Takttaste, wie man richtig an “+” oder “-” anschließt ??? / Sudo Null IT-Nachrichten

Haben Sie sich jemals gefragt, warum in den Schaltkreisen manchmal die Tasten an die “+” -Stromversorgung und manchmal an den gemeinsamen Draht gezogen werden? Wenn Sie jetzt in die Suche eingeben: “arduino clock button” – dann sehen wir in den meisten Bildern genau die direkte Verbindung, wenn der Widerstand mit Masse verbunden ist. Wenn Sie sich jedoch die Schaltungen ohne die Beteiligung von Arduino ansehen, ändert sich die Situation radikal, häufiger finden Sie eine umgekehrte Inklusion. Wie wird die Taste richtig angeschlossen? Versuchen wir das gemeinsam herauszufinden!

Der Taktschalter ist eines der am häufigsten verwendeten diskreten Eingabegeräte in eingebetteten Systemen. Und selbst das Aufkommen von Touchscreens hat sie noch nicht verdrängt.

Der Takttaster hat einen Schließerkontakt. Diese. der Stromkreis, in den der Taster eingerastet ist, wird unterbrochen, bis er gedrückt wird. Um den Zustand der Taste abzufragen, werden in der Regel die Eingänge digitaler Mikroschaltungen verwendet, die sich in einem hochohmigen Zustand befinden (Z-Zustand). Der elektrische Zustand solcher Eingänge wird durch die Parameter der externen Schaltung bestimmt.

Am häufigsten werden Tasten zwischen dem Ausgang der Mikroschaltung und dem gemeinsamen Draht der Schaltung installiert. Dementsprechend kann der Knopf, wenn er gedrückt wird, den Ausgang der Mikroschaltung mit Masse verbinden, wodurch ein elektrischer logischer Nullpegel gebildet wird.

Um einen stabilen logischen Eins-Pegel am Eingang der Mikroschaltung zu gewährleisten, während die Taste nicht gedrückt wird, muss ein Pull-up-Widerstand zum Pluspol verwendet werden. Wenn also die Taste nicht gedrückt wird, nimmt der Eingang der Mikroschaltung den Zustand einer logischen Eins an. Und wenn es gedrückt wird, nimmt es eine logische Null an.

Die umgekehrte Inklusion erscheint unlogisch, weil  die logische Einheit wird am Eingang des Mikrocontrollers gehalten, bis die Taste gedrückt wird.Die umgekehrte Inklusion erscheint unlogisch, weil die logische Einheit wird am Eingang des Mikrocontrollers gehalten, bis die Taste gedrückt wird.

Typischerweise beträgt der Widerstandswert 100 kΩ. Die CMOS-Eingänge von Mikroschaltungen sind eigentlich das Gate eines Feldeffekttransistors, dessen Widerstand kapazitiver Natur ist und einen Wert in Einheiten von Picofarad hat. Wenn der Pull-up-Widerstand sehr groß ist, reicht der Strom, der die Eingangskapazität auflädt, möglicherweise nicht aus, um die erforderliche Geschwindigkeit zum Einstellen und Stabilhalten eines hohen Spannungspegels zu gewährleisten. Ist der Pull-up-Widerstand sehr gering, erhöht dies die Belastung des Stromkreises beim Drücken des Tasters weiter.

Ein Pull-up-Widerstand wird auch benötigt, um einen Kurzschluss zwischen den Stromkreisen zu verhindern, wenn die Tasterkontakte geschlossen sind.

Trotz der Tatsache, dass beim Drücken der Taste eine logische Null am Ausgang der Mikroschaltung gelesen wird und wenn die Taste nicht gedrückt wird, eine Einheit gelesen wird. Ich persönlich halte diese Art der Verbindung für vorzuziehen. Obwohl eine andere Verbindung logischer erscheint, wenn die Einheit gelesen wird, wenn die Taste gedrückt wird.

Direkter Druckknopf.  Beim Drücken liest der Mikrocontroller eine logische Eins.  Wenn die Taste nicht gedrückt wird, dann Null.Direkter Druckknopf. Beim Drücken liest der Mikrocontroller eine logische Eins. Wenn die Taste nicht gedrückt wird, dann Null.

Und doch wird die umgekehrte Aufnahme des Buttons häufiger verwendet. Betrachten Sie die Gründe für diese Wahl. Nehmen wir an, die Tasten sind auf der Frontplatte des Geräts dargestellt und über einen Kabelbaum oder ein flexibles Kabel mit der Leiterplatte verbunden. Alle Bauelemente werden in der Regel mit dem Nullpotential des Steuerstromkreises (Masse) verbunden.

Achten Sie auf die Zusammensetzung der Schleifen. Wenn die Tasten direkt eingeschaltet werden, enthält das Kabel Leiter beider Leistungspotentiale: positiv und gemeinsam. Wenn die Tasten invertiert eingeschaltet werden, enthält das Kabel nur eine gemeinsame Stromleitung.

Werden die Leiter in der Schleife durch mechanische Beschädigung zur direkten Betätigung der Taster kurzgeschlossen, kommt es zu einem Kurzschluss zwischen den Energieschienen. Bei umgekehrter Tastenbetätigung in einem ähnlichen Fall werden die Stromversorgungskreise nicht geschlossen. Und die Steuerschaltung wird weniger elektrische Schäden erleiden.

Vielleicht bevorzuge ich aus diesem Grund die umgekehrte Betätigung des Tasters und bin deshalb bereit, einige Unannehmlichkeiten beim Programmieren in Kauf zu nehmen.

Ein weiteres Merkmal der Verarbeitung von Tastknöpfen hängt mit der Unvollkommenheit ihres mechanischen Designs zusammen. Trockene Kontakte von echten Tasten schließen oder öffnen sich nie sofort. Beim Schließen oder Öffnen tritt Kontaktprellen auf. Da Moderne digitale Mikroschaltungen haben ausreichend hohe Betriebsfrequenzen, Kontaktprellen kann als wiederholte wiederholte Betätigung einer Taste verarbeitet werden.

Der einfachste Weg, mit Kontaktprellen umzugehen, besteht darin, einen Keramikkondensator von etwa 0,1 uF parallel zum Taster zu schalten. Beim Drücken entlädt sich der Kondensator sofort durch den geschlossenen Kontakt des Knopfes zur Erde und stört seinen Betrieb nicht.

Und wenn die Tastenkontakte öffnen, braucht der Kondensator viel länger, um sich durch den hohen Widerstand des Pull-up-Widerstands aufzuladen, wodurch der Prelleffekt geglättet wird.

Da moderne Mikrocontroller eine ziemlich hohe Leistung haben, wird der Ratterschutz hauptsächlich durch Software durchgeführt. Außerdem ist der Kondensator eine zusätzliche und sehr teure Komponente, deren Entfernung aus der Schaltung ihre Kosten senkt und die Herstellbarkeit verbessert.

Der einfachste programmatische Weg, mit Kontaktabprallern umzugehen, besteht darin, die Zeit zwischen den Abfragen des Schaltflächenstatus zu verlängern. Die zusätzliche Pause zwischen den Abfragen muss die Dauer der Transienten überschreiten. Dann wird das Programm das Prellen „nicht bemerken“ und alle kurzzeitigen Tastenschließungen ignorieren.

Es ist auch erwähnenswert, dass die meisten modernen Mikrocontroller über eingebaute softwaregesteuerte Pull-up-Widerstände verfügen. Diese Lösung ermöglicht es ferner, die Schaltung der Vorrichtung zu vereinfachen.

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