Arduino stuerzt ab beim Einschalten v. Kuehlkompressor

Mike schrieb:
> Kann mir jemand erklaeren, was da beim Einschalten passiert?

Ohne deine Schaltung zu kennen?
Vergiss es.
Wie ist dein Interrupteingang gegen Impulsstörungen geschützt?
Wie sieht deine Versorgungsspannung des Arduino aus?
Auf welchem Weg gelangen die Störungen zu deinem Arduino?

Mike schrieb:
> Rot: 1V/div Spannungsversorgung vom Arduino (ist das Rauschen normal?).
Ändere mal die Zeitablenkung. Es ist eher unwahrscheinlich, dass das 
Rauschen ist - eher Restwelligkeit vom Schaltnetzteil.

Erklärung zum Einschalten: sorry das war nicht eindeutig formuliert. Ich 
wil verstehen, was da am Kompressor passiert. Mein bescheidenes 
Schulwissen sagt was von hohem Anlaufstrom. Das sollte sich in einer 
stark steigenden und dann abfallenen Hüllkurve zeigen. Da ist aber 
mitten im Sinus mal ein plötzlicher Anstieg, mal eine Abflachung, hinten 
sogar eine Phasenänderung? die Last am Netzteil ist wirklich etwas 
gering. Nur der Arduino.

Base64 U. schrieb:
> das ist ja fast 1V peak-peak rauschen,das ist zu viel. Und du hast
> einen kurzen Spannungs dip. Kann sein das dein Netzteil zu wenig last hat...

Es ist tatsächlich kein Rauschen. Sind kurze Impulse, die ausklingen mit 
ca. 50 kHz Abstand. Die sind auch da, wenn das Netzteil vom Netz 
getrennt ist (das Oszi ist Akkubetrieben). Das hat mich stutzig gemacht. 
Mein Oszi dürfte hinüber sein (ist in da Firma ausgeschieden worden, 
wieso konnte man mir nicht mitteilen). Ich habs jetzt mal mit 1x 
Attenuation probiert (und natürlich am Oszi angepasst) und die 
Ausgangsspannung ist schön glatt. Die Spannungseinbrüche hab ich aber 
immer noch.

Das Netzteil ist mit ca. 100 - 500 mA belastet (je nachdem, ob der 
Lüfter Läuft oder nicht). Ich hab jetzt mit einem anderen 
(Handy-Netzteil 5V 1000mA mit Verlängerungskable von einer anderen Phase 
als der Kompressor) probiert. Selbes Ergebnis.

Die Ein/Ausgänge sind mehr oder weniger "ungeschützt"
Es ist alles "fliegend" verdrahtet - ich habe keine Platine außer dem 
Arduino. Eingebaut ist alles innerhalb eines Edelstahl-Durchlaufkühlers 
- allerdings in Kunststoffgehäusen (Arduino und SSRs in getrennten 
Gehäusen, 10 cm Abstand).

Die "Spulenseite" der SSRs sind über ca. 15 cm CAT7 Kabel (hatte ich 
noch als einziges mit Schirmung) mit den IOs verbunden (direkt, ohne 
zusätzliche Schaltung).
Interface (Display, Schalter, Rotary Encoder) ist über 30 cm 14-poliges, 
geschirmtes Sensorkabel (die letzten 5cm an der Frontplatte sind die 
Einzelleitungen allerdings ausserhalb des Kabelverbundes, also ohne 
Schirm) Beschaltung siehe Skizze. Interrupts sind nur für die 2 
Leitungen des Rotary-Encoders (mechanische Schalter) aktiviert.

Die Schirme sind nur an einem Ende mit DC Gnd am Arduino verbunden; soll 
ich das mit Gehäusemasse (PE) verbinden? DC Gnd auch oder dann vom 
Schirm trennen?

Schätze es gibt keine einfache Lösung :) Gibts keine IO-Safe-Bausteine 
mit-alles-drin in 16-fach Ausführung im DIL?

Thomas W. schrieb:
> Eigentlich könntest du eine kleine SPS verwenden wie Controllino oder
> LOGO.

kostet halt das 10-Fache und hat kein Wlan, BT, etc. Für ein 
Bastelprojekt hmm...

Hmm. danke. ich glaub ich lass es (mit dem Forum)
Man bekommt hier ja wirklich das Gefühl, man muss Elektronik vorher 
studiert haben.

