Hallo Freunde, es geht um Folgendes: In einem Projekt verwende ich einen Beaglebone Green für die Ansteuerung eines Stepmotors über den A4988. Der Motor wird über einen LiPo Akku (11.1 V) beströmt und es gibt keinerlei Verbindungen zwischen dem + Pol des Akkus und dem Beaglebone Board. Der Beagle bekommt seinen Strom über ein USB-Kabel zum Laptop. Die einzigen Kontakte zwischen Beaglebone Board und Stepper Controller sind aus dem beigefügten Bild zu entnehmen. Der Vdd des Stepper Controllers ist mit dem VDD3v3 des Beagles verbunden. Nun ist folgendes passiert. Nach wochenlangen Tests im Labor hat alles super gut funktioniert. Der Motor ließ sich ansteuern und es gab überhaupt kein Zeichen von Problemen. Dann habe ich Board, Laptop, Motor, Akku und Co. genommen und den Test in einem anderen Labor wiederholt. Die Power LED des Beaglebone Boards blickte eine Sekunde dann war die Platine tot. Keine Chance, das Board nochmal zu reprogrammieren und/oder zu retten. Bei der Fehlersuche fiel mir auf, dass der einzige Unterschied zwischen den ersten Versuchreihen und den zweiten war, dass ich den Laptop über sein Netzteil und den Akku über ein anderes Netzteil (+12 V als Output) in Betrieb genommen hatte. D.h. beide GNDs waren auf dem selben Potential. Hingehen hatte ich erst in dem zweiten Labor den LiPo Akku und den Laptop-Akku verwendet. Da ein direkter Kontakt zwischen +11.1 V und dem Beaglebone Green ausgeschlossen ist, könnte es sein, dass das Board dadurch kaputt gegangen ist, in dem die Differenz der beiden negativen Potenzialen (einmal des LiPo Akkus und einmal des Laptop-Akkus) viel zu groß war? Falls dies der Fall sein könnte, würde es Sinn ergeben, einen Widerstand zwischen den zwei negativen Polen zwischenzuschalten? Danke!
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X. A. schrieb: > Die einzigen Kontakte zwischen Beaglebone Board und Stepper Controller > sind aus dem beigefügten Bild zu entnehmen. Eher nicht. Da endet alles irgendwie in der Luft. Gnd von Beaglebone Board, Stepper Controller und Stromversorgung des Motors müssen alle miteinander verbunden sein?
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Rainer W. schrieb: > Eher nicht. Da endet alles irgendwie in der Luft. > Gnd von Beaglebone Board, Stepper Controller und Stromversorgung des > Motors müssen alle miteinander verbunden sein? Danke für deine Antwort. "Müssen" nicht. Aber ich dachte, dass der GND-Pin neben Vmot und der GND-Pin neben Vdd intern das gleiche sind...
Ich habe eben gerade folgendes gefunden: https://forum.pololu.com/t/a4988-gnd-question/6575 In dem Post wird angeraten, beide GND zusammen zu schließen. Ich befürchte aber, dass das genau das Problem sein könnte, da der Beagle strenge elektrische Anforderungen hat.
X. A. schrieb: > Falls dies der Fall sein könnte, würde es Sinn ergeben, einen Widerstand > zwischen den zwei negativen Polen zwischenzuschalten? Je mehr Netzteile beteiligt sind, um so unübersichtlicher wird das Einschaltverhalten. Es wäre daher aus meiner (übervorsichtigen?) Sicht eher angeraten, einen Euro für Optokoppler zwischen Beaglebone und Motortreiber zu investieren. Es könnte dann noch nötig sein, einen zweiten Euro für die Versorgung des A4988-Logikteils zu spendieren, aber um das Datenblatt genauer zu studieren, fehlt mir gerade die Motivation. Wer so wenig in Sicherheit investiert, hat sich die jetzt eingetretenen Konsequenzen ehrlich verdient. Gruß Klaus (der soundsovielte)
Die GNDs der Boards MÜSSEN sogar miteinander verbunden sein. Wie soll das A4988 Board sonst ein Bezugspotential für die Eingänge haben? Wenn man sich das Datenblatt des A4988 ansieht https://www.pololu.com/file/0J450/A4988.pdf so ist klar, dass die Motorausgänge nicht galvanisch von der Steuerungslogik getrennt sind. Der Schaltplan des Boards zeigt das die GNDs der Platine miteinander verbunden sind: https://a.pololu-files.com/picture/0J3359.1200.png?bafae85a9d4ff4a7837ec16a322748fe Auch wenn die Beispielschaltung suggeriert es wären verschiedene GNDs: https://a.pololu-files.com/picture/0J10073.1200.jpg?75d9ca5bb2e095e5c5f64350019e1b81 Aber wenn Du es genau so wie im Beispiel angeschlossen hast, sollte es da eigentlich kein Problem geben können. PS: Hast Du mal gecheckt was auf dem Beagle defekt ist? Wird Vdd noch generiert?
