Reducción del ruido del motor DC.

Estoy diseñando un circuito con un motor de CC Motores de engranajes reversibles de CC de 12 V - 70 RPM y algunas otras cosas que incluyen un MCU y un LÁSER, todo accionado desde una sola fuente de 12 V y estoy preocupado por la gran onda de ruido de HF del motor (eléctrico en lugar de radiante pero no hay daño en reducir ambos).

No he trabajado mucho con motores antes, sin embargo, al leer los artículos en esta comunidad y al buscar en otros lugares en Internet, parece que hay algunas técnicas para lidiar con este ruido y me preguntaba si podría obtener alguna respuesta educada sobre la validez y los inconvenientes de algunas de las técnicas que he encontrado.

1. Condensadores pequeños (1 o 10nF) conectados a través de los terminales en una variedad de combinaciones, incluyendo entre Vcc / Gnd, dos entre Vcc / Gnd con el medio conectado al exterior de la carcasa y una combinación de los dos anteriores. No polarizado si el motor necesita funcionar en ambos sentidos.

2. Puesta a tierra directa de la carcasa del motor.

3. Inductor de estrangulamiento en serie con el Vcc del motor.

4. Empleando una topología de filtrado más compleja cerca del motor.

5. Retorciendo y protegiendo los cables del motor y aislándolos físicamente del resto del circuito.

6. Mantener la tierra del motor separada de la tierra del resto del circuito y conectarla directamente a los terminales de la fuente de alimentación si es posible (o lo más cerca posible si no) para evitar problemas de circuito de tierra (¿conexión a tierra de estrella?)

7. Encerrar el motor físicamente dentro de una caja de metal (y conectar a tierra esa caja).

8. Usando condensadores electrolíticos grandes (1000uF +), de baja ESR conectados lo más cerca posible a otros equipos sensibles entre sus Vcc y Gnd (Anodo a Vcc, Cathode a Gnd), o colocando estos condensadores grandes al lado de la fuente de alimentación en todas las líneas Liderando.

9. Ejecutar algunos de los otros equipos a través de un regulador lineal (No estoy seguro si estos son particularmente buenos para rechazar el ruido de HF)

10. Colocación de diodos junto a la fuente de alimentación para diferentes líneas que conducen a diferentes sistemas.

Buscando una respuesta genérica con respecto a la efectividad de las técnicas anteriores y tal vez más con respecto a la protección contra el ruido del motor de CC, no es algo específico para ese motor ya que ese proyecto realmente ha terminado, ahora tengo curiosidad y creo que sería útil tener esta información disponible en un lugar para futuros proyectos y otras personas interesadas.

Siempre debe colocar un condensador a través de los terminales del motor, incluso si su circuito no se ve afectado, ya que el arco eléctrico crea un ruido rf que puede interferir con otros equipos (por ejemplo, radios AM). La recomendación habitual es instalar dos condensadores cerámicos de 0.1uF, uno conectado desde cada terminal del motor a la carcasa. Esto "fundamenta" el caso en RF sin el peligro de tener una conexión de CC expuesta.

La ondulación puede ser un problema para los equipos sensibles que tienen un rechazo deficiente de la fuente de alimentación, pero los condensadores y reguladores de filtro normales generalmente lo eliminarán. Otra preocupación es el pico de corriente y la caída de voltaje que se produce al arrancar el motor. Este motor tiene una corriente de bloqueo de solo 390 mA, por lo que siempre que su suministro de 12V pueda manejarlo, no debería tener que preocuparse por él. Solo asegúrese de que el motor y su circuito de control estén conectados directamente a la fuente de alimentación, y conecte cables separados a los otros dispositivos.

En cuanto a sus puntos para reducir el ruido:

1. Pequeños condensadores (1 o 10nF)

Eso es correcto, excepto la mención de la polaridad del condensador: de todos modos, los condensadores deben ser cerámicos, diseñados para trabajar a alta frecuencia, no electrolíticos o de papel, incluso si el motor funciona en una sola dirección. Coloque estos condensadores lo más cerca posible del motor y del controlador del motor si está utilizando un controlador PWM.

