Rumore USB

[mdc93]

Salve a tutti,

ho realizzato un box di alimentazione/controllo per un dispositivo ed ho una cosa un po' strana. 

Il box presenta a pannello un connettore USB (femmina con integrato già anche un piccolo cavo maschio-->connettore simile a QUESTO) a cui connettere il PC per la comunicazione seriale con microcontrollore ESP32 che sta sul mio dispositivo.

Internamente al box ho inserito una schedina "adattatrice" per non andare a tagliare il cavo usb del connettore a pannello. La schedina non fa altro che avere un connettore USB femmina a cui sono saldati dei fili da cui prelevo  D+,D-,GND.

Oltre a questo ci sono due AC-DC tra 30v e 5v stabilizzati. In totale ho quindi 5 cavi in uscita dal box(30v,d+,d-,gnd,5v).

Ho preso un cavo singolo con 5 poli all'interno e mi sono fatto il mio cavo "custom" per passare dal box al dispositivo con ESP32 all'interno (cavo lungo 3m circa).

Lato dispositivo prelevo D+,D-,GND,5v e li porto al connettore micro usb dell'ESP32  per alimentarlo e parlarci in seriale.

La comunicazione funziona correttamente, però noto che quando inserisco il cavo usb nel pc (cavo collegato a pannello al box) le tensioni di alimentazione 5v e 30v diventano molto rumorose.

Come posso rimediare al problema? Ho provato anche la ferrite sul cavo usb ma nulla.

[Livio Orsini]

12 ore fa, mdc93 ha scritto:

Come posso rimediare al problema? Ho provato anche la ferrite sul cavo usb ma nulla.

 

Probabilmente ilrumore è indotto dalle differenze di massa (0V o gnd) tra i 2 dispositivi.

Per prima cosa prova a realizzare un collegamento esterno con un filo tra i gnd dei 2 apparecchi.

[mdc93]

Ciao Livio,

Tutte le masse sono a comune 😪 (USB e alimentazioni)

[mdc93]

Posto un esempio dei segnali: Nelle 3 foto ho un segnale sinusoidale generato attraverso IC controllato in SPI da ESP32 e le alimentazioni  5v e 30v pulite.

Quando attacco il cavo USB al PC i segnali rimangono tali, ma non appena apro RealTerm per comunicare in seriale con ESP32 ho la sporcizia.

[Livio Orsini]

46 minuti fa, mdc93 ha scritto:

Quando attacco il cavo USB al PC i segnali rimangono tali, ma non appena apro RealTerm per comunicare in seriale con ESP32 ho la sporcizia.

 

Quasi certamente questo rumore è generato da questa applicazione. Prova a staccare il cavo di comunicazione sul lato dell'ESP32 e verifica si ci sono variazioni dell'ampiezza del rumore.

[mdc93]

Sisi sicuramente è dovuto a quello, la mia domanda è come fare per provare ad attenuarlo/eliminarlo

[Livio Orsini]

2 ore fa, mdc93 ha scritto:

la mia domanda è come fare per provare ad attenuarlo/eliminarlo

 

Bisogna capire come è generato e quale è la banda. Hai provato a visualizzare il segnale di comunicazione?

Altra prova possibile.

Se hai caricato l'IDE di arduino è possibile programamre e comunicare con ESP32. Potresti verifica, aprendo il terminale seriale dell'IDE se il distrubo persiste.

Se non c'è disturbo è un problema dovuto all'AP, se invece permane allora è dovuto alla porta di comunicazione.

[mdc93]

Provato con l'IDE, aprendo il monitor seriale, il problema permane 

[Livio Orsini]

Allora mi sa che non c'è molto da fare, è proprio dovuto al drive di comunicazione USB.

Non ho capito una cosa: quel segnale sinusoidale da dove proviene?

Per le alimentazioni cc puoi provare a pulirle inserendo in serie alle alimentazioni un  filtro a pgreco con un condensatore elettroliticao a basso ESR, un'induttore da circa 100µHy-200µHy con bassa resistenza, ed un condensatore ceramico multistrato da circa 0.1µF

[mdc93]

La sinusoide è generata tramite un IC (AD9833) controllato in SPI da ESP32.

La cosa strana però è che se utilizzo il cavo micro USB e lo attacco al PC comunicando con ESP32 il problema non c'è.

