Vi điều khiển với một dây dài cho đầu vào kỹ thuật số

Tôi có nút chuông cửa trong nhà tôi nối với bảng dev GHI EMX . Phần mềm đánh giá thời gian trong ngày và xác định xem chuông cửa có nên reo hay không.

Lưu ý bên lề: Điều này đã được thực hiện như một cách để đối phó với những trò đùa ding-dong-ditch mà tôi đang nhận được.

Tất cả đều hoạt động tuyệt vời ngoại trừ một vấn đề, dây kết nối với bảng EMX dài khoảng 50 feet (~ 15 mét) và tạo ra đủ nhiễu để bảng nghĩ rằng ai đó đã nhấn nút và do đó chuông cửa của tôi vang lên trong khoảng thời gian ngẫu nhiên trong suốt ngày. Cả vợ tôi và con chó của tôi đều không đánh giá cao điều này (nhưng bọn trẻ nghĩ rằng đó là niềm vui lớn).

Tôi đã cố gắng khắc phục sự cố bằng cách làm theo lời khuyên trong bài viết này và thực hiện mạch sau:

Điều này không khắc phục được sự cố, nhưng tôi đã thấy rằng việc đặt một điện trở 3k trong 1k và thay thế tụ điện .01uF bằng 40uF hoạt động tốt hơn một chút, nhưng bất cứ điều gì hơn 3k đều gây ra sự chậm trễ đáng chú ý khi nhấn nút trước chuông reo. Sự khác biệt cho mạch của tôi là bo mạch chạy trên 3,3V thay vì 5V (mà tôi cho là làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn) và thay vì kết nối với mặt đất, công tắc hoàn thành mạch (tức là hai dây đi giữa vi điều khiển và công tắc).

Dây chạy giữa công tắc và vi điều khiển là dây chuông cửa tiêu chuẩn không được che chắn hoặc xoắn. Thật không may, thay thế dây chuông cửa bằng dây được che chắn, thật không phải là một lựa chọn vì điều đó sẽ yêu cầu tôi xé vách thạch cao.

Tôi đã xem xét câu hỏi sau đây , nhưng dường như nó đang xử lý một ADC có thể hơi khác với vấn đề của tôi. Bất kì sự trợ giúp nào đều được đánh giá cao.

Cập nhật
Sau khi đọc thêm tài liệu , có vẻ như mặc dù vi điều khiển được cung cấp bởi 3.3V nhưng nó có khả năng chịu được 5V trên các chân I / O của nó. Tôi có thể điều chỉnh giá trị điện trở cao hơn nếu tôi sử dụng 5V, nhưng điều này có giúp được gì không?

Những gì sơ đồ không hiển thị là chế độ phổ biến khổng lồ 60Hz hum và làm thế nào các căn cứ được kết nối với nhau với sự gần gũi với các đường dây AC và quá độ dòng điện.

Ví dụ của bạn là một ví dụ tốt về cách không giao diện dây dài.

Tôi có thể đề nghị trong tương lai;

1. thích xoắn đôi
2. thích đường cân bằng
3. tránh đầu vào trở kháng cao
4. thích trở kháng phù hợp
5. tránh LPF quá mức (hằng số thời gian dài)
6. bao gồm nắp RF để triệt tiêu quá độ.
7. sử dụng hạt ferrite (CM choke)
8. tránh vòng lặp nối đất (tức là kết nối trực tiếp chưa được khai thác vào mạch)
9. sử dụng mạch làm ướt tiếp xúc (nắp 10uF phân cực chính xác trên các tiếp điểm không được mạ vàng)
10. thích dỗ dành cho môi trường EMI rất khắc nghiệt.

Vì nhiều lựa chọn không có sẵn. Làm những điều này;

• tháo nắp lớn trên tàu và di chuyển đến các tiếp điểm chuyển đổi từ xa. (phải)
• loại bỏ điện trở sê-ri 3K (1k) và thêm tay áo CM ferrite hoặc tương tự
• thêm nắp RF nhỏ trên tàu qua đầu vào. ví dụ 0,001 ~ 0,01uF hoặc bất kỳ loại điện cảm thấp nào.
• Thay 100K bằng 1k ~ 10K.
• thêm các hạt ferrite lớn với nhiều vòng cho cả hai dây. (Bộ lọc CM)

Với giải pháp này, trở kháng mạch chuyển đổi sẽ trở kháng thấp khi đóng và trở kháng thấp với nắp điện trên công tắc khi mở. CM hum sẽ được hấp thụ và nhiễu RF khác biệt bị triệt tiêu.

