Как устранить дребезг контактов реле: Устранение и подавление дребезга кнопок в проектах ардуино

Почему возникает искрение контактов реле и пускателей, как это устранить

Почему возникает искрение контактов реле и пускателей, как это устранить

Реле — элемент автоматических устройств, который при воздействии на него внешних физических явлений скачкообразно принимает конечное число значений выходной величины.

Наверняка многие сталкивались с проблемой искрения контактов электромагнитных реле или пускателей. Кто-то данную проблему для себя давно решил. Некоторые просо меняют коммутирующее устройство при появлении первых тревожных симптомов (таких как запах гари). А бывает и такое, что даже заменой коммутатора избавиться от пагубного явления не удается.

Вообще искра при коммутации — это нормальное явление, но лишь в том случае, если искрение проявляет себя незначительно и незаметно. На самом деле практически любое механическое устройство коммутации электрических цепей со временем начинает искрить сильнее, — на контактах образуется нагар, и в конце концов возрастающее переходное сопротивление ощутимо нарушает работу всей коммутируемой цепи. В этом и заключается главная проблема.

Из-за чего возникает искрение

Причинами искрения контактов могут выступать различные факторы. Быть может коммутируемый ток сильно превышает допустимую для данных контактов величину. Может быть со временем ослабился прижимной механизм (пружина, пластина), усилился дребезг контактов, либо характер коммутируемой нагрузки неизбежно вызывает образование дуги.

Так или иначе, лучше всего зарубить тенденции к пагубному искрению на корню, то есть еще на этапе проектирования цепи принять некоторые защитные меры. Однако для начала давайте обратим внимание на физику этого вредного процесса.

Известно, что при наличии между проводниками разности потенциалов, в определенных условиях, на некотором расстоянии между ними легко может произойти ионизация в воздушном промежутке и образоваться искра или дуга.

Это явление успешно и давно используют например в сварке, но контакты реле или пускателя — отнюдь не сварочный аппарат, а скорее наоборот — они призваны надежно разомкнуть (или замкнуть) цепь, по которой протекает (или будет протекать) ток.

Если же контакты коммутатора превращаются в сварочный аппарат — это ведет к потерям энергии и снижению качества работы нагрузки, а в некоторых случаях может послужить причиной пожара. Поэтому факторы риска необходимо устранять.

Чтобы искра, а тем более дуга, не образовались, нужно создать такие условия, чтобы не допустить ионизации в воздушном промежутке между контактами.

Справедливости ради отметим, что даже в норме контакты реле и пускателей неизбежно имеют некоторый небольшой дребезг. Это значит, что, например во время замыкания, контакты в течение доли секунды то сближаются, то вновь расходятся на очень маленькое расстояние, но в конце концов замыкаются. В ходе этого процесса образуются крайне слабые искры, не причиняющие вреда.

Гораздо более опасно индуктивное влияние в ходе коммутации таких нагрузок как электродвигатели, трансформаторы, и т. д., ибо они имеют большую индуктивность. А из курса физики нам известно, что ЭДС самоиндукции тем выше, чем больше индуктивность коммутируемой нагрузки, и чем выше скорость изменения тока, в нашем случае — скорость размыкания или замыкания цепи.

Так вот, поскольку контакты размыкаются резко, а ток в цепи, обладающей индуктивностью, мгновенно прекратиться не может (он поддерживается уменьшающимся магнитным полем), на выводах такой нагрузки образуется высокая ЭДС самоиндукции, пропорциональная индуктивности и обратно пропорциональная скорости размыкания.

Кстати, даже просто проводка обладает индуктивностью, и способна вызвать немалую ЭДС самоиндукции на контактах, особенно если провода достаточно длинные, хотя коммутируемая нагрузка может иметь и чисто активный характер.

Итак, причинами искрения сверх всякой меры контактов электромагнитных пускателей и реле могут оказаться:

• ослабленный прижимной механизм и связанный с этим продолжительный дребезг плюс образованный нагар;
• влияние индуктивности коммутируемой нагрузки;
• превышение максимально допустимого тока коммутатора.

Как устранить искрение 

Если причина чрезмерного искрения контактов известна, можно попытаться ее устранить. В случае если контакты покрыты сажей, их нужно почистить. Это делается при помощи растворителя и мельчайшего абразива. Контакты должны плотно прижиматься друг к другу без зазора, поэтому в ходе чистки нельзя скрести их сильно. Если ослаблен прижимной механизм, можно попробовать его восстановить, подогнув пластину.

Если же искрение вызвано влиянием индуктивности коммутируемой нагрузки при размыкании контактов, то в цепях постоянного тока обычно достаточно установки диода параллельно коммутируемой нагрузке (анодом на массу, катодом в сторону плюса источника питания). Диод должен быть быстродействующим и рассчитанным на ток, при котором нагрузка контактами отключается.

А для цепей переменного тока будет полезна снабберная RC-цепь, включаемая параллельно контактам реле или пускателя. Будучи установлена параллельно контактам, снабберная RC-цепь рассеет энергию искры или дуги (условно) на своем резисторе.

Емкость конденсатора такого искрогасительного снаббера для цепей переменного тока частотой 50 Гц находится по формуле C = I²/10. Номинал резистора вычисляется так: R = U/(10*I*(1+50/U)), где U – напряжение сети, I – действующий ток.

Ранее ЭлектроВести писали, что пандемия коронавируса повлияла на строительство и ввод в работу объектов «зеленой» энергетики в Америке. Тысячи работников сейчас находятся на вынужденном карантине.

По материалам: electrik.info.

Дребезг — контакт — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Дребезг — контакт

Cтраница 1

Дребезг контактов появляется также при возбуждении обмотки большими токами. В этом случае кинетическая энергия якоря оказывается больше энергии, необходимой для деформации и преодоления трения в контактной системе, и компенсации кинетической энергии якоря не наступает.  [1]

Дребезг контактов не оказывает влияния на работу такой схемы.  [2]

Дребезг контакта 2 цепи управления не влияет на работу схемы, так как при самом первом его замыкании уже включается симистор.  [4]

При дребезге контакта возможны ложные срабатывания и отпускания реле в цепи, коммутируемой данным контактом. Если релейный контакт управляет быстродействующим электронным устройством, то приходится принимать специальные меры, Предотвращающие влияние дребезга контакта на работу этого устройства. Другим вредным последствием дребезга является многократное увеличение электрического износа контакта, поэтому дребезг особенно опасен для контактов часто работающих реле.  [5]

Для устранения дребезга контактов обычно вводят дополнительный RS-триггер, составленный из двух элементов 2И — НЕ.  [6]

Для устранения дребезга контактов при их включении создается начальное натяжение пружины контактов, превышающее максимальную силу упругой деформации и электродинамическую силу контактов.  [7]

Во избежание дребезга контактов реле Р его обмотка зашунтирована конденсатором С.  [8]

Это обусловливается иногда дребезгом контакта, но чаще всего происходит из-за изменения сопротивления контакта со временем.  [10]

В процессе эксплуатации реле дребезг контактов может появиться в результате истирания трущихся поверхностей контактных пружин якоря и изменения величины трения между Ними, а также в результате износа контактов. Устранение дребезга контактов таких реле возможно путем прочистки тонким металлическим щупом или листком плотной бумаги мест соприкосновения пружин контактного якорного язычка и очистки поверхности контактов тонким закаленным щупом с шероховатой поверхностью от игл и наростов.  [11]

Недостатком механического переключателя является дребезг контакта сразу после переключения. Сначала НИЗКИЙ уровень напряжения сразу сменяется ВЫСОКИМ ( точка А), а затем из-за дребезга контактного рычажка падает до НИЗКОГО ( точка В) и снова возрастает до ВЫСОКОГО уровня. Хотя все это происходит за очень короткое время, некоторые быстродействующие цифровые схемы воспринимают этот процесс как чередование НИЗКОГО, ВЫСОКОГО, снова НИЗКОГО и снова ВЫСОКОГО уровней напряжений. Заметим, что на самом деле, как показано на рис. 1.10 6, существует некоторый диапазон напряжений, соответствующих ВЫСОКОМУ и НИЗКОМУ уровням. Сигналы с уровнями, находящимися в промежуточной, неопределенной области напряжений, доставляют много неприятностей при работе с цифровыми электронными схемами, и таких сигналов необходимо избегать.  [12]

Далее следует упомянуть так называемый дребезг контактов, оказывающий какое-то влияние на инерционность пневмоэлект-роконтактных приборов. Дребезг подвижного контакта четко обнаруживается при резком приближении подвижного контакта к неподвижному, когда после первого соприкосновения контактов подвижной контакт несколько раз отскакивает от неподвижного, прежде чем достигается состояние постоянного соприкосновения. При этом контакты несколько раз замыкаются и размыкаются, пока не будет достигнуто состояние постоянного замыкания. При срабатывания пневмоэлектроконтактных приборов дребезг или вовсе не имеет места или длится не более 0 02 — 0 03 сек благодаря малой приведенной массе подвижной части прибора и малой скорости ее движения при соприкосновении контактов. Таким образом, дребезг практически не влияет на время срабатывания прибора.  [13]

Это делается для предотвращения дребезга контактов. Якорь на рамке и неподвижные контакты на стойках 5 закреплены на изоляционном основании — керамическом мостике 4 сложной формы. Керамический мостик закрепляется на корпусе реле двумя винтами. Два отогнутых под прямым углом конца якорных пластин располагаются параллельно плоскости торца магнита.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Время дребезга контактов — это… Что такое Время дребезга контактов?

