Guide ultime pour anti-rebond de commutateur (partie 2)

Comme nous en avons discuté dans la première partie de cette mini-série, lorsque nous actionnons un commutateur, il peut rebondir plusieurs fois avant de s'immobiliser dans son nouvel état (voir aussi mes colonnes Types de commutateur et Terminologie des commutateurs). Cela est dû au fait que les contacts des interrupteurs sont généralement constitués de métaux élastiques. Lorsqu'ils frappent ensemble, leur élan et leur élasticité peuvent les faire rebondir une ou plusieurs fois avant d'établir un contact stable. Selon la personne à qui vous parlez, cela peut être appelé « rebond de changement », « rebond de contact » ou « bavardage ».

Le résultat est un courant électrique pulsé rapidement au lieu d'une transition nette de zéro au courant complet lorsque l'interrupteur est allumé, et vice versa lorsque l'interrupteur est éteint. Le rebond des commutateurs n'est pas un problème dans certaines applications telles que les circuits d'alimentation (par exemple, un interrupteur mural), mais il peut causer des problèmes dans les circuits logiques et les systèmes basés sur un microcontrôleur qui répondent suffisamment rapidement pour interpréter à tort les impulsions OnOff comme un flux de données. .

Gonflable

Le rebond des interrupteurs se produit sur tous les interrupteurs que nous utilisons couramment, tels que les interrupteurs à bascule, les interrupteurs à bascule et les interrupteurs à bouton-poussoir (paradoxalement, les seuls interrupteurs qui ne sont pas affectés sont ceux que nous utilisons rarement, comme les interrupteurs à inclinaison au mercure, par exemple). Cela se produit également à la fois lorsque l'interrupteur est fermé et lorsqu'il s'ouvre à nouveau. Commençons par un interrupteur à bascule SPST-NO (unipolaire, unidirectionnel, normalement ouvert), comme illustré ci-dessous.

Rebond de commutation sur un interrupteur à bascule SPST-NO (Source de l'image : Max Maxfield)

Parfois, les rebonds vont entre +ve et 0V. Appelons ces rebonds « propres ».

Parfois, le signal ne fait pas de transition complète, mais oscille plutôt entre la valeur initiale et une tension intermédiaire. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une terminologie officielle, appelons ces rebonds « sales ». Et parfois, nous avons un mélange aléatoire de types de rebonds.

La seule constante est le changement, car chaque interrupteur se comporte de sa propre manière. Pire encore, comme indiqué dans ma chronique précédente, « le même interrupteur peut varier ses caractéristiques en fonction de la température, de l'humidité, de l'heure de la journée, de la direction du vent dominant et de la couleur de votre pantalon de golf en polyester à carreaux ».

Considérons ensuite un interrupteur à bascule SPDT (unipolaire, double direction) comme illustré ci-dessous (nous n'afficherons que des rebonds nets par souci de simplicité).

Rebond de commutation sur un interrupteur à bascule SPDT (Source de l'image : Max Maxfield)

Notez que nous supposons que notre commutateur appartient à la catégorie break-before-make (BBM), également connue sous le nom de « commutateur sans court-circuit », qui est la version la plus courante. Comme indiqué dans ma rubrique Terminologie des commutateurs, cela signifie que le contact mobile rompt la connexion existante avec le lancer actuel avant d'établir une nouvelle connexion avec l'autre lancer.

Dans le cas d'un rebond de commutateur, cela signifie que nous voyons d'abord un rebond sur le terminal qui se casse (ouverture), suivi d'un court délai, suivi d'un rebond sur le terminal qui se ferme (fermeture).

En ce qui concerne le circuit présenté ci-dessus, et en supposant que logique 0 = 0 V et logique 1 = +ve, cela signifie que les bornes NO et NC sont à 10 et 01 lorsque l'interrupteur est dans un état stable, et (potentiellement) à 11 dans le cas de rebonds « propres » lors de la transition entre les états, mais jamais à 00. Est-ce significatif ? Eh bien, cela pourrait être le cas si vous décidez d'effectuer un anti-rebond dans un logiciel sur un commutateur SPDT (ce qui est peu probable, franchement, car cela utiliserait deux des broches de votre microcontrôleur par commutateur, mais nous vivons dans un monde incertain, et tout est possible).

Bruyant Bruyant

Dans un avenir pas si lointain, nous discuterons de différentes techniques pour gérer le rebond des commutateurs. Une chose que nous devons garder à l'esprit est le potentiel de bruit, qui peut provenir de diverses sources, notamment la diaphonie (provenant d'autres câbles du système), les EMI (interférences électromagnétiques) provenant des courants dans les câbles, les RFI (interférences radio). des systèmes radio qui émettent des signaux, des décharges électrostatiques (ESD) provenant, par exemple, d'une personne touchant le système (voir aussi Aventures en ESD) et de causes naturelles telles que les interférences électrostatiques et la foudre.