W tym momencie nastąpiło crescendo muzyki i na ekranie pojawił się napis „Intermission” (antrakt), tak jak podczas pierwszych projekcji tego filmu w kinach. „Nie no, to było najgorsze zakończenie filmu, jakie kiedykolwiek widziałem” – powiedział Joseph, który, jak się okazało, nie ma pojęcia, co oznacza słowo „Intermission”. Trzeba było widzieć jego minę, kiedy zapewniłem go, że jesteśmy dopiero w połowie filmu i przed nami jeszcze tyle samo. Nagle zdałem sobie sprawę, że rozmawiam z pustą przestrzenią, w której przed chwilą siedział chłopiec. Byłem pod ogromnym wrażeniem. Nie miałem pojęcia, że on potrafi tak szybko wyskoczyć z pokoju. A skoro mowa o wyskakiwaniu...
Załączam (i wyłączam) pozdrowienia
Jednym z tematów, które poruszyliśmy w moim poprzednim artykule (część 25., EdW 10/2025), było „odbijanie” przełącznika, czyli: po załączeniu lub wyłączeniu przełącznika, takiego jak przycisk lub przełącznik dwustabilny, nie przechodzi on płynnie ze stanu logicznego 0 do 1 lub odwrotnie, lecz może się odbijać w tę i z powrotem nawet ponad 100 razy, zanim ustabilizuje się w nowym stanie. Na potrzeby dyskusji skupiliśmy się na przełączniku jednobiegunowym jednopozycyjnym (SPST) i omówiliśmy dwa rozwiązania programowe, które można wykorzystać do eliminacji drgań („wyczyszczenia”) sygnału pochodzącego z przełącznika. Pierwsze z tych rozwiązań polegało na zastosowaniu zmyślnego licznika, natomiast drugie wykorzystywało rozbudowany rejestr przesuwający.
Osobiście uważam, że temat przełączników w ogóle, a w szczególności ich „odbijania”, jest niezwykle interesujący i skłania do refleksji. Zawsze można nauczyć się czegoś nowego. Na przykład: jaka jest precyzyjna definicja przełącznika? No cóż, w najprostszym ujęciu przełącznik można opisać jako element elektryczny, który może „łączyć” lub „rozłączać” obwód elektryczny (co wyjaśnia terminy „załączanie” i „rozłączanie”, których używamy), przerywając w ten sposób przepływ prądu elektrycznego lub przekierowując prąd z jednego przewodnika do drugiego.
Terminami funkcjonującymi w żargonie inżynierów elektryków, mogącymi dezorientować początkujących, są „bieguny” i „styki”. W kontekście przełączników liczba biegunów określa liczbę odrębnych obwodów, którymi może sterować przełącznik.
Tak więc przełącznik z tylko jednym biegunem („jednobiegunowy”) może sterować tylko jeden obwód, przełącznik z dwoma biegunami („dwubiegunowy”) – dwa oddzielne obwody, i tak dalej. Natomiast termin „styki” określa liczbę możliwych połączeń w każdym z biegunów przełącznika. Tak więc, jeśli przełącznik ma tylko jeden styk („jednostykowy”), to w każdym z jego biegunów połączenie może być zrealizowane tylko na jeden sposób; jeśli przełącznik ma dwa styki („dwustykowy”), to każdy z biegunów ma dwa możliwe układy połączeń, i tak dalej.
W przypadku takich elementów jak włączniki dzwonkowe i dźwigniowe, mamy tendencję do postrzegania „styków” jako elementów stałych, a „biegunów” jako części ruchomych. Oznaczałoby to, że „bieguny” są „stykami” związanymi z ruchomymi elementami przełącznika. To z kolei prowadzi nas do rozważenia różnicy między terminami „styki” i „zaciski”. Ja uważam, że „styki” to coś, co jest wewnątrz przełącznika, natomiast „zaciski” są wyprowadzeniami na zewnątrz przełącznika. Każdy „styk” jest podłączony do jednego lub więcej „zacisków”.
Ubaw razy dwa
Podnieśmy nieco poprzeczkę i zajmijmy się przełącznikiem jednobiegunowym dwustykowym (SPDT). W tym przypadku „biegun” jest zwykle określany jako zacisk „wspólny” i bywa oznaczany jako COM. Jeden ze „styków” będzie opisany jako „normalnie otwarty” (NO), a drugi jako „normalnie zamknięty” (NC). Terminy te wywodzą się ze stanu zacisków, gdy przełącznik jest w stanie nieaktywnym/wyłączonym (cokolwiek by to nie oznaczało).
Aby zabawa była jeszcze większa, przełączniki SPDT, z których większość z nas korzysta na co dzień i na których skupiamy się w tym artykule, są klasyfikowane jako „break-before-make” (BBM). Termin ten oznacza, że gdy przełącznik jest załączany ew. wyłączany, styk biegunowy jest odłączany od jednego styku jeszcze zanim nastąpi połączenie z drugim stykiem (nazwa polska: przełączniki przerwowe – przypis redaktora). Istnieją również przełączniki „make-before-break” (MBB), w których nowe połączenie jest dokonywane przed rozwarciem starego (nazwa polska: przełączniki bezprzerwowe – przypis redaktora). Tego typu przełączniki zazwyczaj zachowujemy na specjalne okazje.
Ciekawą sprawą, na którą w przypadku przełącznika SPDT BBM należy zwrócić uwagę, jest to, że ze względu na jego konstrukcję fizyczną styk, który jest rozłączany, zawsze zakończy odbijanie na jakiś czas przed rozpoczęciem odbijania styku, który zostaje łączony. Ten fakt sprawia, że niezwykle łatwo jest wdrożyć proste i solidne rozwiązanie programowe zapobiegające odbiciom. Załóżmy, że przełącznik rozpoczyna pracę w stanie nieaktywnym, gdzie NO=1, a NC=0.
W tym przypadku należy wykryć pierwszy moment, w którym NO=0, a NC=1, a który oznacza, że styk NC zakończył drgania, a styk NO właśnie zaczyna przechodzić w stan aktywny. W zasadzie wystarczy jedynie wykryć pierwszy moment, w którym NO=0. Analogicznie – gdy przełącznik znajduje się w stanie aktywnym (NO=0 i NC=1), to należy wykryć pierwszy moment, w którym NO=1 i NC=0, co będzie oznaczało, że styk NO zakończył odbicia, a styk NC właśnie zaczyna przechodzić w stan załączenia. A zasadniczo wystarczy wykryć pierwszy moment, w którym NC=0.
Z powodów, które wkrótce staną się oczywiste, istotne jest spostrzeżenie, że istnieją tylko trzy możliwe kombinacje zer i jedynek na NO i NC: 10, 11 i 01. Nigdy nie będzie przypadku 00. Ponadto przełącznik może drgać między stanami 10 i 11 lub między stanami 11 i 01, ale nigdy nie między stanami 10 i 01. Inny sposób spojrzenia na to zagadnienie jest taki: stan 11 działa jako rodzaj „strefy buforowej” między stanami 10 i 01. Tak więc, jeśli chwilowo pominiemy zjawisko odbić, główne przejścia między stanami będą następujące: 10 → 11 → 01 → 11 → 10 →... i tak dalej.