Redukcja hałasu silnika prądu stałego

Projektuję obwód z silnikiem prądu stałego prądu stałego Dwustronne silniki z przekładnią głowicową 12V - 70 RPM i kilka innych rzeczy, w tym MCU i LASER, wszystkie napędzane z jednego źródła 12 V i martwię się o duże tętnienia szumów wysokiej częstotliwości z silnika (raczej elektrycznego niż radiacyjnego ale nie szkodzi w zmniejszeniu obu).

Dużo wcześniej nie pracowałem z silnikami, jednak po przeczytaniu artykułów w tej społeczności i wyszukiwaniu w innych miejscach w Internecie wydaje się, że istnieje kilka technik radzenia sobie z tym hałasem i zastanawiałem się, czy mogę uzyskać wyedukowaną odpowiedź na temat ważności i wad niektórych technik, które napotkałem.

1. Małe kondensatory (1 lub 10nF) połączone na zaciskach w różnych kombinacjach, w tym między Vcc / Gnd, dwa między Vcc / Gnd ze środkiem podłączonym do obudowy i kombinacją powyższych dwóch. Niespolaryzowany, jeśli silnik musi działać w obie strony.

2. Bezpośrednio uziemiając obudowę silnika.

3. Dławik połączony szeregowo z Vcc silnika.

4. Wykorzystując bardziej złożoną topologię filtrowania w pobliżu silnika.

5. Skręcanie i ekranowanie kabli silnika i fizyczne izolowanie ich od reszty obwodu.

6. Utrzymywanie uziemienia silnika oddzielonego od uziemienia pozostałej części obwodu i podłączanie go bezpośrednio do zacisków źródła zasilania, jeśli to możliwe (lub jak najbliżej, jeśli nie), aby uniknąć problemów z pętlą uziemienia (uziemienie gwiazdy?)

7. Fizyczne zamknięcie silnika w metalowej obudowie (i uziemienie tej obudowy).

8. Używając dużych (1000uF +), kondensatorów elektrolitycznych o niskim ESR, podłączonych jak najbliżej innych wrażliwych urządzeń między ich Vcc i Gnd (anoda do Vcc, katoda do Gnd), lub umieszczając te duże kondensatory obok samego źródła zasilania na wszystkich liniach wyprowadzać.

9. Prowadzenie niektórych innych urządzeń przez regulator liniowy (Nie jestem pewien, czy są one szczególnie dobre w odrzucaniu szumów wysokiej częstotliwości)

10. Umieszczenie diod obok źródła zasilania dla różnych linii prowadzących do różnych systemów.

Szukając ogólnej odpowiedzi dotyczącej skuteczności powyższych technik i być może bardziej szczegółowego w zakresie ochrony przed hałasem silnika prądu stałego, a nie czegoś konkretnego dla tego silnika, ponieważ projekt faktycznie się zakończył, teraz jestem po prostu ciekawy i myślę, że przydatne byłoby posiadanie tych informacji dostępne w jednym miejscu dla przyszłych projektów i innych zainteresowanych osób.

Zawsze należy kłaść kondensator na zaciskach silnika, nawet jeśli nie ma to wpływu na obwód, ponieważ wyładowanie łukowe powoduje szum RF, który może zakłócać działanie innych urządzeń (np. Radia AM). Zwykle zaleca się instalowanie dwóch kondensatorów ceramicznych 0,1 uF, po jednym podłączonym z każdego zacisku silnika do obudowy. To „uzasadnia” przypadek rf bez ryzyka odsłonięcia połączenia prądu stałego.

Tętnienie może stanowić problem w przypadku wrażliwych urządzeń, które mają słabe odrzucenie zasilania, ale normalne kondensatory filtrujące i regulatory zwykle to eliminują. Innym problemem jest skok prądu i spadek napięcia, które występują podczas uruchamiania silnika. Ten silnik ma prąd utknięcia wynoszący tylko 390 mA, więc pod warunkiem, że Twój zasilacz 12V wytrzyma, nie powinieneś się o to martwić. Upewnij się tylko, że silnik i jego obwód sterujący są podłączone bezpośrednio do źródła zasilania, i poprowadź oddzielne przewody do innych urządzeń.

Jeśli chodzi o twoje punkty w celu zmniejszenia hałasu:

1. Małe kondensatory (1 lub 10nF)

To prawda, z wyjątkiem wzmianki o biegunowości kondensatora: w każdym razie kondensatory muszą być ceramiczne, zaprojektowane do pracy z wysoką częstotliwością, a nie elektrolitycznie lub papierowo, nawet jeśli silnik będzie pracował tylko w jednym kierunku. Umieść te kondensatory jak najbliżej silnika i sterownika silnika, jeśli używasz sterownika PWM.