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das größere Problem könnte sein das GND vom Lapptop an PE hängt und durch GND Verschleifung sich dort große Potentialdifferenzen auftun. Rückstrom auf die +VCC sind ebenfalls nicht ausgeschlossen, sowie Induktive Abschaltimpulse von den Motoren. Bei Verbindung zum Rechner empfiehlt sich eh ein USB Trenner und DC/DC Trenner zum Rechner. Zu den gemeinsam nötigen GND Verbindungen mußt du natürlich die logisch nötigen Verbindungen im Kopf prüfen und Signal GND und PowerGND nicht verschleifen so das durch Motorströme keine wesentlichen Spannungsdifferenzen (Querschnitt beachten) auftreten können.
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Joachim B. schrieb: > Bei Verbindung zum Rechner empfiehlt sich eh ein USB Trenner und DC/DC > Trenner zum Rechner. Wie dieser? https://www.km-gehaeusetech.de/produkte/electronics/komponenten/usb-schnittstellen-trenner/ > das größere Problem könnte sein das GND vom Lapptop an PE hängt und > durch GND Verschleifung sich dort große Potentialdifferenzen auftun. Ok Freunde, mein Verdacht hat sich mittlerweile erhärtet. Eine Galvanische Isolation durch Optokoppler und ein USB-Trenner wären bestimmt hilfreich gewesen. > PS: Hast Du mal gecheckt was auf dem Beagle defekt ist? Wird Vdd noch > generiert? Blöderweise wurde das Board bereits an den Versender zurückgeschickt, mit der Bitte es zu ersetzen und/oder reparieren. Soweit ich mich erinnern kann, konnte das Board nicht mehr booten (den Boot-Zustand ist durch 4 blaue LEDs zu sehen). Nicht mal das OS konnte ich neu aufsetzen. > Wenn man sich das Datenblatt des A4988 ansieht > https://www.pololu.com/file/0J450/A4988.pdf so ist klar, dass die > Motorausgänge nicht galvanisch von der Steuerungslogik getrennt sind. Klar ist mir nicht. Wenn man den Functional Block Diagramm (Seite 3 des Datenblattes) anschaut, dann bin ich nicht 100% sicher, dass die Motorausgänge nicht galvanisch entkoppelt sind. ABER was mir auffällt, ist der Widerstand an den Pins Sense1 und Sense2. Diese Pins sind mit einem Widerstand zum Bezugspotential geschlossen. Daher meine ursprüngliche Frage, ob das Einschaltverhalten ohne diese Widerstände zum "Kurzschluss" des Boards führen könne.
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Markus M. schrieb: > Die GNDs der Boards MÜSSEN sogar miteinander verbunden sein. Wenn die Pins im Datenblatt gleich bezeichnet sind, dann müssen die auch verbunden und auch das selbe Kupfer gelegt werden. X. A. schrieb: > dann bin ich nicht 100% sicher, dass die Motorausgänge nicht galvanisch > entkoppelt sind. Natürlich sind die nicht entkoppelt. Denn sonst müsste da eine irgendwie geartete Isolationsstrecke eingebaut und eingezeichnet sein. Und die Integration einer Isolationsstrecke auf einem IC erfordert eine ganz andere Fertigungstechnologie als der restliche Digital- und Analogkram. Darüber hinaus beziehen sich alle Angaben im Datenblatt auf die GND-Pin des Bausteins. > ob das Einschaltverhalten ohne diese Widerstände zum "Kurzschluss" des > Boards führen könne. Das kann zu allem führen, weil du da mit hoher Wahrscheinlichkeit die Absolute Maximum Ratings des Bausteins verletzt. Und ob der hinterher überhaupt noch funktioniert steht in den Sternen.
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X. A. schrieb: > Wie dieser? > https://www.km-gehaeusetech.de/produkte/electronics/komponenten/usb-schnittstellen-trenner/ ja wenn der auch DC/DC Wandler galv. getrennt besitzt. Dann dürfen die Board GND natürlich nicht zum Rechner gebrückt werden.
