Я пытаюсь измерить потенциометр от АЦП Arduino. Потенциометр имеет максимальное значение 100 кОм и расположен примерно в 1 метре от Arduino. Дворник потенциометра подключен к контакту ADC, а контакт к земле. Я включил внутреннюю подтяжку 20k на контакте ADC, поэтому потенциометр создает логический максимум и минимум на крайних значениях. У меня есть потенциометр, подключенный с помощью двух многожильных неэкранированных проводов 24 awg, скрученных вместе.
Чтобы отфильтровать шум, я использую экспоненциальное скользящее среднее на Arduino. Однако даже при этом я все еще вижу изменение +/- 10 единиц несколько раз в секунду, даже когда потенциометр полностью неподвижен.
Я читал о двух способах уменьшения шума в проводах, передающих аналоговые сигналы:
Будет ли какая-то разница, если я вместо этого буду использовать двухжильный экранированный аудиокабель? У меня есть один аудиокабель с красным и черным проводом, а также с металлическим экраном. Если я прикреплю контакт потенциометра к двум проводам, должен ли я также подключить экран к земле или оставить его неподключенным?
Я вижу много противоречивых мнений о том, как оставить экранирование, и комментаторы в этой ветке предлагают оставить его незаземленным, или заземленным на конце датчика, или заземленным на конце Arduino, но определенно не заземленным на обоих концах. Что лучше для моего случая?
Насколько изменится, если я поставлю конденсатор 0,1 мкФ между проводами в качестве фильтра нижних частот? Должен ли я разместить его на стороне датчика или на стороне Arduino? Опять же, я видел много противоречивых советов по этому поводу.
Почему бы вам не подключить потенциометр, как это обычно делают люди, между GND и VCC ? Если вы используете потенциометр 5-10K, вы увидите гораздо меньше шума на входе.
Причина, по которой вы видите так много шума, заключается в том, что импеданс вашего источника слишком высок, вы просто не пропускаете достаточный ток для зарядки конденсатора выборки в АЦП. Вы не можете использовать менее 22 кОм, если используете внутреннюю подтяжку, в то время как АЦП в микроконтроллерах обычно оптимизируется для импеданса источника около 10 кОм.
Есть три метода, которые мы используем на электрических скутерах с примерно одинаковым расстоянием до нескольких резистивных датчиков.
Суммируя:
1) используйте потенциометр 5-10K
2) подключите его между VCC и GND
3) отключите внутреннюю подтяжку
4) добавьте конденсатор 0,1 мкФ рядом с контактом ADC
Ваш вопрос не определяет кондуктивные или излучаемые шумы вашего блока питания или метод заземления. Таким образом, излучаемый шум, кондуктивный шум земли и местный синфазный шум от SMPS неизвестны.
Чтобы изолировать вашу проблему, вы можете поместить колпачок непосредственно на источник вывода и измерения, а затем перейти к получению ввода и измерению.
Zc (0,1 мкФ) = 30 кОм при 50 Гц
Если проблема с шумом устранена с 0,1 мкФ, то вы знаете, что шум не 50 Гц, а намного выше этого.
Если не исправлено, вы можете подозревать 50 Гц и попробовать 100 мкФ или больше. Если это приведет к улучшению, то вы можете заподозрить синфазный шум, создающий дифференциальный шумовой сигнал из-за расположения кабелей и источника питания. Затем рассмотрим конденсатор 0,1 мкФ от земли до 0 В постоянного тока на Arduino. перепроверьте и сравните результаты.
Экранированные витые пары с заземлением также могут быть хорошим решением.
Взяв кабель питания постоянного тока и сигнальный кабель и проверив результаты шума, вы можете сделать вывод, что, если он увеличивается, шумовая связь CM является проблемой с несбалансированным входным импедансом для АЦП, что приводит к преобразованию тока паразитного шума CM в дифференциальное напряжение. Близость кабеля и 0V ref. и развязка также может быть улучшена.
Да, к 1. Хороший кусок коаксиального кабеля почти наверняка полностью решит ваши проблемы с шумом. Колпачок не нужен. Но это должен быть полноценный щит. Это может быть либо фольга, либо медная обертка, но если кабель вообще перемещается или даже если есть небольшая вибрация, экран из фольги может создавать шум, поэтому экран с оберткой предпочтительнее. Если клеммы потенциометра 1 для CW, 2 для стеклоочистителя и 3 для CCW, подключите коаксиальный сигнальный провод к 1 и 2, а затем экран к 3. Постарайтесь, чтобы экран располагался как можно ближе к контакту 2. На конце АЦП, очевидно, проводник идет к выводу АЦП и экрану к земле uC. Используйте внутреннюю тягу, как указано.
Если это не решит проблему к вашему удовлетворению, вы можете улучшить ситуацию, используя 2-жильный проводник с экранированным кабелем (например, тот, который используется в проводке аудио патч-панелей, таких как Redco TGS-02, со снятой оболочкой) и использовать один проводник для вывод 1 потенциометра, другой на дворник и контакт 3 на щиток. Затем подайте высокое логическое напряжение на клемму 1 через резистор 100 Ом и используйте потенциометр на 10 кОм. НЕ используйте внутреннюю подтяжку в этом случае. Это резко снизит импеданс всего устройства и, соответственно, уменьшит шум.
Ни в одном из этих сценариев экран не остается неподключенным с обоих концов. Вы бы подумали об этом только в том случае, если бы у вас было больше схем на дальнем конце, подключенных к другому заземлению.
crj11
квадратный