Tôi sẽ bắt đầu bằng cách xem xét sơ đồ nối đất của bạn. Động cơ của bạn có thể đang được điều khiển bởi PWM, nhanh chóng chuyển đổi điện áp sang nó và có thể ở mức 50kHz. Điều này có nghĩa là đôi khi chúng ta có một dòng điện khá nặng chạy qua động cơ, và sau đó một lát sau, không có dòng điện. Điều này gây ra một vài vấn đề.
Bộ lọc cung cấp điện
Bước đầu tiên là đảm bảo bạn có các tụ tách rời giữa các mặt tích cực và tiêu cực của pin gần mỗi thành phần. Chúng cung cấp một đường trở kháng thấp cho dòng điện tần số cao. Đó là một cách khác để nói, họ cung cấp một nguồn dự trữ năng lượng gần đó để đáp ứng nhu cầu hiện tại đột ngột mà không cần đến pin.
Nối đất
Hãy xem xét các mạch:
Ở đây, các điện trở R1, R2 và R3 không thực sự là điện trở, nhưng đại diện cho điện trở trong dây dẫn. Tôi đã mô hình hóa cảm biến sonar của bạn như một nguồn điện áp lý tưởng V1 và được vẽ trong op-amp U1 để thể hiện bộ khuếch đại của bạn. Mạch thực tế của bạn tất nhiên phức tạp hơn, nhưng điều này sẽ chứng minh vấn đề.
Hãy xem xét trường hợp BAD . Khi động cơ của bạn đang chạy, một dòng điện nặng đang chảy trong R1 và R2. Theo định luật Ohm, sẽ có sự sụt giảm điện áp trong các điện trở này, đáng kể nhất là R2. Khi động cơ bật, "mặt đất" tại V1 khác biệt đáng kể so với "mặt đất" tại U1. Những khác biệt này được khuếch đại bởi U1.
Nếu chúng ta sắp xếp lại động cơ giống với sơ đồ TỐT , thì dòng điện động cơ vẫn sẽ gây sụt áp trên R1, nhưng điều đó sẽ ảnh hưởng đến cảm biến và bộ khuếch đại, vì vậy nó không thành vấn đề. Vẫn có khả năng R3 làm mọi thứ rối tung lên, nhưng hiện tại có khả năng nhỏ.
Trong sơ đồ TỐT NHẤT , chúng tôi kết nối bộ khuếch đại và cảm biến với một điểm chung để tránh vấn đề đó. Đây được gọi là một ngôi sao mặt đất . Cảm biến và dòng khuếch đại của bạn có thể đủ nhỏ để điều này không cần thiết, nhưng dù sao bạn cũng có nó.
Điều quan trọng cần nhớ là chúng ta chỉ xem xét mặt trái của pin, nhưng những mối quan tâm tương tự này có thể áp dụng như nhau cho mặt kia của pin. Sự giác ngộ đến từ việc xem xét nơi dòng điện đang chảy và nơi bạn đang đo điện áp, xem xét tham chiếu cho điện áp đó là gì.
Khớp nối quy nạp
Các nguồn nhiễu khác có thể là khớp nối quy nạp ngoài ý muốn. Khi dòng điện chạy qua động cơ của bạn, dòng điện sẽ chảy trong một vòng lặp. Hiện tại trong vòng lặp này làm cho một từ trường. Khi trường này phát triển và co lại thông qua việc bật và tắt động cơ của bạn bằng trình điều khiển PWM, tất cả các dây khác trong mạch của bạn sẽ trải qua sự thay đổi điện áp theo quy luật cảm ứng .
Để giảm thiểu hiệu ứng này, bạn muốn giữ cho các cuộn cảm đi lạc nhỏ. Xem xét dòng điện vật lý phải chảy từ pin, qua mạch lái xe của động cơ, đến động cơ, trở lại trình điều khiển và trở lại pin. Điều này sẽ tạo ra một vòng lặp. Vòng lặp này càng lớn thì độ tự cảm của nó càng cao. Làm cho vòng lặp đó nhỏ nhất có thể bằng cách giữ các kết nối pin mặt đất và tích cực gần nhau nhất có thể.
Làm tương tự cho cảm biến sonar của bạn. Ngoài ra, tránh để hai người chạy gần nhau, hoặc song song với nhau, vì điều này làm cho độ tự cảm lẫn nhau của họ mạnh hơn.
Nếu điều này chứng tỏ không đủ để giải quyết vấn đề, bạn có thể xem xét xây dựng bộ khuếch đại vi sai . Tôi sẽ không mô tả chi tiết về nó, vì tôi nghi ngờ những thay đổi khác này là đủ, và việc thiết kế một hệ thống khuếch đại vi sai đủ phức tạp để xứng đáng với một câu hỏi của riêng nó. Tuy nhiên, nếu các vấn đề khác được giải quyết, một bộ khuếch đại vi sai được thiết kế tốt có thể loại bỏ nhiễu tốt đến mức nó có thể đo các tín hiệu cực nhỏ thực sự bị chôn vùi trong tiếng ồn, giống như các xung điện do dây thần kinh của bạn tạo ra.
