Tratar con el ruido de la señal en un enlace de comunicación de 50 pies

Comience con las cosas fáciles: reemplace el UTP cat5 con STP cat 5, 6 o 7: par trenzado blindado. Conecte a tierra el escudo en un extremo. Si eso lo resuelve, habrá terminado con poco esfuerzo. De lo contrario, cualquier cosa que haga a continuación (como usar controladores de línea diferencial adecuados) funcionará mejor.

También me pregunto si está haciendo un bucle de tierra con la potencia del motor y la señal de tierra.

Editar: como aclaramos en los comentarios, ambas señales se ejecutaban en un solo par, lo cual es tan malo como podrían ser para el acoplamiento cruzado de las señales.

Si bien la transmisión diferencial es para lo que está diseñado Cat5, simplemente mover cada señal a pares trenzados separados, con la otra mitad del par conectada a tierra debería mejorar mucho las cosas desde el punto de vista del acoplamiento cruzado y, de hecho, lo hizo, según más comentarios Yo diría que todavía cae bajo el encabezado general de esta respuesta, comience con las cosas fáciles (aún más fácil si no cambia los cables, solo cómo usa los cables) aunque no había pensado en par de cables mal uso hasta después de que escribí la primera forma de la respuesta e hice la pregunta en los comentarios.

La señalización de un solo extremo es la fuente de sus problemas. La señalización diferencial mejorará drásticamente la diafonía y el ruido. RS-422 sería una elección adecuada.

I2C no es ideal, ya que su bidireccionalidad (y, en consecuencia, señales débilmente impulsadas) no se presta bien a la señalización diferencial. Sin embargo, parece que solo necesitas una dirección. Y si quieres comunicación bidireccional, tienes pares extra en tu Cat5.

Sobre la base de la respuesta de uint128_t:

Puede usar chips transceptores RS-422 (convertidor de un solo extremo a diferencial y convertidor de diferencial a un solo extremo) en el extremo de la MCU y el otro extremo de su cable para convertir las señales existentes de un solo extremo a diferencial y viceversa.

Esto no requeriría el uso del protocolo de transmisión en serie RS-422, por lo que no se necesita una MCU en el extremo del cable del motor.

Como tiene 2 conductores disponibles, más GND, sugeriría usarlos para una transmisión balanceada para la señal del sensor de velocidad. YEsto rechazará bastante bien la interferencia del modo común.

También necesita transmitir la dirección, esto podría hacerse mediante una señal de CC de modo común sustancial. Como se sabe que es CC, excepto cuando se invierte, la interferencia puede ser rechazada por un filtro de paso bajo.