Beklenmedik Sensör Çıkış Gerilimi Artışı


9

Bir üründe Shinyei PPD-60PV ​​partikül sensörü kullanıyorum ve testte çok garip bir şey fark ettim ve nasıl açıklayacağımı bilmiyorum. Bir arabirim adaptör kartına kablolama yoluyla bir WildFire kartına bağlanır . WildFire, USB bağlantı noktası üzerinden 5V ile çalışır. PPD-60PV, arayüz adaptör kartı üzerinden yapılan iki adet 5V / GND bağlantısına ve arayüz adaptör kartı yoluyla WildFire'ın A7 ADC girişine bağlanan bir analog çıkışa sahiptir.

Ürünüm iki temel çalışma modunu desteklemektedir: (1) Wi-Fi bağlı ve (2) Çevrimdışı. Keşfettiğim şey, Wi-Fi modunda, PPD-60PV ​​sensörünün analog çıkışının yaklaşık bir volt arttığı görülüyor. Benim keşfettiğim (ve semptomları dikkatlice daralttığım), bu voltaj artışının, ancak ESP8266 bir Wi-Fi ağına bağlandıktan sonra yavaş yavaş (birkaç saniye içinde) gerçekleşmesiydi. Ayrıca ESP8266 sıfırlandıktan sonra (ve böylece Wi-Fi ağından çıkarıldığında) yavaş yavaş (benzer bir süre boyunca) normal bir başlangıç ​​değerine geri döner.

Diğer teşhis deneyleri , 5V / GND bağlantılarını yerinde bırakarak ve bir osiloskopla inceleyerek , analog çıkışın WildFire ile tamamen bağlantısını kessem bile sensörün analog çıkışındaki bu voltaj artışının meydana geldiğini ortaya çıkarır .

Ayrıca, biri Wi-Fi modunda, biri çevrimdışı modda olmak üzere aynı güç kaynağına bağlı iki montajım varsa, çevrimdışı mod birimi voltaj yükselme fenomenini gösterir. Yükseliş kesinlikle oradadır ve ayrıca ünitenin kendisinin Wi-Fi modunda olduğundan daha düşük bir dereceye kadar dikkat çekicidir, örneğin 600mV - 700mV.

Yalıtılmış bir güç kaynağına bağlı bir çevrimdışı ünite (örn. Bir pil takımı), örneğin Wi-Fi bağlantılı bir üniteye fiziksel yakınlığa rağmen voltaj artışıyla karşılaşmaz.

Belki de bir toprak yol direnci sorunu olup olmadığını merak ettim, ama burada her şey oldukça kısa uzunluklarda ve her iki sensör toprak bağlantısından WildFire toprağına olan direnci her biri 0,2 ohm'da ölçtüm ve sistemin toplam akımını ölçtüm. yaklaşık 300mA (geleneksel bir tezgah üstü 5V güç kaynağının LCD'sinde görüntülenir). Bu kesinlikle akıl yürütmeme göre 1V'luk bir artışı hesaba katmıyor.

Anladığım kadarıyla, PPD-60PV ​​analog çıkışının düşük empedanslı tamponlu bir çıkış olduğu, ancak veri sayfasından tamamen açık olmadığı anlaşıldı. Şu anda takıldım / şaşırdım ve bundan sonra ne yapacağımdan emin değilim.

Yani, benim asıl soruma devam ediyorum. Burada gözlemlediğim şeyin temel nedeni ne olabilir? Bu konuyu olduğu gibi toprağa sürmek için ne yapacağım konusunda ne gibi tavsiyeleriniz var?


