stevenniu500 发表于 2013-10-31 10:16:47

求助！！！霍尔信号易受电机相线干扰的解决办法？

本帖最后由 stevenniu500 于 2013-10-31 10:16 编辑

如图所示，这是我做的一个霍尔感应的小板，用的霍尔芯片是A1104，贴片的，图中两个比较大的孔是固定孔。J1是接线端子，一共三个针脚，电源，信号，地线。我所做的是通过单片机控制步进电机运行。步进电机上装了磁铁，然后当电机运行到接近霍尔板的时候，霍尔感应到电平变化，然后将感应的信号发给单片机。单片机控制步进电机停止运行。下图是霍尔板和单片机的连接端电路:。
SGX连接到单片机的IO口，用来接收霍尔信号。
   由于走线的需要，我将电机的相线和单片机连接霍尔板的这几根线用了排线来走，结果霍尔信号受到了干扰，导致电机误动作。是电机的强电流干扰了霍尔的信号。现在我是采用将霍尔控制线路用屏蔽线保护起来。但是我看到标杆机的走线也用的是排线，为什么它的就不存在干扰呢？除了采用屏蔽线的方式，还有什么好的办法呢？请大家多多发表意见，在这里谢谢了！

longfeix86 发表于 2013-10-31 10:27:53

加块金属板屏蔽一下

stevenniu500 发表于 2013-10-31 10:51:52

longfeix86 发表于 2013-10-31 10:27 static/image/common/back.gif
加块金属板屏蔽一下

由于设备对于体积及空间的要求，采用排线是一个不错的方式。即节约成本又省空间，看上去还更高档。但是始终做不到标杆机那样，您说的用金属板是怎么回事呢，能具体说说吗？

longfeix86 发表于 2013-10-31 11:41:03

stevenniu500 发表于 2013-10-31 10:51 static/image/common/back.gif
由于设备对于体积及空间的要求，采用排线是一个不错的方式。即节约成本又省空间，看上去还更高档。但是始 ...

就是你的霍尔器件上价格屏蔽罩，跟手机上差不多的那种

stevenniu500 发表于 2013-10-31 11:53:04

longfeix86 发表于 2013-10-31 11:41 static/image/common/back.gif
就是你的霍尔器件上价格屏蔽罩，跟手机上差不多的那种

这种干扰不是在线路上就已经形成了吗？在霍尔线和电机线并行布线的地方就产生了干扰信号，在霍尔器件上加屏蔽罩还管用吗？

longfeix86 发表于 2013-10-31 11:55:19

stevenniu500 发表于 2013-10-31 11:53 static/image/common/back.gif
这种干扰不是在线路上就已经形成了吗？在霍尔线和电机线并行布线的地方就产生了干扰信号，在霍尔器件上加 ...

试试屏蔽线吧

mcucow 发表于 2013-10-31 12:03:48

关注
抓个波形，看看干扰是怎么样的， 是否可以用软件来弥补(当然这只是个后补的方法)?

elevator 发表于 2013-10-31 12:15:30

你感应磁钢是如何安装的 发个实物图片看一下

stevenniu500 发表于 2013-10-31 12:37:07

longfeix86 发表于 2013-10-31 11:55 static/image/common/back.gif
试试屏蔽线吧

现在就用的是屏蔽线。只要屏蔽线接地，就不会产生干扰。

yy8047 发表于 2013-10-31 12:42:09

很想看看到底怎么安装的，分辨率怎么样，能否达到每走一步出一个脉冲啊

stevenniu500 发表于 2013-10-31 12:44:56

mcucow 发表于 2013-10-31 12:03 static/image/common/back.gif
关注
抓个波形，看看干扰是怎么样的， 是否可以用软件来弥补(当然这只是个后补的方法)? ...