Время дребезга контактов

Время дребезга контактов

Промежуток времени с момента первого замыкания до начала последнего замыкания контакта при его замыкании и с момента первого размыкания до последнего размыкания контакта при его размыкании

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• Время дребезга контакта электрического реле
• время дуги (в многополюсном коммутационном аппарате

Смотреть что такое «Время дребезга контактов» в других словарях:

• время дребезга — Время между моментом первого замыкания (размыкания) контакта и моментом, когда цепь окончательно замкнута (разомкнута). [ГОСТ 50030.5.1 2005] время дребезга контактов Период времени, измеренный с момента первого замыкания (размыкания) двух… …   Справочник технического переводчика

• время дребезга — время дребезга: Время между моментом первого замыкания (размыкания) контакта и моментом, когда цепь окончательно замкнута (разомкнута). [МЭС 446 17 13] [3] <2>3. Классификация Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• время дребезга контакта электрического реле — Интервал времени между моментом, когда контакт электрического реле в первый раз замыкается или размыкается, и моментом, когда цепь контакта окончательно замкнется или разомкнется [ГОСТ 16022 83] время дребезга контактов реле —… …   Справочник технического переводчика

• время дребезга магнитоуправляемого контакта — Значение интервала времени с момента начала первого до начала последнего замыкания магнитоуправляемого контакта при замыкании и с момента начала первого до начала последнего размыкания магнитоуправляемого контакта при размыкании [ГОСТ 17499 82]… …   Справочник технического переводчика

• время устранения дребезга контактов — [Интент] Тематики контакт EN debouncing time …   Справочник технического переводчика

• устранение дребезга контактов — устранение дребезга (в контактах) — [Я. Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] устранение дребезга контактов [Интент] Параллельные тексты EN RU Signal flow… …   Справочник технического переводчика

• время — 3.3.4 время tE (time tE): время нагрева начальным пусковым переменным током IА обмотки ротора или статора от температуры, достигаемой в номинальном режиме работы, до допустимой температуры при максимальной температуре окружающей среды. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Дребезг контактов — Дребезг контактов  явление, возникающее в электрических и электронных переключателях, при котором они вместо некоторого стабильного переключения производят случайные многократные неконтролируемые замыкания и размыкания контактов (происходит… …   Википедия

• ГОСТ Р 50030.5.4-2011: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5.4. Аппараты и элементы коммутации для цепей управления. Метод оценки рабочих характеристик слаботочных контактов. Специальные испытания — Терминология ГОСТ Р 50030.5.4 2011: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 5.4. Аппараты и элементы коммутации для цепей управления. Метод оценки рабочих характеристик слаботочных контактов. Специальные испытания оригинал… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 16121-86: Реле слаботочные электромагнитные. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 16121 86: Реле слаботочные электромагнитные. Общие технические условия оригинал документа: Время дребезга контактов Промежуток времени с момента первого замыкания до начала последнего замыкания контакта при его замыкании и с… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Реле времени РВО-26 на Дин рейку, таймер, timer, Россия

РАБОТА РЕЛЕ

 Диаграмма работы и диапазон выдержки времени выбирается переключателем «Множ. ». Для каждой диаграммы можно выбрать один из трёх (0,1с-9,9с, 1с-99с, 0,1мин-9,9мин) диапазонов выдержки времени. Требуемая временная выдержка t определяется путѐм умножения числового значения, установленного на переключателях “Единицы” и “Десятки”, на множитель выбранного диапазона на переключателе «Множитель». В положении «мк» реле работает в режиме мгновенного контакта.

 Диаграмма работы 26 — при подаче питания включается индикатор «U» и срабатывает исполнительное реле, при этом замыкаются контакты 15-18 и 25-28. При снятии питания выключается индикатор «U» и начинается отсчёт установленной выдержки времени, после чего исполнительное реле выключается (замыкаются контакты 15-16 и 25-26). Если во время отсчёта времени будет подано питание на реле, то отсчёт времени прекратится, после снятия напряжения питания отсчёт времени начнётся сначала.

 Диаграмма работы 27 — при подаче питания включается индикатор «U». При снятии напряжения питания выключается индикатор «U» и включается исполнительное реле на время предварительно установленной выдержки времени t, при этом замыкаются контакты 15-18 и 25-28. После отсчёта выдержки времени исполнительное реле выключается и замыкаются контакты 15-16 и 25-26. Если во время отсчёта времени будет вновь подано питание на прибор, то исполнительное реле выключится, замкнуться контакты 15-16 и 25-26 и отсчёт времени будет прерван. При снятии напряжения питания исполнительное реле включится, замкнуться контакты 15-18 и 25-28 и начнётся отсчёт установленной выдержки времени t.

 Диаграмма работы 31 — при подаче питания включается индикатор «U» и начинается отсчёт установленной выдержки времени. После отсчёта выдержки времени включается исполнительное реле и замыкаются контакты 15-18 и 25-28. При снятии напряжения питания выключается индикатор «U» и начинается отсчёт выдержки времени. После отсчёта выдержки времени исполнительное реле выключается и замыкаются контакты 15-16 и 25-26. Если во время отсчёта времени будет вновь подано питание на прибор, то исполнительное реле останется в выключенном состоянии и отсчёт времени прервётся.

 Диаграмма работы МК — при подаче питания включается индикатор «U», включается исполнительное реле, замыкаются контакты 15-18 и 25-28. При снятии напряжения питания выключается индикатор «U», исполнительное реле выключается и замыкаются контакты 15-16 и 25-26. Напряжение питания подаётся на клеммы «+А1» и «А2». 

Устранение искрения машин постоянного тока

Устранение эффекта

Чтобы устранить дребезг контактов, возможно использовать аппаратное или программное решение. К аппаратным решениям относится:

1. Установка конденсаторов параллельно входу. Тогда может снижаться быстродействие реакции на нажатие при слишком большой ёмкости и неполного устранения дребезга при слишком маленькой.
2. Введение триггеров Шмидта во входную цепь устройства. Более сложное решение, которое затруднительно для реализации в ходе доработки уже готового изделия, но и более технологичное и совершенное.

Если рассмотреть это явление на примере сдвигового регистра, то в этом видео наглядно показано его воздействие. После каждого нажатия кнопки должен загораться следующий светодиод.

https://youtube.com/watch?v=PR96GZdUz0s

Схема включения регистра и светодиодов на рисунке ниже:

Кнопка подключена так, как показано на схеме:

Пример осциллограммы сигнала с выраженным дребезгом:

Установив конденсатор на 1 мкФ параллельно кнопке для его подавления, получаем стабильное и точное срабатывание:

https://youtube.com/watch?v=idueJoJGiHU

Схема подавления:

А фронт сигнала переключения, как вы можете убедиться, действительно завален, зато без лишних всплесков.

Альтернативой такому решению защиты от этого эффекта, без заваливания фронта и с большим быстродействием является использование триггера Шмидта. Типовая его схема изображена ниже:

На следующем рисунке изображены другие варианты схем на логических элементах для борьбы с дребезгом контактов:

Кроме аппаратного устранения, как было сказано, есть и программный способ решения данной проблемы. Он заключается в написании кода, смысл которого в считывании изменения сигнала, выдержки определенного времени и повторного его считывания.

Круговой огонь

Круговой огонь по коллектору представляет собой короткое замыкание якоря машины через электрическую дугу на поверхности коллектора.

Круговой огонь возникает в результате чрезвычайно сильного расстройства коммутации, когда под сбегающим краем щетки появляются сильные искры и электрические дуги (рисунок 1).

Рисунок 1. Распространение кругового огня по коллектору

Распространение огня происходит путем повторных зажиганий дуги. Появляющаяся под щеткой дуга растягивается электродинамическим силами и гаснет, оставляя за собой ионизированное пространство. Поэтому следующая дуга возникает в более благоприятных условиях, является более мощной и растягивается на большее расстояние по коллектору, и, наконец дуга может растянуться до щеток противоположной полярности.

Круговой огонь возникает обычно при больших толчках тока якоря (значительные перегрузки, короткие замыкания на зажимах машины или в сети и тому подобное). При этом, с одной стороны, появляется сильное искрение («вспышка») под щеткой, а с другой – происходит значительное искажение кривой поля в зазоре и увеличение напряжения между отдельными коллекторными пластинами, что способствует возникновению кругового огня. Круговой огонь вызывает порчу поверхности коллектора и щеток.

Действенной мерой против возникновения кругового огня является применение компенсационной обмотки, а также быстродействующих выключателей, отключающих короткие замыкания в течение 0,05 – 0,01 с.

Иногда, при U_н > 1000 В, между щеточными бракетами разных полярностей ставятся также изоляционные барьеры, препятствующие распространению дуги.

Определение и суть проблемы в электронике

Дребезг контактов возникает при нажатии на кнопку и переключатель, он возникает из-за реальных вибраций контактной пластины при её перемещении. Любой переключатель устроен так, что у него есть подвижный и неподвижный контакт. Как видно из названия, подвижным называется тот, что соединен с толкателем или рычагом, на который уже нажимает человек или механизм при работе устройства.

Так как кнопки имеют механическое устройство, то от их качества зависит то, как точно они отрабатывают нажатия. При этом в любом случае полностью устранить явление дребезга нельзя. К чему он приводит?

Если клавиша управляет каким-то электронным устройством с цифровым входом, например, микроконтроллера, логического элемента и пр., то его вход распознает столько нажатий, сколько было импульсов послано в результате возникновения дребезга.

Пример осциллограммы дребезга контактов изображен на рисунке ниже:

Искрение контактов: причины возникновения и способы устранения

Загрязнение и обгорание контактов прерывателя вызывает резкое увеличение сопротивления между ними, в результате чего уменьшается ток в первичной обмотке катушки зажигания и снижается мощность искры между электродами и свечой. Чтобы уменьшить обгорание контактов прерывателя при их размыкании, параллельно им включен конденсатор. Для предохранения вторичной обмотки от пробивания предусмотрен искровой промежуток между контактами, через который при высоком сопротивлении воздушного промежутка между электродами свечи зазор между электродами больше требуемого проскакивает искра.

Искрит розетка при включении вилки

Периодически у многих людей возникает ситуация, когда в момент подключения или отключения электрических приборов, в розетке появляется треск, а также искрение, видимое даже снаружи. В некоторых случаях неприятно пахнет горелым пластиком. Характерным признаком неисправности считается заметное нагревание вилки, а также одного или обоих контактов самой розетки.

Причины такого состояния могут быть разными, но основной их них считается уже отмечавшееся несовпадение между собой вилок и розеток по установленным стандартам. В настоящее время используются вилки двух стандартов:

• В типе «С» имеется два круглых штыря, диаметром 4 мм. Они называются также «Europlug» и соответствуют советским образцам, применяющимся и в настоящее время.
• Вилка типа «F» имеет штыри, диаметр которых составляет 4,8 мм. Кроме того в ней дополнительно установлен заземляющий контакт. Она известна под названием «Schuko».

Если в розетку, предназначенную для вилок «С», подключить вилку типа «F», это вызовет постепенное ослабление контактов, а зазоры между ними существенно увеличатся. Когда после этого вновь используется вилка «С», ослабленные контактные лепестки недостаточно обжимают ее штыри, в результате чего возникает искрение.