1
Belki sensör EMI'ya duyarlıdır.
Spehro Pefhany

OP'nin buradaki izole arz hakkında söylediği için EMI veya alanlar şüpheli değil. @SpehroPefhany Vicatcu, 5V kaynağını osiloskopla gözlemlediniz mi? Bunun tamamen sensördeki voltaj referans devresi ile, voltaj düşüşü ani olan doğrudan besleme voltajıyla ilgili olduğundan şüpheleniyorum. USB gücünün dar bir doğrusal aralığa sahip olduğunu hatırlayın. Referans devresinde pasif filtreleme varsa yavaş reaksiyon açıklanabilir. Aynı bozukluğu yaşıyorsa, pille çalışan cihazın wifi modu hakkında hiçbir şey söylemezsiniz.
Ayhan

Lütfen şematik veya PCB çizim resmi gibi kurulumunuz hakkında daha fazla bilgi verin. Raf bileşenlerini kullanıyorsanız, bir blok diyagramı gönderin. Ayrıca, sensörünüzün zaman sabiti nedir (Değişikliklere ne kadar hızlı tepki verebilir) Teşekkürler
Voltaj

@vicatcu - Merhaba - Güzel sorun açıklaması. "Bundan sonra ne yapabileceğime dair ne tavsiye edersiniz [...]" - Bazı "eksik" (ya da en azından belirtilmemiş) testler görüyorum ki sonuçları temel nedeni buluyor. Bununla birlikte, önceki 2 yoruma herhangi bir yanıtın (olumlu veya olumsuz) olmaması, daha fazla yardıma ihtiyacınız olmayabileceğini veya belki de sorunu çözdüğünüzü gösteriyor? Artık gerekmeyen önerilere zaman harcamaktan kaçınmak için bir güncelleme verebilir misiniz? Teşekkürler. (Ayrıca mevcut güç kaynaklarının sayısı ve mevcut 'her biri için kapsamlar ve kanal sayısı hakkında daha fazla bilgi bana yardımcı olacaktır.)
SamGibson

Anma Günü ve diğer şeyler devam ederken sadece kötü zamanlama, geri döneceğim
vicatcu

Yanıtlar:


3

Sisteminiz algılama için bir fotodiyot kullanıyorsa, nispeten yüksek kazançlı bir amplifikatör / entegratöre bağlanır ve güçlü elektromanyetik alanlar (wifi), diyot birleşimi tarafından düzeltilen ve çıkışta görünen indüklenmiş AC voltajlarına neden olabilir. Bu sizin probleminizse, wifi vericinizden mesafeyi artırarak veya fotodiyotun etrafında ek ekranlama yaparak çözebilirsiniz. Bahse girerim sensörünüzün fotodiyotun etrafında bir miktar koruması var.


3

Bazı nedenlerden dolayı, parçacık sensörü 2.4Ghz bandından yüksek frekanslı gürültü almaya eğilimlidir. Partikül sensörünün PCB düzeni veya devresi üzerinde herhangi bir kontrolünüz olmadığından EMI kontrolü için seçenekleriniz kısıtlanacaktır. Yapabileceğiniz birkaç şey var.

1) üreticiye bildirin. Sorunda size yardımcı olmaları için uzak bir şans var

2) Üniteyi koruyun
İlk önce üniteyi, sadece analog ve güç sinyalleri için delikleri olan metal bir muhafazaya koyun . En iyi metal muhafaza bakırdan yapılacaktır, gereksiz delikleri kapatmak için bakır bant kullanın. Alüminyum çalışabilir, ancak iyi bir koruyucu malzeme değildir. 2.4Ghz sinyallerinin sensörünüzü etkilemesinin iki yolu vardır. Biri, panoya bağlanan güç ve analog teller aracılığıyla emisyonlar yapılır, diğer yol hava yoluyla.

Metal bir muhafaza koyarsanız (güç ve analog sinyal dışında delik yok) ve yine de sinyal yükseliyorsa. Bu, sinyalin kablolardan geçtiğini gösterir. Tellerden geçiyorsa, ferrit ve filtre kapasitörleri ekleyerek endüktansı arttırın. Ferritler telin endüktansını arttırır ve telin dışına eklenebilir. Yüksek frekans sinyalleri her zaman en düşük endüktans yolunu alır, endüktansı arttırmak, paralel direnç yükü durumunda artan direncin akımı azaltma şekline benzer şekilde sinyalin "mevcut yolunu değiştirir".

İletilen emisyonlarla ilgili bir sorununuz yoksa harika. Partikül sensörü havaya erişim olmadan çalışamaz. Bu nedenle, yüksek frekanslı sinyalleri bloke ederken yeterli hava akışına izin vermek için kutuya delikler açarak daha fazla deney yapmanız gerekecektir. Kutuyu topraklamak yardımcı olabilir, farklı noktalarda topraklamayı denemek, bazıları diğerlerinden daha iyi olacaktır. Kurulumunuzu göremediğim için, yer için iyi bir konum yorumlayamıyorum.