Usando condensadores electrolíticos grandes (1000uF +), de baja ESR conectados lo más cerca posible de otros equipos sensibles entre sus Vcc y Gnd (Anodo a Vcc, Cathode a Gnd), o colocando estos condensadores grandes al lado de la fuente de alimentación en todas las líneas liderando ..

Lo más probable es que el uso de condensadores grandes solo sea parcialmente efectivo, principalmente durante el arranque / parada / marcha atrás del motor. Una mejor protección contra el ruido es: hacer fuentes de alimentación separadas para el circuito de alimentación y para la parte de control, incluso si ambas requieren los mismos 12V. Su p.9 es exactamente sobre esto.

Retorciendo y protegiendo los cables del motor y aislándolos físicamente del resto del circuito.

La causa principal del ruido que transmite el motor (a través de cables y aire) es el encendido de las escobillas. Por lo tanto, si su motor no es nuevo, verifique las condiciones de los cepillos y del conector, y rectifique el conector si es necesario.

Planifique también su topología de cable como una estrella (con fuente de alimentación en el centro) con rayos (partes de su esquema) e intente evitar que los consumidores formen cadenas.

Estrella:

consumidor 2 <---cables---> PowerSupply <---cables--> consumidor 1

Cadena:

PowerSupply <---wires--> consumidor 1 <---wires---> consumidor 2

Su motor tiene una corriente relativamente baja, por lo tanto, a menos que tenga un buen modelo de su motor, el mejor enfoque es experimental.

Deje espacio en su tablero para inductor de estrangulamiento. Tenga un pequeño condensador soldado directamente en la terminal del motor. Tenga suficiente desacoplamiento en las líneas de alimentación que alimentan el controlador del motor.

Luego intente con algunos valores para los condensadores y para el inductor del estrangulador y mida el ruido en los suministros con un osciloscopio (o un analizador de espectro si tiene uno).

Varios puntos que de alguna manera aún no se mencionaron.

1. Toda la ruta de alimentación desde su puente hasta el motor debe protegerse cuidadosamente. El escudo, si es posible, debe conectarse al recinto del motor. En el lado de la placa, el escudo debe estar conectado a través de condensadores a tierra, y en algún lugar del sistema debe estar conectado a tierra directamente.
2. Cerca del puente debe tener condensadores de entrada para proporcionar energía durante la conmutación. Me refiero a pequeñas tapas para reaccionar rápidamente y varias grandes tapas que tendrán suficiente energía para mantener el voltaje incluso durante los picos de corriente de ling. Normalmente son cientos de microfaradios.
3. Use choques de modo común de filtros mejor preparados en su línea de alimentación para permitir prácticamente solo la corriente continua. Todos los efectos de conmutación deben limitarse al puente y al cable hacia el motor.
4. Por supuesto, un buen diseño es muy importante. Siempre piense en dónde va la corriente, reduzca el flujo magnético, recuerde que en el sistema de conmutación no solo se conmuta la corriente del motor, sino también las puertas de los transistores del puente, los condensadores de refuerzo y, a veces, otras cosas.

También las ferritas alrededor del cable son una buena idea.

¡Buena suerte!

Actualmente los Arduninos son muy sensibles a este tipo de ruido, los LCD son mucho más ... La solución principal para este tipo de situaciones, es a; amortiguador están ampliamente recomendados para ser utilizados en combinación con cargas de inductancia como motores.

Algunos artículos con diseños y calculadoras

Lo mismo aquí, descubrí que los drones baratos son realmente malos y que normalmente es un motor el culpable. Lo realmente extraño es que generalmente no es más débil que el resto, pero agregar condensadores de cerámica ayuda mucho. Encontré que una parte físicamente más grande parece más confiable, terminé usando las de los viejos PCB de retroiluminación LED de pantalla plana.

También es relevante, esto ayuda con la "enfermedad del dron loco", que normalmente es el problema de interferencia de RF.