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Jun 13, 2023

Prático

Clive 'Max' Maxfield | 24 de janeiro de 2023 Parece que foi há apenas algumas semanas que escrevi minha coluna "Construa circuitos mecânicos incríveis que funcionam exatamente como os eletrônicos. Mas como?" Conhecido como

Clive 'Max' Maxfield | 24 de janeiro de 2023

Parece que foi há apenas algumas semanas que escrevi minha coluna "Construa circuitos mecânicos incríveis que funcionam exatamente como os eletrônicos. Mas como?" Conhecida como Spintronics, esta criação astuta foi concebida por Paul e Alyssa Boswell, cuja fama anterior era um computador movido a bolinhas de gude chamado Turing Tumble.

A ideia por trás da Spintronics é criar análogos mecânicos giratórios de dispositivos elétricos e eletrônicos, onde essas implementações mecânicas são conectadas usando correntes como fios. Além de uma fonte de alimentação e chave, existem implementações mecânicas de junções, resistores, capacitores, indutores, transistores e um amperímetro.

Embora a Spintronics se destine principalmente a ser uma ferramenta educacional para os mais jovens, pessoalmente acredito que será do interesse de pessoas de todas as idades. A notícia incrível é que recentemente ouvi de Paul que os kits da Spintronics agora estão sendo enviados para todo o mundo.

Eu ficaria com vergonha de contar quantas horas passei com o Turing Tumble em meu escritório, e nem me atrevo a pensar em quanto tempo vou dedicar ao meu kit Spintronics quando ele chegar.

Talvez não seja surpreendente que uma coisa para a qual a Spintronics não fornece um analógico seja o salto do interruptor. A maioria dos não engenheiros presume que, quando ativa ou desativa uma chave seletora ou um botão de pressão, ela fecha e abre de forma limpa. Na realidade, esse interruptor irá saltar, o que significa que pode abrir e fechar em qualquer lugar até mais de 100 vezes durante um período que varia de microssegundos a milissegundos.

Apenas para rir e sorrir, usei meu confiável osciloscópio RIGOL DS1054 para capturar algumas formas de onda representativas do switch bounce, conforme ilustrado na imagem abaixo. De cima para baixo, temos os traços de uma chave seletora, uma chave seletora e uma chave limitadora (também conhecida como microinterruptor).

A chave representativa salta de uma chave seletora (parte superior), uma chave de botão (meio) e uma chave limitadora (parte inferior).

Até mesmo engenheiros praticantes podem ser pegos de surpresa pelo salto do interruptor, caso não tenham se deparado com isso antes. Introduzimos várias técnicas de software e hardware que podemos usar para mitigar o salto do switch em minha coluna "Como evitar que um switch invertido salte como uma bola de golfe caindo do telhado".

Uma das minhas soluções de hardware favoritas é usar um circuito integrado (IC) LS18 da LogiSwitch. Devo mencionar o fato de que um dos meus muitos “chapéus” é o de Diretor Técnico (CTO) da LogiSwitch, então posso ser um pouco tendencioso, mas acho que nossos ICs NoBounce são os “joelhos da abelha” no que diz respeito aos interruptores de debouncing .

O LogiSwitch LS18 de 3 canais aborda ruído e oscilação do switch.

Além do LS18 de 3 canais, também temos versões de 6 e 9 canais. Também é interessante, especialmente para mim quando estou criando meus projetos de hobby, que todos esses chips estão disponíveis em pacotes de chumbo passante (LTH) e tecnologia de montagem em superfície (SMT) (oferecemos pacotes ainda menores para aplicações especiais) .

A razão pela qual estou falando sobre tudo isso aqui é que recentemente decidimos criar uma pequena placa de circuito para demonstrar as capacidades do LS18 em conjunto com um dispositivo específico de um fabricante de switches líder do setor. Meu amigo Joe Farr, do Reino Unido, projetou esta placa de demonstração para mim em uma manhã chuvosa de sábado.

Placa de demonstração LS18.

Escondi os nomes da empresa e a mudança envolvida para proteger os inocentes (eu, por exemplo). Um ponto interessante que vale a pena notar é que - como visto na área marcada como “LogiSwitch LS18” - embora tenhamos decidido usar uma versão empacotada SOIC SN do nosso chip para esta demonstração, Joe também incluiu os pads para PDIP, MSOP MS e SOT23- 6 pacotes para fornecer uma comparação visual rápida do tamanho (o dispositivo SOT23-6 é tão pequeno que você mal consegue vê-lo).

Mas estamos divagando… O motivo desta coluna é o design da fonte de alimentação da placa. Como de costume para este tipo de aplicação, Joe criou isso de forma a permitir aos usuários conectar uma fonte CA ou CC de 7 V a 12 V (no caso de uma fonte CC, você pode usar qualquer polaridade; isto é , centro positivo ou centro negativo).