Il problema sorge quando passo dal mio "box" in cui i segnali di uscita (D+,D-,GND,5V,30V) passano da un cavo custom (lungo 3m) ed arrivano al mio dispositivo.

Che problema ci può essere ad aver interrotto la 5v del pc ed avere la 5v in uscita proveniente da un alimentatore da banco stabilizzato?

Modificato: 8 maggio 2023 da mdc93

[mdc93]

Ma una cosa del genere potrebbe funzionare? LINK

[Livio Orsini]

1 ora fa, mdc93 ha scritto:

Che problema ci può essere ad aver interrotto la 5v del pc ed avere la 5v in uscita proveniente da un alimentatore da banco stabilizzato?

 

C'è differenza di cavo, quello originale riesce a schermare ottimamenti i disturbi generati dalla comunicazione

[mdc93]

L'utilizzo dell'isolatore potrebbe risolvere?

[Livio Orsini]

Dipende da come sono i disturbi, poi quell'isolatore funziona solo con USB1, oramai PC con USB1 non ne trovi più.

[mdc93]

Nella descrizione c’è scritto USB tipo 2. Altrimenti potrei cercare un cavo 5 poli schermato invece di utilizzare quello che al momento sto usando (ovvero 5 fili singoli con la classica guaina a rete attorno)

[Livio Orsini]

12 ore fa, mdc93 ha scritto:

Altrimenti potrei cercare un cavo 5 poli schermato invece di utilizzare quello che al momento sto usando (ovvero 5 fili singoli con la classica guaina a rete attorno)

 

 

E quasi certoche il problema deriva dalla scarsa qaulità schermante del cavo che stai usando, quindi i disturbi sono irradiati da questa specie di antenna.

Quella che chiami "guaina a rete", se è in rame, è lo schermo anche se, forse, non è di buona qualità.

Uno schermo di buona qualità è costituito da una calza in rame a trama molto fitta tanto da apparire senza "buchi", quasi un corpo unico. Per alcuni impieghi, sopra a questa calza è avvolta una sottile elica di alluminio, per rafforzare l'effetto schermo.

Però importante per l'efficienza è la connessione a massa dello schermo.

I conduttori che fuoriescono dallo schermo dovrebbero avere lunghezza zero, in pratica solo lo stretto necessario per i collegamenti al connettore. Il connettore dovrebbe avere il collarino apposito per serrare la calza, e la parte metallica esterna del connettore deve essere connessa alla massa dell'apparecchio.

Cosa findamentale è che la massa dei dje apparecchi sia iso potenziale, per sicurezza si usa anche connettere le due masse con un condutore esterno al cavo schermato.

[mdc93]

Nono la guaina non è in rame, è la classica guaina per cavi elettrici credo in fibra di vetro, quindi non schermante. La cosa che mi rende dubbioso è che la comunicazione funziona, ovvero quando mando messaggi sulla porta COM il microcontrollore risponde correttamente (e.g, mando una stringa e lui deve rispondermi in un certo modo). Il problema è il rumore che l'apertura della COM genera sulle alimentazioni del 5v e 30v. Se fosse un problema di schermatura ecc... non dovrebbe presentarsi sempre anche se semplicemente attacco l'USB al PC senza aprire la COM? 

Modificato: 9 maggio 2023 da mdc93

[Livio Orsini]

57 minuti fa, mdc93 ha scritto:

La cosa che mi rende dubbioso è che la comunicazione funziona,

 

La comunicazione funziona perchè non riceve disturbi da altre apparecchiature, mentre emette i suoi.

La prova è che se usi un cavo USB standard (connerttore micro, mini o normale non fa differenza) che è schermato e, in alcuni casi, ha anche un filtro in ferrite, i disturbi emessi sono bloccati dallo schermo, così come bloccherebbe eventuali disturbi emessi da altre apparecchiature.

Anche l'interconnessione dovuta al pannello ci mette del suo, per i disturbi.

Modificato: 9 maggio 2023 da Livio Orsini

[mdc93]

Ok chiaro. Possibile soluzione se ho ben capito:

Cavo schermato con all'interno 5 poli( LINK, 1 polo per GND, 1 per D+, uno per D-, uno per GND e l'altro per 5v), lo shielding deve essere in corto con lo chassis dei due connettori (lato device e lato box di controllo) ed a sua volta a GND.

Non devono essere schermati a sua volta le alimentazioni da D+ e D-, corretto?