带长线的微控制器，用于数字输入

我的房子上的门铃按钮已连接到GHI EMX开发板上。该软件评估一天中的时间，并确定门铃是否应响起。

旁注：这是用来处理我收到的叮receiving沟恶作剧的一种方式。

除了一个问题，这一切都很好用，连接到EMX板上的电线长约50英尺（〜15米），并且产生了足够的干扰，使板子认为有人按下了按钮，因此我的门铃在整个过程中以随机间隔响起那天。我的妻子和我的狗都不喜欢这个（但是孩子们认为这很有趣）。

我试着按照中找到的建议解决这个问题这篇文章，并实施以下电路：

但这并不能解决问题，但是我确实发现将3k电阻插入1k并用40uF替换.01uF电容器的效果更好，但是任何超过3k的电阻都会在按下按钮之前引起明显的延迟。铃响了。我的电路的不同之处在于，该板运行在3.3V而不是5V上（我认为这使问题变得更糟），并且开关没有接地，而是完成了电路（即，两条线连接在微控制器和开关之间）。

开关和微控制器之间的导线是标准的门铃导线，该导线没有屏蔽或扭曲。不幸的是，用屏蔽线代替门铃线是不可行的，因为那将需要我撕掉干式墙。

我在这里查看了以下问题，但这似乎是在处理ADC，这可能与我的问题有所不同。任何帮助将非常感激。

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阅读更多文档后，看来尽管微控制器由3.3V供电，但其I / O引脚可承受5V电压。如果使用5V，我可以将电阻值调整为更高，但这有帮助吗？

原理图未显示的是巨大的60Hz共模嗡嗡声，以及接地如何与AC线和电源线瞬变附近互连。

您的示例很好地说明了如何不连接长导线。

我可以建议以后吗？

1. 喜欢双绞线
2. 喜欢平衡线
3. 避免高阻抗输入
4. 偏爱匹配阻抗
5. 避免过多的LPF（长时间常数）
6. 包括射频帽以抑制瞬变。
7. 使用铁氧体磁珠（厘米扼流圈）
8. 避免接地回路（即，直接未抽头连接到电路）
9. 使用触点润湿电路（跨非镀金触点的极性正确10uF）
10. 在非常恶劣的EMI环境下，最好使用同轴电缆。

由于许多选择都不可用。做这些；

• 卸下板上的大盖帽，然后移至远程开关触点。（必须）
• 删除3K（1k）串联电阻，并添加铁氧体CM套管或类似产品
• 在输入端板上增加一个小的射频电容。例如0.001〜0.01uF或任何低电感类型。
• 将100K替换为1k〜10K。
• 在两根导线上多匝添加大的铁氧体磁珠。（CM滤镜）

通过这种解决方案，开关电路的阻抗将在闭合时为低阻抗，在断开时为跨接开关的低阻抗。CM嗡嗡声将被吸收，并且差分RF噪声将被抑制。

-上拉至与uC相同的电源电压，并在整个芯片上具有良好的RF上限。

一个简单的解决方案可能是让门铃系统保持开始该项目之前的状态，而当您不想听到门铃时，只需使用微控制器通过继电器断开门铃扬声器的电源即可。

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我对门铃系统不是很熟悉（除了快速Google以外），因此以下假设您从MCU到交换机至少有两条导线。

您拥有的GHI EMX板有一个10位ADC，因此您可以将12vDc（或更多）发送到门铃，并使用一个简单的分压器，以使MCU的电压不超过最大5伏。然后在软件方面，您要做的就是读取ADC，如果该值> 1000（您可能需要使用这个数字，并且1023 ADC的最大值为1023），则按下了门铃。

看起来像这样（不要被我的出色图形编辑能力所淹没）：

另一个类似的选择是使用具有更高输入电压的施密特触发器。但这将需要额外的零件，并且比ADC选件要付出更多的努力。

编辑

克里斯·斯特拉顿（Chris Stratton）的回答很好地说明了当前的潮流。如果将100k上拉电阻更改为〜220ohm，则可以解决问题。

对于这个问题，实际上有一个非常简单的解决方案。

理解此解决方案的关键是考虑为什么普通的机电门铃不会由于类似的干扰而响起。答案当然是，它需要实际的振铃功率流过闭合电路-干扰不会将足够的功率耦合到开路中，从而错误地振铃。

您可以通过使用低值上拉电阻器（门铃按钮接地）来创建类似情况。一百欧姆的电阻意味着必须将大约25毫安的电流流过，然后才能将微控制器的输入拉低至足以读取为“ 0”。远程串行通信通常使用20 mA电流进行，因此25 mA应该足够，但是您可以轻松地向上或向下调节。

您可以通过在微控制器上安装软件来进一步消除干扰，该软件要求按钮保持关闭状态（无间隙）持续100毫秒左右，然后才能被识别为有效振铃。

有人可能会说这种方法浪费了功率，但是只有在蜂鸣器被按下时才消耗功率。电阻器确实需要具有功率处理（热）能力，才能使按钮卡住而永久闭合，但这不是计算功耗的普通情况。

15米长的电缆就像一根天线。您需要使用穿心电容器（例如W2F11A4708AT1F）来过滤RF干扰。