Rauschen durch GND Trennung reduzieren

Enigma438 schrieb:
> Was kann ich machen?

Zeig uns Dein Layout zu Deinem Problem.
Dabei auch den Schaltplan nicht vergessen, dass macht das lesen dann 
einfacher.

Gruß
D. T.

Enigma438 schrieb:
> Leider ist
> das Sensor Rauschen ca. 20 mal höher als im Datenblatt spezifiziert.

Und leider kennen wir das Datenblatt nicht. Daher wären Antworten auch 
nur Rauschen.

Enigma438 schrieb:
> ich habe ein kleines PCB gebaut auf dem eine Drucksensor und eine FTDI
> Chip sitzen. Der FTDI wandelt USB zu SPI. Mittels SPI kann ich auch den
> Drucksensor auslesen und ich lese auch den richtigen Wert. Leider ist
> das Sensor Rauschen ca. 20 mal höher als im Datenblatt spezifiziert.

Wie misst du das? Sprich, wie legst du den Druck an? Vielleicht rauscht 
deine Druckquelle?

> Die andere Vermutung ist das sich der Sensor über die GND Leitung das
> Rauschen einfängt.

Das ist eine nichtssagende Aussage. Für eine Störung braucht es immer 
einen StromKREIS.

> Wenn ich das Board neu designen würde, wie würde ich am besten Vorgehen?
> Was kann ich machen?

Woher sollen wir das wissen, wenn wir nicht mal den jetzigen Zustand 
kennen?

ths schrieb:
> Falls bei deiner Messung noch das Entwicklungssystem dran hängt, ist die
> Fehlerquelle gefunden.

Du hast ja eine verdammt gute Glaskugel!

Enigma438 schrieb:
> Okay noch mehr Informationen:

Lesen ist nicht Deine Stärke!?
Ich bat um das Layout und Du postet nur die Schaltung.
Wen das Layout genauso aussieht wie Deine Schaltung, dann wundert mich 
nichts mehr.
Dann vermisse ich die pull up Widerstände an SDA und SCL. Es sei den Du 
hast die im Controller aktiviert.

Quote page 14:
To avoid signal contention, the microcontroller must only drive SDA and 
SCL low. External pull-up resistors (i.e. 10 kΩ) are required
to pull the signal high. For dimensioning resistor sizes, user should 
also consider bus capacity requirements. It should be noted that
pull-up resistors may be included in I/O circuits of microcontrollers.

Also nochmal: Bitte poste Dein Layout mit Deinem Problem.

Ebenfalls helfen Deine Vermutungen uns nicht weiter.
Belege es durch ein Diagramm, oder Messungen, usw.

Gruß
D. T.

Enigma438 schrieb:
> Okay noch mehr Informationen:
> Ich benutze das FTDI Board:
> https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/07/DS_UMFT4222EV.pdf
> Mittels der Stiftleisten habe ich dann das Board, dessen Schaltplan ich
> hier angehängt habe verbunden!

Das ist ein Hipster-Schaltplan, der eher ein Namenssuchspiel ist.

Schaltplan richtig zeichnen

Nur 400pF als Entkoppelkondensator für deine ICs? Ist das nicht etwas 
wenig?

> Auf dem Board sitzt ein SPI zu I2C Wandler und dann der Drucksensor und
> ein Luftfeuchtesensor (der keine Probleme macht).

> Den Druck ändere ich nicht. Ich messe nur den aktuellen Luftdruck nur
> ist der Noise zu hoch (wie gesagt Faktor 20).

Laute Musik in der Umgebung? ;-)

Enigma438 schrieb:
> Leider ist
> das Sensor Rauschen ca. 20 mal höher als im Datenblatt spezifiziert.

Wie hast du das denn gemessen? Bzw. hast du den Sensor "für sich" mal 
gemessen? Also ohne USB...aber dann kannst du die Werte wahrscheinlich 
nicht mehr sehen...Mist :-)
Gruß Rainer

mit LC-Filtern kannst du das Rauschen auf den Versorgungsleitungen des 
Sensors filtern. Das Datenblatt zeigt lediglich 100nF Kerko und der 
Ausgang ist ja digital also da kommt das rauschen nicht mehr rein.

Zeig doch mal einen Foto deines Aufbaues.

Im Datenblatt wird von 3 Modi gesprochen die alle eine unterschiedliche 
Genauigkeit aufweisen

1

0.4 Pa @ 10.4 µA (ULN mode)

2

o 0.8 Pa @ 5.2 µA (LN mode)

3

o 3.2 Pa @ 1.3 µA (LP mode)

Ich würde da noch 100µH in die VCC und GND Leitung und vor dem 100nF 
Kerko noch nen 10µF Elko einfügen.

