Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche Hardware Entprellung ist sinnvoll?


von *** (Gast)


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hallo zusammen,

ich habe mir den Beitrag hier auf der Seite zur Entprellung durchgelesen 
und hätte noch Fragen dazu.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung

Ich verwende mehrere Wechselschalter und Taster, die ich per Hardware 
entprellen will. Ich habe noch nicht ganz den Unterschied zwischen 
"Wechsler enptrellen mit Kondensator" und  "Einfache Taster" verstanden.

Wieso reicht mir bei "einfachen Tastern" nicht auch ein RC-Tiefpass und 
wieso benötige ich dort zusätzlich den invertierenden Schmitt-Trigger. 
Wäre es sinnvoll, auch bei den "Wechslern" ein Schmitt-Trigger zu 
verwenden?

von Clemens L. (c_l)


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*** schrieb:
> Wieso reicht mir bei "einfachen Tastern" nicht auch ein RC-Tiefpass und
> wieso benötige ich dort zusätzlich den invertierenden Schmitt-Trigger.

Weil aus dem RC-Tiefpass keine ordentlichen Signalflanken herauskommen.

Die Seite sagt:
> Zu beachten ist, dass der Inverter unbedingt einer mit Schmitt-Trigger-
> Eingängen sein muss, weil bei Standard-Logikeingängen im Bereich von
> üblicherweise 0,8V - 2,0V der Ausgang nicht definiert ist.

*** schrieb:
> Wäre es sinnvoll, auch bei den "Wechslern" ein Schmitt-Trigger zu
> verwenden?

Es würde nicht schaden. Aber wenn ein Wechsler erst mal geschaltet hat, 
ist es egal, was er danach macht.

von *** (Gast)


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Clemens L. schrieb:
> Es würde nicht schaden. Aber wenn ein Wechsler erst mal geschaltet hat,
> ist es egal, was er danach macht.

Genau damit tue ich mir im Moment schwer, warum ist das bei einem 
Wechsler egal und bei einem Taster nicht.

von MaWin (Gast)


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*** schrieb:
> warum ist das bei einem
> Wechsler egal und bei einem Taster nicht.

Ein Wechsler hat 3 Zustande: plus, offen und minus. Prellen findet nur 
zwischen plus und offen oder minus und offen statt. Damit wird der C im 
RC Glied entweder nur aufgeladen (prellen nach plus) oder bleibt 
wgeladen wie er war (offen), oder wird nur entladen (Verbindung nach 
miinus) oder bleibt wie er war (offen), sie Spannung steigt also 
entweder monoton (beim drücken), oder sie fällt monoton (beim 
loslassen).

Ein Taster ist nur offen oder geschlossen, per pull up liegt am RC Glied 
damit entweder plus oder minus. Damit wird der C im RC Glied immer auf 
oder entladen, die Spannung steigt und sinkt immerzu und genau das, rauf 
und runterschwankende Spanung, beeinflusst den Eingang der dann an der 
Schaltgrenze ein ständiges an und aus, also prellen, sieht.

verhindern kann man das mit einem Enigang mit Hysterese, also ein 
Schmitt Trogger, die Hysterese muss grsser sien als das auf und ab 
während der Prellmomente.

Beim Wechselschalter tun es normale Eingänge, denn haben die mal 
geschaltet, wandert die Spannung nicht wieder über die Schaltschelle 
zurück.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Vielleicht übersiehst du, dass üblicherweise mit Tatstern mit jedem 
Tastendruck etwas anderes bewirkt wird, also z. B. beim ersten Licht an, 
beim zweiten Licht aus. Oder einen Zähler weiter zählen.

Wenn also die zweite Flanke beim Prellen als solche erkannt wird, wird 
das Licht gleich wieder ausgeschaltet. Oder der Zähler springt 2 weiter. 
Ich habe hier das Gerät eines namhaften Bausatz-Herstellers, da werden 
auch mal 3 oder 4 statt des einen Tastendrucks erkannt.

Solange das Licht nur leuchten soll, wenn der Taster gedrückt ist, 
braucht du auch nicht zu entprellen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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MaWin schrieb:
> Beim Wechselschalter tun es normale Eingänge, denn haben die mal
> geschaltet, wandert die Spannung nicht wieder über die Schaltschelle
> zurück.

Wenn allerdings die Zeitkonstante R*C zu groß ist und die Spannung zu 
langsam durch den Schaltpunkt des Gatters geht, kann das Gatter durch 
eingekoppelte Störungen oder Störungen auf Vcc am Ausgang ein eigenes 
"Prellen" erzeugen.

Daher gilt der Grundsatz bei Digitalschaltungen: die Flankensteilheit 
von Eingangssignalen sollte sich in der Größenordnung der 
Flankensteilheit der Ausgangssignale bewegen.

Ein Schmitt-Trigger ist also auch hier nicht ganz falsch...

Gruß Dietrich

von *** (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Solange das Licht nur leuchten soll, wenn der Taster gedrückt ist,
> braucht du auch nicht zu entprellen.

Ja das stimm, aber ich will auch die Anzahl an Betätigungen des 
Schalters zählen.

MaWin schrieb:
> sie Spannung steigt also
> entweder monoton (beim drücken), oder sie fällt monoton (beim
> loslassen).

MaWin schrieb:
> Damit wird der C im RC Glied immer auf
> oder entladen,

Tut mir Leid. Ich stehe gerade echt auf dem Schlauch. Für mich scheint 
es einfach so, als wäre das bei beiden gleich. Das mit dem Auf- und 
Entladen ist mir auch klar, allerdings verstehe ich nicht, warum man 
beim Wechsler keinen Schmitt-Trigger benötigt.

von B. S. (bestucki)


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Dietrich L. schrieb:
> Ein Schmitt-Trigger ist also auch hier nicht ganz falsch...