Такая же ситуация возникает при использовании вилок «С» с розетками, рассчитанными на больший диаметр штырей вилок «F». Здесь также из-за слабого обжима и контакта появляются искры, способствующие преждевременному износу изделий.

Другой причиной почему искрит розетка когда вставляешь вилку является низкое качество отдельных видов продукции и ее преждевременный износ. В настоящее время в этой области существует очень широкий ценовой диапазон. В стремлении сэкономить, люди далеко не всегда приобретают качественные розетки, выключатели и другие электроустановочные изделия, которые стоят значительно дороже своих дешевых аналогов. Однако даже у известных производителей встречается продукция низкого качества. При подключении проводников могут деформироваться слабые контакты розеток, поэтому площадь соприкосновения вилок будет не полной, а частичной. При высоких нагрузках это неизбежно приведет к перегреву контактов.

Как правило разъемы розеток рассчитаны на большое количество включений и выключений вилок. В соответствии с требованиями вилка должна находиться внутри розетки в течение длительного времени, не изменяя ее рабочих качеств. Однако если для изготовления контактов применяются дешевые материалы, быстро теряющие свои пружинящие свойства, такие розетки начинают очень быстро искрить при включении вилки. Это объясняется расшатанной контактной системой, периодически теряющей соединение со штырями.

В местах ослабления контактов во время работы происходит выделение тепла. В результате, на их поверхностях появляется окисная пленка, еще более увеличивающая сопротивление и повышающая температуру. Постепенно вокруг нагретого элемента выплавляется пластик, который, затекая внутрь может заблокировать вилку. Изделие окончательно выходит из строя и его дальнейшая эксплуатация становится невозможной.

Способы устранения

Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.

Изначально поверхность контактов делают очень гладкой для лучшего прижатия их друг к другу. Но в процессе эксплуатации искрение разрушает напыление, вследствие чего появляются шероховатости. Для восстановления работоспособности достаточно отшлифовать поверхность нулёвкой. Если покрытие серебряное – лучше использовать деревянную пластинку, а когда контакт сгорел, то он подлежит замене.

Возможна ситуация, когда искрит замкнутый контакт. Причиной может быть сильное его выгорание или потеря упругости пластины, которая разрывает контакт. Можно попытаться временно восстановить работоспособность реле путём шлифования или попытаться восстановить изгиб пластин.

Мы рассмотрели примеры устранения последствий искрения. Но существует ряд эффективных способов борьбы с причиной этого явления. Остановимся на некоторых из них:

1. Применение неокисляющихся металлов – серебра и различных сплавов.
2. Покрытие контактов ртутью (при условии, что они находятся в закрытой камере, например, контакты манометра).
3. Использование схем для шунтирования.
4. Встраивание в конструкции коммутирующих аппаратов искрогасительных RC цепей.

Метод с применением схем для подавления искрения довольно эффективен и не дорогой. При желании каждый, хоть немного разбирающийся в электротехнике человек, может самостоятельно изготовить искрогасящую цепь.

Для гашения искрообразования в индуктивных цепях постоянного тока достаточно установить диод параллельно нагрузке. При этом катод диода необходимо подключить к положительному, а анод соединить с отрицательным полюсом.

На рисунке 3 изображены схемы, объясняющие действие шунтирующего диода

Обратите внимание на то, как индукционный ток рассеивается на диоде, не попадая на коммутационное реле (позиция С)

Рис. 3. Схемы объясняющие действие шунтирующего диода

Для переменного тока устанавливают шунтирующую искрогасительную RC цепь. Накопленная энергия рассеивается на переходном сопротивлении, а не на контактах. Ёмкость шунтирующего конденсатора можно вычислить по формуле: Cш = I2/10, здесь I — рабочий ток нагрузки, а 10 – условная постоянная, позволяющая производить расчёты для простых схем RC цепей.

Сопротивление резистора находим : Rш = E0 / (10*I*(1 + 50/E0)), где E0 –  ЭДС (напряжение) источника питания, I – сила рабочего тока нагрузки, цифра 50 –стандартная частота переменного ток в электросети. Также пользуются для подбора параметров номограммой ниже.

Рис. 4. Номограмма

Сама типовая схема искрогасительной RC цепи изображена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема искрогасительной RC цепи

Защита контактов от искрения – лучший способ продлить срок службы коммутирующего устройства. Применив несложную схему можно успешно решить задачу, связанную с искрением.

Это интересно: Высоковольтные разъединители — назначение, устройство, классификация

Как устранить неисправность?

Изъять старые щетки и заменить их идентичными. Новые комплекты продаются в большинстве хозяйственных магазинов или на точках с электротоварами. При выборе замены стоит учитывать параметры плотности графитового вещества и конструктивные особенности конкретной болгарки. Состав и плотность щеток отличаются в зависимости от технических характеристик УШМ. Если эти параметры не совпадают, новые щетки будут также искрить и гореть.

Исследовать коллектор на предмет механических повреждений. При попадании на него пыли, грязи, песка в момент работы могут образоваться царапины, вмятины, сколы. Оценить их степень, если имеются.

5 причин почему может искрить выключатель и как это исправить

By avafff , June 20, in Электрика, слаботочка. Потрескивание традиционных электрических выключателей как правило связано с превышением значения мощности коммутируемой ими нагрузки. Традиционные электрические выключатели как правило расчитаны на ток не более 6А, что соответствует осветительной нагрузке чуть более 1кВт если это резистивная нагрузка, то есть обычные лампочки и раза в два меньше для активных нагрузок. Если Вам требуется включать бОльшую мощность, нежели заявлено в документации к выключателю, то на выбор :. Добрый день. Отсюда искрение. Несложно провода перекинуть с клавиш поменять клавиши местами.

При включении выключателя, особенно в темноте, характерно видно искрение, в виде небольшой кратковременной вспышки.

Как устроен аппарат защиты

Чтобы разобраться в причинах всех неисправностей, нужно рассмотреть устройство автомата. Он состоит из пары силовых контактов, теплового разъединителя и электромагнитного разъединителя.

Тепловой разъединитель срабатывает медленно, при незначительном (до 2 и более раз в зависимости от время-токовой характеристики конкретного автоматического выключателя) превышении номинального тока. Электромагнитный — при коротком замыкании или превышении тока в несколько раз, срабатывает за доли секунды. С первого взгляда может показаться, что ломаться здесь нечему, но давайте рассмотрим каждую из упомянутых неисправностей отдельно.

К чему может привести неисправность

Наиболее вероятные варианты такого развития событий:

1. Возникновение пожара в помещении.
2. Выход из строя приборов, подключенных к электрической сети.
3. Повреждение жил проводов и кабелей, обеспечивающих подачу напряжения на конкретное устройство.
4. Поражение электрическим током людей, использующих неисправный аппарат.

Как определить неисправность и как ее устранить, должен знать каждый. Предупреждение подобных неисправностей под силу даже обычному пользователю, не имеющему специальных знаний и навыков.

Современные квартиры и частные дома невозможно представить без электрической энергии. Для непосредственного подключения потребителей к питанию используются розетки, рассчитанные на различную мощность. Их применение делает включение и выключение бытовых приборов удобным и безопасным. Однако иногда возникают ситуации, когда искрит розетка и тогда ее использование становится потенциально опасным. В лучшем случае она просто выйдет из строя, а в сложной аварийной ситуации возможны любые негативные последствия, вплоть до возникновения пожара. Во избежание подобных случаев, нужно знать причины возникновения неисправностей и основные способы их устранения.

Основные причины искрения

Чтобы ответить на вопрос, почему и при каких обстоятельствах возникает электрическая искра, выясним, какие процессы лежат в основе искрообразования. Собственно говоря, их немного – всего два:

1. Дребезг контактов.
2. Влияние индуктивных цепей при их коммутации.

Существует ещё несколько факторов усиливающих процесс искрения. Это износ, превышение значений токов коммутации, ослабление пружин или уменьшение упругости пластин и некоторые другие.

Для лучшего понимания причин искрения рассмотрим более детально физику процесса. Начнём с понятия искры.

Из школьного курса физики известно, что между проводниками, на которых образовались электрические заряды, происходит ионизация воздушного пространства. По нему в определённый момент протекает ток. Если поддерживать разницу потенциалов на определённом уровне, то образуется электрическая дуга, с огромным тепловым излучением. Примером может служить работа сварочного аппарата.

Известно, что заданным током электрическую дугу можно зажечь лишь на определённом расстоянии между электродами. Чем больше разница потенциалов, тем больший промежуток, на котором происходит образование дугового электротока.

А теперь остановимся вкратце на процессах, вызывающих искрение в коммутационных устройствах.

Дребезг контактов

Когда катушка реле замыкает электрическую цепь или разрывает контакт, он под действием упругих сил несколько раз отскакивает. В определённые моменты расстояние между контактами оказывается настолько маленькое, что создаются условия для электрического пробоя. Поскольку процесс дребезга длится лишь доли секунды, то образуется именно искра, которая исчезает в положении замкнутого контакта. Искрение прекращается также в том случае, когда цепи полностью разомкнуты.

Влияние индуктивных цепей

При коммутации электродвигателей и различных соленоидов на выводах индуктивной нагрузки происходит образование ЭДС самоиндукции: E = -L*di/dt.

Из формулы видно, что ЭДС пропорциональна скорости изменения силы тока. Поэтому, при мгновенном расхождении контактов её величина резко возрастает. Кроме того, на ЭДС самоиндукции влияет индуктивность коммутируемого устройства. В частности, такой принцип коммутации использовался в старых моделях автомобилей. Контакты прерывателя с огромной скоростью разрывали цепь катушки индуктивности, в результате чего на электродах свечей зажигания напряжение достигало десятки киловольт.

В нашем случае напряжение разрыва, конечно же, значительно меньше, однако его вполне достаточно для образования искры. Заметим, что определённой индуктивностью обладают даже обычные провода. Поэтому искрение возможно при отключении нагрузки, находящейся в конце длинных линейных цепей.

Прочие причины искрения

Выше упоминалось о том, что усилить искрение могут различные факторы, связанные с эксплуатацией коммутационных устройств. В данном разделе мы рассмотрим, что происходит под действием некоторых факторов:

1. При плохом контакте увеличивается продолжительность дребезга, что является причиной усиления искрения.
2. Если ток коммутации сильно отличается от номинального (в большую сторону) то, во-первых, греются контакты, а во-вторых – искра получается более мощной и разрушительной.
3. Когда ослабление упругости пластин коммутационной системы не обеспечивает надёжного замыкания, то это ведёт к подгоранию контактов, образованию налёта и сажи, увеличивающих процесс искрообразования.