以前用示波器抓过波形，大概就是一个尖峰。也想过用软件弥补，可是对电机的运行位置要求比较高，不能使用软件延时。其他的办法我也没想到。

stevenniu500 发表于 2013-10-31 12:52:35

yy8047 发表于 2013-10-31 12:42 static/image/common/back.gif
很想看看到底怎么安装的，分辨率怎么样，能否达到每走一步出一个脉冲啊

是这样的，在电机丝杠的一端的钣金上安装有磁钢，然后电机从另一端向磁钢方向运行，霍尔安装在步进电机上，当霍尔感应到磁钢时将信号传给单片机，单片机控制电机停止运行。但是由于霍尔控制线和步进电机的相线是用同一条排线布线的。产生了干扰。所以我想请教下有没有更好的电路板布局方法能避免干扰，现在用的是屏蔽线。我还是想用排线。

yy8047 发表于 2013-10-31 13:29:57

stevenniu500 发表于 2013-10-31 12:52 static/image/common/back.gif
是这样的，在电机丝杠的一端的钣金上安装有磁钢，然后电机从另一端向磁钢方向运行，霍尔安装在步进电机上 ...

我不知道你说的干扰到底是什么样的，会不会是你做的那个板子走线面积太大了导致线路产生大的电磁感应

wkman 发表于 2013-10-31 14:07:24

霍尔本来就精度不高。如果要精确定位，最好在电机轴上加码盘，需要太高，500线之类的就够了。

d__xin 发表于 2013-10-31 14:09:07

R15太大了，减小点，电流大了就不容易受干扰了。

d__xin 发表于 2013-10-31 14:13:50

1104最大可以吸收25mA电流，怎么也得用个10mA-15mA的吧，你用10K电阻才那么点电流，不受干扰就怪了。

albert_w 发表于 2013-10-31 14:28:14

有步进电机还上定位, 真复杂啊.
统一楼上, 把电流给大些, 防止线路干扰.如果干扰从霍尔进来的,那就把霍尔盖起来. 这个很好验证.

stevenniu500 发表于 2013-10-31 14:47:08

d__xin 发表于 2013-10-31 14:13 static/image/common/back.gif
1104最大可以吸收25mA电流，怎么也得用个10mA-15mA的吧，你用10K电阻才那么点电流，不受干扰就怪了。 ...

A1104的工作过程应该是：当磁钢未接近霍尔时，由于内部电路没有导通，输出端没有输出，但经过R15这个上拉电阻后，输出端电压为5v；一旦磁钢接近霍尔，内部导通，这时自电压端到霍尔信号端才有了一个电流通过。我这个电路受干扰是在磁钢并没有接近霍尔的时候，也就是说信号输出为5v的时候受到了干扰，瞬间高电平（5V）就变为了低电平。让单片机误以为是磁钢接近了霍尔。   我觉得和电流大小好像关系不大。

stevenniu500 发表于 2013-10-31 14:50:26

albert_w 发表于 2013-10-31 14:28 static/image/common/back.gif
有步进电机还上定位, 真复杂啊.
统一楼上, 把电流给大些, 防止线路干扰.如果干扰从霍尔进来的,那就把霍尔 ...

为什么有霍尔定位呢。原因是每次都是从霍尔位置往另一个方向运行电机。但是每次运行的距离不相等。霍尔是用来复位的。我觉得和电流关系不是很大。我已回复楼上，但是不知道理解的对不对。

albert_w 发表于 2013-10-31 15:25:15

stevenniu500 发表于 2013-10-31 14:50 static/image/common/back.gif
为什么有霍尔定位呢。原因是每次都是从霍尔位置往另一个方向运行电机。但是每次运行的距离不相等。霍尔是 ...

你的意思是霍尔提供一个集电极开路的输出, 通过上拉电阻输出高低电平.
故障出现在高电平输出时误触发出现低电平. 这不正好说明你的上拉电阻太大了吗.

除非你是触发后出现高电平干扰, 这说明不是电阻太大,而是霍尔输出太弱或者受干扰.

stevenniu500 发表于 2013-10-31 16:00:52

albert_w 发表于 2013-10-31 15:25 static/image/common/back.gif
你的意思是霍尔提供一个集电极开路的输出, 通过上拉电阻输出高低电平.
故障出现在高电平输出时误触发出 ...

奥，我理解你说的意思了。你是说我的上拉电阻很大，然后电流就很小了。无论是有没有磁钢的触发，电流都一样很小。触发与不触发之间的界限并不明显。甚至非常接近，很容易受到电磁干扰。如果我将上拉电阻换小些。这样就可以明显的区分导通与不导通。是这样吗？

albert_w 发表于 2013-10-31 16:24:47

stevenniu500 发表于 2013-10-31 16:00 static/image/common/back.gif
奥，我理解你说的意思了。你是说我的上拉电阻很大，然后电流就很小了。无论是有没有磁钢的触发，电流都一 ...