-pullup đến cùng điện áp cung cấp như uC với nắp RF tốt trên chip.

Một giải pháp đơn giản có thể là rời khỏi hệ thống chuông cửa như trước khi bạn bắt đầu dự án này và chỉ cần sử dụng bộ điều khiển vi mô để tiêu thụ điện cho loa chuông cửa bằng rơle khi bạn không muốn nghe tiếng chuông.

Cập nhật

Tôi không quen thuộc lắm với các hệ thống chuông cửa (trừ google nhanh) vì vậy những điều sau đây giả định rằng bạn có ít nhất hai dây dẫn chạy từ MCU đến công tắc.

Bảng mạch GHI EMX mà bạn có ADC 10 bit để bạn có thể gửi 12,3Dc (hoặc nhiều hơn) đến chuông cửa và sử dụng bộ chia điện áp đơn giản để điện áp đến MCU không vượt quá tối đa 5 volt. Sau đó, về phía phần mềm, tất cả những gì bạn sẽ làm là đọc ADC và nếu giá trị> 1000 (bạn có thể phải chơi xung quanh với số này và 1023 là tối đa trên ADC 10 bit) thì chuông cửa đã được nhấn.

Nó sẽ trông giống như thế này (cố gắng không bị choáng ngợp bởi các kỹ năng chỉnh sửa đồ họa tuyệt vời của tôi):

Một tùy chọn khác tương tự là sử dụng kích hoạt schmitt với điện áp đầu vào cao hơn. Nhưng điều này sẽ đòi hỏi các bộ phận bổ sung và nỗ lực nhiều hơn so với tùy chọn ADC.

Biên tập

Câu trả lời của Chris Stratton đã đưa ra một quan điểm tốt về dòng chảy hiện tại. Nếu bạn thay đổi điện trở kéo lên 100k thành một ~ 220ohm thì có thể thực hiện thủ thuật.

Thực sự có một giải pháp rất đơn giản cho vấn đề này.

Chìa khóa để hiểu giải pháp này là suy nghĩ về lý do tại sao chuông cửa cơ điện đơn giản không đổ chuông do nhiễu tương tự. Câu trả lời tất nhiên là nó đòi hỏi năng lượng vòng thực tế chảy qua mạch kín - nhiễu sẽ không đủ năng lượng vào mạch mở để đổ chuông sai.

Bạn có thể tạo ra một tình huống tương tự bằng cách sử dụng điện trở pullup có giá trị thấp, với nút chuông cửa kết nối với mặt đất. Một trăm ohms điện trở có nghĩa là khoảng 25 milliamp dòng điện sẽ phải chảy trước khi đầu vào vi điều khiển được kéo xuống đủ thấp để đọc là "0". Giao tiếp nối tiếp đường dài thường được thực hiện với dòng điện 20 mA, vì vậy 25 mA là đủ, nhưng bạn có thể dễ dàng điều chỉnh tăng hoặc giảm.

Bạn có thể từ chối nhiễu hơn nữa bằng cách có phần mềm trên vi điều khiển yêu cầu nút này phải được duy trì đóng - không có khoảng trống - trong 100 mS hoặc lâu hơn trước khi nó được công nhận là vòng hợp lệ.

Người ta có thể lập luận rằng phương pháp này đang lãng phí năng lượng, tuy nhiên năng lượng chỉ được tiêu thụ trong thời gian khi chuông được nhấn. Các điện trở cần phải có công suất xử lý năng lượng (nhiệt) cho khả năng gây nhiễu nút đóng vĩnh viễn, nhưng đó không phải là trường hợp thông thường để tính mức tiêu thụ năng lượng.

Cáp 15 mét hoạt động như một ăng ten. Bạn cần sử dụng tụ điện feedthru (ví dụ W2F11A4708AT1F ) để lọc nhiễu RF.