USBケーブルのノイズ

質問

マイコンを用いて温度測定したデータをUSB経由でPCに送信する回路を作成しています。
温度測定IC(MAX31855) -=> マイコン(ESP-WROOM-02) --> --> USBマイクロBケーブル --> PC の接続の場合は問題なく温度データを送信できました。

次に,基板が筐体内部にあるため、USBケーブルの接続に下記のリンク先変換基板を用いてUSBを中継してマイコンとPCを接続しました。USB変換基板のハンダ付け部には市販のUSBマイクロケーブルを切断して接続しました。
https://www.sparkfun.com/products/12035

上記を用いてもマイコンへの書込みやPCへのデータ送信は問題なく出来ました。

しかし、温度測定ICの動作のみおかしくなってしまいます。具体的には温度がマイナス方向にオフセットされて出力されたり、出力値が安定しないなどです。

温度測定ICは数十uVの電圧を扱うため、何らかのノイズが影響していると考えられます。

上記のようにUSBマイクロbを中継した場合に問題が発生する原因はどのようなことが考えられるでしょうか?

回答No.2

kuro804 · ベストアンサー

こんばんは
記述された”USB変換基板のハンダ付け部には市販のUSBマイクロケーブルを切断して接続しました。”
通常、マイクロＵＳＢの４番端子の”ＩＤ”の処理は空きのようですが？
この作業ミス（接続ミスなど）ではありませんか？
あるいは、作成された温度計測基板の電源をＵＳＢからの供給でまかなっている場合にはやはりＵＳＢケーブルの使用線材の太さによって電源の質が左右されますので、製作された基板側で充分なバイパスコンデンサーで電源側のインピーダンスを低下させる必要があるのかも知れません。
以上、参考になれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
USBの線を太くしたり、別の電源を使用してもよくなりませんでした。
調べたところ、USBを接続すると何らかの経路で熱電対の電位差がすれるようでした。センサーICの熱電対入力の+と-部に103のセラコンを入れると問題なく動作するようになりました。

回答No.3

terminator_5

USBの規格ではケーブルを単純に延長することを想定していないため、ケーブルの先にさらにケーブルを継ぎ足す場合はリピーターを使用することが推奨されます。
しかし、実際には延長用のメス-オスタイプのケーブルが市販されて何の問題も無く使用できているケースもあるのが事実ですが、それなりの対策が施されているようです。
具体的にはシールドが強化されていたり、Vbus電源に太い線が使われていたり、フェライトのコモンモードフィルターを通していたりします。

最も確実なのは基板のUSBコネクタを筐体の外から直接接続可能とすることかとは思いますが…

お礼

ケーブル長を20cm程度にし、シールドも確認しましたが、うまくいきませんでした。
調べたところ、USBを接続すると何らかの経路で熱電対の電位差がすれるようでした。センサーICの熱電対入力の+と-部に103のセラコンを入れると問題なく動作するようになりました。

回答No.1

hue2011

温度測定なら実質熱電対ですね。
これはアナログ回路です。
アナログ回路は、接地の問題があって域値の誤認識があり得ます。
熱電対は電位差なんで原則問題なく感じるかもしれませんが、そんなことはありません。

この話はUSBとは関係がないことです。センサーICの問題です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
調べたところ、USBを接続すると何らかの経路で熱電対の電位差がすれるようでした。センサーICの熱電対入力の+と-部に103のセラコンを入れると問題なく動作するようになりました。