可保证长期使用寿命的开关检测电路

德国产品的高质量是大家有目暏的。德国有深入骨子的严谨态度。

他们所住的房子也非常坚固，墙体非常厚实，听不到隔壁房间的任何声音。

很多房子都有几十上百年的历史，仍然完好无损。

其中很多用于访问呼叫的简易门铃也是使用了十几年，仍然正常工作。

近几年，也逐步复用门铃线做升级改造，改装成可传输语音和视频的楼宇对讲系统。

使用十几年之后，电线和按键依然光亮如新，没有任何腐蚀痕迹。

之前以为跟材质以及环境有比较大的关系。

后来才知道即使是开关的检测电路也有讲究。

湿电流

湿电流是为了避免机械开关(开关、继电器等)的触点被氧化所需要的最小电流。

当开关触点长期工作，特别是在高温、高湿的环境上长期工作之后，

原来用于增加导通能力的触点薄膜将会发生氧化，使得触点接触不良，

导致电路导通不良或者不再导通，从而无法给负载提供足够的电流或者无法检测到开关闭合;

当流过触点的电流足够大时，在触点闭合的瞬间，在触点附近会产生甚至肉眼不可见的小火花。

这个小火花可以烧毁触点形成的氧化层或者聚积在触点周围的杂质。

从而可以保证开关的使用寿命。

对于汽车电子，根据某SDS的规定，开关输入检测：

对于低边开关，上拉电阻阻值必须为1.3kohm+/- 5%，汽车工作电压典型值为12.8V，开关湿电流约为10mA;

对于高边开关，则规定在工作电压为12.8V时，湿电流需要达到13mA。

万万没想到的细节

根据对湿电流作用以及SDS的了解，不难理解提供足够的湿电流保证开关使用寿命的方法。

万万没想到，德国人检测的按键居然是需要提供双向交流的湿电流。

据了解，这跟闭合瞬间产生的火花的方向有关，如果电流只有一个流向，

大部分情况下，只在开关触点的一边产生火花，只能烧毁一边的杂质和氧化物。

另一边依然会产生氧化物以及聚集杂质，导致整个开关无法导通。

检测电路如下：

可保证长期使用寿命的开关检测电路

电路中，通过由Q1、Q2、Q6、Q5组成的桥式驱动电路给开关提供双向交流的湿电流;

软件以20ms的周期输出驱动信号;

在开关的一端接入Q7组成的隔离电平，将开关的电平状态送入单片机检测;

在0-10ms，单片机在YOUT_00、YOUT_03脚输出高电平，而YOUT_01，YOUT_02脚输出低电平;

在10-20ms，单片机在YOUT_01、YOUT_02脚输出高电平，而YOUT_00，YOUT_03脚输出低电平;

当开关没有被按下时，单片机检测到的电平与同时刻单片机在YOUT_00、YOUT_03脚输出的电平相反;

当开关被按下时，单片机在整个周期内都检测到低电平;

而开关被操作相对于H桥的驱动是一个随机事件，如图所示，开关被按下时，湿电流从左流向右或者从右流向左的机会的均等的。

各有50%的概率，这样就保证在开关触点的两边都有机会产生火花。

当我们惊叹于德国产品的精良品质时，

应该深入学习他们对一些看似微不足道的细节的处理态度和方法，

而不该跟某些网友一样肤浅地认为这是一眼就能看明白的事情，大费周章长篇大论，完全没有必要。

文章来源头条号IT自动化交流。

审核编辑：汤梓红