Hallo, ich habe ein Problem, bei dem ich nicht weiter komme. Ich habe einen Step-Down, der 12-24V auf 3,3V runter regelt. Das funktioniert soweit auch ganz OK. Das Problem ist jetzt, wenn ich einen Stepper Driver (DM320, DM860, etc) zusätzlich an die Versorgung anschließe. Dann habe ich zyklische Wellen auf den 3,3V, die ich nicht in den Griff kriege. Ich habe schon diverse Kondensatoren oder Dioden probiert, um diese Schwingungen zu glätten. Nichts hat bisher funktioniert. Auch einen weiteren Step-Down zwischenzuschalten hat nichts gebracht. Weiß jemand, wieso diese Schwingungen auftreten und wie ich sie in den Griff bekomme?
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Wie hast du gemessen? Foto vom Aufbau?
R9-11 sind sehr hochohmig, muss das so sein? An solchen Stellen fängt man sich leicht unerwünschte Radiowellen ein.
Warum verwendest du für D2 eine schnarchlangsame 1N4148 und keine flinke Schottkydiode? Zeige uns deinen Aufbau, wie schon angemerkt wurde. Auch die Bauform der Induktivität spielt eine Rolle. Ein geschlossener Topfkern wird sich anders verhalten, als eine stabförmige Spule, wie sie zur Entstörung verwendet wird. Die kann wie eine Ferritantenne Störungen "einfangen". Die Leitungsführung, bzw. das Layout des Boards entscheidet auch über das Wohl und Wehe. Große Schleifen, das Vfb Signal unter der Drossel durchführen, keine sternförmige Masseführung, die sich am Elko trifft, keine low ESR Elkos... all das kann man nur vom Foto und nicht vom Schaltplan erkennen.
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Steve van de Grens schrieb: > R9-11 sind sehr hochohmig, muss das so sein? Aus dem Datenblatt entnommen Gerald B. schrieb: > Warum verwendest du für D2 eine schnarchlangsame 1N4148 und keine flinke > Schottkydiode? Aus dem Datenblatt entnommen
Gehe mal davon aus, dass der Schrittmotorentreiber und der Motor an den 12V vor dem DCDCWandler angeschlossen ist. Die 3,3V des DCDCWandlers versorgen einen µC, der dann die Schrittmotorsteuerung ansteuert. Da sind vermutlich auch keine Optokoppler dazwischen. Somit könnte das ein klassisches Problem sein, weshalb diese "überflüssigen" Teile häufig auf den Breakoutboards zu finden sind. Nur wenn dann die Massen verbunden sind, dann auch wieder nicht wirklich wirksam.
Felix F. schrieb: > Dann habe ich zyklische Wellen auf den 3,3V Was bedeutet "zyklisch" quantitativ? Taucht die Frequenz noch an anderer Stelle in deinem System auf? > Das Problem ist jetzt, wenn ich einen Stepper Driver (DM320, DM860, etc) > zusätzlich an die Versorgung anschließe. Tritt das Problem auf, sobald der Treiber angeschlossen ist oder erst, wenn du den Ausgang frei gibst? Steve van de Grens schrieb: > Nach meinem Kenntnisstand ist die gute alte 1N4148 keineswegs langsam. Das hat Gerald wohl mit einer 1N400x verwechselt.
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Rainer W. schrieb: > Was bedeutet "zyklisch" quantitativ? > Taucht die Frequenz noch an anderer Stelle in deinem System auf? s. Screenshot. Zwei große Schwingen haben ein Delta von 50 us. Nein. Rainer W. schrieb: > Tritt das Problem auf, sobald der Treiber angeschlossen ist oder erst, > wenn du den Ausgang frei gibst? Sobald der Treiber aktiviert wird.
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Felix F. schrieb: > s. Screenshot. Welche Chopper-Frequenz verwendet der Schrittmotortreiber? Ändert sich das Bild, wenn du einen höheren/niedrigeren Motorstrom wählst?
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Felix F. schrieb: > layout.png Hast du die "PCB Layout Information" im Datenblatt Kapitel 5.11 nicht gesehen? Du hast in deinem Layout eine ganz schlechte Stromführung auf der Masse. Im Schlatplan gehören die Eingagnskondensatoren übrigens nicht an den Enable Pin, sondern an den Vin Pin. Ja, mir ist klar, dass das im Schaltplan eigentlich "egal" ist, aber wenn das dort schon nicht beachtet wird, dann wird es im Laufe des weiteren Entwicklungsprozesses nicht besser. Felix F. schrieb: > s. Screenshot. Miss mal "Masse gegen Masse", also Masseklemme irgendwo an Masse hinklemmen und Tastkopf irgendwo anders auf Masse. Oder sogar an der Stelle, wo die Masseklemme angeklemmt ist. Was siehst du?
