如何高效地连接大量的多投开关?

Question

我有一些7极单投开关，我需要在某种网格配置中连接到微控制器，同时尽量减少微上的引脚数量和我需要的二极管/其他元素的数量。

控制器需要能够唯一地区分每个开关，无论在给定时间有多少开关处于打开或关闭状态;目前有17种不同的开关。

我也确实希望在机制上有一定程度的冗余-这是可能的，一个或两个开关的两极可能无法接触并保持打开。(另一个失败，意外关闭，不是问题。)理想情况下，我希望允许每个开关最多出现两次故障，而不影响注册每个输入的能力。

我考虑了一些传统的方法:使用传统的开关矩阵，\$n\$引脚得到\$(\frac{n}{2})^2\$开关，需要\$(\frac{n}{2})^2\$二极管。对开关进行查路复用将使其增加到\$n^2 - n\$开关，同时将二极管数量减少到\$n\$。

这两种方法的优点是我可以把所有极点组合在一起得到冗余。然而，我猜可能有一种聪明的方法来连接它们，利用多极来减少或可能消除对额外二极管的需求。

我如何利用多极来减少所需二极管的数量，同时仍然在交换机网络中保持一定程度的冗余?

Answer 1

^{模拟这个电路-使用CircuitLab}

图1所示。由于意外触点闭合不是一个问题，开关触点可以简单地并联以实现冗余。

使用这种安排，可以使用任何多路复用配置，包括字符复用。我不认为你可以使用少于一个二极管每个开关除了开关17 (4 × 4 + 1)，因为它可能是在它自己的专用引脚。这使得最少16个二极管。