对, 但有点你还没理解到, 触发后的输出阻抗由霍尔和电阻并联提供, 既然上面说霍尔电流很牛, 那触发后肯定不会轻易受线路干扰了. 最敏感就是霍尔集电极开路时的未触发状态, 因此换小电阻避免线路干扰是有意义的

longfeix86 发表于 2013-10-31 16:29:19

stevenniu500 发表于 2013-10-31 12:37 static/image/common/back.gif
现在就用的是屏蔽线。只要屏蔽线接地，就不会产生干扰。

屏蔽线一般是单端接地的，可以参照485的规则

stevenniu500 发表于 2013-10-31 16:30:32

longfeix86 发表于 2013-10-31 16:29 static/image/common/back.gif
屏蔽线一般是单端接地的，可以参照485的规则

恩恩，是的。现在就是采用的单端接地。

stevenniu500 发表于 2013-10-31 16:32:39

albert_w 发表于 2013-10-31 16:24 static/image/common/back.gif
对, 但有点你还没理解到, 触发后的输出阻抗由霍尔和电阻并联提供, 既然上面说霍尔电流很牛, 那触发后肯定 ...

茅塞顿开啊，谢谢您！我回头设置一个合理的上拉电阻值，然后换成排线对设备测试一段时间，看看能否起到效果。

cqfeiyu 发表于 2013-10-31 16:34:33

连1个电容都没有?

stevenniu500 发表于 2013-10-31 16:36:59

cqfeiyu 发表于 2013-10-31 16:34 static/image/common/back.gif
连1个电容都没有?

嗯，是没有。不过我现在觉得应该给电源端加一个0.1uf的旁路电容。减少电源对电路的扰动。

stevenniu500 发表于 2013-10-31 17:27:24

首先很感谢大家能给我出谋划策，在这里说声谢谢！我来大概总结下，欢迎大家继续参与！！！由图中可知，我的上拉电阻取值为10K，这样当霍尔被触发时，霍尔芯片A1104内部的MOS管的灌电流为：5/10000=0.0005A，即0.5ma。而霍尔芯片A1104的最大灌电流能承受25ma。25/0.5=50,所以实际的灌电流和能承受的最大灌电流相差整整50倍！灌电流很小，所以要实现MOS管的导通，很小的基极电流就能够满足要求。所以来自外界的扰动就很轻易的对霍尔造成影响。随后我更换上拉电阻阻值，进行测试。及时向大家请教，谢谢！！！

jxyctwt 发表于 2013-10-31 19:28:19

为何不用光耦隔离，远距离信号用电流信号比电压信号抗干扰比较好

skyxjh 发表于 2013-10-31 19:43:12

排线中在霍尔信号线的两边增加两根地线，也可以起屏蔽作用，你可以试试。

stevenniu500 发表于 2013-11-1 13:54:10

大家谁知到贴片霍尔芯片A1104有没有可以替代的型号呢？想找个国产的，货源要稳定。

stevenniu500 发表于 2013-11-1 13:54:32

skyxjh 发表于 2013-10-31 19:43 static/image/common/back.gif
排线中在霍尔信号线的两边增加两根地线，也可以起屏蔽作用，你可以试试。 ...

好的，谢谢您的宝贵建议！

stevenniu500 发表于 2013-11-1 13:55:28

jxyctwt 发表于 2013-10-31 19:28 static/image/common/back.gif
为何不用光耦隔离，远距离信号用电流信号比电压信号抗干扰比较好

光耦比较占空间。之前就用的是光耦感应。

skyxjh 发表于 2013-11-1 19:01:09

stevenniu500 发表于 2013-11-1 13:54 static/image/common/back.gif
好的，谢谢您的宝贵建议！

试验了吗？效果怎么样？

stevenniu500 发表于 2013-11-4 11:00:41

skyxjh 发表于 2013-11-1 19:01 static/image/common/back.gif
试验了吗？效果怎么样？

最近太忙了，还没顾得上。如果可行我会在帖子里回复一下的。
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