Защита от помех, заземление и экранирование

Контроллеры, драйверы, датчики, управляющие устройства.
Аватара пользователя
Ёлочник
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 27 фев 2021, 22:05
Репутация: 0
Настоящее имя: Аноним
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Ёлочник »

А правильно ли я понимаю, что при подключении через гальваническую развязку возможно использовать контроллер работающий на напряжении 3.3в таким образом, что на контакты БП будет приходить 5в в максимальном значении, либо пропорциональное значение в соответствии промежуточным значением ШИМ?
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Cujo »

Ёлочник писал(а): А землю с контроллера, значит, в этой схеме подключать не требуется? И +5в подключаем через резистор 1кОм? (Это я для для уверенности спрашиваю, т.к. могу не понимать, то что очевидно тем кто в теме.)

Ну аналогового, как понимаю, и не было, т.к. с контроллера сразу ШИМ шел. Короче говоря, в этой схеме In1 и In2 - подключаются на один пин контроллера - он же ШИМ 0...+5в (т.к. управление лазером в ГРБЛ только через него).
Ёлочник писал(а): А правильно ли я понимаю, что при подключении через гальваническую развязку возможно использовать контроллер работающий на напряжении 3.3в таким образом, что на контакты БП будет приходить 5в в максимальном значении, либо пропорциональное значение в соответствии промежуточным значением ШИМ?
у этого оптрона вход 1.6...18 мА (любой из диапазона, больше - лучше), 0 подключать не нужно не нужен, выход контроллера может быть открытым коллектором, резистор ставится в зависимости от выходного тока контроллера и напряжения Vcc
выход в зависимости от подключенного питания от 3 до 15 В
можно использовать как преобразователь уровня 3.3 -> 5 (...15В) и наоборот
достаточно и одного оптрона, если раньше использовался один пин, его и подключить
ex71
Мастер
Сообщения: 697
Зарегистрирован: 18 май 2019, 13:23
Репутация: 96
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение ex71 »

Может кому-то поможет, и кто-то подскажет по моей проблеме

Вобщем тоже борюсь с наводками, и уже не один год и все никак.. У меня токарник, 92г с пром. стойкой. Все работало, пока не сдох один из блоков управления мотором. в виде не возможности его починки и в целом кучи мелких багов всей стойки в виду ее возраста - поменял на LCNC.
И вот тут начались наводки.
Сначала я кинул всю проводку из новых проводов скрученных в самодельные жгуты. Проводку кидал по штатной трассе, без экранов.

Самый проблемный косяк был с обработкой болтов.
Из 30 шестигранника надо сделать болт М20. Длина тела болта 60мм.
Стартуем в нулевой точке, точим болт, возвращаемся в нулевую точку. Следующий болт опять из нуля торцуется, точится и возврат в 0.
При этом, во время работы могли уплыть координаты по Z - за первый провод мог проточить 60мм длины, за второй 59, за 3 уже 58. Видно это по наличию ступенек под шляпкой. Потом как результат фаски на краю нет, так как нулевая точка Z смещается вправо.
Но при этом после окончания точения станок возвращается в нулевую точку и следующая заготовка торцуется так где и положено.

Да все пишут что кабель энкодера надо экранировать..
Оке. Сделал экран из алюминиевой фольги (просто обмотал и кинул проводом на корпус). Результат отрицательный.. В плане теперь получается что вместо 58мм станок проезжает 61-63. То есть резец уходит в шляпку.

Как я понимал на тот момент:
карты ЧПУ получали сигналы с энкодера, которых не было. То есть если у меня (грубо) 100 импульсов на 1 мм пути, то чтобы проехать 60мм надо получить 6000им. А станок получал 6к импульсов пока проезжал 59 или даже 58 мм пути. Ошибка накапливалась, так как рабочий ноль по этой оси уезжал вправо. То есть реально приходило больше импульсов чем энкодер генерил - помеха видимо учитывалась за импульсы.
После "экранирования" получается, что помехи шли в противофазе с реальными импульсами и количество принятых ЧПУ импульсов становилось меньше, поэтому вместо 60мм*100им ЧПУ получала 61мм*98им.
При этом проблема наблюдалась ТОЛЬКО на этих болтах, и видимо связана с вибрациями точения шестигранника. Хотя 2 и 3 проход точатся по уже круглой заготовке.

