Usando un cable de audio blindado para el sensor del potenciómetro

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Estoy tratando de medir un potenciómetro de un ADC de Arduino. El potenciómetro tiene un valor máximo de 100k ohmios y se encuentra a aproximadamente 1 metro de Arduino. El limpiaparabrisas del potenciómetro está conectado al pin ADC y al pin a tierra. He habilitado el pullup interno de 20k en el pin ADC, por lo que el potenciómetro crea un alto y bajo lógico en los extremos. Tengo el potenciómetro conectado con dos cables trenzados sin blindaje de 24 awg, trenzados juntos.

Para filtrar el ruido, estoy usando un promedio móvil exponencial en el Arduino. Sin embargo, incluso con esto, todavía veo un cambio de +/- 10 unidades varias veces por segundo, incluso cuando el potenciómetro está completamente quieto.

Las dos formas en que he leído sobre la reducción del ruido en los cables que transportan señales analógicas son:

  1. Usando un cable blindado

¿Habría alguna diferencia si en su lugar usara un cable de audio blindado de dos conductores? Tengo un cable de audio que tiene un cable rojo y negro, así como un blindaje de metal. Si conecto el pin de mi potenciómetro a los dos cables, ¿también debo conectar el blindaje al suelo o dejarlo sin unir?

Veo muchas opiniones conflictivas sobre cómo abandonar el blindaje, con comentaristas en este hilo sugiriendo dejarlo sin conexión a tierra, o conectado a tierra en el extremo del sensor, o conectado a tierra en el extremo Arduino, pero definitivamente no conectado a tierra en ambos extremos. ¿Cuál es mejor para mi caso?

  1. utilizando un condensador

¿Qué diferencia haría si colocara un condensador de 0.1uF a través de los cables, como un filtro de paso bajo? ¿Debo colocarlo en el lado del sensor o en el lado Arduino? Una vez más, he visto muchos consejos contradictorios sobre esto.

    
pregunta Cerin

3 respuestas

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¿Por qué no conectas el potenciómetro como lo hace normalmente la gente, entre GND y VCC ? Si usa un potenciómetro de 5-10 K, verá mucho menos ruido en la entrada.

La razón por la que ve tanto ruido es que la impedancia de su fuente es demasiado alta, simplemente no permite que pase suficiente corriente para cargar el condensador de muestreo en ADC. No puede usar menos de 22k si usa un pull-up interno, mientras que los ADC en MCU generalmente se optimizan para una impedancia de fuente de aproximadamente 10k.

Hay tres métodos que utilizamos en los scooters eléctricos con aproximadamente la misma distancia a múltiples sensores resistivos.

  • agregue un condensador de 0.1 uF entre el cable del limpiaparabrisas y la GND justo antes del pin MCU. El condensador realiza dos funciones. Primero, filtra el ruido de alta frecuencia. En segundo lugar, reduce aún más la impedancia de la fuente al actuar como fuente local de baja impedancia durante el muestreo.
  • utilice un cable blindado con blindaje conectado a tierra del sistema cerca de MCU. En su caso, esto no es una opción, pero es posible que vea alguna reducción de ruido si conecta el escudo a GND.
  • agregue el núcleo de ferrita a las líneas de energía de conmutación de alta corriente. Nuevamente, este podría no ser el caso para usted.

En resumen:

1) use un potenciómetro de 5-10K
2) Conectarlo entre VCC y GND. 3) deshabilitar el pull-up interno
4) agregue 0.1 uF de capacitor cerca del pin ADC

    
respondido por el Maple
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Su pregunta no define su PSU conducido o el ruido radiado o el método de conexión a tierra. Por lo tanto, el ruido radiado, el ruido de fondo conducido y el ruido local en modo común de SMPS son desconocidos.

Para aislar su problema, puede colocar un límite directamente a través de la salida de origen y medir, luego mover para recibir información y medir.

Zc (0.1uF) = 30kOhm @ 50Hz

Si se soluciona el problema del ruido, con 0.1uF, entonces sabrá que el ruido no es de 50 Hz, sino que es mucho más alto.

Si no se soluciona, puede sospechar 50 Hz e intentar 100uF o más. Si esto mejora, entonces puede sospechar que un ruido de modo común crea una señal de ruido diferencial debido a la distribución de los cables y el suministro. Luego considere una tapa de 0.1uF desde tierra a 0V DC en el Arduino. volver a probar y comparar los resultados.

Los pares trenzados blindados de la Tierra también pueden ser una buena solución.

Al agarrar el cable de alimentación de CC y el cable de señal y verificar los resultados de ruido, puede inferir que si aumenta, el acoplamiento de ruido CM es un problema con la impedancia de entrada no equilibrada para el ADC, lo que hace que la corriente de ruido de CM se convierta en Tensión diferencial. Cable de proximidad y 0V ref. y el desacoplamiento también se puede mejorar.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Sí, a 1. Una buena pieza de cable coaxial resolverá casi por completo sus problemas de ruido. No se requiere gorra. Pero tiene que ser un escudo de cobertura total. Puede ser una envoltura de aluminio o de cobre, pero si se mueve el cable o si hay una pequeña vibración, un protector de lámina puede generar ruido, por lo que un protector de envoltura es mejor. Si los terminales del recipiente son 1 para CW, 2 para limpiaparabrisas y 3 para CCW, conecte el cable de señal coaxial a 1 y 2 y luego el protector a 3. Intente que el protector se acerque lo más posible al pin 2. En el extremo del ADC, obviamente el conductor va al pin del ADC y se apantalla a tierra de uC. Use el tirón interno como se indica.

Si eso no resuelve el problema para su estadificación, puede mejorar aún más las cosas usando un cable de 2 conductores con blindaje (como el que se usa en el cableado de las unidades de conexión de audio como Redco TGS-02 con la cubierta quitada) y el uso un conductor para el terminal de la olla 1, el otro para el limpiaparabrisas y el pin 3 para el protector. Luego, suministre el alto voltaje lógico al terminal 1 a través de una resistencia de 100R y use un potenciómetro de 10k. No utilice un pullup interno en este caso. Esto reducirá drásticamente la impedancia de todo esto y reducirá el ruido en consecuencia.

Ninguno de estos escenarios deja el escudo desconectado en ninguno de los extremos. Solo consideraría que si tuviera más circuitos en el otro extremo que están conectados a una tierra diferente.

    
respondido por el squarewav

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