Beeinflusst EMI meinen Sensormesswert stark?

Ich verwende einen Arduino, um analoge Werte von meinem Sensor zu lesen, der mit einem Spannungsteiler bei 5 V läuft. Der Sensor enthält eine kraftbeständige Platte, bei der der Widerstand der Platte abnimmt, wenn eine Kraft darauf ausgeübt wird, und der Sensor wird verwendet, um festzustellen, ob jemand darauf getreten ist (er muss nicht die Menge der ausgeübten Kraft messen). Ich verwende einen Spannungsteiler, um die Spannungsänderung zu lesen, und auf der Arduino-Seite werde ich feststellen, dass auf den Sensor getreten wird, wenn der Wert einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.

Abgesehen vom Sensor verlaufen 2 zusätzliche parallele Drähte auf demselben Weg wie der Sensor, und die beiden Drähte (12 V und GND) sind mit einem 12-V-LED-Streifen bei 100 mA verbunden.

Die Länge der 4 parallel verlaufenden Drähte beträgt jeweils 10 m, und ich habe 2 verschiedene Ratschläge erhalten -

(1) Die Drähte sind lang, sodass sie wie Antennen wirken und von EMI beeinflusst werden. Daher sollte ich einen ADC / Komparator verwenden, der so nah wie möglich am Sensor platziert ist, um die Daten digital zu übertragen.

(2) Die Drähte laufen mit relativ niedriger Spannung und niedrigem Strom, und die Anwendung läuft mit niedriger Geschwindigkeit (mein Arduino liest die analogen Werte mit 10 Mal / Sekunde), sodass sie nicht von EMI beeinflusst werden. Daher ist das Lesen des Analogwerts mit dem Spannungsteiler kein Problem.

Kann jemand Rat?

Fügen Sie ein Diagramm der Einrichtung bei, ist mein Rat.
Liegt an Ihrem Sensor ein konstantes Spannungspotential an oder wird er nur 10x / s in "Impulsen" mit Strom versorgt, wenn das Arduino ihn testet?
@ RobhercKV5ROB ja, es wird eine konstante Spannung von 5 V an den Sensor geliefert.
Haben Sie also Korruption oder schlechte Messwerte gesehen, die Sie glauben lassen, dass es ein Problem gibt? Ein Link zum Sensor ist ebenfalls nützlich.
@Andyaka Nein, ich habe bisher keine schlechten Messwerte mit der Spannungsteilermethode gesehen. Ich habe einen Prototyp erstellt, um die Schaltung zu testen, und ich habe den Fernseher und den Lüfter in der Nähe ein- und ausgeschaltet, und ich habe auch meine Mobiltelefone in der Nähe der Schaltung verwendet, und sie schienen meine Messwerte nicht zu beeinflussen. Angesichts des Hinweises eines Elektronikingenieurs, dass EMI meine Schaltung beeinträchtigen wird, möchte ich jedoch sicher sein, ob ich meine Schaltung ändern sollte, um Daten digital zu übertragen, oder ob meine derzeitige Methode in Ordnung ist. Übrigens verwende ich Velostat als Kraftwiderstandsfolie in meinem Sensor.
Hier ist mein Punkt: JEDE elektronische Schaltung WIRD von einem gewissen Grad an EMI beeinflusst. Was wir in der Frage nicht haben, ist eine anständige Vorstellung von Ihrer Schaltung / Ihrem Layout oder ein Hinweis darauf, welche EMI-Stufe der Ingenieur in Betracht zieht.

Antworten (2)

Da die einzige Änderung, an der Sie interessiert sind, in dem von Ihnen beschriebenen Setup eine "fast Gleichstrom" -Änderung ist, wenn der Widerstand des Sensors unter Druck abnimmt, können Sie einfach einen Kondensator über Ihre 2 Drähte so nah wie möglich an die Arduino-Leitungen anschließen /anderer Spannungsteilerwiderstand.

Dieser Kondensator dient dazu, die (50 Hz+) AC EMI/RFI auf Ihren Kabelwegen "kurzzuschließen", während er einen minimalen Einfluss auf das interessierende Signal mit viel niedrigerer Frequenz (~ 1-4 Hz) hat.

Zu Beginn würde ich vielleicht einen 5-uf-Kondensator auswählen und dann den Kondensator basierend auf der beobachteten Leistung dimensionieren. IE, wenn Sie immer noch "falsche Positive" erhalten, verwenden Sie mehr Kapazität, und wenn "schnelles Gehen" nicht erkannt wird, verwenden Sie weniger.