Ну оке. Экран удален нафик. Заменены драйвера с аналоговых и DC моторов на сервы панасоник.
Результат: стало лучше, но до болтов еще не добрался. Поменял ВСЕ провода на экранированные. Коррекция координат на Z стала меньше (в простое мотор Z постоянно шумел и проводил коррекцию).
Но при этом стала ярко выражена проблема с датчиком посадки инструмента. Сам датчик индуктивный, и "ощущает" торец револьверного диска. При посадке сигнал высокий, при смене инструмента выдает нуль. и Вот тут проблема - когда металл от датчика далеко, то на светодиоде этого датчика вижу наводки (он мерцает подобно лампочке в домашнем выключателе, но очень очень слабо, может на 5% полной яркости). И при смене инструмента может очень короткий но прийти сигнал о посадке диска, следовательно смена инструмента по логике окончена... И станок едет точить с болтающимся револьверным диском.

Если я отключаю enable драйвера X, то диод не мерцает.
Отключил платы управления, комп, все блоки питания, заменил БП который питает этот датчик и подает enable на драйвера.
Заменил блок управлений (сервопак) сначала на соседний, потом на еще один. Ничего не меняется.
Подкинул другой мотор на проводах на полу - помеха ушла. Поменял мотор полностью на станке - проблема осталась.
Подкинул экранированный кабель питания мотора (был обычный ПВ) и кинул его по другой трассе - проблема не ушла.
Не давно был переезд в новое помещение и заземления еще нет (но в прошлом помещении земля не решала этих проблем).
Кинул со станины зануление, ну светится менее ярко. С корпуса мотора на точку зануления на станине. С сервопака на точку заземления на станине.
все, дальше никаких изменений.. у меня осталась только идея: датчик уже старый и возможно его залило сож и поэтому небольшие помехи его пробивают. Но все равно коррекция по Z присутствует, даже на серве, даже с отключенным ЧПУ.
Ну и повесить кондеры и ферриты. Пока ферритов нет, датчика на замену тоже нет.

Кстати читал документацию (статью) от боша и сименса - НЧ помехи хорошо гасятся стальными листами (ящики и тп). А вот ВЧ помехи этими же плоскостями очень хорошо усиливаются и передаются дальше.
Чтобы гасить ВЧ надо использовать сетку (как раз экран кабеля из мелких проводов).
Поэтому вероятно обернув кабель энкодера в фольгу я и получил усиление помех.

Еще есть вопрос:
можно ли использовать прибор для измерения электромагнитного поля, для поиска источника помех?
и какой прибор стоит купить? есть куча вариаций и в ценах от 900р до 150к.
Аватара пользователя
iMaks-RS
Мастер
Сообщения: 1726
Зарегистрирован: 10 июл 2017, 09:25
Репутация: 198
Настоящее имя: Maks
Откуда: От туда.
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение iMaks-RS »

В контроллерах RZNC сигналы передаются по диф. паре, в кабеле SCSI-50. На плате развязки стоят преобразователи диф. пары. Может это поможет в решении ваших проблем. Вот тема, там есть ссыли на микросхемы и файлы для изготовления преобразователя.
ex71 писал(а): какой прибор стоит купить?
Осциллографа достаточно.. Вот пример.
https://www.youtube.com/watch?v=w7J8J8T ... BE%D0%B2TV
Аватара пользователя
Rom327
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2940
Зарегистрирован: 03 апр 2015, 13:23
Репутация: 431
Настоящее имя: Роман
Откуда: Подольск
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Rom327 »

calabr писал(а): Если датчики на хоум будут индуктивные, то им 5в мало. Мин. 6-10в у разных моделей
Нашел 5-вольтовые, может кому пригодится...
https://aliexpress.ru/item/400118872457 ... web201603_
https://aliexpress.ru/item/32553311139. ... _id=239210
Это сугубо мое мнение, могу и ошибаться...
https://vk.com/rom327
GRBL настройки: http://blogandbux.blogspot.com/2018/07/ ... revod.html
G коды: http://3d-stanki.ru/spravochnik/program ... stankov-2/
kfmut
Мастер
Сообщения: 1249
Зарегистрирован: 30 янв 2021, 21:34
Репутация: 147
Настоящее имя: Максим
Откуда: г.Тверь
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение kfmut »