Заметим, что в электродвигателях постоянного тока искрят щетки. В оптимальном режиме работы мотора искрение незначительное. Но при перегрузках или в случаях междувитковых замыканий происходит значительное искрообразование, разрушающее коллектор. Похожее явление происходит при плохом прижимании щёток или в результате засорения промежутков между пластинами коллектора.

На рисунке 1 изображен якорь с подгоревшим коллектором.

Рис. 1. Подгоревший коллектор

Искрение наблюдается, когда вставляют в розетку вилки шнуров, во время подключения мощных электроприборов. Явление усиливается, если штырьки штепселя не соответствуют гнезду розетки.

Последствия, к которым приводят плохая коммутация в розетке, показаны на рис.2.

Рис. 2. Последствия плохой коммутации

Почему мигает свет в квартире: пути самостоятельного решения проблемы

Вы ужинаете, или удобно устроились с журналом на диване. Мигнул свет, потом еще и еще. Даже если это происходит изредка, согласитесь: когда моргает свет в квартире, это раздражает. Но всегда ли нужно в таком случае вызывать электрика, ждать и брать на себя дополнительные расходы? В некоторых случаях причину можно найти и быстро устранить самому. Причем безо всякого риска и без группы допуска по электробезопасности.

Предостережение!

Но запомним накрепко: без квалификации и навыков электрика, без специального инструмента и защитных средств производить работы на ЛЮБОМ электрооборудовании, в том числе и на бытовых электроприборах, нельзя ни в коем случае! Можно только пользоваться штатными органами управления, ничего не разбирая.

Электрошок не предупредит вас о себе заранее, а последствия его непредсказуемы и могут оказаться длительными. Особенно, если вы употребляли спиртное. Уже от стопки водки электрическое сопротивление человека падает в 1000 раз, и безобидный при иных обстоятельствах щипок может оказаться смертельным ударом.

Вариант 1: Моргает лампочка в стационарном светильнике

Прежде всего – а почему моргает свет в квартире? Если мигает одна лампочка в стационарном светильнике (или одна секция в люстре), то неисправна или она, или выключатель, или участок проводки между ними.

Прислушаемся к выключателю, ухом поближе. Не слышится ли что-то вроде слабого треска или шипения? Если да – плохой контакт. Выключатель, тем не менее, может быть вполне исправен, просто на контакты или в пружинку попала грязь. Вывинтим мигающую лампочку и быстро несколько раз пощелкаем выключателем

Обратите внимание – при вывинченной лампочке, без нагрузки! Иначе и так ослабшие контакты могут подгореть, и выключатель совсем испортится. Ввинчиваем опять лампочку

Помогло? Если нет, идем дальше.

Меняем мигающую лампочку на заведомо исправную. Если нет запасной, вывинчиваем временно откуда-нибудь. Так и мигает? Что ж, дело в проводке или в электроарматуре светильника. Это уже дело мастера.

Вариант 2: Моргает лампочка, работающая от розетки

Если же мигает светильник, подключаемый в розетку, пробуем включить его в розетку, заведомо исправную, иди в несколько розеток по очереди. Перестал мигать? «Родная» розетка неисправна, нужен мастер и ремонт.

Так и мигает? Повторяем процедуру проверки выключателя и лампочки. Не помогло? Что ж, светильник нужно ремонтировать или заменить.

Вариант 3 (глобальный): Свет мигает во всей квартире

• Допустим, в квартире есть хотя бы одна комната, где свет не мигает. Тогда, скорее всего, дело в «дозе» – распределительной коробки внутри квартиры. Самим туда лезть не нужно, но электрику ваша информация может пригодиться.
• Мигает «вся квартира?» Смотрим в окна. Если мигает и в соседних домах, неисправность на подстанции либо в магистральном подводящем кабеле – фидере. Нужно сообщить в аварийную коммунальную службу либо непосредственно диспетчеру электросети – номер скажут в справочной.
• Свет в соседних домах горит ровно? Выглянем в подъезд – как там, не мигает ли? Расспросим соседей. У всех и в подъезде мигает? Неисправен фидер от подстанции до дома, либо оборудование вводного щита в доме или распределительная электросеть в нем. Тут обязательно нужно сообщить в коммунальную аварийку – домовые электросети в их ведении.
• Наконец, мигает только у вас? Возможно, неисправен предохранитель (пробка) вашей квартиры в элекрощитке на лестничной клетке. Если он доступен и есть запасной, можно заменить. Но! Если щиток опломбирован, ни в коем случае НЕ ВСКРЫВАЙТЕ его! Проблем и санкций с энергетиками потом не оберешься. И по той же причине – плюс пожарная и электробезопасность – НЕ СТАВЬТЕ ВМЕСТО ПРОБКИ «ЖУКА», самодельный предохранитель из проволоки. Пожар из-за «жука» – очень распространенная ситуация.

Вариант 4 (иногда встречающийся): проблема в качестве лампочек

Иногда свет может моргать не только из-за проблем с напряжением или электрооборудованием, а из-за низкого качества его главного источника – лампочки. Поэтому стоит относиться серьезнее к её выбору.

Как видим, если мигает свет в квартире, самому можно сделать немного. Но полученная вами информация поможет специалисту быстрее устранить неисправность, а вас, если вы знаете причину, будет не так раздражать.

(1 1,00 из 5) Загрузка…

Вывести все материалы с меткой:

Защита контактов реле от бросков напряжения и токов в цепях переменного и постоянного тока

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Проверка и доработка реле с контактами на 10А и обмоткой на 12В

Добрый день. Зашёл спор у нас с мужем. Образуется искра на контактах РЭЛЕ. Он утверждает,что меньшая искра при одинаковой нагрузке образуется на переменном токе,т. Токда как если ставить конденсаторы на переменке,то через большие ёмкости ток будет идти не переставая. Понятно,что лучше применить тиристор или оптрон,но так получилось,что на переправе коней не меняют.

В этой статье речь пойдет о защите контактов реле и входных цепей устройств чувствительных к воздействию бросков напряжения и тока в цепях постоянного и переменного тока с использованием:.

На маломощных контактах электромагнитных реле редко появляется электрическая дуга , но часто происходит искренне. Это особенно опасно в чувствительных и быстродействующих электромагнитных реле, в которых раствор контактов делают очень малым. Искренне увеличивается при вибрации контактов реле. Оно сокращает срок службы контактов электромагнитных реле и может привести к ложным срабатываниям быстродействующих аппаратов схемы управления или к пробою полупроводниковых элементов из-за перенапряжения. Для уменьшения искрения контактов реле применяют специальные схемы, создающие дополнительную электрическую цепь, по которой замыкается ток, вызванный ЭДС самоиндукции.

Это, кстати, уменьшает скорость срабатывания реле, увеличивает искрение на контактах при размыкании и сокращает срок его службы, поэтому в целом так делать не рекомендуется. При чём тут скорость? Вся разница в этом. Войдите , пожалуйста.

Виды электротехнических устройств

Если искрит выключатель, его необходимо заменить на новый прибор или отремонтировать. Включение света с треском, искрением и прочими проблемами недопустимо — может случиться замыкание проводки, возгорание и пожар.

Чтобы отремонтировать выключатель света, нужно знать, какие бывают устройства:

1. Одно-, двух- и трехклавишные — широко используются в жилых помещениях, замыкание цепи происходит при нажатии клавиши.
2. Кнопочные изделия — бывают оборудованы светодиодным индикатором, не имеют принципиального отличия по конструкции механизма от клавишных моделей.
3. Диммерные приспособления с возможностью регулировать интенсивность света: контакт выключателя наступает при вращении колесика.
4. Поворотные модели имеют простую конструкцию, включают освещение при повороте рукоятки на корпусе.

По типу управления новшеством в области электротехники — сенсорные выключатели, изделия с электронным таймером задержки времени, акустические и дистанционные модели. У большинства потребителей установлены клавишные изделия, с ремонтом которых можно справиться самостоятельно.

Причины возникновения искр и дуги

Прежде чем рассмотреть, почему искрят контакты, разберемся в основных понятиях. Коммутационный аппарат и его контактная система должны обеспечивать надежное соединение с возможностью его разрыва в любой момент. Контакты состоят из двух электрических пластин, которые в замкнутом положении должны быть надежно прижаты друг к другу.

Дуга возникает при коммутации индуктивных цепей. К таким относятся различные электродвигатели и соленоиды, но стоит помнить, что даже прямой отрезок провода имеет определенную индуктивность, и чем он длиннее — тем она больше. При этом, ток в индуктивности моментально прекратится не может — это описано в законах коммутации. Поэтому на выводах индуктивной нагрузки образуется ЭДС самоиндукции, её величина описывается формулой:

E=L*dI/dt

Интересно! В нашем случае важную роль играет скорость изменения тока. При отключении она крайне велика, соответственно ЭДС будет стремиться к большим значениям, вплоть до десятков киловольт (например система зажигания автомобиля).

В результате ЭДС возрастает до такой степени, что его величина пробивает промежуток между контактами — образуется электрическая дуга или искры. Качество любых соединений описывается их переходным сопротивлением: чем меньше — тем лучше соединение и тем меньше нагрев. При их размыкании оно резко возрастает и стремится к бесконечности. В этот же момент происходит разогрев площади их соприкосновения.

Кроме того, между разомкнутыми контактами на фоне возрастающего ЭДС самоиндукции и повышенной температуры воздуха из-за разогрева поверхностей при размыкании пластин происходит и ионизация воздуха. В результате присутствуют все условия для возникновения дуги и искрения.

Если говорить о том, почему искрят контакты при замыкании электрической цепи, то это происходит уже не при индуктивной, а при емкостной нагрузке. Вы наблюдаете это каждый раз, когда вставляете в розетку зарядное устройство от ноутбука или телефона. Дело в том, что разряженная емкость (конденсатор) на входе устройства в начальный момент времени представляет короткозамкнутый участок цепи, ток которого уменьшается по мере её заряда.

Если вы наблюдаете искрение в реле или выключателе в замкнутом положении — причиной этому служит плохое состояние контактных поверхностей и их высокое переходное сопротивление.

