Reduzierung von Gleichstrommotorgeräuschen

Ich entwerfe eine Schaltung mit einem 12V DC Gleichstrommotor mit umschaltbarem Getriebekopf - 70 U / min und einigem anderen Material, einschließlich einer MCU und einem LASER, die alle von einer einzigen 12V-Quelle angetrieben werden aber kein Schaden bei der Reduzierung beider).

Ich habe vorher nicht viel mit Motoren gearbeitet, aber nachdem ich die Artikel in dieser Community gelesen und an anderer Stelle im Internet gesucht habe, scheint es ein paar Techniken zu geben, um mit diesem Geräusch umzugehen, und ich habe mich gefragt, ob ich eine gebildete Antwort bekommen könnte über die Gültigkeit und die Nachteile einiger der Techniken, denen ich begegnet bin.

1. Kleine Kondensatoren (1 oder 10 nF), die in einer Vielzahl von Kombinationen über die Anschlüsse angeschlossen sind, einschließlich zwischen Vcc / Gnd, zwei zwischen Vcc / Gnd, wobei die Mitte mit der Gehäuseaußenseite verbunden ist, und einer Kombination der beiden oben genannten. Nicht polarisiert, wenn der Motor in beide Richtungen laufen muss.

2. Erden Sie das Gehäuse des Motors direkt.

3. Drosselspule in Reihe mit dem Vcc des Motors.

4. Einsatz einer komplexeren Filtertopologie in der Nähe des Motors.

5. Verdrillen und Abschirmen der Motorkabel und physikalische Trennung von der übrigen Schaltung.

6. Halten Sie die Masse des Motors von der Masse des restlichen Stromkreises getrennt und schließen Sie ihn nach Möglichkeit direkt an die Klemmen der Stromquelle an (oder, falls nicht, so nah wie möglich), um Probleme mit der Erdschleife zu vermeiden (Sternerdung?).

7. Schließen Sie den Motor physisch in ein Metallgehäuse ein (und erden Sie dieses Gehäuse).

8. Verwenden Sie große (1000uF +) Elektrolytkondensatoren mit niedrigem ESR, die so nah wie möglich an andere empfindliche Geräte zwischen Vcc und Gnd angeschlossen sind (Anode an Vcc, Kathode an Gnd), oder platzieren Sie diese großen Kondensatoren neben der Stromquelle selbst in allen Leitungen herausführen.

9. Betrieb einiger anderer Geräte über einen Linearregler (Ich bin mir nicht sicher, ob diese besonders gut zur Unterdrückung von HF-Rauschen geeignet sind)

10. Anordnen von Dioden neben der Stromquelle für verschiedene Leitungen, die zu verschiedenen Systemen führen.

Auf der Suche nach einer allgemeinen Antwort bezüglich der Wirksamkeit der oben genannten Techniken und vielleicht mehr bezüglich des Schutzes vor Gleichstrommotorgeräuschen, die nicht für diesen Motor spezifisch ist, da dieses Projekt tatsächlich abgeschlossen ist, bin ich jetzt nur neugierig und denke, dass es nützlich wäre, diese Informationen zu haben verfügbar an einem Ort für zukünftige Projekte und andere interessierte Personen.

Sie sollten immer einen Kondensator über die Motorklemmen legen, auch wenn Ihr Stromkreis nicht betroffen ist, da durch das Entstehen eines Lichtbogens Hochfrequenzstörungen auftreten, die andere Geräte (z. B. MW-Funkgeräte) stören können. Die übliche Empfehlung besteht darin, zwei 0,1uF-Keramikkondensatoren zu installieren, von denen einer an jeder Motorklemme mit dem Gehäuse verbunden ist. Dies 'begründet' den Fall, ohne die Gefahr eines freiliegenden Gleichstromanschlusses zu haben.

Welligkeit kann ein Problem für empfindliche Geräte sein, die eine schlechte Unterdrückung der Stromversorgung aufweisen, wird jedoch normalerweise durch normale Filterkondensatoren und -regler beseitigt. Ein weiteres Problem ist die Stromspitze und der Spannungseinbruch, die beim Starten des Motors auftreten. Dieser Motor hat einen Blockierstrom von nur 390 mA. Vorausgesetzt, Ihre 12-V-Versorgung kann damit umgehen, müssen Sie sich keine Sorgen machen. Stellen Sie einfach sicher, dass der Motor und sein Steuerkreis direkt an die Stromquelle angeschlossen sind, und verlegen Sie separate Kabel zu den anderen Geräten.

Bezüglich Ihrer Punkte, um das Rauschen zu reduzieren:

1. Kleine Kondensatoren (1 oder 10nF)

Das ist richtig, abgesehen von der Erwähnung der Kondensatorpolarität: Auf jeden Fall müssen die Kondensatoren aus Keramik sein, für den Betrieb unter Hochfrequenz ausgelegt, nicht elektrolytisch oder aus Papier, auch wenn der Motor nur in eine Richtung arbeitet. Platzieren Sie diese Kondensatoren so nah wie möglich am Motor und am Motortreiber, wenn Sie einen PWM-Treiber verwenden.