Ссылочка на тему что-то не шуршит.
iMфaks-RS писал(а): Осциллографа достаточно
Всё же непонятно, если "датчики" напрямую воткнуты в мк, то там нужны микроамперы тока чтобы входной буфер сработал, ну ок, если же датчики воткнуты в плату опторазвязки, нужны миллиамперы тока, какой же тогда должен быть источник помех чтобы так фонить?
Аватара пользователя
Ёлочник
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 27 фев 2021, 22:05
Репутация: 0
Настоящее имя: Аноним
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Ёлочник »

Cujo писал(а): у этого оптрона вход 1.6...18 мА (любой из диапазона, больше - лучше), 0 подключать не нужно не нужен, выход контроллера может быть открытым коллектором, резистор ставится в зависимости от выходного тока контроллера и напряжения Vcc
выход в зависимости от подключенного питания от 3 до 15 В
можно использовать как преобразователь уровня 3.3 -> 5 (...15В) и наоборот
достаточно и одного оптрона, если раньше использовался один пин, его и подключить
Ну в целом понятно. А на счет резистора - там вроде около 20 мА. Для такого тока какое сопротиление подойдет?
ex71
Мастер
Сообщения: 697
Зарегистрирован: 18 май 2019, 13:23
Репутация: 96
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение ex71 »

iMaks-RS писал(а): Осциллографа достаточно.. Вот пример.
даа достаточно, когда он есть. А стоит он далеко не 20к.
В общем повесил кондер между + и - питания датчика, в 20см от датчика. Кондер первый попавшийся в пакете 4.7мкф на 25в (прям идеально совпал). И помехи на датчике ушли.
Купил пару ферритовых колец, завтра буду пробовать вешать их в разных местах.
Вообще на штатной стойке таких помех не было. Они начались когда я поменял ЧПУ, так что думаю что вся магия была именно в стойке - там стояли качественные компоненты и все было развязано и с фильтрами.
calabr
Мастер
Сообщения: 937
Зарегистрирован: 04 янв 2019, 15:19
Репутация: 146
Настоящее имя: Calabr
Откуда: Киев
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение calabr »

Ёлочник писал(а): А на счет резистора - там вроде около 20 мА. Для такого тока какое сопротиление подойдет?
При напряжении 5в:
I=U/R=(5-1)/1000=4ма
330 - 510 Ом будет более подходящим
Аватара пользователя
Ёлочник
Новичок
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 27 фев 2021, 22:05
Репутация: 0
Настоящее имя: Аноним
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Ёлочник »

calabr писал(а): При напряжении 5в:
I=U/R=(5-1)/1000=4ма
330 - 510 Ом будет более подходящим
Еще раз спасибо!
ex71
Мастер
Сообщения: 697
Зарегистрирован: 18 май 2019, 13:23
Репутация: 96
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение ex71 »

Я в итоге повесил ферриты на провода (со стороны мотора и энкодера) которые меня больше всего волновали. Результата нет, либо я его не замечаю. Осциллограф не подключал.

Повесил конденсаторы на шины +5в и +15в. В наличии в пакете были электролиты 47мкф с подходящим напряжением. Вешал на сами шины, в шкафу. Еще была мысль повесить мелкие кондеры прямо в корпуса разъемов со стороны энкодеров - но пока не делал.
Добрался до заземления, но пока контур еще не готов сделал зануление всех экранов энкодеров. И после теста резьбы в 100 проходов (вхолостую, без заготовки), шпиндель перестал пропускать импульсы с энкодера - метка на патроне через около 10к оборотов совпала с нулем по энкодеру.
До заземления экранов через 1000 оборотов расхождение составляло около 60 градусов. А резьба резалась как попало - виток в виток не всегда попадал. Синхронность движения была всегда, но иногда резец проходил по вершине резьбы, или канавка получалась шире чем надо.. Вобщем много в брак летело.
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Cujo »

