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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einstreuung auf Signalleitungen


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

ich habe mir eine billige CNC geschossen und bin nun dabei, sie etwas 
auf Vordermann zu bringen.

An folgendem Problem bin ich grade dran:
Hin und wieder sagt mir die Win-Software, dass es einen Impuls auf einer 
Signalleitung gab. Hat auch recht, das Oszi zeigt mir die coolsten 
Spikes an (gesehen hatte ich bis zu 3V-Spikes auf der Leitung, die an 
den LPT geht).

Woher die kommen, ist mir auch völlig klar: der gute Bastler vor mir hat 
die Versorgungsleitungen für die Stepper direkt neben den 
Signalleitungen erst auf einem Rundkabel und in der CNC (also im 
Alu-Rahmen) als Flachbandkabel verlegt. Flachband liegt dort bis zu 50cm 
Länge; dass es da streuen muss, leuchtet mir ein.Ich hatte schon die 
Versorgung der Schrittmotortreiber von der Spannungsversorgung der 
restlichen Steuerplatine getrennt, aber die Einstreuungen auf die 
Signalleitungen stammen wohl tatsächlich von "weiter vorne".

Die Frage ist nun, was ich dagegen machen kann. Der sauberste Weg wäre 
ja wohl, Signale und Versorgung räumlich zu trennen. Das ist aber nicht 
so einfach möglich. Ein Ferrit um die Leitungen hilft mir glaube ich 
auch nicht, oder?

Könnte ich verdrillte Flachbandkabel verwenden, wo die Signalleitungen 
dann immer mit einer GND verdrillt sind?

Oder hänge ich an die Signalleitungen einen Widerstand (meinetwegen 1k), 
sodass die Einstreuungen einen Strom treiben müssten, was sie wohl nicht 
können?

Gruß
Christian

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Ist Signalmasse und Motormasse komplett getrennt geführt?
Wenn das nichts hilft: Signalkabel schirmen.

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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Was für Signale liegen denn auf der Leitung ?

Ich habe ähnliche Probleme durch ein RC-Glied fast komplett beseitigt 
bekommen. (Tiefpass)

Autor: Christian (Gast)
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Die beiden Masseführungen muss ich mir nochmal anschauen. Ich vermute 
aber, dass es dieselbe ist.
An welchem Punkt dürften diese denn zusammengeführt werden? Oder würde 
man die beiden Massen über einen L koppeln?

An den Leitungen liegen triviale Signal an; 3 Endlagenschalter und ein 
Notaus-Taster. Einen RC könnte ich auch nochmal probieren.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Christian schrieb:
> Die beiden Masseführungen muss ich mir nochmal anschauen. Ich vermute
> aber, dass es dieselbe ist.
> An welchem Punkt dürften diese denn zusammengeführt werden?

Wichtig v.a. an einem Punkt, von dem es dann sternförmig weggeht. Die 
Stepperplatine bietet sich z.B. an.

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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Liegt PW auf dem Rahmen ?

Ev. eine Kapazitive Kopplung des Rahmen mit dem "Sternpunkt" der Masse.
..

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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sollte PE heissen

Autor: Christian (Gast)
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Ne, der Rahmen ist potentialfrei. Die Schalter/Taster sind ja aber gegen 
den Rahmen isoliert. Was sollte daran stören können?

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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...ich dachte eher andersrum.

Der Rahmen schluckt EMV.

Autor: Christian (Gast)
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Ja, das Problem dabei ist ja aber wohl, dass die Versorgungsleitungen, 
die abstrahlen, auch in dem Rahmen verlaufen, nämlich schön parallel 
zu den Signalleitungen.

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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Dessen bin ich mir bewusst.

Ich denke so :

Abstrahlung Versorgung Motor = Einkopplung Leitung + Einkopplung Rahmen 
+ Abstrhlung sonst-wo-hin.

Selbst wenn es nur minimalst hilft, schaden wird es nicht ;)
EMV steht/fällt nicht nur an einer Massnahme...

Autor: Christian (Gast)
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Ich weiß :)
Alle meine Erfahrungen mit scheinen für mich in direktem Zusammenhang 
mit der Glaskugel zu stehen ;)

Aber dann könnte es auch helfen, dass ich für die Signalleitugnen 
verdrillte Drähte nehme, oder? Das sollte einer Abschirmung 
gleichkommen.

Autor: oszi40 (Gast)
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-Statt Klingeldraht geschirmtes Cat5-Kabel benutzen und günstigen 
Massepunkt suchen wäre eine von vielen Möglichkeiten bei kurzen Kabeln. 
Bei 20m Kabel parallel zur Stromleitung hilft das aber nicht.