Ich hab halt bisher nur Schaltungen am Steckbrett bzw. mit bedrahteten 
Bauteilen gemacht. Da gibts kein Platinenlayout. Meistens hats halt auch 
einwandfrei geklappt. Gut, wenn mal was nicht hinhaut, schaut man, dass 
man das lernt. Zuerst mal alles lesen, was ich in die Finger bekomme.

Ich werk da jetzt schon 3 Wochen dran; teilweise 10h am Tag und komme 
nicht weiter. Da hab ich gedacht, ich frag mal nach. Geld ist knapp. 
Meine Hilfsmittel bescheiden. Das Oszi hab ich geschenkt bekommen - 
wahrscheinlich aus gutem Grund. Die Drehregler da drauf verstellen in 
alle Richtungen, einen Tick nach rechts gedreht und der Trigger ist von 
2V auf -2V gesprungen oder garnicht oder auf +2,1. Screenshots 
Fehlanzeige. USB-Port defekt (nachdem ich verzweifelt nach einem 256 MB! 
Stick gesucht hab, weil mehr nicht geht - sagt zumindest der 
selbstgeschriebene Aufkleber).

Dass der Kompressor mit mechanischen Relais viel mehr Mist macht, hab 
ich nach einigen Experimenten schon herausgefunden. Deshalb die SSRs 
geleistet. Leider helfen die mir auch nix.

Der Anlauf des Kompressors ist mir ein Rätsel. Die Stromaufnahme sollte 
meines Kenntnisstands Sinusförmig sein, ohne Haken und wieder Umdreher 
(Phasensprünge?).

Warum die Ausgangsspannung des Netzteils einsackt ist mir auch 
schleierhaft. Vor allem, weil der Arduino nach dem Abschalten der 230V 
Versorgung noch ne ganze Sekunde weiterläuft. Gut. Vielleicht mess ich 
ja Mist. Dann hab ich aber trotzdem die Resets. Das dürfte dann EMV 
sein. Damit bin ich halt bisher nicht mit in Berührung gekommen.

Thomas W. schrieb:
> Jetzt ist aber noch die Frage, was der TO eigentlich wissen will:
> - Warum die Stromkurve einen Phasensprung zu haben scheint
> - oder wie man den Arduino vom resetten abhalten kann.

am liebsten beides. Wenn aber zweites funtioniert, wär für mich ersters 
weniger relevant.


> Du könntest einen stärkeren Pullup probieren und testweise "Vin" vom
> Arduino mit zwei 18650 (~8V) betreiben.

"Stärkerer Pullup" heisst kleinerer Widerstand?
Der Arduino nano 33 iot verträgt leider max. 7mA an den IOs. Da muss ich 
aufpassen.

Höheres VIN, das ginge bis 21V, soll ich ein 12V Netzteil probieren? Ich 
dachte, ich nehm 5V, um den Spannungsregler am Arduino nicht unnötig zu 
belasten.

Mike schrieb:
> Man bekommt hier ja wirklich das Gefühl, man muss Elektronik vorher
> studiert haben.

Bei dieser Leistungsklasse die du da hast ist das tatsächlich so.

Da geht es nicht nur darum, dass das Relais den Laststrom aushalten 
muss. Sondern man verstehen, wie sich elektromagnetische Wellen 
verhalten und welche Auswirkungen dadurch entstehen.

Es fängt schon damit an, dass jeder Zentimeter Leitung eine Antenne ist, 
die abstrahlt und empfängt. Dazu kommt, das abrupte Schaltvorgänge 
(an/aus und Rechtecksignale) unendlich viele Oberwellen enthalten und 
folglich von allen Leitungen abgestrahlt und empfangen werden.

Durch die Vielzahl der Leitungen ergeben sich komplexe Zusammenhänge.

Gerhard O. schrieb:
> Es ist bestimmt keine schlechte Strategie alle am uC
> angeschlossene
> Zuleitungen mit industriegebräuchlichen Schutzmassnahmen zu vesehen.
[...]
> Ich sage es noch einmal: es darf ohne Ausnahme kein IO den uC
> ungeschützt verlassen oder empfangen. Auch die Stromversorgung muß
> vollkommen transientenfrei bleiben und genügend Reserven haben um
> Brownouts zu verhindern. Schaltregler im unteren Schaltfrequenzbereich
> von 50-200kHz Bereich reagieren auf Transienten langsamer als lineare
> Regler.
>
> Man kann auch mit Arduino Bords zuverlässig die Welt steuern wenn man
> sich an die gebräuchlichen Maßnahmen konsequent hält. Es ist absolut
> notwendig die Filtermassnahmen so nahe wie möglich am uC IO anzubringen.
> 30cm sind zu weit weg. Das sind dann schon wieder Antennen für EMP.

