Giảm tiếng ồn động cơ DC

Tôi đang thiết kế một mạch với động cơ DC DC DC Reversible Gearhead Motors - 70RPM và một số thứ khác bao gồm MCU và LASER, tất cả được điều khiển từ một nguồn 12V duy nhất và quan tâm đến gợn sóng HF lớn từ động cơ (điện chứ không phải là bức xạ nhưng không có hại trong việc giảm cả hai).

Trước đây tôi chưa từng làm việc nhiều với động cơ, tuy nhiên từ việc đọc các bài báo trong cộng đồng này và một số tìm kiếm ở nơi khác trên internet, có vẻ như có một vài kỹ thuật để xử lý tiếng ồn này và tôi tự hỏi liệu tôi có thể nhận được phản hồi có giáo dục không về tính hợp lệ và nhược điểm của một vài kỹ thuật mà tôi đã gặp phải.

1. Các tụ điện nhỏ (1 hoặc 10nF) được kết nối qua các thiết bị đầu cuối trong một loạt các kết hợp bao gồm giữa Vcc / Gnd, hai giữa Vcc / Gnd với giữa được kết nối với bên ngoài vỏ và kết hợp cả hai bên trên. Không phân cực nếu động cơ cần chạy cả hai chiều.

2. Trực tiếp nối đất trường hợp của động cơ.

3. Cuộn cảm cuộn cảm nối tiếp với Vcc của động cơ.

4. Sử dụng một cấu trúc liên kết lọc phức tạp hơn gần với động cơ.

5. Vặn và che chắn các dây cáp của động cơ và cách ly vật lý chúng với phần còn lại của mạch.

6. Giữ cho mặt đất của động cơ tách biệt với mặt đất của phần còn lại của mạch và kết nối trực tiếp với các đầu nối của nguồn điện nếu có thể (hoặc càng gần càng tốt nếu không) để tránh các sự cố vòng đất (nối đất sao?)

7. Kèm theo động cơ vật lý bên trong vỏ kim loại (và nối đất cho vỏ đó).

8. Sử dụng các tụ điện điện phân ESR lớn (1000uF +) thấp, kết nối càng gần càng tốt với các thiết bị nhạy cảm khác giữa Vcc và Gnd của chúng (Anode đến Vcc, Cathode đến Gnd) hoặc đặt các tụ điện lớn này bên cạnh chính nguồn điện trên tất cả các đường dây dẫn ra ngoài.

9. Chạy một số thiết bị khác thông qua bộ điều chỉnh tuyến tính (Không chắc những thiết bị này có đặc biệt tốt trong việc loại bỏ tiếng ồn HF hay không)

10. Đặt điốt bên cạnh nguồn năng lượng cho các dòng khác nhau dẫn đến các hệ thống khác nhau.

Tìm kiếm một câu trả lời chung chung về hiệu quả của các kỹ thuật trên và có lẽ liên quan nhiều hơn đến việc bảo vệ khỏi tiếng ồn của động cơ DC, không phải là điều gì đó cụ thể đối với động cơ đó vì dự án đó thực sự đã kết thúc, bây giờ tôi chỉ tò mò và nghĩ rằng sẽ hữu ích khi có thông tin này có sẵn tại một điểm cho các dự án trong tương lai và những người quan tâm khác.

Bạn phải luôn đặt một tụ điện trên các đầu cực động cơ ngay cả khi mạch của bạn không bị ảnh hưởng, bởi vì chổi quét tạo ra tiếng ồn rf có thể gây nhiễu cho các thiết bị khác (ví dụ: radio AM). Khuyến cáo thông thường là lắp đặt hai tụ gốm 0,1uF, một tụ được nối từ mỗi đầu nối động cơ vào vỏ. Đây là 'căn cứ' cho trường hợp rf mà không có nguy cơ kết nối DC bị lộ.

Ripple có thể là một vấn đề đối với các thiết bị nhạy cảm có khả năng loại bỏ nguồn điện kém, nhưng các tụ điện và bộ điều chỉnh thông thường sẽ loại bỏ nó. Một mối quan tâm khác là sự tăng đột biến và điện áp hiện tại xảy ra khi khởi động động cơ. Động cơ này có dòng điện chỉ có 390mA, do đó, với điều kiện nguồn cung cấp 12V của bạn có thể xử lý mà bạn không cần phải lo lắng về nó. Chỉ cần đảm bảo rằng động cơ và mạch điều khiển của nó được nối trực tiếp với nguồn điện và chạy các dây riêng biệt với các thiết bị khác.

Về điểm của bạn để giảm tiếng ồn:

1. Tụ điện nhỏ (1 hoặc 10nF)

Điều đó đúng, ngoại trừ việc đề cập đến cực của tụ điện: dù sao thì các tụ điện phải bằng gốm, được thiết kế để làm việc dưới tần số cao, không bị điện phân hoặc giấy ngay cả khi động cơ chỉ hoạt động theo một hướng. Đặt các tụ điện này càng gần càng tốt với động cơ và với trình điều khiển động cơ nếu bạn đang sử dụng trình điều khiển PWM.