-Verlegeweg ändern
-Optokoppler gegen Masseproblem ?
-notfalls Glasfaser

Autor: Leitungsgucker (Gast)
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Differentielle Übertragung wäre noch eine Sache die mir einfiele...
Aber das ist doch bei der Anwendung overkill, oder ?

Hast Du denn schon die Standardsachen ausprobiert, oder fragst Du vorweg 
?

Deine Maschine benutzt doch richtige Schalter ?
Wie sind die den Angeschlossen ?
Wie gross und wo sind denn die ev. PullUps ?

Hast Du ein RC schon ausprobiert ?
Das ganze unter Last gesetzt ?

Kannsat Du mal ein paar Photos von dem Teil machen ???

>Aber dann könnte es auch helfen, dass ich für die Signalleitugnen
>verdrillte Drähte nehme, oder? Das sollte einer Abschirmung
>gleichkommen.

Prinzipiell Jein.
Wäre aber doch bestimmt ein Goodie im Massnahmenkatalog :)

Im zusammenhang mit Flachbandkabel muss ich immer an die alten UDMA 66 
IDE-Kabel denken...
(Signal,Masse,Siganl,Masse....)


Gute Nacht erstmal !

Autor: Christian (Gast)
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Ich habe die Spikes jetzt durch einen einfachen RC um 2/3 verringert, 
jetzt habe ich nur noch ein "Ripple" von max. 1V.
Die Anstiegszeit einer Flanke liegt jetzt bei etwa 0,5ms, was aber den 
PC offenbar nicht aus der Ruhe bringt.

Allerdings hab ich damit die Ursache ja nicht behoben.



Nochmal ne Frage zu den verdrillten Drähten:
Inwiefern können verdrillte Drähte überhaupt helfen, EInstreuungen zu 
verhindern? Ich hab noch etwas drüber nachgedacht und denke, dass es nur 
die Abstrahlung vermeidet, oder?

Allerdings ist das Verfahren ja  gängig, wie oben z.B: zu alten 
IDE-Kabeln geschrieben (ok, da waren sie nicht verdrillt, aber immer 
Signal neben Masse)

Autor: HildeK (Gast)
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>Inwiefern können verdrillte Drähte überhaupt helfen, EInstreuungen zu
>verhindern? Ich hab noch etwas drüber nachgedacht und denke, dass es nur
>die Abstrahlung vermeidet, oder?

Ob Einstreuung oder Abstrahlung - es ist der selbe physikalische 
Vorgang. Alle Maßnahmen zu Verringerung des einen Effekts hat auch eine 
Verringerung des anderen Effekts zur Folge.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Christian,

worin das Problem tatsächlich besteht, hast Du noch nicht ganz 
herausgefunden. Also ist es schwierig zu sagen, was Du ändern sollst.

Wo kommen typische Störungen her?
* die Schrittmotoren verringern die Versorgungsspannung und stören auf
  diesem Weg
    --> Versorgungsspannung puffern,
        z. B. 1000uF (Elko) || 100nF (Keramik)
    --> Sensoren mit eigener Spannungsversorgung betreiben, z. B.
        mit RC-Glied und Linearregler aus den 12V/24V Motorspannung
        abzwacken.
*  die Masseleitung hat an unterschiedlichen Punkten unterschiedliche
   Potentiale
     --> niederohmige Masse verlegen: Auf Flachbandkabeln ist es üblich,
         daß direkt neben einer Signalleitung immer eine Masseleitung
         liegt (8 Leitungen bedeutet 4 Signalleitungen,
         4 Masseleitungen)
         Schon die unmittelbare Nähe der Masseleitung sorgt für eine
         gewisse Entstörung
*   Brummschleifen vermeiden: Masseleitungen nicht "im Kreis" führen;
         ist ein häufiges Problem bei Schrittmotoren
*   Kabel für Motortreiber verdrillen
*   Signalleitungen verdrillen und Tiefpaß in die Signalleitungen
    integrieren
*   Schaltflanken des Motortreibers etwas glätten (RC-Tiefpaß;
    führt aber zu erhöhter Verlustleitung - würde ich als letztes
    probieren)


> Könnte ich verdrillte Flachbandkabel verwenden, wo die Signalleitungen
> dann immer mit einer GND verdrillt sind?
Wahrscheinlich reicht es schon aus, wenn Du neben jede Leitung die 
entsprechende Rückleitung (Masse) legst, damit sich das Signal nicht 
eine Rückleitung suchen muß.

> Oder hänge ich an die Signalleitungen einen Widerstand (meinetwegen 1k),
> sodass die Einstreuungen einen Strom treiben müssten, was sie wohl nicht
> können?
Das entspricht teilweise dem RC-Tiefpaß, den ich vorgeschlagen hatte.


Gruß,
  Michael

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