Danke für die Infos. Ich werd mir mal das Ruggeduino Projekt genauer 
ansehen und mich sonst bezüglich des Themas schlau machen. Meine 
bisherige Erfahrung beschränkt sich halt auf < 15 W Motoren, die ich 
allerdings mit mechanischen Relais angesteuert habe. Dort hab ich mit 
meinen Maßnahmen bisher keine solchen Probleme gehabt.


> Auch sollte man langsame externe Eingangsignale nicht unnötig mit
> Interrupts behandeln. Timer geführtes Polling und Debouncing ist hier
> viel zweckmässiger.

hatte ich auch schon probiert. Meine Erfahrung war, dass der Rotary 
Encoder robuster lief, wenn die Zählerei und Debouncing in einer ISR 
passiert und im Programm dann auf den Wert zugreife. Außerdem ist das 
Teil selten in Benutzung und nur zum Einstellen der Solltemperatur. 
Während der Einstellung soll das Programm eh sonst nix andres machen, 
als den Wert anzeigen und erst nach Abschluss wieder in die Regelung 
übernehmen. Da im Wlan auch noch viel passiert, braucht ein Durchlauf 
von loop fast 1 Sekunde. Für eine Temperaturregelung schnell genug. Das 
finde ich mit dem Interrupt schöner, weils bei Benutzereingaben sofort 
reagiert. Und im Programm dazwischen immer zu pollen mit variablen 
Latenzen ist von der Bedienbarkeit schlecht.

> Von unnötigen Gebrauch externer Interrupts sollte
> man immer wenn möglich Abstand nehmen. Eine Ausnahme ist Netzinterrupt
> um den uC für Phasenanschnittsteuerung zu synchronisieren. Gerade hier
> muß man das Netzsteuersignal einwandfrei konditionieren.

Hab jetzt erstmal wieder alles auf rückgebaut. Werds so gestalten, dass 
der Kompressor über das originale mechanische Thermoelement geschaltet 
wird, und ich nur die Pumpen über den Arduino steuere. Das alles in 
einem externen Gehäuse weit weg vom Kompressor. Hat bisher so 
funktioniert.

Die fertigen Industrielösungen sind leider zu teuer.

> Da im Wlan auch noch viel passiert, braucht ein
> Durchlauf von loop fast 1 Sekunde.

Das ist ungewöhnlich viel. Sehr viel.

Es stinkt heftig nach einem groben Fehler im Konzept.

Mike schrieb:
> "Stärkerer Pullup" heisst kleinerer Widerstand?
> Der Arduino nano 33 iot verträgt leider max. 7mA an den IOs. Da muss ich
> aufpassen.

In der Tat. Wenn du einen Eingangspin mit einem kleinen Pull-Up hoch 
ziehst, solltest du den Pin nicht als Ausgang konfigurieren und dazu 
noch auf Low schalten.

Gerhard O. schrieb:
> Mike,

[...]

> Wenn Du mir alle Fragen so gut es geht, beantworten könntest dann werde
> ich Dir konkrete Lösungsvorschläge machen.
>
> Gerhard

Danke für das Angebot, ich werde aber erstmal bei meiner externen Lösung 
bleiben.

ein Snubber (100uF, 100 Ohm) haengt direkt in der 10 cm Zuleitung 
(zwischen N und L) zum Kompressor.

● J-A V. schrieb:
> Ich hab jetzt nicht alles gelesen, wenn schon gesagt,
>  ha'mwers doppelt ;-)
>
> Der Kompressor braucht einen Filter.
> Sowas, was z.B. auch in einer Microwelle direkt als erstes hinter der
> Kabeldurchführung im Gehäuse hängt.

ein Snubber (100uF, 100 Ohm) haengt direkt in der 10 cm Zuleitung von 
der Geraeteanschlussbuchse (zwischen N und L) zum Kompressor.

> Dann natürlich auch mal ein  anderes Netzteil versuchen.
>
> auch mal ein anderes, "normales" Netzteil
> statt ein LED Netzteil versuchen. Ist ein PC-Netzteil verfügbar?