Używając dużych (1000uF +), kondensatorów elektrolitycznych o niskim ESR, podłączonych jak najbliżej innych wrażliwych urządzeń między ich Vcc i Gnd (anoda do Vcc, katoda do Gnd), lub umieszczając te duże kondensatory obok samego źródła zasilania na wszystkich liniach wyprowadzając ..

Najprawdopodobniej użycie dużych kondensatorów będzie tylko częściowo skuteczne, głównie podczas uruchamiania / zatrzymywania / cofania silnika. Lepszą ochroną przed hałasem jest - tworzenie osobnych zasilaczy dla obwodu zasilania i dla części sterującej, nawet jeśli oba wymagają tego samego 12V. Twój p.9 jest dokładnie o tym.

Skręcanie i ekranowanie kabli silnika i fizyczne izolowanie ich od reszty obwodu.

Główną przyczyną przenoszenia hałasu przez silnik (przez kable i powietrze) jest zapłon szczotek. Jeśli więc silnik nie jest fabrycznie nowy, sprawdź stan szczotek i złącza i w razie potrzeby zmiesz złącze.

Zaplanuj również topologię drutu jako gwiazdę (z zasilaczem pośrodku) z promieniami (częściami schematu) i staraj się unikać tworzenia łańcucha zawierającego konsumentów.

Gwiazda:

konsument 2 <--- Przewody---> PowerSupply <--- Przewody--> konsument 1

Łańcuch:

PowerSupply <--- Przewody--> konsument 1 <--- Przewody---> konsument 2

Twój silnik ma stosunkowo niski prąd, więc jeśli nie masz dobrego modelu silnika, najlepsze podejście jest eksperymentalne.

Zostaw miejsce na pokładzie na dławik. Mały kondensator należy przylutować bezpośrednio do zacisku silnika. Mają wystarczające odsprzęganie na liniach energetycznych zasilających sterownik silnika.

Następnie spróbuj z kilkoma wartościami dla kondensatorów i dławika i zmierz szum na zasilaniu za pomocą lunety (lub analizatora widma, jeśli taki masz).

Kilka punktów, które jakoś nie zostały jeszcze wspomniane.

1. Cała ścieżka zasilania od mostka do silnika musi być starannie osłonięta. Ekran, jeśli to możliwe, powinien być podłączony do obudowy silnika. Po twojej stronie płyty ekran musi być podłączony kondensatorami do ziemi, a gdzieś w systemie powinien być podłączony bezpośrednio do ziemi.
2. W pobliżu mostu powinieneś mieć kondensatory wejściowe, aby zapewnić zasilanie podczas przełączania. Mam na myśli małe czapki, które reagują szybko i kilka dużych czapek, które będą miały wystarczającą energię do utrzymania napięcia nawet podczas szczytowych prądów molwy. Zwykle są to setki mikrofaradów.
3. Użyj dławików trybu wspólnego z lepiej przygotowanymi filtrami na linii zasilającej, aby praktycznie dopuszczać tylko prąd stały. Wszystkie efekty przełączania muszą być ograniczone do mostka i kabla w kierunku silnika.
4. Oczywiście dobry układ jest bardzo ważny. Zawsze myśl o tym, gdzie płynie prąd, zmniejsz strumień magnetyczny, pamiętaj, że w systemie przełączania nie tylko prąd silnika jest przełączany, ale także bramki tranzystorów mostkowych, kondensatory podwyższające, a czasem inne rzeczy.

Dobrym pomysłem są również ferryty wokół kabla.

Powodzenia!

obecnie Arduninos są bardzo wrażliwe na tego rodzaju hałas, lcd są znacznie więcej ... Głównym rozwiązaniem dla tego rodzaju sytuacji jest; tłumiki są szeroko zalecane do stosowania w połączeniu z obciążeniami indukcyjnymi jako silnikami.

Niektóre artykuły z podpunktami i kalkulatorami

To samo stwierdziłem tutaj, że tanie drony są naprawdę złe i zwykle winowajcą jest jeden silnik. Naprawdę dziwne jest to, że zazwyczaj nie jest słabsze niż reszta, ale dodanie kondensatorów ceramicznych bardzo pomaga. Odkryłem, że fizycznie większa część wydaje się bardziej niezawodna, w końcu wykorzystałem te ze starych płaskich PCB z podświetleniem LED.

Również istotne, pomaga to w „chorobie szalonego drona”, która zwykle stanowi problem zakłóceń RF.