【パワーメーター2019】AD7193ノイズ対策<シールド線で干渉ノイズ対策>

V2020基板プログラムをデバッグ中に、何回か動作させると値がゼロ、3300など、エラー値がずっと
出続ける現象がひどくなってきました。どうやら基板を移動させるところころ変わります。
●現象
オシロで見てみると(黄色CLOCK、水色MISO、桃色MOSI)
①ダメな場合
MISOのデータが矩形波がまったくでてない、
MISOがこないので、MOSIから催促がきているみたいです

➁サドル基板での正常波形
この波形セットが正常で、データ値は1650mV周辺でおちつく

現象が分かったのですが、どこが悪いのか解析に2日がかりでした。

 

●解析

原因案 確認したこと 結果
オシロで見て正常な状態を把握 MOSI->CLOCK->MISO波形 MISO波形でてない
TSSOP半田付け大丈夫か ①目視して、半田でなぞってテスターでも導通確認 変化なし
➁正常動作しているサドル基板のAD7193TSSOP基板をV2020基板へつけてオシロで波形をみる やはりMISO波形がおかしいので、TSSOP基板でなく、配線が怪しい
配線に異常はないか AD7193-CPU間配線間違いないか 間違いなしだが重なりが多い
信号線が平行になっていないか MISOMOSI平行に近いので離してみたが変化なし
プログラムのタイミングで
エラー誘発してないか
以前動作していたプログラムで動作 異常値しかでないので、プログラムではない

●配線が怪しいならブレッドボードへCPUとAD7193基板を移し替えて動作観察
ブレッドボードに組んでみた。

オシロでみると正常でデータ値も1650mV前後でOKでした。

これで、CPUもAD7193TSSOPも無罪が証明されたので
配線をどう改良するかを考えました。

 

●配線の対策案
①MISOをシールド線にする
 センサ用4芯のロボットケーブルが余っていたので、1本だけ使ってシール網はGNDにおとして、GNDは、片側接続にして電流が流れないように
したら、MISOがでてくるようになりました。網線のGNDがなければ
シールド線の効果はありませんでした。

これでみると、波形は正常ですが姿勢をかえるとときどき異常値になるので

シールド線の位置が問題になります。とりあえず正常動作することがわかりました。
しかし、シールド線太いので底面でなく迂回させないと厚さが20mmに
なって左クランクにはいらなくなる課題があります。

➁レイアウト変更
  厚さ15ミリを維持しながら、TSSOPをCPUの隣から少し離して、シールド線でつなげば完璧な対策になりそうです。しかし、11月末までに新たな基板を作っている余裕はないので、上記シールド線だけでごまかせるか見てみます。
=>数日後再度起動してみたら、NGでしたので、シールド線では完全な
対策にはなりませんでした。レイアウト変更した基板を次のテーマで製作して様子をみてみます。

 

●以後
  パワーメーター2019もあと2日になっていても、最後、基板ノイズで立ち止まってますが、丁寧に解析していくことは、他のテーマでも役立つことなので、きちんとやっていきます。
以前HX711でシールド線対策したけど駄目だったという記事がありますが、そのときはGNDの仕方がだめだったからだと思います。
、当然網シールド線をGNDにつながないといけませんが、両側で接続して電流を流してはいけません、重要なのは、GNDを片側だけにしないと効果がでません。

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