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Was mich etwas irritiert ist, dass der TE geschrieben hat, dass das Problem erst aufgetreten ist, nachdem die beiden Spannungsquellen eben NICHT mehr miteinander gekoppelt waren: Labor #1 (alles OK): Netzteil 1 -> Laptop -> USB -> Beagle -> A4988 Netzteil 2 -> A4988 Board Labor #2 (Fehler): Laptop (Akku) -> USB -> Beagle -> A4988 Akku -> A4988 Board Ich hätte eigentlich wenn Probleme beim Aufbau #1 erwartet. Wenn beim Aufbau #2 eine GND Verbindung fehlt, floatet die eine Seite ja nur, aber es kann kein Strom fließen. Evtl. hat sich die Schaltung ja schon verabschiedet als Du sie im Labor #1 das letzte Mal abgeschaltet oder abgebaut hast?
Markus M. schrieb: > Evtl. hat sich die Schaltung ja schon verabschiedet als Du sie im Labor > #1 das letzte Mal abgeschaltet oder abgebaut hast? Nein, ich befürchte, ich habe nun verstanden, was wirklich passiert ist. Ich habe die Anleitung vom BBB green nochmal gelesen: https://www.mouser.com/pdfdocs/Seeed-BBG_SRM_V3_20150804.pdf Auf Seite 21 steht:
1 | There are several precautions that need to be taken when working with the expansion headers to prevent damage to the board. |
2 | 1) Do not apply any voltages to any I/O pins when the board is not powered on. |
3 | 2) Do not drive any external signals into the I/O pins until after the VDD_3V3B rail is up. |
4 | 3) Do not apply any voltages that are generated from external sources. |
5 | 4) If voltages are generated from the VDD_5V signal, those supplies must not become active until after the VDD_3V3B rail is up. |
6 | 5) If you are applying signals from other boards into the expansion headers, make sure you power the board up after you power up the BeagleBone Green or make the connections after power is applied on both boards. |
7 | |
8 | Powering the processor via its I/O pins can cause damage to the processor. |
Ich habe den A4988 auf einer Lochrasterplatine montiert. Sehr wahrscheinlich hat der A4988 einen Pin hochgesetzt, als ich den Lipo-Akku reinsteckte. Somit ist Punkt 2 verletzt worden. Ich hatte zuerst den A4988 beströmt und dann den BBB. Warum dann hat der BBB nicht in den ersten Labor den Geist aufgegeben? Weil ich den BBB permanent am Laufen und den A4988 nur gelegentlich zum Testzwecken eingeschaltet hatte.
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Nichtsdestotroz sind nun zwei verschiedene USB Trenner bestellt worden. Trotz allem habe ich wieder was neues gelernt.
X. A. schrieb: > Nichtsdestotroz sind nun zwei verschiedene USB Trenner bestellt worden. > Trotz allem habe ich wieder was neues gelernt. Wahrscheinlich sind die USB-Trenner Luxus, aber natürlich nicht negativ. Ich betreibe seit einiger Zeit USB-gekoppelte Frontends in Produktionsanlagen, die direkt vom PC mit den 5Volt über das USB-Kabel versorgt werden. Aber natürlich sind alle Leistungsteile (Schrittmotoren bis 500W) galvanisch von den Steuereinheiten getrennt. Vor 10 Jahren habe ich um USB noch einen großen Bogen gemacht, inzwischen bin ich mit der Zuverlässigkeit sehr zufrieden (0 Probleme bisher). Gruß Klaus (der soundsovielte)
X. A. schrieb: > Sehr wahrscheinlich hat der A4988 einen Pin hochgesetzt, als ich den > Lipo-Akku reinsteckte. Der A4988 hat gar keine Ausgangs-Pins, die zum uC führen. Eher hast du versucht, den A4988 aus einem GPIO des uC mit Strom zu versorgen.
Rainer W. schrieb: > Der A4988 hat gar keine Ausgangs-Pins, die zum uC führen. Exakt. > Eher hast du versucht, den A4988 aus einem GPIO des uC mit Strom zu > versorgen. Das könnte ich mir auch vorstellen. Würde dann bedeuten die Beagle GPIOs sind nicht kurzschlussfest.
Rainer W. schrieb: > Der A4988 hat gar keine Ausgangs-Pins, die zum uC führen. Ja, richtig. > Eher hast du versucht, den A4988 aus einem GPIO des uC mit Strom zu > versorgen. Nein, das nicht. Auf keinen Fall. Die BBB Pins können höchstens 6 mA. Also dafür nicht geeignet.
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