EMI sorunları test ve sabır gerektirir, iyi şanslar.


1
Alüminyum lehimlemenin kolay ve güvenilir bir yolu olsaydı, harika bir EMI kalkanı olurdu ...
Sam

Sanırım zaman geçtikçe bu cevabın ödülünü vereceğim, ama alt kısmına gelene kadar soruyu her an açık tutacağım. Kabloyu bir ferrit çekirdekten sensöre geçirmek denemeyi düşünmediğim ilginç bir fikir. Böyle bir şeyi nereden hazırlayacağınızdan emin değilim, ama bir göz atacağım.
vicatcu

2

Sorununuzun WiFi modülünden EMI (yayılmamış) yürütüldüğü anlaşılıyor . Güç ve sinyal uçlarındaki RF akımlarını ferrit boncuklarla engellemeyi deneyin. Daha da iyisi, boncuğun her iki tarafındaki toprağa kapasitörler ekleyerek her elektrot için bir pi-ağ filtresi oluşturun.

şematik

bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik

Tüm kabloları, özellikle ESP8266 tarafında, mümkün olduğunca kısa ve doğrudan tutun.


ESP8266, söz konusu sensöre (doğrudan) bağlı değil. Sensör ve ayrı bir mikrodenetleyici (ATmega1284p) 5V ile güçlendirilir, ATmega1824p sensöre ve ESP8266'ya bağlanır ve ESP8266, 5V'den bir LDO aracılığıyla türetilen 3.3V ile güçlendirilir ...
vicatcu

Evet bunu anladım. "Devreniz" etiketli kutu bunların tümünü kapsar. Mesele şu ki, bir topraklama kablosu veya bir regülatörden geçen güç bile kaçak RF paraziti taşıyabilir. Pi ağ filtreleri sadece ESP8266 ile sınırlı kalmasını sağlar.
Dave Tweed

Ne demek istediğini anlıyorum ... maalesef şu anda yönetemediğim WildFire'ı yeniden döndürmemi gerektiriyor. Kesinlikle v4.1 için dikkate değer. Ferrit boncukların seri olarak toprakla kullanıldığını hiç görmedim, bu ilginç.
vicatcu

Tüm bir kablonun etrafına bir ferrit halka yerleştirdiğinizde olanlara eşdeğerdir.
Dave Tweed

0

Sensör RF radyasyonundan etkilenebilir. Bu etkiyi fabrika seri üretim ürünü üzerinde çalışırken gördüm.

Test etmenin bir yolu

a) sensöre güç bağlayın

b) pille çalışan çoklu test cihazı ile monitör çıkışı

c) ESP8266'ya güç sağlamak ve Wifi bağlantılı moda koymak için ayrı bir USB LiPo pil takımı kullanın. ESP8266 ile sensör / sensör güç kaynağı / çoklu test cihazı arasında fiziksel kablo bağlantısı olmadığından, herhangi bir etki yalnızca RF radyasyonu yoluyla olabilir

d) ESP8266 ile sensör arasındaki mesafenin 3 metreden birkaç santimetreye kadar değiştiğini söylüyor

e) mesafe küçük olduğunda gerilim artışının meydana gelip gelmediğini gözlemleyin

EMC Duyarlılığı bilinen bir sorundur. Seri üretilen elektronik ürünlerin sertifikasyon sürecinin bir parçası olarak EMC Duyarlılık testinden geçmesi yaygındır. bkz. wikipedia "Yayılan alan duyarlılık testi tipik olarak yüksek güçlü bir RF veya EM darbe enerjisi kaynağı ve enerjiyi test edilen potansiyel kurban veya cihaza (DUT) yönlendirmek için yayılan bir anten içerir."

Test vericisi xxx V / metrede alan kuvveti oluşturur ve geniş bir frekans aralığında süpürür. Örneğin, EN61000-6-3 30 MHz - 230 MHz, 30 dBuV / m ve 230 MHz— 1 GHz, 37 dBuV / m'dir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.