В распаячной коробке треск при включении света — электро помощь

Проблемы с электропроводкой — серьезный повод, чтобы обратить внимание на состояние электрической цепи, подключенных приборов и устройств. Небрежное отношение может спровоцировать короткое замыкание, оплавление проводников, привести к возгоранию

Когда искрит выключатель света при включении освещения в квартире или доме, слышно потрескивание, владельцам жилья необходимо немедленно решить данную проблему или обратиться за помощью к специалистам-электрикам.

​От чего иногда искрит и потрескивает выключатель света? — Советы от Handyman

Наверное каждый человек наблюдал такую картину, как при включении света, искрит выключатель. И искрит он больше именно при включении, нежели при выключении. Этот вопрос довольно распространенный, но конкретного ответа при поиске я не нашел, и поэтому решил немного просвятить своих читателей. Начнем по порядку.

При включении выключателя, особенно в темноте, характерно видно искрение, в виде небольшой кратковременной вспышки. Затем свет включается и искрение пропадает. Здесь может быть 3 основные причины.

1 причина:

Контакты выключателя обросли нагаром ( окисление ) и при приближении к друг-другу создают электрическую дугу, которую мы и видим. Это самая распространенная причина искрения выключателя, так как нагар на замыкающих пластинках уже выглядит как отростки, они то и создают искрение до того, как контакт полностью замкнется.

2 причина:

Существенно ослабла пружина ( пластина ) дожимающая контакт при включении. Вы слышите щелчок при включении? Он должен быть резким и четким, то есть нажал и сразу щелк.

Если у Вас выключатель включается мягко и его нужно буквально дожимать пальцем ( иногда свет не включается пока сильно не надавишь ) то значит дело в пружине.

Здесь процесс искрения может не пропадать, а искрить постоянно ( некоторые его наблюдают ) так как контакты не замкнуты с нужным усилием и причина искрения слабый контакт.

3 причина:

Включаемый источник света, люстра, торшер, бра имеют мощные лампы (особенно галогеновые), которые существенно перегружают нагрузку на те же замыкающие контакты.

Здесь уже надо смотреть потребляемую мощность всех ламп, и по возможности менять выключатель по конструкции. То есть в более бюджетных выключателях контакты и пластина ( пружина) выполнены не слишком качественно и могут давать «плавный пуск».

А также нужно посмотреть какие автоматы стоят на этой линии, возможно их мощность не соответствует нагрузке.

Однозначно, если у Вас искрение продолжается долю секунды и пропадает, а так же искрят абсолютно новые выключатели — ничего страшного, по практике замечено что искрят при включении почти все выключатели.

А если Вы наблюдаете постоянное искрение, нагревание клавиши выключателя, а так же мерцание лампочек в люстрах и светильниках — немедленно приступайте к ремонту выключателя. Ремонтируется выключатель редко ( если только поджать пружину и зачистить контакты, но это не надолго) , в основном его меняют.

Так же стоит обратить внимание на проводку чтоидет к выключателю и ее крепление к контактам. Бывает контакт слабеет и начинается искрение выкл и нагрев клавиши, в этом случае нужно подтянуть винты контактов

Если Вы видите что выключатель искрит постоянно ( видно свечение) , греется, подтрескивает ( издает шум) нужно не откладывая Вызвать электрика на дом и произвести ремонт цепей освещения.

Помните, искрящий выключатель — может стать источником возгорания!

С электричеством не шутят!

Искрит розетка — почему так происходит и как это устранить

Если искрит розетка, то в первую очередь надо смотреть на то, когда именно возникает искрение – в процессе работы или при включении штепселя.

Различить их несложно – в первом случае это долгий характерный треск электрического разряда, при котором зачастую греется вилка.

Во втором случае раздается громкий треск в тот момент, когда штепсель входит в розетку, а потом все работает в обычном режиме. Исходя из этой первичной диагностики, подбирается метод дальнейшего решения проблемы.

Треск при включении штепселя

Это явление наблюдается достаточно часто – к примеру, если уезжать на несколько дней из дома и отключать электроприборы из розеток. По возвращении все включается обратно и тут в некоторых розетках видна ощутимая вспышка и раздается громкий треск.

Причины возникновения

Несмотря на то, что выглядит это все достаточно угрожающе и многих заставляет рефлекторно отдергивать руки от розеток, в таком явлении нет ничего указывающего на неисправность.

Перечень необходимых инструментов

Некоторые потребители в случае обнаружения неисправности выключателя при искрении, треске или гудении прибора сразу обращаются к электрикам. Однако поломку, которая подлежит восстановлению, можно устранить самостоятельно. В большинстве случаев достаточно подогнуть контакты, чтобы прибор стал нормально функционировать.

Для ремонта нужны следующие инструменты:

• индикаторная отвертка с лампой или электронным табло;
• отвертка обычного типа для откручивания шурупов/винтов;
• изоляционная лента и наждачная бумага мелкой зернистости;
• пассатижи, маркер, нож для зачистки изоляции проводки.

Все выключатели имеют пластиковый корпус, защитную рамку и внутренний рабочий механизм. Рамка может крепиться к механизму защелками или винтами. В подрозетнике расположен рабочий механизм, зафиксированный распорными лапками или винтами. Для выполнения ремонта нужно обеспечить доступ к контактной группе, сняв с прибора внешнюю коробку.

Узел, реагирующий на освещенность объекта

Часто в публикациях разговор идет об автоматических устройствах различной степени сложности. Немалую часть из них представляют собой готовые электрические схемы-автоматы с датчиками на фотоэлементах. В свое время автор ознакомился с различными устройствами, в основу которых заложен один и тот же принцип — принцип фотореле. Среди этой общей массы есть самые простые однотранзисторные схемы (где транзистор выступает в роли электронного ключа) и несравнимо более сложные, на компараторах и операционных усилителях, использующие принцип сравнения базового и изменяющегося входных сигналов. Однако, если последние защищены от эффекта дребезга контактов при пограничном состоянии освещенности, воздействующей на фотодатчик (или иной датчик), то простые схемы, наиболее популярные среди начинающих радиолюбителей и практиков-любителей обустроить свой быт с помощью электроники, имеют наряду с массой плюсов типа простоты схемы и ее малой стоимости, большой минус в виде «дребезга контактов» исполнительного реле. А если такое реле коммутирует реактивную нагрузку, это вообще небезопасно и недопустимо. Предлагаемая на рис. 3.38 приставка к простой транзисторной схеме фотореле позволяет полностью устранить этот недостаток.

Первую часть схемы можно не описывать подробно, ибо она представляет собой многократно опубликованный вариант электронного ключа на транзисторе. Резистором R1 устанавливается порог срабатывания устройства. При освещенности фотодатчика высокий уровень поступает на диодную развязку VD1VD2 и далее на два инвертирующих элемента популярной КМОП микросхемы — К561ЛА7 (ее можно заменить на аналогичный прибор серии К564, К176 — в последнем варианте

Рис. 3.38. Схема фоточувствительного узла

необходимо снизить напряжение питания до 12 В). Как видно из схемы, на элементах R4C1R5 построена задержка, параметры которой зависят от емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R4. В темноте и при плавном возрастании входного напряжения (например, на рассвете) на выходе DD1.4 будет напряжение высокого уровня, которое через диод VD3 (он нужен для уменьшения тока утечки), удерживает транзистор VT2 в открытом состоянии, а значит и реле К1, и нагрузку включенной. При плавно изменяющейся или недостаточной естественной освещенности включается электрическое освещение. Это происходит до тех пор, пока не зарядится конденсатор С1 через цепочку задержки. Этот элемент должен иметь малый ток утечки (в схеме использован конденсатор типа К53-18). Когда конденсатор зарядится, происходит переключение элемента DD1.2, на его выходе появляется «О», реле отключается без дребезга контактов. В случае резкого увеличения светового потока на фотодатчик (например, при включении внешнего света) на выходе DD1.1 будет низкий уровень, на выходе DD1.2 — высокий уровень (пока не зарядится 01), на выходе DD1.3 — высокий уровень и так далее. Реле обесточивается также без дребезга контактов.

При емкости конденсатора С1 50 мкФ и 1)_пит = 9 В время задержки переключения составит около 5 мин.

При монтаже схемы необходимо принимать меры по недопущению попадания на входы DD1 статического электричества, например, заземлить жало паяльника. Схема в настройке не нуждается и при правильном монтаже и исправных элементах начинает работать сразу. Фотодатчик необходимо оптически изолировать от электрического освещения. Реле — любое маломощное на напряжение срабатывания, соответствующее напряжению питания схемы. Подключать к реле типа РЭС15 нагрузку с потребляемым током более 0,3 А небезопасно для контактов реле. Фоторезистор состоит из двух аналогичных приборов СФЗ-1, включенных параллельно (для оптимальной чувствительности).

Схема может служить хорошим подспорьем для создания на ее базе новых качественных разработок.

Разница между дребезгом контакта и дребезгом контакта

Если вы работаете с оборудованием, в котором используются контакторы и реле, вы, вероятно, слышали о дребезге контактов и дребезге контакта (а не о том болтуне и дребезге, которое вы видите у наших маленьких друзей-белок показано выше). Фактически, хотя «дребезг при контакте» и «болтовня при контакте» часто используются как синонимы, на самом деле это два разных явления. Дребезг контактов — это неконтролируемое размыкание и замыкание контактов из-за сил внутри реле (внутренние силы), тогда как дребезг контактов — это неконтролируемое размыкание и замыкание контактов из-за внешних сил.Этот пост описывает оба условия, чтобы помочь производителям и подрядчикам лучше понять причины болтовни и отказов.

Механика контакторов

Реле — это устройства с электрическим управлением, которые размыкают или замыкают электрические контакты, чтобы повлиять на работу других устройств в той же или разных цепях. Самыми основными компонентами реле являются его катушка, якорь и контакты. Когда реле включается в заданную цепь, ток из этой цепи индуцирует магнитное поле в катушке реле.Затем магнитное поле воздействует на якорь таким образом, что контакты замыкают или размыкают часть цепи, которая подключена к релейному выходу.

Отскок контакта

Величина отскока контакта зависит от конструкции реле и является неотъемлемой ее частью. Скорость замыкания контактов, начальное контактное усилие, масса контактов и механические резонансы в контактной системе — все это влияет на величину отскока контакта, возникающего во время замыкания контакта.При использовании уровней нагрузки и типов, которые не вызывают дугового разряда, дребезг контактов не сокращает срок службы контактов, хотя это может быть нежелательно, если соответствующая схема будет воспринимать эти дополнительные отверстия и замыкания.

