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Jul 07, 2023

Maneggevole

Clive 'Max' Maxfield | 24 gennaio 2023 Sembra che solo un paio di settimane fa ho scritto la mia rubrica "Costruisci incredibili circuiti meccanici che funzionano proprio come quelli elettronici. Ma come?" Conosciuto come

Clive 'Max' Maxfield | 24 gennaio 2023

Sembra che solo un paio di settimane fa ho scritto la mia rubrica "Costruisci incredibili circuiti meccanici che funzionano proprio come quelli elettronici. Ma come?" Conosciuta come Spintronics, questa astuta creazione è stata concepita da Paul e Alyssa Boswell, la cui precedente pretesa di fama era un computer alimentato da biglie chiamato Turing Tumble.

L'idea alla base di Spintronics è quella di creare analoghi meccanici rotanti di dispositivi elettrici ed elettronici, in cui queste implementazioni meccaniche sono collegate utilizzando catene come fili. Oltre all'alimentatore e all'interruttore, sono disponibili implementazioni meccaniche di giunzioni, resistori, condensatori, induttori, transistor e un amperometro.

Sebbene la Spintronica sia intesa principalmente come strumento educativo per i più giovani, personalmente credo che sarà interessante per persone di tutte le età. La notizia fantastica è che recentemente ho sentito da Paul che i kit Spintronics vengono ora spediti in tutto il mondo.

Sarei in imbarazzo a dirvi quante ore ho trascorso con il Turing Tumble nel mio ufficio, e non oso nemmeno pensare alla quantità di tempo che dedicherò al mio kit Spintronics quando arriverà.

Forse non sorprende che una cosa per cui Spintronics non fornisce un analogo sia il rimbalzo degli interruttori. La maggior parte dei non ingegneri presuppone che quando attivano o disattivano un interruttore a levetta o un interruttore a pulsante, si chiude e si apre in modo pulito. In realtà, l’interruttore rimbalza, il che significa che può aprirsi e chiudersi ovunque fino a 100+ volte in un periodo che va dai microsecondi ai millisecondi.

Solo per ridere e sorridere, ho usato il mio fidato oscilloscopio RIGOL DS1054 per catturare alcune forme d'onda rappresentative del rimbalzo dell'interruttore, come illustrato nell'immagine qui sotto. Dall'alto al basso abbiamo le tracce di un interruttore a levetta, un interruttore a pulsante e un interruttore di finecorsa (noto anche come microinterruttore).

L'interruttore rappresentativo rimbalza da un interruttore a levetta (in alto), un interruttore a pulsante (al centro) e un interruttore di finecorsa (in basso).

Anche gli ingegneri praticanti possono essere colti di sorpresa dal rimbalzo dell'interruttore se non l'hanno mai incontrato prima. Abbiamo introdotto varie tecniche software e hardware che possiamo utilizzare per mitigare il rimbalzo dell'interruttore nella mia rubrica "Come evitare che un interruttore capovolto rimbalzi come una pallina da golf caduta dal tetto".

Una delle mie soluzioni hardware preferite consiste nell'utilizzare un circuito integrato (IC) LS18 di LogiSwitch. Dovrei menzionare il fatto che uno dei miei tanti "cappelli" è quello di Chief Technical Officer (CTO) presso LogiSwitch, quindi potrei essere un po' di parte, ma penso che i nostri circuiti integrati NoBounce siano le "ginocchia d'ape" per quanto riguarda gli interruttori antirimbalzo .

LogiSwitch LS18 a 3 canali risolve sia il rumore che il rimbalzo dell'interruttore.

Oltre all'LS18 a 3 canali, disponiamo anche di versioni a 6 e 9 canali. Un'altra cosa interessante, soprattutto per me quando creo i miei progetti hobby, è che tutti questi chip sono disponibili nei pacchetti lead through-hole (LTH) e con tecnologia a montaggio superficiale (SMT) (offriamo pacchetti ancora più piccoli per applicazioni speciali) .

Il motivo per cui sto divagando su tutto questo qui è che recentemente abbiamo deciso di creare un piccolo circuito stampato per dimostrare le capacità dell'LS18 insieme a un dispositivo specifico di un produttore di interruttori leader del settore. Il mio amico Joe Farr nel Regno Unito ha progettato per me questa scheda dimostrativa un sabato mattina piovoso.

Scheda dimostrativa LS18.

Ho nascosto i nomi dell'azienda e l'interruttore coinvolto per proteggere gli innocenti (me, per esempio). Un punto interessante che vale la pena notare è che, come visto nell'area contrassegnata con "LogiSwitch LS18", sebbene abbiamo deciso di utilizzare una versione SOIC SN del nostro chip per questa demo, Joe ha incluso anche i pad per PDIP, MSOP MS e SOT23- 6 pacchetti per fornire un rapido confronto visivo delle dimensioni (il dispositivo SOT23-6 è così piccolo che riesci a malapena a vederlo).

Ma stiamo divagando... Il motivo di questo articolo è il design dell'alimentatore della scheda. Come di consueto per questo tipo di applicazione, Joe lo ha creato in modo da consentire agli utenti di collegare una sorgente AC o DC da 7 V a 12 V (nel caso di una sorgente DC, è possibile utilizzare entrambe le polarità; cioè , centro positivo o centro negativo).