Verwenden Sie große (1000uF +) Elektrolytkondensatoren mit niedrigem ESR, die so nah wie möglich an andere empfindliche Geräte zwischen Vcc und Gnd angeschlossen sind (Anode an Vcc, Kathode an Gnd), oder platzieren Sie diese großen Kondensatoren neben der Stromquelle selbst in allen Leitungen herausführen ..

Die Verwendung großer Kondensatoren ist höchstwahrscheinlich nur teilweise wirksam, vor allem beim Starten / Stoppen / Rückwärtsfahren des Motors. Ein besserer Rauschschutz besteht darin, getrennte Stromversorgungen für den Stromkreis und das Steuerteil herzustellen, auch wenn beide die gleichen 12 V benötigen. In Ihrem S.9 geht es genau darum.

Verdrillen und Abschirmen der Motorkabel und physikalische Trennung von der übrigen Schaltung.

Die Hauptursache für die Geräuschübertragung durch den Motor (über Kabel und Luft) ist das Zünden von Bürsten. Wenn Ihr Motor nicht nagelneu ist, überprüfen Sie bitte den Zustand der Bürsten und Stecker und schleifen Sie den Stecker bei Bedarf ein.

Planen Sie Ihre Drahttopologie auch als Stern (mit Netzteil in der Mitte) mit Strahlen (Teile Ihres Schemas) und vermeiden Sie die Bildung einer Kette, die von Verbrauchern umfasst wird.

Star:

verbraucher 2 <--- drähte ---> netzteil <--- drähte -> verbraucher 1

Kette:

Netzteil <--- Kabel -> Verbraucher 1 <--- Kabel ---> Verbraucher 2

Ihr Motor ist relativ stromsparend. Wenn Sie also kein gutes Modell Ihres Motors haben, ist der beste Ansatz experimentell.

Lassen Sie auf Ihrer Platine Platz für die Drosselspule. Kleinen Kondensator direkt auf die Motorklemme auflöten lassen. Sorgen Sie für eine ausreichende Entkopplung der Stromleitungen, die den Motortreiber versorgen.

Versuchen Sie es dann mit einigen Werten für die Kondensatoren und für die Drosselspule und messen Sie das Rauschen an den Netzteilen mit einem Oszilloskop (oder einem Spektrumanalysator, falls vorhanden).

Einige Punkte, die irgendwie noch nicht erwähnt wurden.

1. Der gesamte Stromweg von Ihrer Brücke zum Motor muss sorgfältig abgeschirmt werden. Die Abschirmung sollte nach Möglichkeit am Motorgehäuse angeschlossen werden. Auf Ihrer Platinenseite muss die Abschirmung über Kondensatoren mit der Erde verbunden sein, und irgendwo im System sollte sie direkt mit der Erde verbunden sein.
2. In der Nähe der Brücke sollten Eingangskondensatoren vorhanden sein, um die Stromversorgung während des Umschaltens zu gewährleisten. Ich meine Small Caps, um schnell zu reagieren, und mehrere Large Caps, die genug Energie haben, um die Spannung auch bei Stromspitzen zu halten. Normalerweise sind es Hunderte von Mikrofaraden.
3. Verwenden Sie Gleichtaktdrosseln aus besser vorbereiteten Filtern in Ihrer Stromleitung, um praktisch nur Gleichstrom zuzulassen. Alle Schaltvorgänge müssen auf die Brücke und das Kabel zum Motor beschränkt sein.
4. Natürlich ist ein gutes Layout sehr wichtig. Denken Sie immer daran, wohin der Strom fließt, reduzieren Sie den Magnetfluss, und denken Sie daran, dass beim Schaltsystem nicht nur der Motorstrom geschaltet wird, sondern auch die Gate-Anschlüsse der Brückentransistoren, die Boost-Kondensatoren und manchmal andere Dinge.

Auch Ferrite rund um das Kabel sind eine gute Idee.

Viel Glück!

Derzeit sind die Arduninos sehr empfindlich gegen diese Art von Geräuschen, die LCD sind viel empfindlicher ... Die Hauptlösung für diese Art von Situationen ist eine; Snubber Sie werden allgemein empfohlen, um in Verbindung mit induktiven Lasten als Motoren verwendet zu werden.

Einige Artikel mit subber Desings und Taschenrechnern

Auch hier habe ich festgestellt, dass billige Drohnen wirklich schlecht sind und normalerweise nur ein Motor dafür verantwortlich ist. Das wirklich Seltsame ist, dass es normalerweise nicht schwächer ist als der Rest, aber das Hinzufügen von Keramikkondensatoren hilft viel. Ich fand, dass ein physisch größeres Teil zuverlässiger zu sein scheint, und verwendete letztendlich diejenigen von alten LED-Hintergrundbeleuchtungsplatinen für Flachbildschirme.

Dies hilft auch bei der "verrückten Drohnenkrankheit", bei der es sich normalerweise um das HF-Interferenzproblem handelt.