Je commencerais par considérer votre schéma de mise à la terre. Votre moteur est probablement entraîné par PWM, ce qui active et désactive rapidement la tension, et probablement à 50 kHz. Cela signifie que parfois nous avons un courant assez lourd qui traverse le moteur, puis un court instant plus tard, pas de courant. Cela provoque quelques problèmes.
Filtrage de l'alimentation
La première étape consiste à s'assurer que vous avez des condensateurs de découplage entre les côtés positifs et négatifs de la batterie près de chaque composant. Ceux-ci fournissent un chemin à faible impédance pour les courants à haute fréquence. Ce qui est une autre façon de dire, ils fournissent une réserve de puissance à proximité pour répondre aux demandes de courant soudaines sans aller jusqu'à la batterie.
Mise à la terre
Considérez ces circuits:
Ici, les résistances R1, R2 et R3 ne sont pas réellement des résistances, mais représentent la résistance dans les fils. J'ai modélisé votre capteur sonar comme une source de tension idéale V1 et dessiné dans un ampli opérationnel U1 pour représenter votre amplificateur. Votre circuit réel est bien sûr plus compliqué, mais cela démontrera le problème.
Prenons le cas BAD . Lorsque votre moteur tourne, un fort courant circule dans R1 et R2. Selon la loi d'Ohm, il y aura une chute de tension dans ces résistances, surtout R2. Lorsque le moteur est en marche, la "masse" à V1 est significativement différente de la "masse" à U1. Ces différences sont amplifiées par U1.
Si nous réarrangons le moteur pour qu'il ressemble davantage au BON schéma, alors les courants du moteur provoqueront toujours une chute de tension sur R1, mais cela affectera également le capteur et l'amplificateur, donc ce n'est pas tellement un problème. Il y a toujours le potentiel pour R3 de gâcher les choses, mais le courant est probablement faible.
Dans le schéma BEST , nous connectons l'amplificateur et le capteur à un point commun pour éviter ce problème également. C'est ce qu'on appelle un sol étoilé . Les courants de votre capteur et de votre amplificateur sont probablement suffisamment faibles pour que cela ne soit pas nécessaire, mais vous l'avez quand même.
Il est important de se rappeler que nous venons de considérer le côté sol de la batterie, mais ces mêmes préoccupations peuvent s'appliquer également à l'autre côté de la batterie. L'illumination vient du fait de considérer où les courants circulent et où vous mesurez une tension, considérez quelle est la référence pour cette tension.
Couplage inductif
L'autre source de bruit peut être un couplage inductif involontaire. Lorsque le courant circule dans votre moteur, le courant circule dans une boucle. Le courant dans cette boucle crée un champ magnétique. Au fur et à mesure que ce champ augmente et se rétrécit lors de la mise sous et hors tension de votre moteur par le pilote PWM, tous les autres fils de votre circuit subiront un changement de tension selon la loi de l'induction .
Pour minimiser cet effet, vous souhaitez conserver de petites inductances parasites. Tenez compte du courant de chemin physique qui doit circuler de la batterie, à travers les circuits de commande du moteur, vers le moteur, vers le pilote et vers la batterie. Cela fera une boucle. Plus cette boucle est grande, plus son inductance est élevée. Faites cette boucle aussi petite que possible en gardant la terre et les connexions positives de la batterie aussi proches que possible.
Faites de même pour votre capteur sonar. Évitez également que les deux ne soient proches l'un de l'autre ou parallèles, car cela renforce leur inductance mutuelle.
Si cela s'avère insuffisant pour résoudre le problème, vous pouvez envisager de construire un amplificateur différentiel . Je ne le décrirai pas en détail, car je soupçonne que ces autres changements seront suffisants, et la conception correcte d'un système d'amplificateur différentiel est suffisamment complexe pour mériter une question en soi. Cependant, si les autres problèmes sont résolus, un amplificateur différentiel bien conçu peut si bien rejeter le bruit qu'il peut mesurer des signaux vraiment minuscules enfouis dans le bruit, comme les impulsions électriques générées par vos nerfs.
