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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Entstören von Versorgungsspannung/DC-Motoren


Autor: Flo R. (rappl)
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Hallo liebe Bastelgemeinde,

ich baue momentan an einem Roboter, der mit zwei DC-Getriebemotoren 
bewegt werden soll.
Zur Strecken und Winkelmessung habe ich direkt an der angetriebenen 
Achse eine Inkrementalscheibe die von einer Reflexlichtschranke OPB704 
gelesen wird. Diese Lichtschranke besteht einfach nur aus Diode und 
einer Darlingtonschaltung als Empfänger, somit muss ich mein analoges 
Signal noch digitalisieren. Das hab ich einfach mit einem 
Schmitt-Trigger 7414 gemacht. Da der gleichzeitig invertiert, sind zwei 
Trigger in Reihe.

Das Signal der LS geht direkt auf den Trigger. Ein Pull-Down mit 2,2k 
zieht dass ganze auf Masse. Parallel zum Pull-Down habe ich, nach 
einiger Messer- und Testerei, einen kleinen 22nF Kondensator gehängt, um 
kleinere Störsignale auszumerzen. Das ganze natürlich 2 mal, jeweils 
eins pro Motor!

Die Motoren werden über einen L298 gesteuert (Dioden sind dran).
Die Spannungsversorgung der Controller geht über einen 7805. Die 
Betriebsspannung liegt zwischen 12...16V! Die Motoren werden per PWM 
geregelt.

Wenn ich die Achse von Hand drehe, egal wie schnell, funktioniert alles 
wie geplant. Also ist meine Beschaltung ja funktionsfähig. Sobald aber 
die Motoren laufen, wird die Spannungsversorgung verseucht! Und der 
Schmitt-Trigger schält bei einer Spannung die kurz vor der 
Schaltspannung des Triggers liegt, wild an und aus! Somit bekomme ich 
nicht ein Signal, sondern bei jedem Strich mehrere Impulse.

Nun ist die Frage wie ich meine Motoren/Versorgungsspannung entstören 
kann!? Seperate Spannungsversorgung ist nicht möglich, da der L298 
Versorgungsspannung und Logikspannung benötigt!?
(Leitungen der Motoren sind jeweils verdrillt und zusammen nochmals 
verdrillt. Motoren und Sensoren haben getrennte Stecker)

Ich hab einiges gelesen, aber nichts was mich direkt weiter gebracht 
hat.
Bis jetzt hab ich folgendes versucht.

Zum einen die oben beschriebenen 22nF Kondensatoren parallel zu den 
Pull-Downs, wobei das sicherlich nicht die feine Art ist, das Problem 
anzugehen!?

An den Motoren habe ich von + auf Gehäuse und von - auf Gehäuse einen 
33nF Kondensator. Zu klein dimensioniert? Kann/sollte ich da noch etwas 
mit Spulen machen?

Zwischen 12...16V und GND habe ich einen 1000yF Kondensator gehängt, das 
hat schon ein Stück weit etwas gebracht, aber noch ist die Störung zu 
groß. Stellenweise +/- 4V!
Brummspannung (der AC-Anteil der Spannung!?) ist immer so ca. +/- 1V!
Im Grunde sind die Störungen bei der 12...16V nicht so schlimm, aber die 
werden eben über den 7805 auch übertragen! bei meinen 5V ist die 
Brummspannung so um die 0,6V. Manchmal auch viel höhere Spitzen (laut 
Oszi).

Könnt ihr mir noch ein paar Tips geben, wie ich die Störung möglichst 
ganz raus bekomme? LC-Filter, RC-Filter? Und wie ich die Werte der zu 
benutzenden Bauteile berechnen kann?

vielen Dank für eure Mühe
grüße,
Florian Rappel

Autor: oszi40 (Gast)
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> 7805 mit 12-16V betrieben und einige Cs am Motor, keine Spulen

Auf die Schnelle: Entweder ist

1. Anordnung räumlich ungünstig?
2. 7805 bekommt Spannungsspitzen, die er nicht verkraftet
Genügend Abblock-Keramik-Cs lt. Datenblatt??? Schutzdioden?

3. Masseführung ??

Autor: Jochen (Gast)
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Hallo Florian,

ich  habe 4 Drosseln in die Motorzuleitungen eingeschleift,
da bei mir die 2 DC Motoren die Sauerei auf der
Versorgungsspannung verursachen.


Gruß
Jochen

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

evtl. auch die Hysterese der 7414 etwas vergrößern. Wenn Du sowieso 2 in 
reihe hast, einfach einen Widerstand vom Eingang des ersten zum Ausgang 
des zweiten als Mittkopplung. Größenordnung bei Standard-TTL wird wohl 
irgendwo bei ein paar kOhm liegen, einfach ausprobieren.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Flo R. (rappl)
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Danke schonmal für die Tipps! Die werde ich nun Punkt für Punkt 
abarbeiten.

>räumliche Anordnung

Ich hab die Schaltung auf einer Lochstreifenplatine verwirklicht. Dabei 
habe ich aber Versucht das alles möglichst aufzuteilen.
Auf der einen Hälfte sind die Controller, Erweiterungen werden auf 
Steckplatinen darüber montiert. Auf der anderen Hälfte ist der L298 mit 
seinen Dioden und die Motorleitungen. Nur meine Oberste Leiterbahn führt 
12...16V!

>Masseführung

Die Masseführung ist vielleicht nicht so gut gelungen, da es eine 
Lochstreifenplatine ist, musste ich eben Schauen wie ich an jedes 
Bauteil die Versorgung hinführen kann...

>Verschaltung 7805

Ehrlich gesagt habe ich bei meinem 7805 noch nie ins Datenblatt 
geschaut! Bis jetzt hab ich den immer so verschalten wie ich es bei 
Schaltungen von anderen gesehen habe:

input -----+------7805-------+---------+--output
           I        I        I         I
           I        I        I         I
          100nF     I       100nF     220yF
           I        I        I         I
GND -------+--------+--------+---------+

EDIT: wobei ich ja nun schon einen 1000yF auf der Input-Seite dazu 
geschallten habe.

Das hat bis jetzt immer hingehauen. Aber ich werde auf jeden Fall nun 
mal nachlesen ob da was anderes/besseres drin steht.

@Jochen
du meinst ich soll einfach zwischen meinen L298 und den 
Motorenanschlüssen jeweils eine Drossel einbauen? Wie berechne ich die 
passende Größe?
Durch die Spule steigt der Strom ja verzögert an, stört dass dann nicht 
meine Regelung?

@Michael U.
Das werde ich auf jeden Fall auch noch einmal testen. Wobei ich noch 
nicht ganz verstehe wie das die Hysterese vergrößert!?
Ich habe ja sowieso noch einen Pull-Down am Eingang!? Soll ich den 
weglassen und nur einen Widerstand zwischen Eingangssignal und 
Ausgangssignal setzen? Beim Low Signal am Ausgang wird der Eingang auch 
noch ganz runter gezogen, bei High Signal wird der Eingang hochgezogen. 
Ich versteh das eher so, dass das Eingangssignal etwas stabilisiert 
wird, aber warum die Hysterese dadurch größer wird!? Könntest du dass 
nochmal ein bissl ausweiten?

Grüße
Florian Rappel

Autor: David (Gast)
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Na ein 7805 lässt solche "sauereien" wie dein mortor verursacht 
erfahrungsgemäss fast ungedämpft durch... empfehle zuerst einmal einen 
vernünftigen Schaltregler...

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