Помехи от двигателей на сигнал PWM

Собираю себе роботизированное шасси с радиоуправлением. К раствору подключен радиоуправляемый приемник, а у меня есть удаленный радиоуправляемый передатчик. Когда двигатели не работают, я получаю на выходе моего приемника совершенно чистый сигнал... ШИМ-сигнал. Вот краткая трассировка, когда двигатели НЕ работают:

введите описание изображения здесь

Когда я включаю двигатели, а затем запускаю их, сигнал, измеренный на выходе ШИМ, становится следующим:

введите описание изображения здесь

Если присмотреться, то можно увидеть хороший сигнал (каждые 20 мс), но с большим количеством шума.

Вот фото моего шасси робототехники:

введите описание изображения здесь

Мой сценарий ранее работал, но в этой настройке изменились две вещи:

  1. Я использую металлический лист для моего шасси
  2. Я использую 4 новых мотора, которые раньше не использовал. Это двигатели на 170 об / мин, как показано здесь:

https://www.servocity.com/html/170_rpm_econ_gearmotor__638354.html

Мои вопросы:

  1. Что вносит этот "шум" при работе двигателей?
  2. Как я могу устранить шум?

К сожалению, я занимаюсь программным обеспечением, и механическая электроника не является моей зоной комфорта, но я готов учиться/учиться.

С нетерпением жду любой помощи.

... позже ...

У меня есть новая подсказка: я поместил свой цифровой анализатор сигналов на неиспользуемый GPIO на Raspberry Pi, и когда двигатели не работали, сигнал был постоянно ровным. Однако, когда я запускал моторы, были обнаружены помехи... см.:

введите описание изображения здесь

Это заставляет меня думать, что «установка» получает тонну помех, когда двигатели работают ... но я не знаю, как решить эту проблему.

Нил

... позже ... после предложения ответа от Ричарда ...

Впаял по 3 конденсатора на двигатель. Каждый конденсатор был 0,1 мкФ. Один конденсатор между +/- двигателя и два конденсатора между клеммами двигателя и корпусом.

Смотрите (извините за размытость):

введите описание изображения здесь

Затем я повторно провел тесты и записал новую запись анализатора сигналов. К сожалению, ничего очевидного не изменилось. Видеть:

введите описание изображения здесь

Без работающих двигателей, идеально ровная линия.

Было бы полезно дать точное решение, если вы дадите схему!
Привет, Радж, схема высокого уровня заключается в том, что у меня есть двойной H-мост L298N. Выходы OUT1 и OUT2 подключены к входам двигателя постоянного тока. Он имеет источник 12 В и общую землю с Raspberry Pi. На L298N есть 3 входа от Pi: IN1, IN2 и ENABLEA. Все три подключены к выходным контактам GPIO. Я применяю 1 к IN1 и 0 к IN2. ENABLEA имеет импульс ШИМ с периодом 1000 мкс (1 мс) и 100% рабочим циклом, эффективно поддерживая ENABLEA на высоком уровне.
Ваше фото всей сборки выглядит как-то "случайно". В этом нет ничего плохого, когда вы занимаетесь механическим проектированием и интеграцией. Но вам, возможно, придется начать чистить проводку и уделять больше внимания экранированию и заземлению. Обязательно посмотрите на шум на вашей земле и силовых шинах. Кажется весьма вероятным, что вам нужно широкое применение низкочастотных и высокочастотных фильтров и обходных конденсаторов. И рассмотрите возможность использования экранированной проводки для ваших двигателей. И разделение двух сторон проводки к двигателю просто создает большую магнитную петлю, излучающую хэш. Скрутите провода.
Еще раз спасибо, Ричард, я сейчас на работе, но на выходных попробую «почистить» доску. Вы правы на 110%, что все это было "слеплено" вместе. Мое расплывчатое мышление заключалось в том, чтобы быстро собрать его и проверить, что все «работало», но я думаю, что узнаю, что в некоторых случаях (например, в этом) я должен учитывать физическое расположение, чтобы на самом деле заставить функцию работать. Совершенно новый аспект обучения в моем путешествии по электрике/электронике.
Ваше размытое изображение двигателя показывает, что у вас есть черный и красный провода, идущие в противоположных направлениях и через отдельные отверстия в большой металлической перфорированной панели. Это действительно отличный способ создания электромагнитных помех. Держите эту черную/красную пару проводов плотно скрученными вместе. И даже экранировать, если это возможно. Все, что физически находится между черным и красным проводами, представляет собой гигантский трансформатор, излучающий электромагнитные помехи.
Будет ли идея использовать оптопару или небольшое реле, чтобы избежать электромагнитных помех между управляющим сигналом и двигателем?
Привет, Пол, я заказал несколько дросселей, и они прибыли, но я не могу найти подходящую комбинацию конденсатор/дроссель, которая подойдет мне. На прошлой неделе я заказал кучу оптопар... 50 шт. PC123 за 7,50 долларов. Пройдет несколько недель, прежде чем они прибудут ... но это действительно моя следующая большая надежда.

Ответы (3)

Коллекторные двигатели постоянного тока печально известны тем, что излучают EMI (электромагнитные помехи). ОСНОВНОЕ решение состоит в том, чтобы использовать хороший шунтирующий конденсатор (например, керамический 0,1 мкФ) прямо на контактах питания на двигателе. КАК БЛИЖЕ, насколько вы можете добраться до кистей.

Иногда, с более крупными двигателями, требуется дополнительная фильтрация в виде шунтирующих конденсаторов и даже элементов пи-фильтра с последовательными индукторами...

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Эти фотографии взяты из хорошего руководства по снижению электромагнитных помех: http://www.stefanv.com/rcstuff/qf200005.html .

Дополнительный обход как силовых, так и сигнальных линий также полезен. Конденсаторы могут вызвать вялую реакцию датчиков, если вы используете их слишком много. Чтобы эффективно шунтировать («отфильтровывать») электромагнитные помехи, не требуются большие конденсаторы.

Экранирование и заземление — в лучшем случае «серое искусство». На полпути между инженерией и прикладной магией.

Ричард, БОЛЬШОЕ спасибо за ответ. У меня есть несколько неполяризованных конденсаторов 0,1 мкФ, и я сейчас буду их тестировать.

Нил, катушки индуктивности/конденсаторы будут действовать как фильтр нижних частот, который поможет снизить уровень шума.

С уважением,

Дэйв М.

Привет, Дэйв, я заказал несколько катушек на 100 мкГн, чтобы добавить их в схему. У меня нет катушек в моем ведре с запчастями ... так что до их доставки будет пара недель, прежде чем я проверю. Я также собираюсь попробовать скручивание проволоки, которое предлагает Ричард.

Я только что устранил помехи, создаваемые небольшим роторно-лопастным насосом, управляемым 100-герцовым ШИМ с ферритовыми шариками . Намотайте пару витков проводами двигателя вокруг борта, обращая внимание на распределение витков. Преимущество: простота установки, без замены печатной платы.

Помехи от двигателей на сигнал PWM
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v