Was, zwei widersprüchliche Ratschläge reichen nicht aus? Mal sehen, ob ich beiden gleichzeitig widersprechen kann. Nicht wirklich. Keiner ist genau falsch.

Im Prinzip würde ich sagen, dass die Umstellung auf Digital in der Nähe des Sensors die sauberste Lösung ist, aber es erfordert, dass Sie einen Platz haben, an dem Sie dort einige Schaltkreise platzieren können. Wenn dies möglich ist, sollten Sie für diese Anwendung überhaupt keinen ADC benötigen, sondern nur einen Komparator. (Dies setzt voraus, dass sich die Eigenschaften des Sensors im Laufe der Zeit nicht merklich ändern, sodass ein fester Schwellenwert angemessen ist.)

Sie müssten den Komparator mit Strom versorgen. Wenn ich das richtig verstehe, haben Sie vier Drähte: LED_12V, LED_Ground, Sensor_5V und Sensor_signal. Wenn die LEDs ein- und ausgeschaltet werden, während Sie den Sensor lesen, wäre die Verwendung von LED_ground für die Masse Ihrer Komparatorschaltung eine schlechte Idee, da ein unterschiedlicher Spannungsabfall auf dem Erdungskabel auftritt, der Ihr Signal beeinflusst. Selbst wenn die LEDs nicht geschaltet sind, wird jedes Rauschen der 12-V-Versorgung auf dieser Masse angezeigt, was ein Problem sein könnte. Wenn die 12 V immer eingeschaltet sind, würde ich dies verwenden, um die Komparatorschaltung über einen kleinen linearen Spannungsregler mit Strom zu versorgen und Ihre Sensor_5-V-Leitung in eine Sensor_Ground-Leitung umzuwandeln, um sicherzustellen, dass der LED-Rückstrom von dieser Masse ferngehalten wird.

Der Ausgang des Komparators würde dann einfach auf einen GPIO-Pin auf dem Arduino zurückgeführt. Ich sage "nur", aber in Wirklichkeit möchten Sie in dieser Leitung etwas Filterung und ESD-Schutz haben.

Der andere Ansatz, nur die analoge Spannung zurück zum Arduino zu bringen, könnte auch funktionieren, aber zu sagen, dass es kein Problem geben wird, weil die Dinge mit einer niedrigen Geschwindigkeit laufen, ist eine zu starke Vereinfachung. Sie würden auf jeden Fall eine ziemlich starke Filterung und einen ESD-Schutz in die Leitung einbauen wollen. Selbst mit einem Hardware-Tiefpassfilter würde ich für alle Fälle eine Filterung in der Software planen. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass Ihre Software den Schwellenwert adaptiv anpassen könnte, wenn sich die Sensoreigenschaften im Laufe der Zeit ändern. Denken Sie daran, dass jedes Rauschen auf Ihrer 5-V-Stromversorgung direkt auf Ihrem Sensorsignal erscheint, also stellen Sie sicher, dass es an der Quelle so sauber wie möglich ist.

Danke für den Hinweis zur Stromversorgung des Komparators. Das werde ich mir merken. Ich bin mir nicht sicher, was du mit filtern meinst. Können Sie mir erklären oder mich in die Richtung weisen, wo ich mehr darüber lesen kann und wie es helfen wird?
@Robherc hat bereits darüber gesprochen, einen Kondensator hinzuzufügen, um einen Hardware-Tiefpassfilter zu bilden. Das ist ein guter Ort, um mit dem Experimentieren zu beginnen. Ich empfehle immer noch einen ESD-Schutz. Nur eine Diode auf Masse und eine Diode auf Ihre Versorgungsschiene zu legen, ist eine große Verbesserung gegenüber gar nichts. Die Dioden müssen so ausgerichtet sein, dass sie normalerweise in Sperrrichtung vorgespannt sind, sonst fressen sie Ihr Signal. Was das Filtern in der Software betrifft, so ist das Einfachste ein einfacher Mittelwert aus mehreren Messwerten, und Sie können damit experimentieren, wie viele Messwerte über welchen Zeitraum gemittelt werden sollen.
vielen Dank für deinen Rat und deine Erklärung. Ich werde versuchen, den Kondensator und die Dioden in meiner Schaltung zu verwenden. @Robherc Nochmals vielen Dank.