Sử dụng các tụ điện điện phân ESR lớn (1000uF +) thấp, kết nối càng gần càng tốt với các thiết bị nhạy cảm khác giữa Vcc và Gnd của chúng (Anode đến Vcc, Cathode đến Gnd) hoặc đặt các tụ điện lớn này bên cạnh chính nguồn điện trên tất cả các đường dây dẫn ra ..

Nhiều khả năng sử dụng các tụ điện lớn sẽ chỉ có hiệu quả một phần, chủ yếu trong quá trình khởi động / dừng / đảo chiều của động cơ. Bảo vệ tiếng ồn tốt hơn là - để tạo ra các bộ nguồn riêng biệt cho mạch điện và cho bộ phận điều khiển ngay cả khi cả hai đều yêu cầu cùng một điện áp 12V. P.9 của bạn là chính xác về điều này.

Vặn và che chắn các dây cáp của động cơ và cách ly vật lý chúng với phần còn lại của mạch.

Nguyên nhân chính gây ra tiếng ồn truyền qua động cơ (thông qua dây cáp và không khí) là do đánh lửa của bàn chải. Vì vậy, nếu động cơ của bạn không phải là thương hiệu mới, vui lòng kiểm tra bàn chải và điều kiện đầu nối, và mài trong đầu nối nếu cần.

Đồng thời lập kế hoạch cấu trúc liên kết dây của bạn như một ngôi sao (có nguồn cung cấp ở giữa) với các tia (các bộ phận trong sơ đồ của bạn) và cố gắng tránh tạo ra chuỗi chứa của người tiêu dùng.

Ngôi sao:

người tiêu dùng 2 <--- dây ---> PowerSupply <--- dây -> người tiêu dùng 1

Chuỗi:

PowerSupply <--- dây -> người tiêu dùng 1 <--- dây ---> người tiêu dùng 2

Động cơ của bạn là dòng điện tương đối thấp, vì vậy trừ khi bạn có một mô hình tốt về động cơ của mình, cách tiếp cận tốt nhất là thử nghiệm.

Để lại phòng trên bảng của bạn cho cuộn cảm. Có tụ điện nhỏ hàn trực tiếp trên thiết bị đầu cuối động cơ. Có đủ tách rời trên các đường dây điện cung cấp cho trình điều khiển động cơ.

Sau đó thử với một vài giá trị cho các tụ điện và cho cuộn cảm cuộn cảm và đo tiếng ồn trên các vật tư có phạm vi (hoặc máy phân tích phổ nếu bạn có).

Một số điểm mà bằng cách nào đó chưa được đề cập.

1. Toàn bộ đường dẫn điện từ cầu của bạn đến xe máy phải được che chắn cẩn thận. Tấm chắn, nếu có thể, nên được kết nối với vỏ động cơ. Về phía bảng của bạn, tấm chắn phải được kết nối thông qua các tụ điện với mặt đất, và ở đâu đó trong hệ thống, nó nên được kết nối trực tiếp với mặt đất.
2. Gần cầu bạn nên có tụ điện đầu vào để cung cấp năng lượng trong quá trình chuyển đổi. Tôi có nghĩa là mũ nhỏ để phản ứng nhanh chóng và một số mũ lớn sẽ có đủ năng lượng để giữ điện áp ngay cả trong các đỉnh hiện tại. Thông thường đó là hàng trăm microfarad.
3. Sử dụng cuộn cảm chế độ chung của các bộ lọc được tạo sẵn tốt hơn trên đường dây điện của bạn để hầu như chỉ cho phép dòng điện một chiều. Tất cả các hiệu ứng chuyển đổi phải được giới hạn ở cầu và cáp về phía động cơ.
4. Tất nhiên, bố trí tốt là rất quan trọng. Luôn luôn nghĩ về nơi dòng điện đi qua, giảm từ thông, hãy nhớ rằng trong hệ thống chuyển mạch, nó không chỉ là dòng điện động cơ được chuyển đổi, mà còn là cổng bán dẫn cầu, tăng tụ điện, và đôi khi các công cụ khác.

Ngoài ra ferrites xung quanh cáp là một ý tưởng tốt.

Chúc may mắn!

Hiện tại Arduninos rất nhạy cảm với loại tiếng ồn này, màn hình LCD còn nhiều hơn nữa ... Giải pháp chính cho loại tình huống này là a; snubber chúng được đề nghị rộng rãi để được sử dụng kết hợp với tải điện cảm như động cơ.

Một số bài viết với mong muốn và máy tính

Tương tự ở đây, tôi thấy rằng máy bay không người lái giá rẻ thực sự rất tệ và thông thường một động cơ là thủ phạm. Điều thực sự kỳ lạ là nó thường không yếu hơn phần còn lại nhưng việc bổ sung tụ gốm giúp ích rất nhiều. Tôi tìm thấy một phần vật lý lớn hơn có vẻ đáng tin cậy hơn, cuối cùng đã sử dụng những phần từ PCB đèn nền LED màn hình phẳng cũ.

Cũng có liên quan, điều này giúp với "bệnh drone điên" thường là vấn đề can thiệp RF.