Однако при наличии дуги дребезг контактов может снизить ожидаемый срок службы реле или вызвать сварку контактов. Скачок контакта может также вызвать колебания в несколько килогерц, частоту искрения контакта в несколько мегагерц и, в случае реактивных нагрузок, амплитуду в 10–100 раз превышающую нормальное напряжение цепи или более.

Одним из способов уменьшить влияние дребезга контактов является использование схемы защиты контактов, такой как цепь резистор-конденсатор (RC). Комбинация RC поглощает высокоэнергетические колебания, вызванные отскоком контакта. Точно так же колебания, создаваемые дугой, усредняются и подавляются комбинацией RC. Эта RC-сеть также поможет подавить дугу во время размыкания контактов и увеличить общий срок службы реле.

Дребезги контактов

Дребезги контактов — это расширенный дребезг контактов, который не является неотъемлемой частью реле.Дребезжание контактов обычно происходит из-за ударов или вибрации реле, либо из-за неправильного сигнала управления реле.

Управляющий сигнал реле

Управляющее напряжение подается на катушку реле, чтобы реле сработало. Реле имеет минимальное напряжение, обеспечивающее необходимый ток для срабатывания контактов реле. Если управляющее напряжение упадет ниже указанного минимального рабочего напряжения, реле может дребезжать. Это быстрое включение и выключение контактов происходит непрерывно в течение нескольких секунд, вызывая чрезмерный нагрев контактов и приводя к серьезным повреждениям контактов.Это состояние дребезжания возникает из-за недостаточного магнитного притяжения при низких напряжениях для преодоления сил пружины, необходимых для эффективной работы реле.

Одним из факторов, который следует учитывать в отношении дребезга контактов, является пусковой ток катушки реле. При первоначальном срабатывании реле ток катушки выше номинального. Этот пусковой ток, хотя и кратковременный, может значительно снизить напряжение, если на катушку подается неадекватный источник питания.

Повышение температуры катушки реле также может повлиять на дребезг контактов.Катушка нагревается из-за резистивного нагрева провода, резистивного нагрева в экранирующей катушке, потерь на вихревые токи в магнитной цепи, гистерезисных потерь и нагрева контактных токов внутренних компонентов реле. Это повышение температуры вместе с температурой окружающей среды приведет к увеличению сопротивления катушки и, таким образом, к увеличению необходимого напряжения срабатывания реле. Это эквивалентно снижению управляющего напряжения.

Другими факторами, которые могут вызвать дребезжание, являются другие компоненты схемы управления. Эти компоненты могут либо понизить напряжение на реле, либо вызвать скачкообразное напряжение.Например, реле давления или бесконтактный переключатель в цепи имеет точку срабатывания, которая может заставить переключатель периодически включаться и выключаться. Это приведет к очень быстрому включению и выключению реле, вызывая дребезг контактов.

При работе с низковольтным дребезжанием разработчик должен подтвердить соответствие заданным рабочим характеристикам реле. Должно быть известно указанное минимальное напряжение срабатывания реле. Следует проявлять осторожность при выборе размеров управляющего трансформатора или источника питания и указании надлежащего сечения управляющих проводов, чтобы управляющее напряжение не могло опускаться ниже этого минимального требования.Разработчику также необходимо принять во внимание температуру окружающей среды, при которой реле будет работать, и то, как эта температура окружающей среды и повышение температуры катушки реле повлияют на напряжение срабатывания.

Использование приведенных выше руководств поможет вам определить разницу между дребезжанием контактов и дребезгом контактов, а также как исправить ситуацию, чтобы продлить срок службы контактора.

Электронные схемы подавления дребезга контактов

Решение проблем с отскоком коммутатора — Embedded.com

Нет целомудренной безупречной логики; осциллограф покажет, как контакты мучительно подпрыгивают, прежде чем перейти в стабильное состояние.

Щелкните здесь, чтобы прочитать ответ на эту статью

Пока вы читаете это, миллионы контактов по всему миру непрерывно щелкают. Реле, датчики и переключатели — все это уродливые механические чудовища, отражающие грубую жесткость физического мира. Контакты бьют и перетаскивают друг друга, их дрожащий танец создает аналоговые сигналы, уникальные, как снежинки. Об этом не сигнализирует никакая целомудренная безупречная логика; осциллограф покажет, как контакты мучительно ударяются и отскакивают, подпрыгивая в течение миллисекунд, прежде чем окончательно установятся в стабильное состояние.

В прошлом месяце я описал проведенный мною эксперимент по оценке характеристик дребезга ряда переключателей. Данные показали, что время отскока варьируется от микросекунды до долей секунды. Идентичные переключатели сильно различались. Некоторые устройства из токопроводящего эластомера никогда не переключались сами по себе; их выходы медленно растекались от нуля до логической единицы. Другие вели себя так, чтобы запутать типичный код устранения неполадок, который мы обычно используем в нашей прошивке.

Держу пари, вы подумали, что в этом месяце я опишу лучшие алгоритмы, предоставив полезные фрагменты кода.Простите! Ибо устранение неполадок — одно из тех действий, которые лежат между кодом и оборудованием. В некоторых случаях правильным подходом является очистка оборудования.

Установить и забыть
На рисунке 1 показана классическая схема защиты от противодействия. Два перекрестно связанных логических элемента NAND образуют простую защелку Set-Reset (SR). Конструкция требует двухходового переключателя. Два подтягивающих резистора генерируют логическую единицу для ворот; переключатель замыкает один из входов на массу.

Защелка SR — это довольно забавный зверь, сбивающий с толку не-EE, как рекурсия, ну, почти всех.

Когда переключатель находится в показанном положении, выход верхнего логического элемента будет единичным, независимо от значения другого входа. Этот и тот, который создается нижним подтягивающим резистором, приводят нижнюю И-НЕ к нулю, который возвращается обратно в другой вентиль. Если переключатель перемещается между контактами и какое-то время находится в подвешенном состоянии в нижней области между клеммами, защелка сохраняет свое состояние из-за петлевого возврата нуля от нижнего затвора.

Переключатель перемещается между контактами довольно далеко.Он может немного подпрыгивать, но никогда не отразится на другом контакте. Таким образом гарантируется отсутствие дребезга на выходе защелки.

Схема предлагает альтернативный подход, программную версию той же идеи. Почему бы не пропустить пару NAND и подключить два контакта с подтягиванием непосредственно к входным контактам на ЦП? Конечно, компьютер будет замечать много подвижности, но напишите тривиальный фрагмент кода, который обнаруживает любое утверждение любого полюса, что означает, что переключатель находится в этом положении, как показано ниже:

если (switch_hi ()) state = ON;
, если (switch_lo ()) state = OFF;

Каждая из функций switch_hi и switch_lo считывает один из двух полюсов.Другие функции в программе проверяют состояние переменной , чтобы определить положение переключателя. Это экономит два затвора, но требует затрат на один дополнительный входной вывод на процессоре. Это самый простой — и самый надежный — код устранения ошибок.

(Хорошо, я все-таки подсунул какой-то код).

RC противодребезговой отбойник
Схема SR — самый эффективный из всех подходов к устранению дребезга, но он редко используется. Двухпозиционные переключатели более громоздкие и более дорогие, чем более простые однополюсные версии.Очень многие из нас используют переключатели, нанесенные на печатную плату, и сделать их двухполюсные версии невозможно. Поэтому EE предпочитают альтернативные конструкции, которые работают с дешевыми однополюсными переключателями.

Хотя сложные схемы, использующие счетчики и интеллектуальную логику, удовлетворяют наше стремление к чисто цифровым решениям всех проблем, от обработки сигналов до развода, проще и дешевле использовать особую природу цепи резистор-конденсатор (RC).

Зарядите или разрядите конденсатор через резистор, и вы обнаружите, что напряжение на крышке медленно растет; он не привязывается к новому значению, как маленькая милая логическая схема.Увеличьте значение любого из компонентов, и запаздывание («постоянная времени» на жаргоне EE) увеличится.

На рисунке 2 показан типичный противодействующий блокировщику RC. Несомненно, это простая схема, но та, которая скрывает удивительную сложность.

Предположим, наш бесстрашный плавник открывает переключатель. Напряжение на крышке равно нулю, но оно начинает расти со скоростью, определяемой значениями R ₁ , R ₂ и C .Отскакивающие контакты понижают напряжение и замедляют накопление заряда на крышке. Если мы очень умно подбираем значения компонентов, напряжение остается ниже логической единицы логического элемента, пока все толчки и удары не прекратятся. (Если постоянная времени слишком велика, конечно, система не будет реагировать на быстрые срабатывания переключателя.)

Таким образом, выход затвора представляет собой чистый логический уровень без дребезга.

Теперь предположим, что переключатель был открыт некоторое время. Шапка полностью заряжена.Щелчок! Пользователь закрывает переключатель, который сбрасывает колпачок через R ₂ . Напряжение снова медленно падает, и логическая единица на входе затвора еще какое-то время сохраняется. Возможно, во время подпрыгивания контакты немного размыкаются и замыкаются. В разомкнутом состоянии, даже если только на короткое время, два резистора начинают заряжать конденсатор, усиливая логическую единицу для затвора. Опять же, умный дизайнер выбирает значения компонентов, которые гарантируют, что вентиль увидит единицу, пока щелкающие контакты не утихнут.

Убогие таверны заполнены седыми ветеранами войн отскоков, рассказывающими свои схемы и рассказы о битвах в аналоговых окопах. Большинство будет озадачено R ₂ , и это не полностью из-за эффекта дешевой выпивки. В классическом RC-дебаунсере этот резистор не используется, но критически важно получить безударный выход затвора.

R ₂ не используется при размыкании переключателя. R ₁ и C эффективно устраняют эти отскоки.Но при внезапной разрядке конденсатора могут происходить странные вещи. Ранний отскок может быть коротким, длящимся микросекунды или меньше. Хотя короткое замыкание должно мгновенно разрядить конденсатор, в аналоговом мире нет идеальных условий. Переключатель имеет некоторое сопротивление, как и провода и дорожки на печатной плате, которые все соединяют.

