Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik uController-Strom und Motorstrom trennen?


von Paul (Gast)


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Hallo,

Ich habe an meinem Arduino Mega zwei Schrittmotore angeschlossen. Wenn 
ich nur einen laufen habe, läuft er sehr ruhig. Laufen beide 
gleichzeitig, gibt es surrende Nebengeräusche. Die Geräusche kommen 
nicht von "unrunder" Abfolge der Steps bzw. Timing-Problemen, weil sie 
auch auftreten, wenn die beiden Motoren unter Strom in Halteposition 
sind. Ich denke, dass es sich evtl. um elektromagnetische Störfelder o. 
Ä. handelt. Jetzt frage ich mich, wie generell die Ströme hier zu 
handhaben sind. Ich habe bemerkt, dass sich die Geräusche ein klein 
wenig ändern, je nachdem, wo ich den GND -Pin meines Stepper-Treibers 
anschließe. Deshalb hier ganz allgemein einige Fragen:

1. Ich habe ein externes 12v-Netzteil. Dieses speist meine Stepper, aber 
auch den Arduino Mega. An den Mega sind zwei externe 
pololu-Steppertreiber angeschlossen. Macht es einen Unterschied, ob ich 
die GND-Pins des Arduino Mega für externe Steuerelektronik verwende, 
oder ist es generell besser, direkt den Minuspol des 12V-Netzteils zu 
verwenden, sozusagen als kleinster gemeinsamer GND? Oder ist das nicht 
ratsam, weil sonst vielleicht höhere Ströme des 12V-Netzteil irgendwie 
in die 5V-Steuerelektronik kommen? (Entschuldigung für diese laienhafte 
Frage;-)

2. Ist vielleicht generell irgendein Bauteil ratsam, den ich 
Beispielsweise an die Stromversorgung meines Steppers anhängen kann, um 
Störungen zu vermeiden? Pololu empfiehlt zum Schutz vor Spannungsspitzen 
einen Kondensator mit mindestens 47uF. Kann ich zusätzlich irgendetwas 
einbauen gegen Störungen?

3. Wie sieht es im Bezug auf Störungen denn mit der Motorspannung aus? 
Ich kann den Stepper ja mit unterschiedlichen Spannungen betreiben-ist 
da eine Verbesserung zu erwarten, wenn ich ihm z.b. statt derzeit mit 
12V mit weniger, z.b.6V betreibe?

4. Wie sieht es generell mit Kabeln aus? Ich verwende für alle Leitungen 
die klassischen Dupont Verbinder. Kann es etwas bringen, manche Kabel 
durch dickere oder abgeschirmte zu ersetzen?

Danke!

Paul

von Helge A. (besupreme)


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Du sagst nichts zu Strömen, der Betriebsart der Schrittmotortreiber, und 
was für ein Netzteil du verwendest.

Generell: Plus und Minus als parallele Leiter ausführen. 
Übergangswiderstände verringern. Großzügige Entkoppelkondensatoren 
vorsehen, besonders wenn du ein Schaltnetzteil verwendest.

Falls "die klassischen Dupont Verbinder" diese billigen dünnen 
Jumperkabelchen sind, das ist nur gut für kleine Basteleien, aber nicht 
mehr, wenn nennenswerte Ströme fließen. Da ist Zwillingslitze angelötet 
sinnvoller für die Motortreiber-Versorgung.

von Paul (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Du sagst nichts zu Strömen, der Betriebsart der Schrittmotortreiber, und
> was für ein Netzteil du verwendest.

Die Schrittmotortreiber laufen im Microstepping-Modus (1/32 step), das 
surren tritt aber auch auf, wenn ich sie im vollschrittmodus laufen 
lasse. beide Motoren laufen mit 12 V, bei einem Treiber ist der 
Spulenstrom auf ca. 0.6A, beim zweiten auf 1.7A eingestellt. ich 
verwende so ein led-netzteil:

http://www.aliexpress.com/item/DC-LED-Power-Supply-Charger-Transformer-Adapter-12V-6A-110V-220V-to-12V-For-RGB-LED/1902339053.html

ist das schlecht?

>
> Generell: Plus und Minus als parallele Leiter ausführen.

was meinst du damit genau? vom gleichen ground immer eine neue Leitung 
für jede spannungsversorgung, also keine Verästelungen des ground?

> Übergangswiderstände verringern.
was kann ich da genau tun? kurze Leitungen?

>Großzügige Entkoppelkondensatoren
> vorsehen, besonders wenn du ein Schaltnetzteil verwendest.

ist meines ein schaltnetzteil??

>
> Falls "die klassischen Dupont Verbinder" diese billigen dünnen
> Jumperkabelchen sind, das ist nur gut für kleine Basteleien, aber nicht
> mehr, wenn nennenswerte Ströme fließen. Da ist Zwillingslitze angelötet
> sinnvoller für die Motortreiber-Versorgung.

ja, die meine ich. ist die zwillingslitze aus sicherheitsgründen besser, 
oder kann das tatsächlich Auswirkungen auf Störungen haben?

wie verbinde ich denn am besten ein Kabel mit einer Platine, wenn auf 
dieser nur eine Bohrung vorhanden ist? bis jetzt habe ich immer einen 
männlichen jumper-pin aufgelötet, und in diesen das Kabel mit weiblichem 
ende gesteckt. direktes anlöten des Kabels an der Platine kommt mir 
nicht so ideal vor, weil das Kabel dann keinen Zug-befestigung hat.

von Helge A. (besupreme)


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Es ist immer gut, große offene Stromschleifen zu vermeiden. Eng parallel 
geführte Leiter wie z.B. bei Zwillingslitze sind da ein guter Weg.

Mach dir um das Abfangen der Isolation keine Gedanken. Direkt anlöten 
ist eine sicherere Verbindung als dünne Steckkontakte. Die Isolation 
führt nicht zu mehr Stabilität, jedenfalls wenn der Aderquerschnitt groß 
genug ist. Nur bei diesen ganz dünnen Experimentierkabelchen ist das 
anders, weil da viel mehr Plastik als Kupfer in den Leitungen ist.

Die verlinkten Netzteile sind Schaltnetzteile. Das ist OK, man sollte es 
nur beachten:

Du hast mehrere Module, in denen schnell geschaltet wird. Es kann 
passieren, daß die einzelnen Kreise miteinander reagieren und dadurch 
Geräusche entstehen. Das können Regelschwingungen oder Schwebung sein. 
Wird der Aufbau besser, werden die Geräusche weniger.

Auf meiner Werkbank wäre eine Standardmaßnahme je ein guter Elko ab 
1000uF an den Versorgungspins jeder Schrittmotorplatine. Von da aus 
direkt zum Netzteil mit z.B. 0,5mm² Zwillingsleitung. Diese Leitungen 
sollen den Strom führen, und der soll nicht über andere Platinen laufen. 
Das kann nämlch gut irgendwas durcheinanderbringen.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Paul,

> 1. Ich habe ein externes 12v-Netzteil. Dieses speist meine Stepper, aber
> auch den Arduino Mega. An den Mega sind zwei externe
> pololu-Steppertreiber angeschlossen.

Häng mal ordentliche Elkos (ab 100µ/50V) parallel an die Versorgungspins 
der Pololus. Das sind nämlich keine richtigen Endstufen, sondern nur 
einfache "Break-out-boards". Das sollte das Problem deutlich 
entschärfen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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