Réduction du bruit du moteur DC

Je suis en train de concevoir un circuit avec un moteur CC 12V DC Réversible Gearhead Motors - 70RPM et quelques autres choses, y compris un MCU et un LASER, tous entraînés à partir d'une seule source 12V et je m'inquiète de l'ondulation du bruit HF du moteur (électrique plutôt que radiatif) mais pas de mal à réduire les deux).

Je n'ai pas beaucoup travaillé sur les moteurs auparavant, mais en lisant les articles de cette communauté et en cherchant ailleurs sur Internet, il semble qu'il existe quelques techniques pour gérer ce bruit et je me demandais si je pouvais obtenir une réponse éclairée sur la validité et les inconvénients de quelques-unes des techniques que j'ai rencontrées.

1. Petits condensateurs (1 ou 10 nF) connectés aux bornes dans une variété de combinaisons, y compris entre Vcc / Gnd, deux entre Vcc / Gnd avec le milieu connecté à l'extérieur du boîtier et une combinaison des deux ci-dessus. Non polarisé si le moteur doit fonctionner dans les deux sens.

2. Mise à la terre directe du boîtier du moteur.

3. Inductance de starter en série avec le Vcc du moteur.

4. Utilisation d'une topologie de filtrage plus complexe à proximité du moteur.

5. Tordre et protéger les câbles du moteur et les isoler physiquement du reste du circuit.

6. Garder la masse du moteur séparée de la masse du reste du circuit et la connecter directement aux bornes de la source d'alimentation si possible (ou aussi près que possible sinon) pour éviter les problèmes de boucle de masse (mise à la terre en étoile?)

7. Enfermer physiquement le moteur dans un boîtier métallique (et le mettre à la terre).

8. En utilisant de grands condensateurs électrolytiques à faible ESR (1000 uF +) connectés aussi près que possible d'autres équipements sensibles entre leur Vcc et Gnd (anode à Vcc, cathode à Gnd), ou en plaçant ces grands condensateurs à côté de la source d'alimentation elle-même sur toutes les lignes menant.

9. Faire fonctionner certains des autres équipements via un régulateur linéaire (je ne sais pas si ceux-ci sont particulièrement efficaces pour rejeter le bruit HF)

10. Placer des diodes à côté de la source d'alimentation pour différentes lignes menant à différents systèmes.

Vous cherchez une réponse générique concernant l'efficacité des techniques ci-dessus et peut-être davantage en ce qui concerne la protection contre le bruit du moteur CC, pas quelque chose de spécifique à ce moteur car ce projet est en fait terminé, maintenant je suis juste curieux et pense qu'il serait utile d'avoir ces informations disponible en un seul endroit pour les futurs projets et autres personnes intéressées.

Vous devez toujours placer un condensateur sur les bornes du moteur, même si votre circuit n'est pas affecté, car l'arc de brosse crée un bruit RF qui peut interférer avec d'autres équipements (par exemple, les radios AM). La recommandation habituelle est d'installer deux condensateurs en céramique de 0,1 uF, un connecté de chaque borne de moteur au boîtier. Cela «met à la terre» le boîtier sans risque d'avoir une connexion DC exposée.

L'ondulation peut être un problème pour les équipements sensibles qui ont une mauvaise réjection de l'alimentation, mais les condensateurs et régulateurs de filtre normaux l'éliminent généralement. Une autre préoccupation est la pointe de courant et la chute de tension qui se produisent lors du démarrage du moteur. Ce moteur a un courant de calage de seulement 390mA, donc à condition que votre alimentation 12V puisse gérer que vous ne devriez pas avoir à vous en soucier. Assurez-vous simplement que le moteur et son circuit de commande sont câblés directement à la source d'alimentation et faites passer des fils séparés aux autres appareils.

Concernant vos points pour réduire le bruit:

1. Petits condensateurs (1 ou 10nF)

C'est exact, à l'exception de la mention de la polarité des condensateurs: de toute façon, les condensateurs doivent être en céramique, conçus pour fonctionner sous haute fréquence, pas électrolytiques ou en papier même si le moteur ne fonctionne que dans une seule direction. Placez ces condensateurs aussi près que possible du moteur et du pilote de moteur si vous utilisez un pilote PWM.

