Tratamiento del ruido de la señal a través del enlace de comunicación de 50 pies

3

Situación: conectando un controlador de motor a una MCU. El controlador del motor está a unos 50 pies de distancia de la MCU. Conectado a través de un solo conducto (enterrado), que contiene los siguientes cables: (No hay ningún otro equipo eléctrico en el área, y esto se encuentra al aire libre entre dos cajas a prueba de intemperie).

  • Alimentación de 24 VCA al controlador del motor (# 14/2) (60Hz)
  • Cable Cat5 (cobre 24AWG)

Señales transmitidas a MCU:

  • Señal de dirección del motor. Esta línea se tira hacia arriba o hacia abajo dependiendo de la dirección del motor. No hay cambios rápidos: el motor funciona en una dirección durante al menos 10 segundos.

  • Indicador de posición del motor. Una onda cuadrada de nivel TTL (100 Hz a aproximadamente 1 kHz) que genera una serie de impulsos por revolución del motor.

El problema: Las señales que llegan a la MCU son muy ruidosas (puede ver claramente la interferencia de línea de 60 Hz) y puede ver interferencia en las dos líneas: la señal de Dirección está pulsando junto con la onda cuadrada del indicador de posición.

¿Alguna sugerencia sobre cómo limpiar estas señales para poder utilizarlas?

Posiblemente podría colocar una segunda MCU dentro de la caja del controlador del motor, pero ¿qué protocolo podría usar para transmitir a través del cable Cat5 existente que no sería tan susceptible a este tipo de interferencia? ¿Preferiría I2C ... sugerencias? Con la esperanza de evitar el bus CAN, ya que agrega demasiada complejidad y hardware adicional.

Cualquier sugerencia apreciada.

    
pregunta Ryan Griggs

4 respuestas

3

Comience con lo fácil: reemplace el UTP cat5 con el par trenzado blindado de 5, 6 o 7 STP. Conecte a tierra el escudo en un extremo. Si eso lo resuelve, has terminado con poco esfuerzo. De lo contrario, cualquier cosa que haga a continuación (como el uso de controladores de línea diferencial adecuados) funcionará mejor.

También me pregunto si está haciendo un bucle de tierra con la potencia del motor y la señal de tierra.

Editar: , como explicamos en los comentarios, ambas señales se ejecutaban en un solo par, lo que es tan malo como podrían obtener para el acoplamiento cruzado de las señales.

Mientras que la transmisión diferencial es lo que Cat5 está diseñado para hacer, simplemente mover cada señal a pares trenzados separados, con la otra mitad del par conectado a tierra debería mejorar mucho las cosas desde un punto de vista de acoplamiento cruzado, y de hecho, , por otros comentarios. Yo diría que aún está incluido en el encabezado general de esta respuesta, comience con lo fácil, (incluso más fácil si no cambia los cables, solo cómo utiliza los cables), aunque no había pensado en el par de cables uso indebido hasta después de que escribí la primera forma de la respuesta y formulé la pregunta en los comentarios.

    
respondido por el Ecnerwal
7

La señalización de un solo extremo es la fuente de sus problemas. La señalización diferencial mejorará drásticamente la interferencia y el ruido. RS-422 sería una opción adecuada.

I2C no es ideal, ya que su bidireccionalidad (y, en consecuencia, señales débilmente controladas) no se presta bien a la señalización diferencial. Sin embargo, parece que solo necesitas una dirección. Y si desea comunicación bidireccional, tiene pares adicionales en su Cat5.

    
respondido por el uint128_t
4

Sobre la base de la respuesta de uint128_t:

Puede usar chips de transceptor RS-422 (convertidor de extremo único a diferencial y convertidor de diferencial a terminal único) en el extremo MCU y el extremo lejano de su cable para convertir las señales existentes de extremo único a diferencial y viceversa.

Esto no requeriría el uso del protocolo de transmisión en serie RS-422, por lo que no hay necesidad de una MCU en el extremo del motor del cable.

    
respondido por el B Pete
1

Como tiene 2 conductores disponibles, además de GND, sugeriría usarlos para transmisión balanceada para la señal del sensor de velocidad. Esto rechazará la interferencia del modo común bastante bien.

También necesita transmitir la dirección, esto podría hacerse mediante una señal de CC de modo común sustancial. Como se sabe que es CC, excepto cuando se invierte, la interferencia puede ser rechazada por un filtro de paso bajo.

    
respondido por el Brian Drummond

Lea otras preguntas en las etiquetas