brbljanja. Nema mehaničku kliznu sklopku.
Metoda hardvera
Da bi se spriječilo lupetanje u sustavima niskonaponskih elektromehaničkih ključeva, kontakti žive se stavljaju u kontakte koji se nalaze u izolacijskim tikvicama. Tekuće stanje žive djelomično gasi elastične sile koje uzrokuju odbijanje, a također tvori vodljive mostove, koji ne dopuštaju lomljenje električnog kruga kada su kontakti u kontaktu.
Da bi se smanjila razina trošenja kod prebacivanja raznih releja i prekidača, koriste se lanci otporni na iskre:
- skretni RC krug;
- varistori koji sprečavaju naglu promjenu napona;
- reverzne diode koje suzbijaju samoučinkovite napone;
- dioda;
- kombinirani krugovi (varistor + RC krug).
Ovi lanci pomažu u eliminiranju razgovora izravnavanjem karakteristika skoka u obliku struje. Oni su povezani paralelno s opterećenjem ili relejnim kontaktima. Tu su i krugovi u kojima su spojevi otporni na iskre istovremeno spojeni i na opterećenje i na relej.
Dijagrami strujnih krugova prikazani su na Sl. 3.
Svaka metoda ima svoje prednosti i nedostatke. Ovisno o tome kakav rezultat trebate postići, primijenite jednu ili drugu shemu.
Kontrola uređaja osjetljivih na odskakanje provodi se preko niskopropusnog filtra (na primjer, preko RC-lanca). Imajući električni kapacitet, kondenzator uzima dio energije u trenutku dodira kontakata. Nakon razbijanja lanca zbog odbijanja, akumulirana energija se vraća. Dakle, amplituda oscilacija je izglađena.
Postavke okidača
Drugi način rješavanja problema je korištenje posebnih elektroničkih sklopova, uključujući rs-okidače.
Uloga okidača je pretvoriti ulazni analogni signal u digitalnu i inverziju (inverziju) logičkih razina. Inverzija je jasno objašnjena dijagramom na slici 4. \ t
Uređaj uzima u obzir samo dijelove signala koji prelaze određene vrijednosti praga, proizvodeći logičke nule i one na izlazu. Svaki put kada signal prema gore ili dolje mijenja okidač kada prođe gornju ili donju graničnu vrijednost. Jednostavno rečeno, padovi napona pomiču se obrnutim impulsima okidača.
Na slici 5 prikazan je jednostavan sklop s okidačem.
Razlike između graničnih vrijednosti nazivaju se histerezom. Oblik takvih impulsa koristi se za smanjenje buke tijekom prebacivanja logičkih signala. Signal iz kontakta ulazi u krug koji ima statičku karakteristiku prijenosa u obliku histerezne petlje (Schmidtov okidač). Tek nakon toga se signal iz okidačkih izlaza šalje na ulaz digitalnog uređaja za mjerenje vremena.
Koristite reed prekidače
Iznad je spomenuto da prisutnost žive na kontaktima potiskuje odbijanje. No dobro je poznato da su pare ovog tekućeg metala vrlo otrovne. Nije ih sigurno koristiti u otvorenim konstrukcijama, npr. U gumbima sata. Ali kontakti se mogu smjestiti u hermetičku tikvicu koja omogućuje korištenje žive. Takve se strukture nazivaju reed prekidači.
Kontakti reed prekidača kontroliraju se vanjskim magnetskim poljem. Za to možete koristiti trajne magnete ili elektromagnetsku indukciju. Uređaji se mogu koristiti u strujnim krugovima male snage. Imaju dug životni vijek, jer se kontakti ne istroše.
Metoda programa
Kako bi se uklonili razgovori u različitim računalima pomoću softverske obrade signala. U isto vrijeme, signal se uzima za mjerenje ne izravno iz kontakta, već jednobitna Boolean varijabla povezana s njom , formirana posebnim programom:
- vremenom kašnjenja signala za razdoblje vjerojatnog odbijanja kontakta;
- metoda višestrukog očitavanja stanja kontakata u zadanom vremenskom intervalu. Program smatra da je sklop zatvoren ako postoji razdoblje stabilnog zatvaranja kontakta u tom vremenskom razdoblju;
- pomoću algoritma za brojanje, koji uzima u obzir broj podudarnih vrijednosti signala zatvorenih u određenom vremenskom razdoblju (u rasponu od 10 do 100 μs). Ako program vidi određeni broj podudarnosti zatvorenog stanja, izračunat će kontakt koji će biti stabilno zatvoren i propustit će signal.
Signal koji je program primio vrlo je pouzdan i stabilan. Nedostaci ovakve sheme potiskivanja ćaskanja mogu se pripisati možda malom kašnjenju signala, koji ne prelazi 0, 1 s. Ovo razdoblje je toliko malo da se može zanemariti u mnogim slučajevima. Obično se prstom osobe drži na ključu dok se gumb ne otpusti više od 0, 2 s.
Programirani uređaji primaju kontrolne signale s tipki i prenose idealne impulse na potrošačke uređaje koji rade na digitalnim krugovima. Kao rezultat odskočnog signala odskoka programa, samo visokokvalitetni impulsi dolaze na ulaze čipa. Time se osigurava stabilan rad digitalnih uređaja, podnosi se pogrešno pokretanje logičkih dekodera, bez obzira na razinu i kvalitetu signala.
zaključak
Sumirajući gore navedeno, dolazimo do zaključka: unatoč nesavršenosti modernih prekidača, možemo učinkovito suzbiti kontaktne odbijene. Ovisno o zadacima koji se rješavaju, postoji dovoljno načina za uklanjanje odskoka. Najjednostavniji od njih su hardver, koristeći filtre niske frekvencije. Pokazalo se da su programi odbijanja odskoka koji koriste okidače vrlo uobičajeni i praktični.
Za kontrolu digitalnih uređaja visoke preciznosti bolje je koristiti softversku metodu. To je skuplje i složenije, ali u nekim slučajevima nema alternative.