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Jun 13, 2023

ハンディ

クライヴ・'マックス'・マックスフィールド 2023 年 1 月 24 日 私がコラム「電子回路と同じように動作する素晴らしい機械回路を構築する。しかしどうやって?」を書いたのがほんの数週間前のことのようです。 として知られている

クライヴ・'マックス'・マックスフィールド 2023 年 1 月 24 日

私がコラム「電子回路と同じように動作する素晴らしい機械回路を構築する。しかしどうやって?」を書いたのがつい数週間前のことのようです。 スピントロニクスとして知られるこの狡猾な創造物は、ポール・ボズウェルとアリッサ・ボズウェルによって考案されました。ボズウェルの以前の名声は、チューリング タンブルと呼ばれる大理石を動力とするコンピューターでした。

スピントロニクスの背後にあるアイデアは、電気および電子デバイスの回転する機械的類似物を作成し、これらの機械的実装がワイヤとしてチェーンを使用して接続されることです。 電源とスイッチに加えて、接合部、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、トランジスタ、および電流計の機械的な実装があります。

スピントロニクスは主に若い人たちへの教育ツールとして意図されていますが、私は個人的には、あらゆる年齢層の人々にとって興味深いものになると信じています。 驚くべきニュースは、私が最近ポールからスピントロニクスキットが世界中に出荷されていると聞いたことです。

オフィスでチューリング タンブルを使って何時間過ごしたかを話すのは恥ずかしいし、スピントロニクス キットが到着したらそれにどれだけの時間を費やすことになるかについては考えたくもありません。

おそらく驚くことではないかもしれませんが、スピントロニクスがアナログを提供していないものの 1 つはスイッチ バウンスです。 エンジニア以外のほとんどの人は、トグル スイッチや押しボタン スイッチをオンまたはオフにするときに、スイッチがきれいに閉じたり開いたりすると思い込んでいます。 実際には、そのスイッチはバウンスします。つまり、マイクロ秒からミリ秒の範囲で最大 100 回以上開閉する可能性があります。

笑いとニヤリと笑うために、私は信頼できる RIGOL DS1054 オシロスコープを使用して、以下の図に示すようないくつかの代表的なスイッチ バウンス波形をキャプチャしました。 上から下に、トグル スイッチ、押しボタン スイッチ、リミット スイッチ (別名マイクロスイッチ) のトレースがあります。

トグルスイッチ（上）、押しボタンスイッチ（中）、リミットスイッチ（下）からの代表的なスイッチバウンス。

練習中のエンジニアでも、これまでスイッチ バウンスに遭遇したことがなければ、スイッチ バウンスに巻き込まれる可能性があります。 私のコラム「屋根から落ちたゴルフボールのように、反転したスイッチが跳ねないようにする方法」では、スイッチのバウンスを軽減するために使用できるさまざまなソフトウェアおよびハードウェアのテクニックを紹介しました。

私のお気に入りのハードウェア ソリューションの 1 つは、LogiSwitch の LS18 集積回路 (IC) を使用することです。 私の多くの「帽子」の 1 つは LogiSwitch の最高技術責任者 (CTO) であるという事実について言及しておく必要があります。そのため、私は少し偏見があるかもしれませんが、当社の NoBounce IC はデバウンス スイッチに関しては「蜂の膝」であると考えています。 。

3 チャンネル LogiSwitch LS18 は、ノイズとスイッチ バウンスの両方に対処します。

3 チャンネルの LS18 に加えて、6 チャンネルおよび 9 チャンネルのバージョンもあります。 また、特に趣味のプロジェクトを作成するときに興味深いのは、これらすべてのチップがリード スルーホール (LTH) および表面実装技術 (SMT) パッケージで提供されていることです (特殊な用途にはさらに小型のパッケージも提供しています)。 。

ここで私がこのすべてについて困惑している理由は、最近、業界をリードするスイッチ メーカーの特定のデバイスと組み合わせて LS18 の機能を実証するための小さな回路基板を作成することにしたからです。 英国の友人ジョー・ファーが、ある雨の土曜日の朝、私のためにこのデモボードを設計してくれました。

LS18デモボード。

私は、無実の人々 (たとえば私) を守るために、関係する会社名とスイッチの名前を隠しました。 注目に値する興味深い点の 1 つは、「LogiSwitch LS18」とマークされた領域に見られるように、このデモではチップの SOIC SN パッケージ バージョンを使用することにしましたが、Joe は PDIP、MSOP MS、および SOT23 用のパッドも含めていることです。 6 つのパッケージを使用して、視覚的にサイズを簡単に比較できます (SOT23-6 デバイスは非常に小さいため、ほとんど見えません)。

しかし、話はそれました…このコラムの理由は、ボードの電源設計です。 このタイプのアプリケーションではいつものように、Joe はユーザーが 7 V ～ 12 V の AC または DC 電源を接続できるようにこれを作成しました (DC 電源の場合は、どちらの極性でも使用できます)。 、センターポジティブまたはセンターネガティブ）。