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Lothar M. schrieb: > Miss mal "Masse gegen Masse", also Masseklemme irgendwo an Masse > hinklemmen und Tastkopf irgendwo anders auf Masse. Oder sogar an der > Stelle, wo die Masseklemme angeklemmt ist. Was siehst du? Die gleiche Schwingung.
Ich hatte mal ein ähnliches Problem mit einem Schaltregler von Intersil, der letztendlich auf einen zu kleinen ESR des Bootstrapkondensators zurückzuführen war. Probiere doch einfach mal einen 10R-Widerstand in Serie zu C9.
Andreas S. schrieb: > Ich hatte mal ein ähnliches Problem mit einem Schaltregler von Intersil, > der letztendlich auf einen zu kleinen ESR des Bootstrapkondensators > zurückzuführen war. Probiere doch einfach mal einen 10R-Widerstand in > Serie zu C9. Kein Unterschied.
Felix F. schrieb: > Die gleiche Schwingung. Dann ist ja klar, woran es scheitert. GND ist nicht überall gleich GND. Also muss die Leitungsführung überarbeitet werden.
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Steve van de Grens schrieb: > Felix F. schrieb: >> Die gleiche Schwingung. > > Dann ist ja klar, woran es scheitert. GND ist nicht überall gleich GND. > Also muss die Leitungsführung überarbeitet werden. Wie genau soll ich das machen?
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Felix F. schrieb: > Wie genau soll ich das machen? Dazu hat Lothar mal eine tolle Webseite erstellt: http://www.lothar-miller.de/s9y/archives/46-EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html
Felix F. schrieb: > zyklische Wellen > auf den 3,3V, die ich nicht in den Griff kriege. Ich frag mal ganz ketzerisch: Stören die überhaupt? Felix F. schrieb: > Steve van de Grens schrieb: >> R9-11 sind sehr hochohmig, muss das so sein? > Aus dem Datenblatt entnommen Damit bekommt der Hersteller schönere Effizienzwerte und Du mehr Probleme. Das Layout ist nicht so prall, aber um zu verstehen warum eigentlich musst Du schon tief in die Materie eintauchen. Wenn es also kein echtes Problem gibt sondern nur ein kosmetisches, lass das so. Ich kenne keine Schaltung bei der nicht irgendwas suboptimal wäre wenn man mal ganz genau hinschaut.
Felix F. schrieb: > Die gleiche Schwingung. Misst du diese gleiche Schwingung, egal ob du mit dem Tastkopf irgendwo an Masse gehst oder direkt an die Massklemmen?
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Steve van de Grens schrieb: > Felix F. schrieb: >> Die gleiche Schwingung. > > Dann ist ja klar, woran es scheitert. GND ist nicht überall gleich GND. > Also muss die Leitungsführung überarbeitet werden. Also wenn er tatsächlich die Tastkopfspitze dort dran hat, wo auch dessen Masseklemme dran ist, dann hat das nicht viel mit schlechter Masseführung zu tun, sondern schlicht mit Einstreuungen in den Tastkopf bzw. dessen "Meßkreis".
Michael schrieb: > Ich frag mal ganz ketzerisch: Stören die überhaupt? Im Betrieb aktuell nicht. Ich habe aber die Befürchtung, dass der µC deshalb vorzeitig ableben könnte. Programmieren oder Debuggen ist nicht möglich, da die Störung zu groß ist. Jens G. schrieb: > Also wenn er tatsächlich die Tastkopfspitze dort dran hat, wo auch > dessen Masseklemme dran ist, dann hat das nicht viel mit schlechter > Masseführung zu tun, sondern schlicht mit Einstreuungen in den Tastkopf > bzw. dessen "Meßkreis". Wenn ich Tastkopf + Massefeder an die selbe Stelle halte, ist die Störung immer noch da. Nochmal zur Erinnerung. Ohne Stepper Driver funktioniert der StepDown einwandfrei. Mit Stepper Driver treten die Probleme.
