Irgendwie habe ich grad 'nen mentalen Hänger, Ich hab einen motorgetriebenen Drehteller gebaut. In der Mitte auf dem Drehteller sitzt eine Platine mit Sensor und Microcontroller. Außen rum der Royer-Konverter zur Spannungsversorgung. Um die stabilisierte Spannungsversorgung auf der Platine störungsarm zu gestalten, kann ich die Leiterbahnen für Masse und 5V parallel vom Stabi (außen) zum Controller (mittig) und von dort aus zum Sensoranschluss (gegenüberliegend außen)führen, also eine gerade Linie quer über die Platine. Einerseits wirken dann die Störungen symmetrisch und andererseits habe ich durch die 90°-Lage der Leiterbahnen zur Royer-Spule die Einstreu-Wirkung minimiert (zumindest theoretisch, gilt das eigentlich auch für Leiter innerhalb des Spulenringes?). Jetzt aber die Preisfrage: Mach ich dann eine Massefläche auf die (einlagige) Platine? Geht mir dann nicht der Vorteil der Leiterbahnen-Symmetrie flöten? Ich glaub, ich krieg nen Knoten ins Hirn.
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Verschoben durch Moderator
Also mit Kupferflächen aller Art, also auch Masseflächen, wäre ich da vorsichtig - Stichwort: Wirbelströme. Auf allen Leiterbahnen, die ein Kressegment darstellen (auch wenn sie nicht gebogen sind), wirst Du starke Einstreuungen haben. Radial, wie deine Spulenanschlüsse, ist da besser. Mache für den Mikrocontroller, und zugehörige Schaltung, eine kleine extra Platine, und stell die senkrecht in die Mitte des Drehtellers, dann sind die Einstreuungen deutlich weniger. Mit freundlichen Grüßen - Martin
Jo, sowas hab ich mir gedacht: 'ne Wirbelstrombremse wollte ich wohl nicht bauen. Allerdings hab ich mir mittlerweile den pragmatischen Ansatz gegönnt (FH-inschichnörsmäßiges denken). Ich ätze es gerade doppelt (mit und ohne Massefläche) und schau mir den Unterschied mal mit nem Oszi an. Lasse mich überraschen. Danke auch für den "senkrecht"-Tip. Das wäre die nächste Alternative, wobei ich mich mit dem "Hochhaus"-Ansatz auf'm Drehteller erst noch optisch und mechanisch anfreunden muss. Letzte Frage noch: Wenn gar nix hilft, würde dann ein nichtgeerdetes Metallgehäuse die Feldlinien um die darin mit Kunststoffschrauben isoliert befestigte Schaltung a la Faradai herumlenken? Die Feldlinien sollten ja eigentlich den Gesetzen des magnetischen Widerstandes folgen, also den Weg des geringsten Widerstandes durchs Gehäuse gehen. Wie ist das mit Wechselfeldern?
Liebe Grüße an den immer präsenten, nimmermüden und vorzugsweise am Vatertag lesenden Moderator. Mein Lieblingsmoderator! ich hätte es noch verstanden, wen Du diesen Thread über "EMV-Probleme mit Vorsatz" ins "Platinen"-Forum verschoben hättest. So habe ich erst mal 10 Minuten verwirrt gesucht. Aber bitte nicht noch mal verschieben, sonst komm' ich gar nicht mehr klar.
Deine Leitungen sind sicher nicht das eigentliche Thema. Der Konverter macht ja Sinus. Selbst mit entsprechenden Kondensatoren bleibt ein Spannungsrippel mit der Royer-Frequenz. Ältere Spannungsregler können aber oft nur bis einige KHz ausregeln (siehe Datenblatt!). Low-ESR-Polymer-Glättungskondensatoren halte ich dabei für angeraten. Evtl. eine C-L-C Kombination und modernen Regler verwenden.
Lustig, den ersten Haschmich hatte ich schon: Beim Testaufbau ohne Massefläche hab ich am Sensorstecker und aufgesteckter 50R-Last mit dem Oszilloskop gemessen und gleich eine Störung von 150mV pp auf der Versorgungsspannung diagnostiziert. Kam mir komisch vor und siehe da, wer viel misst, misst Mist... ...wenn er die Zuleitung der Masseklemme vom Tastkopf parallel zur Royer-Spule hält. Ist halt hochohmig, so'n Oszilloskop. Das Massekabel senkrecht zur Spule gehalten, geht die Störung mit ca. 2mV Amplitude quasi im Schaltrauschen des Reglers (LM 2940 5V) unter. Mit paralleler Leiterführung senkrecht zur Spule scheint es also keine gravierenden Probleme zu geben. Leider fehlen mir einige Bauteile für den 2. Teil des Tests (gleiche Schaltung mit Massefläche), das dauert jetzt noch ne Woche.
Halte doch mal die Massefläche alleine rein. Wenn die dann warm wird, hat sich's sowieso erledigt.
Das Zauberwort lautet magnetische Schirmung, erreicht man durch Schalenkerne (sehr gut) oder Ferritolatten (gut). Siehe Artikel [[Royer Converter]].
So, hab den zweiten Testaufbau mit Massefläche fertig.
Identische Schaltungen (einmal mit und einmal ohne Massefläche) in den
Testtrafo reingehalten und gemessen:
ohne mit
Frequenz Royer 184kHz 190kHz
eingangsseitiger 330mA 348mA
Strom
Ripple auf 5V 20mV 23mV
Empfangsseite
Es scheint also etwas Wirbelstrom zu fließen.
Der Hauptteil des Ripples auf der stabilisierten 5V Spannung am
Empfänger kommt in beiden Versionen scheinbar vom Stabi (schaltet der LM
2940 mit den so etwa gemessenen 16MHz?) oder vom verbauten Tiny25 (der
kann doch nur bis 8MHz?). Ich habe dazu einmal quer über die Platine
gemessen, also Masse am Stabi abgegriffen und die 5V am Sensorstecker
auf der anderen Seite. Bei der Platine mit Massefläche deutet sich
(trotz optimiert senkrecht gehaltenem Massekabel am Tastkopf) mit 3mV pp
noch die (gerade so sichtbare) Welle der Royerfrequenz auf der
Versorgungsspannung an.
Fazit: Beide Schaltungen laufen, mit leicht unterschiedlichen
Wirkungsgraden zwar, aber sie tun's. Im Vorfeld beachtet habe ich
eigentlich nur:
- Leitungen, die nicht mit großen Strömen durchflossen werden, kurz
halten.
- Masse und 5V parallel und symmetrisch in der Lage zur Royer-Spule
(damit sich das Potential beider Leitungen durch Störungen gleich
ändert)
Für kleinere Schaltungen scheint's zu reichen.
Ende der experimentellen Physikstunde! Mehr kann ich auch nicht sagen.
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