Empezaría considerando tu esquema de conexión a tierra. Su motor probablemente está siendo accionado por PWM, cambiando rápidamente el voltaje de encendido y apagado, y probablemente a 50 kHz. Esto significa que a veces tenemos una corriente bastante pesada que fluye a través del motor, y luego, un momento después, no hay corriente. Esto causa un par de problemas.
Filtrado de la fuente de alimentación
El primer paso es asegurarse de tener condensadores de desacoplamiento entre los lados positivo y negativo de la batería cerca de cada componente . Estos proporcionan un camino de baja impedancia para corrientes de alta frecuencia. Lo que es otra forma de decir, proporcionan una reserva de energía cercana para satisfacer las repentinas demandas de corriente sin tener que ir completamente a la batería.
Puesta a tierra
Considera estos circuitos:
Aquí,lasresistenciasR1,R2yR3nosonenrealidadresistencias,sinoquerepresentanlaresistenciaenloscables.HemodeladosusensordesondacomounafuentedevoltajeidealV1,ydibujéunamplificadoroperacionalU1pararepresentarsuamplificador.Sucircuitoreales,porsupuesto,máscomplicado,peroestodemostraráelproblema.
ConsidereelcasoBAD.Cuandosumotorestáfuncionando,fluyeunagrancorrienteenR1yR2.SegúnlaleydeOhm,habráunacaídadevoltajeenestasresistencias,lomásimportante,R2.Cuandoelmotorestáencendido,el"terreno" en V1 es significativamente diferente del "terreno" en U1. Estas diferencias son amplificadas por U1.
Si reorganizamos el motor para que se parezca más al esquema BUENO , entonces las corrientes del motor seguirán causando una caída de voltaje en R1, pero eso afectará al sensor y al amplificador por igual. No es tanto un problema. Todavía existe la posibilidad de que R3 arruine las cosas, pero es probable que la corriente sea pequeña.
En el esquema BEST , también conectamos el amplificador y el sensor a un punto común para evitar ese problema. Esto se denomina star ground . Es probable que las corrientes de su sensor y amplificador sean lo suficientemente pequeñas como para que esto no sea necesario, pero ahí lo tienen de todos modos.
Es importante recordar que acabamos de considerar el lado de conexión a tierra de la batería, pero estas mismas preocupaciones pueden aplicarse igualmente al otro lado de la batería. La iluminación proviene de considerar dónde fluyen las corrientes y dónde está midiendo un voltaje, considere cuál es la referencia para ese voltaje.
acoplamiento inductivo
La otra fuente de ruido puede ser un acoplamiento inductivo no deseado. Cuando la corriente fluye a través de su motor, la corriente fluye en un bucle. La corriente en este bucle crea un campo magnético. A medida que este campo crece y se contrae a través de la activación y desactivación de su motor por parte del controlador PWM, todos los demás cables en su circuito experimentarán un cambio en el voltaje por law of induction .
Para minimizar este efecto, debes mantener pequeñas las inductancias parásitas. Tenga en cuenta que la corriente de la ruta física debe fluir desde la batería, a través de los circuitos de conducción del motor, al motor, de regreso al controlador y de regreso a la batería. Esto hará un bucle. Cuanto más grande es este bucle, mayor es su inductancia. Haga ese bucle lo más pequeño posible manteniendo las conexiones a tierra y de la batería lo más cerca posible.
Haz lo mismo con tu sensor de sonar. Además, evite que los dos estén cerca uno del otro, o paralelos entre sí, ya que esto hace que su inductancia mutua sea más fuerte.
Siestonoessuficientepararesolverelproblema,puedeconsiderarlacreacióndeun amplificador diferencial . No lo describiré en detalle, ya que sospecho que estos otros cambios serán suficientes, y el diseño adecuado de un sistema de amplificador diferencial es lo suficientemente complejo como para merecer una pregunta propia. Sin embargo, si se abordan los otros problemas, un amplificador diferencial bien diseñado puede rechazar el ruido tan bien que puede medir señales realmente minúsculas enterradas en el ruido, como los impulsos eléctricos generados por los nervios.