En utilisant de grands condensateurs électrolytiques à faible ESR (1000 uF +) connectés aussi près que possible d'autres équipements sensibles entre leur Vcc et Gnd (anode à Vcc, cathode à Gnd), ou en plaçant ces grands condensateurs à côté de la source d'alimentation elle-même sur toutes les lignes menant ..

Très probablement, l'utilisation de grands condensateurs ne sera que partiellement efficace, principalement pendant le démarrage / arrêt / inversion du moteur. Une meilleure protection contre le bruit consiste à créer des alimentations distinctes pour le circuit d'alimentation et la partie de commande, même si les deux nécessitent le même 12V. Votre p.9 est exactement à ce sujet.

Tordre et protéger les câbles du moteur et les isoler physiquement du reste du circuit.

La principale cause de bruit transmis par le moteur (à travers les câbles et par l'air) est l'allumage des balais. Donc, si votre moteur n'est pas neuf, veuillez vérifier les conditions des brosses et des connecteurs et rectifier le connecteur si nécessaire.

Planifiez également votre topologie de fil en étoile (avec alimentation au centre) avec des rayons (parties de votre schéma) et essayez d'éviter la fabrication de chaîne contenue de consommateurs.

Étoile:

consommateur 2 <---wires---> PowerSupply <---wires--> consumer 1

Chaîne:

PowerSupply <---wires--> consumer 1 <---wires---> consumer 2

Votre moteur est relativement faible courant, donc à moins d'avoir un bon modèle de votre moteur, la meilleure approche est expérimentale.

Laissez de la place sur votre planche pour l'inductance d'étranglement. Faites souder directement un petit condensateur sur la borne du moteur. Avoir un découplage suffisant sur les lignes électriques qui alimentent le pilote de moteur.

Essayez ensuite avec quelques valeurs pour les condensateurs et pour l'inductance de self et mesurez le bruit sur les alimentations avec un oscilloscope (ou un analyseur de spectre si vous en avez un).

Plusieurs points qui d'une manière ou d'une autre n'étaient pas encore mentionnés.

1. L'ensemble du chemin d'alimentation entre votre pont et le moteur doit être soigneusement protégé. Le blindage, si possible, doit être connecté au boîtier du moteur. Du côté de votre carte, le blindage doit être connecté via des condensateurs à la terre, et quelque part dans le système, il doit être connecté directement à la terre.
2. Près du pont, vous devriez avoir des condensateurs d'entrée pour fournir de l'énergie pendant la commutation. Je veux dire les petites majuscules pour réagir rapidement et plusieurs grandes majuscules qui auront suffisamment d'énergie pour maintenir la tension même pendant les pics de courant ling. Normalement, c'est des centaines de microfarads.
3. Utilisez des selfs en mode commun de filtres mieux préparés sur votre ligne électrique pour autoriser pratiquement uniquement le courant continu. Tous les effets de commutation doivent être limités au pont et au câble vers le moteur.
4. Bien sûr, une bonne mise en page est très importante. Pensez toujours à la destination du courant, réduisez le flux magnétique, rappelez-vous que dans le système de commutation, ce n'est pas seulement le courant du moteur qui est commuté, ce sont aussi des grilles de transistors en pont, des condensateurs de suralimentation et parfois d'autres choses.

Les ferrites autour du câble sont également une bonne idée.

Bonne chance!

actuellement les Arduninos sont très sensibles à ce type de bruit, les écrans lcd sont bien plus ... La principale solution pour ce type de situations, est un; amortisseur, ils sont largement recommandés pour être utilisés en conjonction avec des charges d'inductance comme moteurs.

Quelques articles avec des subber et des calculatrices

Même chose ici, j'ai trouvé que les drones bon marché sont vraiment mauvais et c'est normalement un moteur qui est le coupable. La chose vraiment étrange est que ce n'est généralement pas plus faible que les autres, mais l'ajout de condensateurs en céramique aide beaucoup. J'ai trouvé qu'une partie physiquement plus grande semble plus fiable, j'ai fini par utiliser celles des anciens PCB à rétroéclairage LED à écran plat.

Également pertinent, cela aide à la «maladie du drone fou» qui est normalement le problème d'interférence RF.