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Oct 01, 2023

스위치 디바운스 최종 가이드(2부)

이 미니시리즈의 1부에서 논의한 것처럼 스위치를 작동할 때

이 미니시리즈의 1부에서 논의한 것처럼 스위치를 작동하면 새로운 상태로 돌아가기 전에 여러 번 바운스될 수 있습니다(스위치 유형 및 스위치 용어 열 참조). 이는 스위치의 접점이 일반적으로 탄력 있는 금속으로 만들어지기 때문에 발생합니다. 서로 충돌할 때 추진력과 탄력성으로 인해 안정적인 접촉이 이루어지기 전에 한 번 이상 튕겨 나갈 수 있습니다. 대화 상대에 따라 이는 "스위치 바운스", "컨택 바운스" 또는 "채터"로 알려져 있습니다.

그 결과, 스위치가 켜졌을 때 0에서 전체 전류로, 스위치가 꺼졌을 때 그 반대로 완전히 전환되는 대신 빠르게 펄스 전류가 발생합니다. 스위치 바운스는 전원 회로(예: 벽걸이형 전등 스위치)와 같은 일부 응용 분야에서는 문제가 되지 않지만 OnOff 펄스를 데이터 스트림으로 잘못 해석할 만큼 빠르게 반응하는 논리 회로 및 마이크로 컨트롤러 기반 시스템에서는 문제를 일으킬 수 있습니다. .

탄력 탄력

스위치 바운스는 토글 스위치, 로커 스위치, 푸시 버튼 스위치 등 우리가 일반적으로 사용하는 모든 스위치에서 발생합니다. 역설적이게도 영향을 받지 않는 유일한 스위치는 수은 틸트 스위치와 같이 거의 사용하지 않는 스위치입니다. 이는 스위치가 닫힐 때와 다시 열릴 때도 발생합니다. 아래 그림과 같이 SPST-NO(단극, 단투, 상시 열림) 토글 스위치부터 시작해 보겠습니다.

SPST-NO 토글 스위치의 바운스 스위치(이미지 출처: Max Maxfield)

때로는 바운스가 +ve와 0V 사이까지 이동하는 경우도 있습니다. 이것을 "클린" 바운스라고 부르겠습니다.

때로는 신호가 전체 방향으로 전환되지 않고 대신 초기 값과 일부 중간 전압 사이에서 앞뒤로 진동합니다. 이것이 공식적인 용어는 아니지만 이러한 바운스를 "더티" 바운스라고 부르겠습니다. 때로는 바운스 유형이 무작위로 혼합되는 경우도 있습니다.

유일한 상수는 변경입니다. 각 스위치는 고유한 방식으로 작동하기 때문입니다. 더 나쁜 것은 이전 칼럼에서 언급했듯이 "동일한 스위치라도 온도, 습도, 시간, 우세한 바람의 방향, 체크 무늬 폴리에스테르 골프 바지의 색상에 따라 특성이 달라질 수 있습니다."입니다.

다음으로, 아래 그림과 같이 SPDT(단극, 이중 던짐) 토글 스위치를 고려해 보겠습니다(단순화를 위해 깨끗한 바운스만 표시하겠습니다).

SPDT 토글 스위치의 바운스 스위치(이미지 출처: Max Maxfield)

스위치가 가장 일반적인 특징인 "비단락 스위치"라고도 알려진 BBM(Break-Before-Make) 범주에 속한다고 가정합니다. 내 스위치 용어 열에서 설명한 것처럼 이는 이동 접점이 다른 던지기와 새로운 연결을 만들기 전에 현재 던지기와의 기존 연결을 끊는 것을 의미합니다.

스위치 바운스의 경우 이는 먼저 파손(열림)되는 터미널에서 바운싱이 확인된 다음 짧은 지연이 뒤따르고 이어서 터미널(닫힘)에서 바운싱이 발생함을 의미합니다.

위에 표시된 회로와 관련하여 논리 0 = 0V 및 논리 1 = +ve라고 가정하면 이는 스위치가 안정된 상태에 있을 때 NO 및 NC 단자가 10 및 01이고, 안정 상태에서는 (잠재적으로) 11임을 의미합니다. 상태 간에 전환할 때 "깨끗한" 경우 바운스되지만 결코 00이 아닙니다. 이것이 중요한가요? 글쎄요, SPDT 스위치의 소프트웨어에서 디바운스를 수행하기로 결정한 경우일 수 있습니다(솔직히 스위치당 마이크로컨트롤러의 핀 두 개를 사용하기 때문에 그럴 가능성은 없지만 우리는 불확실한 세상에 살고 있으며 모든 것이 가능한).

시끄러워 시끄러워

그리 멀지 않은 미래에 우리는 스위치 바운스를 해결하기 위한 다양한 기술에 대해 논의할 것입니다. 우리가 염두에 두어야 할 한 가지는 누화(시스템의 다른 케이블에서 발생), 케이블 전류로 인한 EMI(전자기 간섭), RFI(무선 주파수 간섭) 등 다양한 소스에서 발생할 수 있는 잡음의 가능성입니다. 신호를 방출하는 무선 시스템, 누군가가 시스템을 만지는 등의 ESD(정전기 방전)(ESD의 모험 참조), 정전기 간섭 및 번개와 같은 자연적 원인이 있습니다.