Ja Netzteile hab ich mehrere Probiert. Steckernetzteile mit 5V, 7,5V und 
12V sowie an einem Stromkreis mit anderer Phase angeschlossen. Hat nix 
geholfen.


> und sonst:
> Donut(s)! Eisenpulverkern(e)!

leider konnte die Frage, was der Kuehlkompressor beim Einschalten 
veranstaltet (Spruenge im ich-dachte-es-sollte-sinusfoermig-sein 
Verlauf) nicht beantwortet werden. Ich vermute, dass da noch Relais im 
Kuehlkompressor schalten, man hoerts manchmal klackern. Aber ich mach 
das Teil jetzt nicht auf, blos um meine Neugierde zu befriedigen. Die 
Gefahr, dass es nachher kaputt ist, ist mir zu gross.

Dafuer gabs ungefragte Hinweise auf 
was-ich-in-der-Software-falsch-mache.

Ich hab das Gefuehl, dass ich mir mit dem Oszi die selben Impulse 
einfange, wie der Arduino. Der laeuft auf dem Netzteil nach der Trennung 
der Primaerseite vom Netz noch fast ne ganze Sekunde weiter. Da wunderts 
mich, dass es wegen so einem kurzen Spike zum Einbruch der 
Versorgungsspannung kommen kann.

Mike schrieb:
> Da wunderts mich, dass es wegen so einem kurzen Spike zum Einbruch der
> Versorgungsspannung kommen kann.

Vielleicht unterschätzt, wie sehr anders sich Leitungen in 
hochfrequenten Feldern verhalten, verglichen mit Gleichstrom.

Jede Leitung (egal wie kurz und dick) ist eine Spule, und ein 
Kondensator, und eine Antenne, die sowohl sendet, als auch empfängt.

Halte deinen Finger an den Line-Eingang einer Lautsprecheranlage. Es 
brummt, obwohl du in deinem Körper keinen Wechselstromgenerator hast. Er 
empfängt elektromagnetische Felder, und das tut JEDE Leitung ebenfalls 
mehr oder weniger. Gerade die Wirkung von kurzen magnetischen Impulsen 
wird da oft unterschätzt.

Karl B. schrieb:
> Hi,
> zeig mal den Kompressor.
kann ich jetzt gerade nicht, da alles wieder verbaut ist.
sieht aber in etwa so aus: 
https://gastrotiger.at/shop/kompressor-kaeltemittel-r600a-typ-th1112y-220-240v-650301?campaignid=1556917178&adgroupid=54603118770&targetid=pla-297631419503&gclid=EAIaIQobChMIidjrnfiD6wIVA7p3Ch1PHw1vEAQYByABEgKLGfD_BwE

mit dem Zusatz eines richtig grossen Kondensators ca. 10cm hoch, 4cm 
Durchmesser und des Snubbers.

> Ein Kühlschrankkompressor hat ein Anlasssolenoid, das vom Anlass-Strom
> der Hauptwicklung durchflossen wird, die Hilfswicklung einschaltet und
> nachdem der Strom nach Hochlaufen des Motors wieder zurückgegangen ist,
> wieder abschaltet.
Ja das erklaert einiges.

> Das geht zum Teil sehr schnell innerhalb von mehreren 100 Millisekunden.
Ja ist alles in <150 Millisekunden erledigt, ab da ist die Stromaufnahme 
stabil und schoen sinusfoermig bei ca. 1,2 - 1.3 A

> Die Stromspitzen beim Schalten des Thermostats und des Anlassolenoids
> sind echte Kracher.
hab ich auch bemerkt :)

> Hier ist es besser, die Wicklungen mit jeweils einem
> Entstörkondensator zu versehen.
Das heisst ich muesste das ganze Teil zerlegen? Der Motor ist ja in 
diesem Glockenfoermigen Gehaeuse mit untergebracht und zugeschweisst. 
Wie kommt man da ran, bzw. wie dimensioniere ich die Teile? LRC - Meter 
ist keines vorhanden.


> Mike schrieb:
>> ein Snubber (100uF, 100 Ohm) haengt direkt in der 10 cm Zuleitung von
>> der Geraeteanschlussbuchse (zwischen N und L) zum Kompressor.
>
> Der Snubber ist für die Überbrückung eines Schaltkontakts gedacht, nicht
> zum Netzparallelbetrieb. Der Widerstand macht Dir doch die
> HF-Unterdrückung bei Parallelbetrieb zunichte.

