¿Afectará mucho la IEM a la lectura de mi sensor?

Question

Estoy usando un Arduino para leer valores analógicos de mi sensor que funciona a 5V usando un divisor de tensión. El sensor contiene una hoja de fuerza resistiva donde la resistencia de la hoja disminuye a medida que la fuerza se aplica sobre ella, y el sensor se utiliza para determinar si alguien ha pisado (no necesita medir la cantidad de fuerza aplicada). Estoy utilizando un divisor de tensión para leer el cambio de voltaje y en el lado Arduino voy a determinar que el sensor está siendo pisado cuando el valor supera un cierto valor umbral.

Aparte del sensor, 2 cables paralelos adicionales irán por el mismo camino que el sensor, y los dos cables (12V y GND) están conectados a una tira de leds de 12V a 100mA.

La longitud de los 4 cables en paralelo es de 10m cada uno, y he recibido 2 consejos diferentes -

(1)Los cables son largos por lo que actúan como antenas y se verán afectados por EMI, por lo que debería utilizar un ADC/comparador colocado lo más cerca posible del sensor para transmitir los datos digitalmente.

(2) Los cables están funcionando a un voltaje relativamente bajo y baja corriente, y la aplicación se ejecuta a baja velocidad (mi Arduino está leyendo los valores analógicos en 10 veces / seg) por lo que no se verán afectados por EMI. Por lo tanto, la lectura de valor analógico utilizando el divisor de tensión no será un problema.

¿Alguien puede aconsejarme?

Answer 1

¿Qué, dos consejos contradictorios no son suficientes? A ver si puedo contradecirlos a los dos a la vez. Bueno, en realidad no. Ninguno de los dos es exactamente erróneo.

En principio, yo diría que la conversión a digital cerca del sensor es la solución más limpia, pero requiere que usted tenga un lugar para poner algunos circuitos allí. Si eso es factible, entonces para esta aplicación no debería necesitar un ADC en absoluto, sólo un comparador. (Esto supone que las características del sensor no cambiará apreciablemente con el tiempo, por lo que un umbral fijo es adecuado).

Necesitarías alimentar el comparador. Si he entendido bien, tiene cuatro cables: LED_12V, LED_Ground, Sensor_5V, y Sensor_signal. Si los LEDs se encienden y apagan mientras lees el sensor, entonces usar LED_tierra para la tierra de tu circuito comparador sería una mala idea, porque habrá una caída de voltaje variable en el cable de tierra que afectará a tu señal. Incluso si los LEDs no están encendidos, cualquier ruido en el suministro de 12V se mostrará en esta tierra, lo que podría ser un problema. Si los 12V están siempre encendidos, yo los usaría para alimentar el circuito comparador a través de un pequeño regulador de voltaje lineal, y convertiría tu línea Sensor_5V en una línea Sensor_Ground, asegurándome de mantener la corriente de retorno de los LEDs fuera de esta masa.

La salida del comparador se retroalimentaría a un pin GPIO del Arduino. Digo "sólo", pero en realidad usted querría tener algún tipo de filtrado y protección ESD en esta línea.

El otro enfoque, simplemente llevar el voltaje analógico de nuevo a la Arduino, también podría funcionar, pero decir que no habrá ningún problema porque las cosas están funcionando a baja velocidad es una simplificación excesiva. Definitivamente, usted querría poner un poco de filtrado bastante pesado y protección ESD en la línea. Incluso con un filtro de paso bajo de hardware, yo planearía hacer algo de filtrado en el software por si acaso. Este enfoque tiene la ventaja de que si las características del sensor cambian con el tiempo, el software podría ajustar adaptativamente el umbral. Recuerda que cualquier ruido en tu fuente de alimentación de 5V aparecerá directamente en la señal de tu sensor, así que asegúrate de que está lo más limpia posible en la fuente.

Answer 2

En la configuración que has descrito, ya que el único cambio que te interesa es un cambio "casi dc" a medida que la resistencia del sensor disminuye bajo presión, podrías simplemente conectar un condensador a través de tus 2 cables lo más cerca posible de los cables del arduino/otra resistencia divisora de tensión.

Este condensador servirá para "cortocircuitar" la EMI/RFI de CA (50Hz+) en sus tramos de cable, mientras que tendrá un impacto mínimo en la señal de interés de frecuencia mucho más baja (~1-4Hz).

Para empezar, me gustaría seleccionar tal vez un condensador 5uf, a continuación, el tamaño del condensador basado en el rendimiento observado. Es decir, si usted todavía está recibiendo "falsos positivos" utilizar más capacitancia, y si "paso rápido" no se detecta, utilice menos.