質問:
センサーのデカップリングとノイズリダクション
JuniorDev
2013-05-10 18:17:19 UTC
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Arduino UNOボードを持っていて、シンプルな「センサーシールド」を設計したかったのです。すべてのシンプルなセンサーには3つのピン(つまり、SIG-5V-GND)があり、便利だからです。それらの束を直接接続するために-そしてそれは物事が醜いところです。

以下に私の非常に基本的なデザインを見ることができます、

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あなたとして想像できると思いますが、(1つのIR範囲と3つの超音波センサーで)「たくさんの」ノイズが発生しています。ソフトウェア側の誤読を減らすことができましたが、ハードウェアの変更も必要なことは明らかです。

同様の問題を抱えている多くの人が、追加のICをそれぞれ結合することを勧めています。 100nFキャップ付き。

私の質問は;

  • 各ラインを独自の100nFキャップで切り離す必要がありますか、それともより適切な解決策がありますか?
  • また、これらのセンサーは15〜20cmのケーブルで私のarduinoに接続されています(物理的な設計上の制限)。このため、追加の対策も講じる必要がありますか?

編集:使用しているセンサー

アナログノイズまたはデジタルノイズ?信号の周波数は?
@pjc50デジタルノイズ、ソナーを1秒間に約20回pingしています。それらは時々誤った0の読みを与えます(これらの誤った読みは私が複数のセンサーを接続するにつれて増加します)また、考え直してみると、私のアナログUVセンサーは時々誇張された結果を出します!
入力に約10uFのバルクコンデンサを配置してから、各ICのすぐ近くに100nFのデカップリングコンデンサを追加できます。それはあなたに取り組むべき明確なパワーレールを与えるでしょう。また、両面設計で作業している場合は、最下層にグランドプレーンを作成できます。これにより、シグナルインテグリティが大幅に向上します。
@abdullahkahramanありがとうございます。これを回答として投稿していただければ、マークを付けていただければ幸いです。また、長いケーブルについてどう思いますか、特別な注意を払う必要がありますか?
@IsmailKurucaセンサーに関する情報を提供すれば、それについてもっと言えます。
@abdullahkahramanは、私が使用しているセンサーへのリンクを追加しました。
A0〜A5のセンサーに直接電源を接続しないように頑張ったようです。 5Vは問題ありませんが、片面であっても、そのPCB層に0Vの銅をフラッディングします。たぶん、センサーに電力を供給するときにあまり電圧を落とさない直列抵抗で5Vに侵入し(1回目の推定で<10オーム)、5Vのセンサー側をセラミック10uFと1nFで並列に切り離します。
1 回答:
abdullah kahraman
2013-05-10 19:23:41 UTC
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センサーは実際には、センサー出力を処理し、簡単に理解して実装できる信号を提供する回路基板です。私が確認したところ、これらのボードにはバルクコンデンサとデカップリングコンデンサが含まれています。

改善すべき点の1つは、接地品質です。そのためには、グランドトラックのインピーダンスを改善する必要があります。低周波数では、接地インピーダンスは抵抗によって支配されますが、周波数が高くなると、インダクタンスが作動してインピーダンスを支配します。

高周波数で接地インピーダンスを低くする1つの方法は、バイパスコンデンサです。供給ピンの非常に近くに配置されます。すでに約20cmのワイヤーがあるので、ボード上の高周波に対しては多くのことを行うことはできません。ただし、少なくとも、以下に示すように、ボードからノイズを分離することができます。

全体的なノイズを減らすために頭に浮かぶことがいくつかあります。

追加するバルクコンデンサ:

GND + 5V の間に約10uF〜220uFの値の電解コンデンサを配置します。これにより、よりクリーンな電力と突入電流の余地が得られます。コンデンサは直列抵抗が比較的低いため、より高い電流を流すことができますが、もちろんストレージによって制限されます。また、100nFのセラミックコンデンサをこのバルクコンデンサに接続すると、高周波成分が除去され、「センサーシールド」がArduinoから切り離されます。

センサーにデカップリングコンデンサを追加します:

センサーには、方形波のおかげで高周波コンテンツを生成できるデジタル回路を含めることができます。すでに長い配線があるため、これらのセンサーに低インピーダンスの電力経路を与えることはできませんが、これらのセンサーからボードに送られる高周波成分を制限することはできます。

これらのセンサーのVccとGNDの間に100nFのセラミックコンデンサを追加すると、センサーからの高周波成分がコンデンサの助けを借りてGNDに短絡されます。つまり、センサーをボードから切り離しします。これらのコンデンサを各センサーの電源ピンにできるだけ近づけてください。非常に近いセンサーには、1つのコンデンサを共通に使用できます。

グラウンドトレースの重みを大きくします:

トレースがティッカーになると、その抵抗低くなります。地面のトレースをできるだけ厚くします。または、 Andy aka が提案したように、CADソフトウェアで呼ばれているものに応じて、グラウンドフィルまたはグラウンドプレーンを作成します。

また、作成を妨げるものは何もありません。 Vccトレースは太く、インピーダンスが低くなっています。

1つの小さな詳細は、これらの長いケーブルをねじって、すべてGNDケーブルに近づけることです。



このQ&Aは英語から自動的に翻訳されました。オリジナルのコンテンツはstackexchangeで入手できます。これは、配布されているcc by-sa 3.0ライセンスに感謝します。
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