ex71 писал(а): Я в итоге повесил ферриты на провода (со стороны мотора и энкодера) которые меня больше всего волновали. Результата нет, либо я его не замечаю.
Как я уже писал выше, экранировать и заземлять лучше то, что шумит. Если у энкодеров сигналы парафазные - этого обычно достаточно, но провода с двигателей могут наводить помехи, причем на обычных BLDC 100/400Вт там бывают сотни вольт. Поэтому основное - это экранирование проводов на двигатели - на многих двигателях предусмотрено и заземление экрана, и заземление двигателя отдельным проводом. Экран энкодеров так же обязателен (в схемах подключения двигателей к ПЧ), причем он делается отдельно(изолированно) от экрана двигателя в кабеле(ях) и землится только со стороны ПЧ, потому что когда отваливается земля от двигателя и если экраны соединены - это может убить ПЧ теми самыми импульсами на сотни вольт. Питание и сигнальные линии энкодера так же могут делать гальванически развязанными по этой причине. И кстати подключенным осциллографом к энкодеру (с плохим заземлением двигателя) так же можно убить ПЧ ( и даже сам осциллограф).

Если сигналы с энкодера не парафазные - лучше поставить драйверы RS485.
Еще можно сделать такой колхоз. Выходной ток должен быть >24(50) мА, а вход должен быть с триггером шмидта, SN74LVC2G17 как пример, который несложно купить https://www.chipdip.ru/product/sn74lvc2g17dbvr-2
Работает такое соединение вполне неплохо даже на частотах под 10 МГц на линиях под 10 м. Хотя лучше все же применять RS485. Если линия однопроводная и ненагруженная могут быть джиттеры (не связанные с энкодером), интерференции и зеркала на соседних проводах, что не очень любят различные ПЧ/драйверы, особенно недорогие.
колхоз.png
колхоз.png (9.44 КБ) 2611 просмотров
тест 10м, 10МГц.png (2611 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=199023&sid=48225adb9fa8bcca37bdcdc52cd95f65&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (27.25 КБ)</a>
ex71
Мастер
Сообщения: 697
Зарегистрирован: 18 май 2019, 13:23
Репутация: 96
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение ex71 »

Cujo писал(а): Как я уже писал выше, экранировать и заземлять лучше то, что шумит.
еще бы в магазинах продавались силовые кабеля с экранами - то я бы 2 года назад все проэкранировал. А за неимением я плел из одинарных проводов жгуты для энкодеров, и кстати сильных помех первый год не было. Помехи усиливаются когда я с ними борюсь устраняя источники помех...
Так что увы, кабель был только на заказ 1-2 месяца бухтами по 50-100м. А мне на все 3 энкодера и револьверку хватило 10м кабеля (10х0.75). Благо я такой смог найти не давно.
Силовые нашел на али, попробую заказать. Но опять же, помехи от серв появляются ТОЛЬКО если серва стоит НА станке. Если мотор на полу - ничего не фонит. Земля по правилам: все на ГЗШ. Все равно на станке фонит, а на полу нет.
Cujo
Кандидат
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 июн 2021, 01:10
Репутация: 7
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Cujo »

ex71 писал(а): Помехи усиливаются когда я с ними борюсь устраняя источники помех...
неправильное заземление хуже, чем его отсутствие
основная ошибка это экранировать только сигналы/питание энкодера и соединять экран энкодера с незаземленным двигателем

прежде всего нужно заземлить экран силовых кабелей и корпус двигателя на ПЧ, а ПЧ заземлить на землю питания
ex71 писал(а): Земля по правилам: все на ГЗШ.
нельзя все кидать на одну шину, заземление должно быть последовательное: корпус двигателя соединяется с корпусом ПЧ, ПЧ землится на основную шину
все экраны землятся со стороны источника питания (ПЧ)
двигатель землить напрямую на главную шину нельзя
Снимок экрана 2021-10-18 094955.png (2587 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=199027&sid=48225adb9fa8bcca37bdcdc52cd95f65&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (180.15 КБ)</a>
Снимок экрана 2021-10-18 094749.png (2587 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=199028&sid=48225adb9fa8bcca37bdcdc52cd95f65&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (239.02 КБ)</a>
skv8016
Новичок
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 21 май 2021, 23:49
Репутация: 1
Настоящее имя: Кирилл
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение skv8016 »

ex71 писал(а): 14 окт 2021, 23:18 Я в итоге повесил ферриты на провода (со стороны мотора и энкодера) которые меня больше всего волновали. Результата нет, либо я его не замечаю. Осциллограф не подключал.

