O que é o salto do switch e como evitá-lo usando o circuito de debounce

O que é Switch Bouncing?

Quando pressionamos um botão ou chave seletora ou um microinterruptor, duas peças de metal entram em contato para encurtar o fornecimento. Mas eles não se conectam instantaneamente, mas as partes de metal se conectam e desconectam várias vezes antes que a conexão estável real seja feita. A mesma coisa acontece ao soltar o botão. Isso resulta em falso acionamento ou acionamento múltiplo, como o botão é pressionado várias vezes. É como cair uma bola quicando de uma altura e ela continua quicando na superfície, até parar.

Simplesmente, podemos dizer que o salto do switch é o comportamento não ideal de qualquer switch que gera várias transições de uma única entrada. O salto do switch não é um grande problema quando lidamos com os circuitos de alimentação, mas causa problemas enquanto lidamos com os circuitos lógicos ou digitais. Conseqüentemente, para remover o salto do circuito , é usado o Circuito de Retirada do Comutador.

O que é Software Debouncing?

O debouncing também ocorre no software, enquanto os programadores de programação adicionam atrasos para se livrar do debouncing do software. Adicionar um atraso força o controlador a parar por um determinado período de tempo, mas adicionar atrasos não é uma boa opção no programa, pois pausa o programa e aumenta o tempo de processamento. A melhor maneira é usar interrupções no código para salto de software. O Arduino tem código para evitar que o software salte.

Alternar métodos de depuração

Primeiro, vamos demonstrar o circuito sem o debounce do switch.

Você também pode ver a forma de onda no osciloscópio enquanto pressiona o botão em salto. Mostra o quanto de salto ocorreu durante a troca do botão.

Existem três métodos comumente usados para evitar que o circuito salte.

Debouncing de Hardware
RC Debouncing
Switch Debouncing IC

1. Debouncing de Hardware

Na técnica de debouncing de hardware, usamos um flip-flop SR para evitar que o circuito salte do switch. Este é o melhor método de eliminação de pontos entre todos.

Componentes necessários

Nand Gate IC 74HC00
Interruptor
Resistor (10k -2nos.)
Capacitor (0,1 uf)
CONDUZIU
Tábua de pão

Diagrama de circuito

Funcionamento do circuito de debounce de hardware

O circuito consiste em duas portas Nand (74HC00 IC) formando um flip-flop SR. Como você pode ver no diagrama de circuito, sempre que a alternância muda para o lado A, a lógica de saída fica 'ALTA'. Aqui, usamos um osciloscópio para detectar o salto. E, como você pode ver na forma de onda fornecida abaixo, a lógica está mudando com uma ligeira curva em vez de saltar. Os resistores usados no circuito são resistores pull-up.

Sempre que a chave está se movendo entre os contatos para criar o salto, o flip-flop mantém a saída porque o '0' é realimentado pela saída das portas Nand.

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O RC é definido apenas pelo seu nome, o circuito usa uma rede RC para a proteção contra o salto do switch. O capacitor no circuito filtra as mudanças instantâneas no sinal de comutação. Quando a chave está no estado aberto, a tensão no capacitor permanece zero. Inicialmente, quando a chave está aberta, a carga do capacitor passa pelo resistor R1 e R2.

Quando a chave é fechada, o capacitor começa a descarregar para zero, portanto, a tensão no terminal de entrada do gatilho Schmitt inversor é zero, então a saída se torna ALTA.

Na condição de salto, o capacitor interrompe a tensão em Vin até atingir Vcc ou Terra.

Para aumentar a velocidade de debouncing RC, podemos conectar um diodo conforme mostrado na imagem abaixo. Assim, reduz o tempo de carga do capacitor.

3. Alternar IC de debouncing

Existem ICs disponíveis no mercado para debouncing de switch. Alguns dos ICs de eliminação de pontos são MAX6816, MC14490 e LS118.

Abaixo está o diagrama do circuito para o switch debouncing usando MAX6818.

Então, aqui aprendemos como os botões criam o efeito Switch Bouncing e como ele pode ser evitado usando os circuitos Switch Debouncing.