Enigma438 schrieb:
> Ich messe nur den aktuellen Luftdruck nur
> ist der Noise zu hoch (wie gesagt Faktor 20).

Es ist aktuell eher windig draussen, hast du ein Fenster offen?

D. T. schrieb:
> Wen das Layout genauso aussieht wie Deine Schaltung, dann wundert mich
> nichts mehr.

Das Layout stammt doch gar nicht von ihm. Er hat doch das FTDI Board 
verlinkt das er verwendet.

Was aber jetzt interessant wäre ist wie da der Sensor daran angebunden 
ist. Sind das fliegende Drähte? Ist die Masse ordentlich verbunden?

Ja, über USB kommen auch Störungen rein. Das kannst du aber auf dieser 
fertigen Platine kaum filtern. Dazu solltest du eine eigene Platine 
bauen und dort selber filtern. Alternativ könntest du jetzt die 
Versorgung die zum Sensor geht filtern. Da sind LDOs eingebaut, das ist 
gut. Aber die Versorgung zu den LDOs könntest du noch mit einem Filter 
aus Ferritperle oder L und großem C filtern. Auch hinter den LDOs 
könntest du noch jeweils eine Ferritperle und dann noch einen 
Kondensator einbauen.

Wichtiger als das ist aber vermutlich die Massenanbindung. Zeit wirklich 
mal ein Bild vom Aufbau.

wenn das Rauschen durch zu schnelles ändern des Luftdrucks auftritt dann 
musst du eine Kammer davor setzen die nur eine kleine Öffnung hat, dann 
wird die Druckänderung in der Kammer gedämpft, da es nur einen kleine 
Ausgleichsöffnung gibt. Bei Wind könnte auch etwas Schaumstoff helfen, 
wie es bei Mikros gemacht wird.

Oder aber auf digitalem Weg also Mittelwert bilden oder nur Änderungen 
übernehmen die mind. eine bestimmte Zeit anliegen oder mind. um einen 
bestimmten Wert z.B. 2 abweichen. Kurze Spitzen also ignorieren.

1,1,1,2,1,1,1,2,2,2,1,2,2,2,3,2,2,2,1,3,1,1,1
..1......1.....2......2......2........3.1...

in welchen Prozentbereich liegt den das Rauschen zum tatsächlichen Wert?

Enigma438 schrieb:
> Danke für die vielen Antworten!
> Ich glaube das es sich um ein elektrisches Problem handelt und nicht um
> Wind etc.
> Was ich heute noch beobachtet habe ist folgendes:
> Ich benutze meinen Laptop zum messen.
> Hängt der Laptop am Netz (über das Ladegerät) dann ist das Rauschen wie
> beschrieben sehr schlecht.
> Stecke ich aber das Ladegerät aus und das Notebook läuft über Akku dann
> ist das Rauschen viel besser!

AHA!

> Wahrscheinlich kommt da was vom Schaltregler über die Versorgung und
> Masse rein?

Vermutlich.  Dein Laptopnetzteil wird, wie die meisten, nur einen 2pol 
Stecker haben. D.h. keinen PE-Anschluß. Das heißt wiederum, daß häßliche 
LEckströme über die Entstörkondensdatoren von L Nach deiner 
Ausgangsmasse == Laptopmasse == USB-Masse fließen. Die wiederum wollen 
dann vom Sensor "nach Hause". Sprich, kapazitive Störströme koppeln in 
diverse Schaltungsteile ein.

> Wie schon von öfter vorgeschlagen probier ich mal mit L und C zu
> filtern...

Naja, eins nach dem Anderen. Erstmal die These des Netzteils testen. 
Dabei mißt man zwischen deiner USB-Masse, z.B. an deinem Sensorboard 
oder FTDI-Board von GND nach PE mit einem Multimeter im 
AC-Spannungsbereich. Da sollte man einige Dutzend, bis zu 120VAC messen 
können. Dazu darf aber nix weiter am Laptop angeschlossen sein, kein 
Drucker, kein Ethernetkabel etc. um nicht durch einen dummen Zufall die 
eingekoppelten Strörströme kurzzuschließen. Wenn das bestätigt ist, 
kannst du die Masse deines Sensorboard mit PE verbinden. Das müßte grob 
den gleichen Effekt haben, wie der Laptop im Batteriebetrieb.

Man kann auch dein Sensorboard in ein Blechdose stecken und GND am Board 
mit der Dose verbinden. Vielleicht reicht auch eine Metallfläche, z.B, 
einseitig kupferbeschichtes Basismaterial für Platinen.