デジタル入力用の長いワイヤを備えたマイクロコントローラ

GHI EMX開発ボードに配線された家のドアベルボタンがあります。ソフトウェアは時刻を評価し、ドアベルを鳴らすかどうかを決定します。

サイドノート：これは、私が受け取っていたディンドン溝の悪ふざけに対処する方法として実装されました。

EMXボードに接続されたワイヤは約50フィート（〜15メートル）の長さであり、誰かがボタンを押したためにドアベルがランダムな間隔で鳴るのをボードが考えるのに十分な干渉を生成します。その日。妻も犬もこれに感謝していません（しかし、子供たちはとても楽しいと思います）。

この記事に記載されているアドバイスに従って、次の回路を実装することで問題を解決しようとしました。

これで問題は解決しませんでしたが、1kに3kの抵抗を入れて、.01uFのコンデンサを40uFに置き換えると少しうまくいくことがわかりましたが、3kを超えると、ボタンを押す前に顕著な遅延が発生しますベルが鳴ります。私の回路の違いは、ボードが5Vではなく3.3Vで動作し（これにより問題が悪化すると思われます）、接地に接続する代わりにスイッチが回路を完成することです（つまり、2本のワイヤがマイクロコントローラとスイッチ間を行き来します）。

スイッチとマイクロコントローラの間を走るワイヤは、シールドやねじれのない標準のドアベルワイヤです。残念ながら、ドアベルワイヤをシールドワイヤに置き換えることは、乾式壁を引き裂く必要があるため、オプションではありません。

私はここで次の質問を見ましたが、それは私の問題とは少し異なるかもしれないADCを扱っているようです。どんな助けでも大歓迎です。

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さらに読んだ後、マイクロコントローラは3.3Vで駆動されますが、I / Oピンでは5Vが許容されるようです。5Vを使用すれば、より高い抵抗値に調整できますが、これは何に役立ちますか？

回路図に示されていないのは、巨大なコモンモード60Hzのハム音と、ACラインと電源ラインの過渡現象に近接したグランドの相互接続方法です。

あなたの例は、長い配線を接続しない方法の良い例です。

今後提案させてください。

1. ツイストペアを好む
2. 平衡線を好む
3. 高インピーダンス入力を避ける
4. 整合インピーダンスを好む
5. 過度のLPF（長い時定数）を避ける
6. 過渡を抑制するためにRFキャップを含めます。
7. フェライトビーズを使用（CMチョーク）
8. グランドループを回避します（つまり、回路への直接の未接続接続）
9. 接点湿潤回路を使用します（金メッキされていない接点間で正しい極性の10uFキャップ）
10. 非常に厳しいEMI環境のために同軸ケーブルを好む。

多くのオプションが利用できないため。これらを行います。

• ボード上の大きなキャップを取り外し、リモートスイッチの接点に移動します。（必須）
• 3K（1k）直列抵抗を削除し、フェライトCMスリーブまたは同様のものを追加します
• 入力にボード上の小さなRFキャップを追加します。例：0.001〜0.01uFまたは低インダクタンスタイプ。
• 100Kを1k〜10Kに置き換えます。
• 両方のワイヤに複数のターンを持つ大きなフェライトビーズを追加します。（CMフィルター）

このソリューションでは、スイッチ回路のインピーダンスは、閉じたときに低インピーダンスになり、開いたときにスイッチの両端にエレクトキャップがあると低インピーダンスになります。CMハムが吸収され、差動RFノイズが抑制されます。

-チップ全体で良好なRFキャップでuCと同じ供給電圧にプルアップ。

単純な解決策は、このプロジェクトを開始する前のドアベルシステムをそのままにして、ベルを聞きたくないときにリレーでドアベルスピーカーの電源を切るためにマイクロコントローラーを使用することです。

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私はドアベルシステム（クイックグーグル以外）にあまり詳しくないので、以下ではMCUからスイッチまで少なくとも2本の導体が走っていると仮定します。

お持ちのGHI EMXボードには10ビットADCがあるため、12vDc（またはそれ以上）をドアベルに送信し、MCUへの電圧が5ボルトを超えないように簡単な分圧器を使用できます。ソフトウェア側では、ADCを読み取るだけで、値が> 1000の場合（この数値で遊ぶ必要があり、10ビットADCで1023が最大）、ドアベルが押されています。

これは次のようになります（私の素晴らしいグラフィック編集スキルに圧倒されないようにしてください）：

類似のもう1つのオプションは、より高い入力電圧でシュミットトリガーを使用することです。ただし、これには追加の部品が必要になり、ADCオプションよりも手間がかかります。

編集

クリス・ストラットンの答えは、現在の流れについて良い点を示しました。100kプルアップ抵抗を〜220ohmに変更すると、うまくいくかもしれません。

実際、この問題には非常に簡単な解決策があります。

この解決策を理解するための鍵は、同様の干渉により単純な電気機械式ドアベルが鳴らない理由を考えることです。もちろん、答えは、実際のリング電力が閉回路を通って流れる必要があるということです。干渉は、誤ってリンギングするのに十分な電力を開回路に結合しません。

低い値のプルアップ抵抗を使用して、ドアベルボタンをアースに接続することで、同様の状況を作り出すことができます。100オームの抵抗は、マイクロコントローラーの入力が「0」として読み取るのに十分に引き下げられる前に、約25ミリアンペアの電流が流れる必要があることを意味します。長距離シリアル通信は20 mAの電流で行われることが多いため、25 mAで十分ですが、簡単に上下に調整できます。

有効な呼び出し音として認識される前に、ボタンを閉じずに-ギャップなしで-100ミリ秒程度維持する必要があるソフトウェアをマイクロコントローラに搭載することにより、干渉をさらに拒否できます。

この方法は電力を浪費していると考えることができますが、電力はブザーが押されている間だけ消費されます。抵抗器には、ボタンが完全に閉じたままになる可能性があるため、電力処理（熱）容量が必要ですが、電力消費を計算するための通常のケースではありません。

15メートルのケーブルはアンテナのように機能します。RF干渉をフィルタリングするには、フィードスルーコンデンサ（たとえば、W2F11A4708AT1F）を使用する必要があります。