На высоких скоростях каждый провод представляет собой сложную цепь. Вы бы не подумали, что тупой клиент, щелкающий переключателем несколько раз в секунду, будет генерировать высокоскоростные сигналы, но субмикросекундные скачки, которые могут иметь резкое время нарастания, имеют частотные составляющие в десятки мегагерц или более.Индуктивность и паразитная емкость увеличивают сопротивление (сопротивление переменному току) замкнутого переключателя. Колпачок не разрядится мгновенно.

Хуже того, в зависимости от физического расположения компонентов, вход затвора может упасть до логического нуля, в то время как напряжение на конденсаторе все еще равно единице. Когда контакты отскакивают, ворота теперь видят единицу. На выходе получается последовательность единиц и нулей — отскок.

R ₂ гарантирует, что крышка опорожняется медленно, обеспечивая чистый логический уровень независимо от количества отскоков.

Еще одна хитрость таится в дизайне. Инвертор не может быть стандартным логическим вентилем. TTL, например, определяет ноль как входное значение между 0,0 и 0,8 В. Единица начинается с 2.0. Между ними находится демилитаризованная зона, которой мы обязаны избегать. Подайте, например, 1,2 В на такой вентиль, и выход будет непредсказуемым. Но именно это и будет происходить при зарядке и разрядке шапки.

Вместо этого используйте устройство с триггерными входами Шмитта . Эти устройства имеют гистерезис; входы могут дизерировать, но выход остается в стабильном известном состоянии.

Никогда не подключайте крышку непосредственно ко входу микропроцессора или практически к любому устройству ввода-вывода. Некоторые из них имеют входной гистерезис.

Выполнение математических расчетов
Уравнение сброса крышки:

Уравнение 1:

где:

• В _cap — напряжение на конденсаторе в момент времени t
• В _{начальное} — напряжение изначально на цоколе
• t — время в секундах
• R и C — номиналы резистора и конденсатора в омах и фарадах соответственно

Уловка состоит в том, чтобы выбрать значения, которые гарантируют, что напряжение на конденсаторе останется выше В _th , порогового значения, при котором затвор переключается, пока переключатель не перестанет подпрыгивать.Удивительно, сколько из этих изгоев, тусующихся в барах на набережной, выбирают почти случайную постоянную времени. «Мальчики и я, мы шутим над фиггер-сампином, как 5 мс». Если превратиться в настоящий анализ, то даже чистый инженер может спуститься по скользкой дорожке к жизни беспризорного бродяги.

У большинства коммутаторов, которые я исследовал в прошлом месяце, время дребезга значительно меньше 10 мс. Используйте 10, чтобы быть консервативным. Теперь увеличьте это на рабочий цикл отскока. Ударные контакты замедляют заряд конденсатора. Мои данные показывают, что мы можем ожидать около 50% рабочего цикла, что дает нам 20 мс.

Изменение формулы постоянной времени для определения R (стоимость и размер крышек сильно различаются, поэтому лучше выбрать значение для C , а затем вычислить R ) дает:

Уравнение 2:

Хотя шестнадцатеричный инвертор 7414 и является древней частью, он представляет собой триггер Шмитта с большим входным гистерезисом. Версия AHCT имеет наихудший вариант V _th для сигнала, понижающегося до 1,7 В. Давайте попробуем 0,1 мкФ для конденсатора, так как он небольшой и дешевый, и решим условие, при котором переключатель просто замыкается.Колпачок разгружается через R ₂ . Если напряжение питания 5 В (так что V _{начальное} равно 5), тогда R ₂ будет 185 кОм. Конечно, вы не можете на самом деле купить резистор такого типа, поэтому используйте 180 кОм.

Но анализ игнорирует входной ток утечки затвора. Устройство CMOS, такое как 74AHCT14, излучает около микроампера со входов. Этот резистор 180 кОм будет смещать вход до 0,18 В, что неудобно близко к нулевой точке переключения затвора в лучшем случае.5В. Измените емкость на 1 мкФ и используйте 18 кОм для R ₂ .

R ₁ + R ₂ управляет временем зарядки крышки и, таким образом, устанавливает период противодействия для состояния, при котором переключатель размыкается. Уравнение для зарядки:

Уравнение 3:

Решение для R :

Уравнение 4:

В _final — это последнее значение заряда — источник питания 5 В.V _th теперь является точкой перехода наихудшего случая для высокого сигнала, который для нашего 74AHCT14 составляет персиковое значение 0,9 В. R ₁ + R ₂ работает до 101 кОм. Значение 82 кОм для R ₁ .

Диод — дополнительная деталь, необходимая только тогда, когда математика идет наперекосяк. Возможно, с неправильным типом затвора, где напряжения гистерезиса принимают другие значения, из формул выскочит значение для R ₁ + R ₂ , которое меньше, чем у R ₂ .Деталь образует ярлык, который удаляет R ₂ из цепи зарядки. Весь заряд проходит через R ₁ .

Уравнение 4 все еще применимо, за исключением того, что мы должны учитывать падение напряжения на диоде. Измените V _final на 4,3 В (5 минус падение диода 0,7), поверните рукоятку, и R ₁ выскочит.

Остерегайтесь допусков компонентов. Стандартные резисторы обычно составляют ± 5%. Конденсаторы сильно различаются; + 80 / -20% — обычный рейтинг для электролитов; Даже небольшая керамика может отличаться на ± 30%.

Другие мысли
Не забывайте учитывать сопротивление замкнутых переключателей oddball. Некоторые устройства из токопроводящего эластомера превышают 200 Ом.

Два переключателя из эластомера, которые я исследовал в прошлом месяце, вообще не дергались; их выход плавно увеличивался от нуля до + 5В. Цепи устранения дребезга SR и RC не нужны и не эффективны в этих случаях. Лучше запустить переключатель прямо на вход триггера Шмитта.

Никогда не подключайте выключатель без дребезга к часам триггера.Случайный хэш отскока обязательно запутает устройство. 74HCT74 имеет максимальное время нарастания и спада, равное 6 нс, что легко превосходит некоторые из 18 переключателей, которые я тестировал.

Для 74HC109 требуется минимальная ширина тактовой частоты 100 нс. В своих экспериментах я обнаружил, что импульсы короче этого значения. Его более высокотехнологичный брат, 74HFC109, на самом деле имеет вход синхронизации триггера Шмитта — это гораздо более безопасная часть для использования при подключении к реальным событиям.

Точно так же не привязывайте отключенные переключатели, даже если сработал Шмитт, для прерывания входов на ЦП.Обычно вывод прерывания поступает на тактовый вход внутреннего триггера. По мере того, как процессоры становятся более сложными, их таблицы данных содержат менее полезную электрическую информацию; они наводнены данными о программировании, но оставляют дизайнеров на произвол судьбы без полных временных характеристик. Обычно мы не знаем, что ЦП ожидает от максимального времени нарастания или минимальной ширины импульса. Эти внутренние провалы не идеальны, так что не заигрывайте с опасностями, скармливая их мусором.

В следующем месяце я подведу итоги конференции по встроенным системам.После этого подробнее о противодействии.

Джек Г. Гэнссл — лектор и консультант по вопросам разработки встроенных систем. Он проводит семинары по встроенным системам и помогает компаниям решать их проблемы. Свяжитесь с ним по адресу. Ответ читателя

Часто игнорируемый метод устранения дребезга, который я успешно использовал в игре, — это выборка выходного сигнала переключателя с подтягиванием в период, больший, чем длительность дребезга.

Перед рикошетом вход заведомо находится в одном состоянии.

При сэмплировании во время отскока состояние может считываться в любом состоянии.

Когда следующий образец будет закреплен, переключатель перестанет подпрыгивать в другом состоянии.

Эффект дребезга заключается в дрожании обнаружения изменения состояния на один период выборки.

Во многих случаях это приемлемо.

Я подозреваю, что это было бы неприемлемо в действительно быстродействующей «стрелялке», но в оригинальной PDP-1 «Spacewar!» Она много лет хорошо работала со многими переключателями.

— Стив Рассел

Спасибо за ответ. Мой метод очень похож на метод Стива Рассела и очень надежно работает с небольшими тактильными переключателями на печатной плате. Я часто слышу о том, что EE идут на невероятные меры, чтобы отразить переключатели, хотя часто этот очень простой метод работает хорошо с гораздо меньшими усилиями.

Я также использовал схему R1 (10k или меньше) + R2 (100k) + C (100nF) (постоянная времени 10 мс) прямо во вход ЦП, который дискретизируется каждые 20-50 мс. Я помню предыдущее состояние ввода.Если я сэмплирую, когда входной уровень недопустим, он может быть низким или высоким. Если он такой же, как и раньше, без изменений = штраф. Если сэмплы отличаются, значит, они меняются = нормально. Следующий образец будет стабильным. Не используйте этот метод для синхронизированных входов!

Прежде всего, используйте технику, которая подходит для используемых переключателей и входа IC. К счастью, я не вижу много контактов из эластомера…

— Ле Грант

Продолжить чтение

Пололу — 4.Переключатель подпрыгивает

Отскок переключателя — еще одна реальная проблема, которая возникает слишком быстро для человеческого восприятия, но может разрушить проект в области электроники. Когда переключатель включен, контакты должны физически перемещаться из одного положения в другое. Когда компоненты переключателя устанавливаются в новое положение, они механически подпрыгивают, в результате чего нижележащая цепь несколько раз размыкается и замыкается. Для разработчиков встроенных систем наиболее распространенная проблема связана с переключателями пользовательского интерфейса, в которых необходимо должным образом следить за правильным подсчетом количества нажатий и отпусканий переключателя пользователем.

Однако в контексте нашего переключателя питания и всплеска LC каждый дополнительный отскок контактов переключателя может вызвать новый набор всплесков, увеличивая вероятность разрушения цепи, которую мы включаем. Проблема обычно усугубляется с физически более крупными коммутаторами, которые необходимы для приложений с более высокой мощностью, поскольку более крупные коммутаторы имеют тенденцию дергаться в течение более длительного времени.

Чтобы изолировать эффекты отскока переключателя от эффектов LC, приведенные выше снимки экрана с отскоком переключателя были сделаны без конденсатора.Как только мы снова подключим конденсатор к цепи, мы сможем увидеть потенциально разрушительный комбинированный эффект отскока и скачков напряжения:

Результаты могут быть еще хуже, если выключатель вообще не используется, а вместо него подается питание путем прикосновения провода к цепи или подключения разъемов.