Повесил конденсаторы на шины +5в и +15в. В наличии в пакете были электролиты 47мкф с подходящим напряжением. Вешал на сами шины, в шкафу. Еще была мысль повесить мелкие кондеры прямо в корпуса разъемов со стороны энкодеров - но пока не делал.
Электролиты мало полезны при импульсных помехах, которые возникают на выходном каскаде сервака, поэтому для фильтрации по питанию ставят дополнительно керамические кондеры на 100нФ и 10нФ параллельно электролиту. Также важно правильное подключение экранов. Ещё есть вариант использования ферритового кольца на выходе привода: кабель питания движка несколько раз пропускают через кольцо и это помогает срезать "иголки" от выходного каскада. Также крайне желательно разносить кабель энкодера и силовой. Очень рекомендую посмотреть мануалы на привода Movidrive B от SEWeurodrive, где подробно и с картинками расписаны рекомендации по подключению и правильному заземлению экранов. Там же есть про использование дросселей на питание приводов и на выходе к двигателю, про ферриты и т.п. Кстати обеспечение питания частотников через дроссель тоже значительно снижает помехи
Мастер Миха
Опытный
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 11 мар 2023, 04:34
Репутация: 1
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Мастер Миха »

Расскажу ка я свою байку.
Как то давно служил я радистом на Чайке -БТР такой с кучей радиостанции.
Запитывался он от 220 внешних вольт -когда стоит где то у дома.
Перед развёртыванием всегда ставили заземление.
БТР развернули.
Включаю БТР он не включается.
Туда-сюда, с отвёрткой почти весь БТР разобрал всё целое.
Через несколько часов беготни вокруг да около, взяли выдернули заземление и переставили на пару метров в другую сторону.
И о ЧУДО БТР заработал.
Оказалось, что куда землю воткнули, там земля была сухая.

Дома землю тоже порой сложновато найти, хотя она везде и вокруг.
Батарея отопления, арматура дома.

В доме в квартире жаловались, что током шарахает.
Ну я не обращал внимание пока самого не шарахнуло.
КАК?
Чудесно и волшебно!
Просто коснулся корпуса красной кнопки и железного косяка двери.
Тут то меня и пробило.
Стал разбираться.
Оказывается, кто делал пожарную кнопку в доме в 1969 году, на корпус кинул фазу.
Кнопку я нажал, думал, что сейчас кучу пожарок прикатят.
Прибежал всего один чел - Электрик из ЖЭКА.
А что она та самая красная кнопка в квартире делает?
Она просто тупа включает систему вентиляции.
Кнопку ту я разобрал и перевесил контакты местами.


Для своего станка купил экранированный провод для шпинделя.
А то он слишком плотно прижимается к мелкоточным проводам.

Вот ещё один случай 1-2 года тому назад.
Понадобилось мне, штукенция, которую нужно было сварить.
Припёрся к сварщику.
Стою смотрю и тут я о стол опёрся.
Куснудо меня слегка.
Стоял я на бетонном полу, а стол был железный.
А сварочный аппарат навороченный дуговой.
Видно земли были разные.

Ну и финальный дааавний случай в трамвае татра.
Пассажирка резко отдёрнула руку от железного поручня.
Ну и я дай коснусь, и ни чего не произошло.
Пассажирка сказала, а ты варежку то сними и коснись.
Ну я снял и коснулся, ..ЛЛЯЯ как мне дёрнет.
Была передняя седушка за кабиной водителя.

Так, что должна на себе быть какая то защита и ноги должны быть сухими.
1000 вольт это 1мм искры.
С электричество шутки плохи.
В быту вы можете на себе нести статическое электричество, ток маленький, но напряжение большое.
И этого небольшого тока достаточно, что бы убить электронику.
Не забывайте с себя снимать эту статику, коснувшись допустим батарее отопления.
Ну и не подключайте не соединяйте два устройства между собой если подключены к сети 220 вольт.
Между двумя устройствами висит 110 вольт минимум.
Можете дома проверить напряжение между холодильником и электроплитой, там где нет краски.
Или иной электроники, даже подключая антенну к рабочему телевизору, там пролетит искра.
Вложения
TV HBT 02.jpg (1695 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=207310&sid=48225adb9fa8bcca37bdcdc52cd95f65&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (154.96 КБ)</a>
магнитолка 01.jpg (1695 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=207311&sid=48225adb9fa8bcca37bdcdc52cd95f65&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (123.33 КБ)</a>
Ремонтирую то, что работает на и от электричества.
Ответить

Вернуться в «Электроника»