Da ist mein Wissen begrenzt. Ich hab davon gelesen, dass der Snubber 
entweder ueber den Schalter kommt (dann mit Leckstrom, also nicht 100% 
abgeschaltet) oder direkt parallel zur Last, wobei zweites Nachteile 
beim ABschalten mit sich bringt.

Ich hab die Probleme aber ohnehin beim EINschalten des Kompressors. Das 
Abschalten macht keine Probleme (Ich denke, da hier der Strom ja nur 1 A 
ist, beim Einschalten aber durchaus auf knapp 15 A Spitze raufgehen 
kann).

> Im Gegenteil, man
> versucht durch möglichst kurze Drähte den Widerstand so klein wie
> möglich zu machen.
Die bauliche Situation kann ich leider nicht aendern.

> Wenn das nicht geht, Zuleitungsdrähte über Kondensator führen. Das nennt
> man dann Netzfilter (auch ohne Drosseln).
ist da sowas geeignet? 
http://www.qualtekusa.com/images/EMI_Filters/pdf/88006006.pdf


> ein Snubber (100uF
> soll wohl nF heißen?

jap, richtig. Sind nF.

> ciao
> gustav

lg. Mike

● J-A V. schrieb:
> also wenns denn ein kurzer Einbruch in der Versorgungsspannung
> wäre,
> könnte man das mit einem Kondensator überbrücken.

Hab ich versucht. Mit 1000uF Elko direkt am Vin des Arduinos. Keine 
Verbesserung (und auch die Messung sah nicht anders aus). Einen Kerko 10 
nF zusaetzlich parallel - nix anders.

> bis hin zum Betrieb des Arduino an einer Powerbank
> -Testweise, nicht für Dauer gemeint.
>
> wenns bei letzterer immer noch zu Ausfällen kommt,
> wissen wir ja schon mal an einer Stelle, was es NICHT ist.

Mit Batterie hab ichs wirklich nicht getestet, aber mit 4 verschiedenen 
Netzteilen, einmal mit Verlaengerungskabel von einem Stromkreis, der auf 
einer anderen Phase als der Stromkreis des Kompressors hing.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mike schrieb:
>> Da wunderts mich, dass es wegen so einem kurzen Spike zum Einbruch der
>> Versorgungsspannung kommen kann.
>
> Vielleicht unterschätzt, wie sehr anders sich Leitungen in
> hochfrequenten Feldern verhalten, verglichen mit Gleichstrom.
>
> Jede Leitung (egal wie kurz und dick) ist eine Spule, und ein
> Kondensator, und eine Antenne, die sowohl sendet, als auch empfängt.
>
> Halte deinen Finger an den Line-Eingang einer Lautsprecheranlage. Es
> brummt, obwohl du in deinem Körper keinen Wechselstromgenerator hast. Er
> empfängt elektromagnetische Felder, und das tut JEDE Leitung ebenfalls
> mehr oder weniger. Gerade die Wirkung von kurzen magnetischen Impulsen
> wird da oft unterschätzt.

Ja das kenn ich. Sieht man auch schoen, wenn man die Messspitze vom Oszi 
beruert.
Aber ist der Einbruch dann tatsaechlich vorhanden, oder zeigt sich der 
nur in der Messung, da die Messleitung das auch aufnimmt?

Mike schrieb:
> Mit Batterie hab ichs wirklich nicht getestet

Mache das mal. Es geht dabei, kurze Leitungen zu verwenden und eine 
potentialfreie Versorgung zu haben. Wenn er damit immer noch ausfällt, 
ist die Stromversorgung nicht dein Problem.

Mike schrieb:
> Aber ist der Einbruch dann tatsaechlich vorhanden, oder zeigt sich der
> nur in der Messung, da die Messleitung das auch aufnimmt?

Das ist eine gute Frage. Ich messe meistens mit dieser Krokoklemme, die 
man an den Tastkopf anclipst. Diese 10cm Kabel fangen schon viel Dreck 
ein. Ich weiß wie die dadurch verursachten Artefakte aussehen und habe 
mich daran gewöhnt. Wenn ich aber wirklich die Sauberkeit eines Signals 
prüfen will, dann sind diese kurzen Strippen bereits tabu.