Es geht aber um Wechsler und für einen Wechsler wird kein RC-Glied 
benötigt, da nach dem Wechsler direkt ein Flip Flop ist.
Siehe: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung#Wechselschalter

Die Flankensteilheit wird locker reichen, wenn die Pull-ups nicht 
hochohmig sind. Es müssen nur parasitäre Kapazitäten umgeladen werden. 
Wenn der Aufbau nicht riesig ist, sind das ein paar pF.

von *** (Gast)


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Be S. schrieb:
> für einen Wechsler wird kein RC-Glied
> benötigt, da nach dem Wechsler direkt ein Flip Flop ist.

Dies ist ebenfalls eine Möglichkeit zum Entprellen. Mir geht es aber um 
die Variante darunter "Wechsler mit Kondensator", also ohne FF und nur 
mit RC.

von mr.confused (Gast)


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Hm wo bleibt der allmächtige Peter Danegger?

von B. S. (bestucki)


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*** schrieb:
> Dies ist ebenfalls eine Möglichkeit zum Entprellen. Mir geht es aber um
> die Variante darunter "Wechsler mit Kondensator", also ohne FF und nur
> mit RC.

Ups, da habe ich mich verlesen. Solange der Kontakt des Wechslers in der 
Luft liegt, kann sich der Kondensator nicht entladen und hält seine 
Spannung (Kann sich entladen, wenn der "Ausgang" belastet wird). Dann 
hat Dietrich natürlich recht, ein Schmitt-Trigger wäre angebracht.

Bei einem Taster wird beim Prellen der Kondensator durch den Pull-up 
wieder umgeladen, dies ist der Unterschied zwischen den Beiden.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


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*** schrieb:
> allerdings verstehe ich nicht, warum man
> beim Wechsler keinen Schmitt-Trigger benötigt.

Dann müsstest du ja einen Fall konstruieren können, bei dem Prellen zu 
Fehlfunktion führt. Das wirst du aber nicht können. Also: Versuch's mal.

von Dietrich L. (dietrichl)


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*** schrieb:
> Be S. schrieb:
>> für einen Wechsler wird kein RC-Glied
>> benötigt, da nach dem Wechsler direkt ein Flip Flop ist.
>
> Dies ist ebenfalls eine Möglichkeit zum Entprellen. Mir geht es aber um
> die Variante darunter "Wechsler mit Kondensator", also ohne FF und nur
> mit RC.

In der Version ist der Kondensator der Speicher (das "Flip-Flop"). Er 
muss nur die Spannung halten in den Pausen, in denen der Kontakt 
"abgehoben" ist. Er kann also recht klein sein.

Wenn aber die Zeitkonstante R*C groß gewählt wurde (z.B. aus Gründen der 
Störfestigkeit) kann ich nur wiederholen:

Dietrich L. schrieb:
> Ein Schmitt-Trigger ist also auch hier nicht ganz falsch...

Gruß Dietrich

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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In der Theorie ist beim Wechselschalter mit nachgeschaltetem Tiefpass
das Ausgangssignal bei gedrücktem Schalter monoton fallend und bei
losgelassenem Schalter monoton steigend. Deswegen braucht man in der
Theorie keinen Schmitt-Trigger nachzuschalten.

In der Praxis hat man es aber mit

- Rauschen auf den Leitungen,

- Leckströmen im Kondensator und

- nicht perfekt konstanter Schaltschwelle des nachfolgenden
  Digitaleingangs

zu tun. Damit ist die Monotonie des Signals, bezogen auf die
Schaltschwelle, nicht mehr garantiert.

Des Weiteren erwarten die Eingänge vieler Digitalbausteine eine
Mindestanstiegs- und -abfallgeschwindigkeit des Eingangssignals. Wird
diese nicht eingehalten, arbeitet die Schaltung nicht zuverlässig, neigt
zum Schwingen oder hat für die Dauer, in der sich das Eingangsignal
zwischen dem spezifizierten Low- und High-Pegel befindet, einen erhöhten
Stromvberbrauch.

Deswegen sollte, damit die Entprellung wirklich sauber und zuverlässig
funktioniert, dem Tiefpass immer ein Schmitt-Trigger folgen. Die
Hysterese des Schmitt-Triggers kann allerdings beim Wechselschalter
i.Allg. geringer sein. Wie groß sie sein muss, kannst du aus der zu
erwartenden maximalen Prellzeit, der Zeitkonstante des Tiefpasses und
der Logikspannung leicht ausrechnen.

Einige Mikrocontroller haben von Hause aus eine leichte Hysterese an den
Eingängen. Ist diese groß genug, kann ein separater Schmitt-Trigger
natürlich entfallen. Das gilt dann aber nicht nur für den Wechsel-,
sondern auch für den einfachen Schalter.

Die zuverlässigste, wenn auch aufwendigste Lösung ist aber immer noch
die mit dem Flipflop, da sie völlig unabhängig von der Prellzeit
funktioniert.

von MaWin (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Einige Mikrocontroller haben von Hause aus eine leichte Hysterese an den
> Eingängen. Ist diese groß genug, kann ein separater Schmitt-Trigger
> natürlich entfallen. Das gilt dann aber nicht nur für den Wechsel-,
> sondern auch für den einfachen Schalter.

Na ja, wenn man einen Taster an einen Microcontroller anschliesst, kann 
der den auch gleich in Software entprellen, und sich die externen 
Bauteile sparen.
Wenn man dafür keine Flankeninterrupts verwendet, funktioniert das sogar 
betriebssicher.

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