Sooo schlimm finde ich das Layout nun auch wieder nicht. Masse ist ja fast die ganze Unterseite. +12V C10, C18 U2 hätte ich über die gesamte Padbreite gezogen, als kleine Fläche. Von welchem Ausgangsstrom der 3,3V reden wir eigentlich? Wenn das im zweistelligen mA Bereich ist, geht das, ansonsten, etwas breiter kann nicht schaden. Wie sieht L1 aus? (Link oder Foto) Wenn das kein geschirmter Topfkern ist, könnten Verkopplungen in die 3,3V stattfinden. Das ist ja quasi schon ne 3/4 Windung v.l bis oben. Die 12V, sind arg schmal. Ist das nur der Anzweig zum Schaltregler, oder geht der Leistungsteil nach oben, zum Motortreiber weiter? Das wäre dann schlecht. Ließe sich aber durch Auflöten von einem dicken Draht (Richtwert 1mm Durchmesser) noch retten. Die Durchkontaktierungen machen es nicht besser. Wenn irgendwo Leistung drüber geht, dürfen es je nach Stromstärke auch 2x2 oder noch mehr DuKos parallel sein. Du hast dich auch noch nicht geäußert, ob das ein rein kosmetisches Problem ist, oder ob der µC dadurch "spinnt"
Gerald B. schrieb: > Sooo schlimm finde ich das Layout nun auch wieder nicht. Masse ist ja > fast die ganze Unterseite. > +12V C10, C18 U2 hätte ich über die gesamte Padbreite gezogen, als > kleine Fläche. > Von welchem Ausgangsstrom der 3,3V reden wir eigentlich? Wenn das im > zweistelligen mA Bereich ist, geht das, ansonsten, etwas breiter kann > nicht schaden. > Wie sieht L1 aus? (Link oder Foto) Wenn das kein geschirmter Topfkern > ist, könnten Verkopplungen in die 3,3V stattfinden. Das ist ja quasi > schon ne 3/4 Windung v.l bis oben. > Die 12V, sind arg schmal. Ist das nur der Anzweig zum Schaltregler, oder > geht der Leistungsteil nach oben, zum Motortreiber weiter? Das wäre dann > schlecht. Ließe sich aber durch Auflöten von einem dicken Draht > (Richtwert 1mm Durchmesser) noch retten. Die Durchkontaktierungen machen > es nicht besser. Wenn irgendwo Leistung drüber geht, dürfen es je nach > Stromstärke auch 2x2 oder noch mehr DuKos parallel sein. > Du hast dich auch noch nicht geäußert, ob das ein rein kosmetisches > Problem ist, oder ob der µC dadurch "spinnt" Wenig Ausgangsstrom. Vmtl. <100mA. Wie ein paar Posts vorher gezeigt, ist der Stepper gar nicht an der Platine angeschlossen, sondern zweigt vorher schon ab. Auf der Platine ist nichts mit Power, nur etwas digitale Elektronik zur Steuerung.
Gerald B. schrieb: > Sooo schlimm finde ich das Layout nun auch wieder nicht. Es ist nicht gut. Aber es ist nicht die Ursache für die Störungen hier. Die kommen von einer schlechten Abblockung der Schrittmotorendstufe. Oder auch von einem ungünstigen Design der Endstufe oder einer ungünstigen Verdrahtung des Motors (keine verdrillte Leitung). > Masse ist ja fast die ganze Unterseite. Das ist bei einem Schaltregler mit einem halben MHz eine ungünstige Konstellation, wenn es sich nur so ergibt und die Ströme unnötige Umwege nehmen müssen. Hier wäre es ganz einfach: den C28 unter den C10 drehen und dann den GND der Eingangs- und Ausgangskondensatoren C10, C11, C12 und C28 und die Freilaufdiode D3 auf dem Top-Layer miteinander verbinden statt diese Ströme über zig Vias erst noch auf die Massefläche einzukoppeln. Und dann von dieser Top-Layer-Masseinsel ein einziges Via auf die Massefläche. Da drüber fließt dann im Grunde kein Strom.
Felix F. schrieb: > Wenn ich Tastkopf + Massefeder an die selbe Stelle halte, ist die > Störung immer noch da. Mache mal ein Foto, wo man sehen kann wie du Tastkopf und Massefeder an die Stelle hältst.
Wenn ich es richtig deute, sind die Schwingungen auf der 3,3V versorgung nur ein messfehler, und auch falls es sie gibt nur <10%. Probleme gibt es nur beim Flashen. Daher zeig uns mal, wie Spannungsversorgung, Masseverbindung und Sinalleitungen beim Flashvorgang. Ist der programmierende PC Schutzgeerdet? Ich tippe auf zu hohe leitungsimpedanz auf den 24V, dadurch bekommst du Masseverschiebungen und Ströme über den Programmieradapter. Zudem musst du durch den Motortreiber mit mehr einstreuungen in allen Eingängen und ausgängen des µC rechnen und Störungen durch diese verhindern. Wie sind die Prozessoreingänge und ausgänge beschaltet? Zeig uns mehr von der schaltung, gibt es ggf noch eine Signalmasse zwischen dem Prozessor und dem Schrittmotortreiber? Wie sind die Leitungsquerschnitte gewählt? Optimalerweise wird das Prozessorboard (GND und Versorgung) nur direkt am Schrittmotortreiber angeschlossen, damit ist die signalmasse definiert und es sind ströme über eine zusätzliche signalmasse ausgeschlossen.
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Felix F. schrieb: > Ich habe aber die Befürchtung, dass der µC > deshalb vorzeitig ableben könnte. Und aufgrund welcher vermuteter Probleme sollte er das tun?
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