Der Titel ist natürlich etwas seltsam.
Mir geht es darum, ob es Erfahrungen darüber gibt, welche Ein- und Ausgänge
am empfindlichsten sind.
Ich habe mir einen CNC Fräser mit einer 2000W Spindel auf Basis der Estlcam-Software
aufgebaut.
Inzwischen habe ich immer wieder den Effekt, dass es einen USB-Fehler gäbe.
Das hängt offensichtlich mit dem Frequenzumrichter zusammen.
Messgerätetechnisch bin ich mit Oszi ausgerüstet.
Nun meine Frage:
Gibt es Erfahrungen, wo die stärkste Einstrahlung stattfindet?
Über die Eingänge, Ausgänge, Spannungsversorung.
Es könnten Spannungsspitzen auf den Leitungen sein, oder
elektromagnetische Einstrahlungen von außen auf die Leitungen.
Nützt z.B. ein Metallgehäuse um den Arduino etwas?
Freilaufdioden einbauen, die Energieversorgung für die Logik und Last trennen, aber gemeinsam erden, vagabundierender HF mit der Hilfe von Kondensatoren erden usw.....
das USB Kabel hat eine ordentliche Schirmung?
(Billigkabel haben das meistens nicht.)
wenn du mit Oszi irgendwelche Spannungen kontrollierst, dann verwende keine verlängerte Masse vom Tastkopf. So kurz wie möglich, sonst misst du irgendwas nicht reelles.
Schirmung vom Arduino kann helfen, aber nur wenn alles andere auch ordentlich mit Masse Sternförmig verkabelt ist. Zudem kann das nur das Symptom lindern, muss noch lange nicht die Ursache beseitigen.
besser ist man findet die Störquelle, angefangen bei der/die Spannungsversorgung(en).
Ein Metallgehäuse um den Arduino würde nur sehr sehr wenig helfen, denn die Fläche, auf der dort Störungen eingekoppelt werden können, ist sehr klein.
Viel wichtiger ist es, die Leitungen zu schirmen, denn die überdecken eine große Fläche, auf der Störungen eingekoppelt werden können.
Wenn die Störung beim Umrichter vermutet wird: Ist die Leitung vom Umrichter zum Motor geschirmt und ist dieser Schirm ordentlich mit Erde verbunden?
Befindet sich vor dem Umrichter ein Netzfilter?
Ist die Masse sternförmig verkabelt?
Sind die Schirme der Leitungen mit Erde verbunden und ist die Masse an EINEM Punkt mit Erde verbunden?
Gibt es ordentliche Schutz- und Filterschaltungen der Eingänge und der Spannungsversorgung des Arduino? (So ein nackter Arduino ist genau das Gegenteil von dem, was in solchen Umgebungen ideal ist. Nicht umsonst haben industrielle Steuerungen vor jedem Eingang Schutzbeschaltungen und eine ordentlich gefilterte Spannungsversorgung. All das fehlt dem nackten Arduino und muss selbst nachgerüstet werden)
Erst, wenn jede dieser Fragen mit "ja" beantwortet werden kann, kann man halbwegs sicher sein, sich keine Störungen einzufangen, welche den nackten Controller im Arduino stören können.
Schon mal danke für eure Tipps.
Natürlich sollte man erst mal die Quelle finden.
Aber als Hobbybastler muss man oft mit den günstigeren Teilen leben, und dann
halt selbst noch nach und nach korrigieren.
Die meisten Vorgaben habe ich schon weitestgehend angewendet.
Was für Möglichkeiten der Schutz- und Filterschaltungen am Arduino habe ich denn?
(Ich weiß auch noch, dass selbst die Kapazität meines Tastkopfes mal genügte,
den I2C-Bus durcheinander zu bringen.)
Sollte ich beispielsweise die Schrittmotor-Steuerleitungen, die vom Arduino zu
den Treibern gehen, auch einzeln abschirmen?
Ich muss mal schauen, ob ich noch ein besseres USB-Kabel habe. Im Moment sind es
gerade mal 1.5m
Wenn Du eine dieser ünstien China-Spindeln mit Frequenzumrichhter hast: Netzilter vor dem Frequenzumrichter. UND: ganz wichtig: prüfe, ob im Spindel-Motor, wenn der nen 4-Poligen Stecker hat, die Erduung überhaupt angeschlossen ist, (war bei meiner 1,5KW z.B. nicht der Fall. dann wie schon empfohlen , auch da ein Geschirmtes kabel verwenden. Du musst die Störunen wirklich beim ereugenden gerät erstmal eindämmen, bevor du versuchst, irendwie den Arduino in verseuchter Umebung zuverlässig ans laufen zu bringen. Natürlich musst du trotzdem ein Gut-eschirmtes USB-Kabel verwenden. Auch kannst du natürlich dem Arduino ein metalgehäuse verpassen, nur wenn die störungen vom wechselrichter via netzkabel und andere Netzteile in den USB des Arduinos fliessen und so die Kommunikation stören, hilft auch das HF-Dichteste Gehäuse nix.
Zuerst einmal kannst du jedem Eingang einen RC-Tiefpass verpassen und eine Drossel oder eine Ferritperle. Zusätzlich kann man noch eine Z-Diode mit 5,1V gegen Masse schalten, um Spannungsspitzen abzufangen.
Sollte die Umgebung noch schlimmer sein, kann man Optokopplereingänge verwenden und diese mit 24V und möglichst hohem Strom (ja nach Optokoppler 30-60mA) verwenden.
Diese Schutzschaltungen sollen nicht gegen Fehlauslösungen der Eingänge wirken, sondern gegen Spannungsspitzen und schnelle Transienten, die den Controller aus dem Takt bringen.
Eigentlich sollten die Leitungen zu den Treibern nicht all zu lang sein und sich optimalerweise in einem Schaltschrank oder einem Gehäuse aus Metall befinden.
Wenn das nicht der Fall ist, ist es tatsächlich eine gute Idee, für diese Leitungen geschirmte Leitung (z.B. LiYCY) zu verwenden.
Auch für die Leitungen von den Treibern zu den Steppern kann man geschirmte Leitungen verwenden, um Störungen, die von diesen ausgehen, abzufangen.
So weit ich gesehen habe, hat der Frequenzumformer ein Netzfilter bereits eingebaut.
Ob das wirklich sinnvoll ist, eine weitere Schaltung vorne dran zu hängen?
Der Spindelmotor ist über ein abgeschirmtes Kabel angeschlossen.
Die Schrittmotoren haben jetzt auch geschirmte Kabel.
Jetzt werde ich mal noch die Treiberverbindungen checken.
Auf der Arbeit hatten wir mal Tests mit einem USB-"Entkoppler" gemacht.
Leider war der nicht wirklich galvanisch getrennt. Und für alle Geräte hat
die USB-Übertragung auch nicht funktioniert.
Bringen Ferritkerne in der USB-Leitung etwas? Früher hat man diese ja
öfter mal gesehen.
die Ursachen können von Alles bis Nichts reichen. Normalerweise müßte man nach jeder Einzelnen Änderung eine Messung/Test machen. Rundumschläge können helfen müssen aber nicht. Genauso wie Ferritkerne ums Kabel gewickelt helfen können aber meistens auch nur die Ursache kaschieren. Möchtest du es genau wissen musst du Stück für Stück systematisch rangehen. Ansonsten Rundumschlag und hoffen das der Fehler weg ist. Mehr kann ich aus der Ferne dazu nicht sagen.