Часть II: Как уменьшить количество ошибок при переключении слаботочных сигналов

Ток утечки — это общая величина тока ошибки, протекающего через схему переключения в другое место, кроме ее выхода.Некоторые из основных факторов, влияющих на ток утечки, включают:

a. Уровень напряжения сигнала
б. Токи паразитных элементов в цепи
c. Ток, излучаемый компонентами в непосредственной близости от схемы переключения (например, соседний канал переключателя, источники высокого напряжения, флуоресцентное освещение и т. Д.)

Одним из многих факторов, влияющих на ток утечки, является уровень напряжения сигнала. Сигнал 1000 В вызовет намного больший ток утечки, чем сигнал 1 В.Это связано с тем, что в большинстве схем переключения между выводами реле и землей обычно присутствует некоторое сопротивление. Факторы, которые способствуют этому сопротивлению, включают собственное сопротивление печатной платы в модуле переключателя, упаковку компонентов и частицы пыли, которые могли осесть на поверхности печатной платы модуля. Несмотря на то, что это сопротивление обычно очень велико (диапазон ГОм), через него проходит небольшой ток. Ток, который теряется при протекании через резистор, является подмножеством тока утечки.Величина тока утечки зависит от уровня напряжения сигнала. Например, давайте рассмотрим ток утечки, возникающий при прохождении двух разных сигналов через схему, показанную на рисунке 2. Первый сигнал имеет уровень напряжения 1000 В, а второй — уровень напряжения 1 В. В схеме, показанной ниже, VS — уровень напряжения сигнала, iL — ток утечки, создаваемый VS и R, где R — сопротивление между реле и землей.

Рисунок 2 .Зависимость тока утечки от уровня напряжения сигнала

Помимо уровней сигналов, скрытые паразитные элементы, которые образуют часть схемы переключения, также вносят значительный вклад в чистый ток утечки в системе переключения. Схема на рисунке 3 выделяет некоторые из многих нежелательных элементов, которые могут находиться в реальной системе коммутации. CG — паразитная емкость между выводом реле и землей. Каждый раз, когда этот конденсатор разряжается, в цепи протекает ток утечки.RS — это сопротивление утечки через контакты реле, вызванное сопротивлением печатной платы, проводимостью воздуха, загрязнением и рядом других факторов. Это сопротивление, которое обычно находится в диапазоне ГОм, обеспечивает прохождение тока ошибки через переключатель, даже когда он разомкнут.

Еще одним источником тока утечки является влияние источников вне коммутационной цепи. Такие факторы, как загрязнение, пыль, сопротивление воздуха и сопротивление печатной платы, обеспечивают прохождение тока от таких источников, как люминесцентное освещение, источники высокого напряжения и соседний канал на модуле переключателя, для утечки в схему переключения.На рисунке 3 показано, как происходит утечка тока из одного канала в другой в модуле переключения через резистор Rsurface. Факторами, влияющими на Rsurface, являются сопротивление печатной платы в модуле переключателя, сопротивление в воздухе и частицы пыли на поверхности печатной платы.

Рисунок 3 : Ток утечки, вызванный соседним каналом коммутатора

Есть способы избежать утечки тока. Поскольку ток утечки вызывается паразитными элементами, присутствующими в цепи, важно убедиться, что цепь, измеряющая слаботочные сигналы, находится в среде с контролируемой влажностью и загрязнением.Влажный воздух лучше проводит электричество и, следовательно, имеет меньшее сопротивление, чем сухой воздух. Кроме того, изоляция между различными компонентами цепи может помочь увеличить сопротивление между ними и, таким образом, уменьшить токи утечки. Наконец, использование более коротких кабелей может помочь уменьшить токи утечки за счет снижения полезной индуктивности и импеданса в цепи.

Debounce | Контакт и катушка

Из-за более широкого использования твердотельных датчиков, таких как бесконтактные переключатели, вы с меньшей вероятностью увидите этот шаблон программирования релейной логики, но шаблон Debounce по-прежнему пригодится во многих проектах:

Debounce

Шаблон Debounce полезен, когда вы имеете дело с входами с «сухим контактом», которые могут быть подвержены «дребезгу».При замыкании цепи контакты могут дергаться, что может вызвать временные колебания входа между включенным и выключенным состояниями. Вход также может колебаться при размыкании контактов из-за дуги. Электрический шум от соседних сильноточных проводов может фактически вызвать электрические импульсы на ваших низковольтных входах, которые могут обмануть вашу логику, заставив думать, что вход находится в противоположном состоянии в течение очень короткого времени.

Паттерн Debounce — это вариант паттерна State Coil.В этом случае мы используем таймер задержки в качестве триггера катушки. Этот таймер «проверяет», что вход действительно включен, прежде чем мы изменим состояние нашей катушки памяти. Затем катушка герметизируется. Таймер задержки выключения используется, чтобы убедиться, что вход действительно отключен, прежде чем мы позволим нарушить герметичность в цепи катушки.

Время уставки для таймеров может быть изменено в соответствии с ситуацией. Если шаблон Debounce используется для подавления электрического шума, тогда таймеры, вероятно, можно сократить до нескольких миллисекунд, но если проблема заключается в механическом дребезге контакта, то может потребоваться 50 или 100 мс (или даже больше).

Шаблон Debounce имеет некоторые недостатки: во-первых, он задерживает время отклика машины при реакции на этот ввод. Мы хотим, чтобы большинство машин работало как можно быстрее, и мы хотим избежать ненужных задержек. Во-вторых, он потребляет таймеры, что больше беспокоит старые ПЛК с ограниченными ресурсами. В-третьих, это усложняет логику.

Некоторые программисты зашли так далеко, что добавили Debounce к каждому входу на машине. Из-за недостатков, которые я только что перечислил, я бы рассматривал добавление логики Debounce вслепую как анти-паттерн.Я предлагаю вам использовать этот шаблон только тогда, когда вы знаете, что он вам нужен, или там, где есть большая вероятность того, что он понадобится, исходя из прошлого опыта.

В большинстве случаев логики устранения дребезга можно избежать с помощью некоторых простых альтернатив. Во-первых, по возможности используйте твердотельные и / или качественные датчики и переключатели, которые с меньшей вероятностью отскочат. Во-вторых, проложите сильноточные провода на машине таким образом, чтобы они не проходили параллельно с слаботочной проводкой управления. В-третьих, проверьте, есть ли на ваших картах ввода функцию фильтра, которую вы можете включить или настроить.Фильтр можно использовать для фильтрации высокочастотных (коротких) импульсов от паразитных электрических шумов.

Паттерн Debounce часто сочетается с паттерном Input Map.

Другие шаблоны программирования релейной логики.

От вопросов и ответов

с TJ Byers

Срок службы контактов реле

Вопрос:

Я использую реле DPDT для управления двигателем постоянного тока на 90 В, который тянет 1,5 А при полной нагрузке. Контакты реле рассчитаны на 10 ампер при 240 В переменного тока.Проблема в том, что контакты приварены. Из древних воспоминаний я извлек идею о том, что я видел конденсатор, используемый на контактах для уменьшения дуги. Я просмотрел большую часть своих старых ресурсов по электротехнике и не нашел почти ничего, связанного с этой идеей.

Чтобы посчитать, что мне нужно, я выкопал формулу, что I = C dv / dt. Предполагая, что изменение напряжения (dv) составляет 90 вольт, время (dt) равно 1 мс, а ток составляет 1,5 ампера, я придумываю уравнение, что C (емкость, которая мне нужна) = 0.001 (1,5 / 90) или примерно 1,6 мФ для адекватного поглощения искры. Я подключил к точкам конденсатор на 2,2 мФ, 250 В, и, похоже, он работает без сбоев. У меня вопрос, а я хоть близко?

Грег Смит
через Интернет

Ответ:

Вы пришли к правильному ответу окольным путем — и ошиблись в своих вычислениях. Ответ на ваше уравнение на самом деле 16 мФ, а не 1,6 мФ, но 1,6 мФ — правильное значение. Практическое правило для этого метода — 0.От 5 до 1,0 мФ на ампер. В вашем случае 1,5 ампера составляют 1,5 мФ — очень близко к вашему «расчету» 1,6 мкФ. Однако вы были правы, выбрав для этого приложения конденсатор на 250 вольт. Правило большого пальца говорит от 200 до 300 вольт.

Однако следует соблюдать осторожность при использовании этого метода. По мере увеличения емкости увеличиваются заряд и количество накопленной энергии в конденсаторе. Это энергия и ток, которые должны отводиться через контакты — со скоростью I = C dv / dt, когда они замыкаются.(Видите, где играет ваша формула?)

Этого скачка тока может быть достаточно для сваривания контактов и фактически отмены вашего решения. Идеальный способ подавить дугу без риска повреждения контактов при последующем замыкании — это добавить резистор последовательно с конденсатором, как показано ниже. Сопротивление резистора обычно составляет от 0,5 до 1,0 Ом на вольт — в вашем случае около 50 Ом. Таким образом, правило без математики — 1 мФ на ампер и 0,5 Ом на вольт.

Чтобы выразить это математически, нам не потребуется ничего, кроме закона Ома и формулы заряда конденсатора.Когда точки разделяются (прерываются), текущий поток хочет продолжать течь, и он будет делать это, зажигая дугу. Критерии создания и поддержания дуги сложны, но достаточно сказать, что после того, как дуга зажжена, ее труднее погасить, потому что она создает свою собственную самоподдерживающуюся среду — так же, как лесной пожар создает свои собственные ветры, чтобы кормить себя.

Условия, необходимые для зажигания дуги, зависят от напряжения на размыкающих контактах (промежутке) и тока в данный момент.Теперь, если мы поместим конденсатор на контакты, крышка будет действовать как короткое замыкание при размыкании контактов. В этот момент крышка начинает заряжаться по формуле t = RC, где R можно рассчитать из R = E / I, где E — напряжение на точках, а I — ток, протекающий во время разрыва.

Если мы сможем уравновесить время зарядки конденсатора и время, необходимое для того, чтобы контакты открылись достаточно широко, чтобы напряжение не могло перепрыгнуть через промежуток, дуга подавляется. Обычно это 0.1 мс для Frame Relay того типа, который вы описываете. Подставляя эти значения в наши уравнения, мы получаем R = 90 В / 1,5 А = 60 Ом. Вычисляя емкость, получаем C = t / R = 0,0001 / 60 = 1,67 мФ.

Если вы пытаетесь выяснить математику для ограничителя напряжения переменного тока, забудьте об этом. Синусоидальная волна самозатухает, потому что она пересекает ноль.