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Solución:
Este no es un buen circuito antirrebote.
Un problema es que (al menos idealmente) el interruptor y sus cables de conexión tienen una resistencia de cero. Esto significa que el condensador se descargará instantáneamente cuando se cierre el interruptor. (En términos prácticos, también, esta descarga rápida podría incluso ser perjudicial para los contactos del interruptor o el cableado, si hay un voltaje lo suficientemente alto en el capacitor y tiene una capacidad lo suficientemente alta).
Un antirrebote de interruptor capacitivo debe cargar lentamente el capacitor cuando el interruptor está en un estado, y descargarlo lentamente cuando está en otro estado. La constante RC no tiene que ser la misma, pero debería ser algo distinto de cero. El circuito tiene resistencias que controlan la carga del condensador; solo necesita una resistencia en el circuito del interruptor para descargarlo con gracia.
Otro problema con este circuito es que el LED solo se apaga si el circuito ha estado encendido durante algún tiempo, como si el circuito hubiera existido desde el principio de los tiempos con esa misma fuente de voltaje. Pero, ¿qué pasa si, en el momento $ t = 0 $, la fuente de voltaje ha sido 0V y de repente salta a su voltaje? En ese momento, el condensador, que debe haber estado vacío, comienza a cargarse. Mientras se está cargando, la corriente fluye y el LED se iluminará brevemente y luego se apagará. (Bueno, tal vez no, porque su fuente solo tiene 1V, pero esa es otra historia).
En CircuitLab, puede distinguir estas dos situaciones en la simulación “Dominio del tiempo”. Puede “Omitir inicial” o no. El solucionador puede fingir que el circuito ha existido en el estado dado durante toda la eternidad hasta el momento $ t = 0 $, y comenzar a resolverlo desde allí. O puede resolverlo desde el punto de vista de que el circuito acaba de existir en $ t = 0 $ y las fuentes de voltaje cobran vida, los condensadores están vacíos, etc.
Una consideración final aquí es que el circuito solo enciende un LED, por lo que el rebote del interruptor es básicamente discutible, a menos que el LED brille en algún detector óptico donde el rebote del interruptor se convierta en un error en la señal. Si el trabajo del LED es simplemente proporcionar una luz bonita, entonces su ojo ni siquiera será lo suficientemente rápido como para ver el rebote del interruptor.
Aquí hay una simulación del circuito en el dominio del tiempo (después de cambiar V1 a 3V). Lo que se traza es la corriente del LED. Importante: el parámetro Saltar inicial está configurado en Sí, por lo que podemos ver qué sucede cuando el capacitor está inicialmente vacío y la fuente de voltaje se energiza a 3V. Todo esto es con el interruptor en un estado abierto.
Como puede ver, la corriente aumenta a través del LED y luego se apaga. Si su intención era que el operador controlara estrictamente el LED a través del botón pulsador, entonces su diseño no implementa su intención al cien por cien.
Con respecto al comentario a continuación, suponga que el objetivo es realmente conducir un pin de microcontrolador (todo funcionando a 5V). En primer lugar, podemos hacer eso sin ninguna capacitancia y manejar la eliminación de rebotes en el software muestreando el pin a una velocidad razonablemente baja.
simular este circuito: esquema creado con CircuitLab
Cuando el interruptor está abierto, la salida se lleva a 0 V mediante la resistencia desplegable. Cuando cerramos el interruptor, el voltaje en la parte superior de la resistencia se eleva a 5V. Esta salida se puede considerar como una señal. Estamos interesados en el componente de baja frecuencia de la señal: pulsaciones de interruptor relativamente lentas. Queremos rechazar las frecuencias altas, como el rebote del interruptor. Para ese objetivo, podemos agregar un filtro de paso bajo RC unipolar pasivo:
simular este circuito
Ahora, cuando el interruptor se cierra, el voltaje aumenta gradualmente a medida que se carga el condensador. Puede ver esto en la simulación del dominio del tiempo:
Cuando se abre el interruptor, el condensador se descargará a través de R1 y R1, reduciendo gradualmente el voltaje a cero. Básicamente, el capacitor sigue el voltaje de R1, pero con retraso debido a que tiene que cargar a través de R1 y descargar a través de R1 y R2. (¡Tenga en cuenta que la descarga es dos veces más lenta que la carga!)
La entrada del microprocesador detecta el voltaje con alta impedancia, por lo que podemos ignorar su efecto de carga y ni siquiera mostrarlo en el diagrama. No podemos hacer esto en el caso del LED porque requiere corriente que nuestro circuito debe suministrar. Esa corriente fluye a través de nuestras resistencias y desarrolla voltajes que debemos tener en cuenta: en otras palabras, tiene “efectos de carga”.
Este tipo de circuito funciona aún mejor si alimentamos la salida a un disparador Schmidt. Un disparador Schmidt es una especie de búfer para señales digitales que muestra una histéresis similar a un termómetro. Su salida es alta cuando se excede algún umbral de entrada alto y baja cuando se excede un umbral bajo diferente. Por ejemplo, puede subir cuando la entrada supera los 3,5 voltios y solo bajar cuando la entrada cae por debajo de 1,5.
Entonces, incluso si el capacitor permite pasar algo de ruido que aún podría causar un pequeño movimiento hacia adelante y hacia atrás cerca del cruce del umbral de una entrada, el disparador Schmidt lo rechazará.
Supongamos que queremos eliminar el rebote del LED con un condensador. El problema es que las resistencias acaban siendo demasiado bajas por la necesidad de suministrar corriente al LED. Si usamos el mismo circuito y hacemos las resistencias más pequeñas (y el capacitor más grande por el mismo factor), terminamos con algo que desperdicia energía. La forma de hacer esto es usar un pequeño bucle de señal para manejar el interruptor y eliminar el rebote, y luego usar el voltaje para controlar un transistor que descarga corriente en el LED.
Aunque rebote un LED puede ser inútil, si hacemos que las resistencias y / o el condensador sean lo suficientemente grandes, podemos obtener un comportamiento agradable: el del LED se apaga lentamente cuando se presiona y se mantiene presionado el botón, y se apaga cuando se suelta.
simular este circuito
Este es el mismo circuito que antes: el nodo de “salida al microcontrolador” ahora se conecta a la base de un MOSFET de canal n que conduce corriente al LED. El MOSFET “amortigua” la lógica antirrebote de la conducción del LED. El circuito antirrebote no se ve afectado por la baja impedancia del LED, y el LED no está privado de corriente por las altas impedancias en el circuito antirrebote.
Este efecto ocurre porque en estado estacionario un capacitor bloquea efectivamente cualquier corriente de los voltajes de CC. Esto se puede ver entendiendo la ecuación
i = C * (dV / dt)
En CC, el término diferencial es 0, por lo que la corriente es 0. Por lo tanto, la corriente a través del condensador será cero en estado estable.
Si lo da por sentado, debería ser bastante obvio por qué funciona este circuito. Si desea aún más detalles que eso, entonces este video probablemente hará un mejor trabajo demostrando cómo se desarrolla la física de un capacitor para producir el resultado anterior que mi descripción.
Ten en cuenta recomendar este artículo si si solucionó tu problema.