Защита от помех, заземление и экранирование

Контроллеры, драйверы, датчики, управляющие устройства.
lkbyysq
Мастер
Сообщения: 2046
Зарегистрирован: 14 май 2016, 09:40
Репутация: 322
Настоящее имя: Станислав Ерофеев
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение lkbyysq »

Объединять, а также сажать на землю минусы питания в данном случае совершенно не обязательно.
Аватара пользователя
AymoZotto
Новичок
Сообщения: 35
Зарегистрирован: 29 мар 2018, 12:53
Репутация: 3
Настоящее имя: Алексей
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение AymoZotto »

lkbyysq писал(а):Объединять, а также сажать на землю минусы питания в данном случае совершенно не обязательно.
Да наверное так и попробую. Проблемы будем решать по мере поступления.

Вот собственно всесторонние рекомендации. (ну или одна из версий)

http://linuxcnc.org/docs/html/integrator/wiring.html
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 »

Граждане, товарищи! Вопрос от дилетанта (не судите строго)!

В хобийном лазерном гравере с управлением на базе ардуино+cnc-shield+драйвер А988 обнаружилось следующее поведение вызванное, очевидно, работой лазера (СО2 40 Вт).

Шаговики периодически (в некоторых случаях весьма часто) совершают шаги произвольным образом (но, кажется, в одном направлении). Насколько я понимаю имеет место не пропуск шагов, а именно дополнительные шаги, иногда смещение бывает существенное - миллиметры, может даже до сантиметра-двух.

Такое поведение наблюдается только при включенном лазере и его работе на мощности где-то от 30-40% и выше.

Грубая схема станка показана на прилагаемой иллюстрации. Возможно ли по такому описанию диагностировать в каком месте ловятся помехи? Я бы предположил, что они должны влиять где-то на пути между контроллером и драйвером, но там вроде все плотненько (на контроллер ставится шилд, в шилд - драйвера) и протяженных проводников нет. В вопросах электрики/электроники не великий специалист - очень сильно по верхам...
Вложения
Картинка для вопроса про помехи 2.PNG (2845 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=198251&sid=5cd13bc5a93a95cd680e8c33bd7e1c02&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (20.2 КБ)</a>
Alex_kh
Мастер
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 03 сен 2019, 01:31
Репутация: 37
Настоящее имя: Александр
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Alex_kh »

Ёлочник писал(а): протяженных проводников нет.
У меня блок питания в отдельном отсеке и лампа в другом + все провода от блока питания к лампе в силиконовой трубке и подняты от металла на 2-4см. На втором станке пришлось сделать также, так как не всегда мог обнулиться. 20кв на БП + высокая частота - "это вам не это". Но у меня земля - супермегаультра земля: 10 штырей по 3 метра с шагом 4 метра и в заболоченной местности (грунтовые воды - 30-50см).
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 »

Ну так-то понимаю, что блок в состоянии создавать приличные помехи, что и показывает практика.

В отношении разнесения всего по отсекам - тут для меня имеются некоторые сложности потому как трубка на портале, а с блоком это пожалуй можно устроить. Пока я всю электрическую/электронную часть не собирал в коробку поскольку не добился устойчивой работы - сейчас все на столе/полу на расстоянии около метра между БП лазера и контроллером. Провода к лазеру идут - да частично рядом с некоторыми проводами на шаговики. Однако в одном из вариантов я располагал БП лазера позади портала и кидал провода в том направлении и помехи так же имелись хотя вроде чуть менее интенсивные.

А вообще разные отсеки, так понимаю, что речь о металлических сплошных стенках, должны экранировать излучения? Или должно быть именно некое сетчатое ограждение?

Мои соображения о том, что помехи должны быть между драйвером и контроллером появились от того, что судя по звуку (резкий звук, дергается двигатель рывками зачастую несклько раз вподряд) шаговики совершают полные шаги. В то время как на драйвере стоит деление шага и штатный сигнал вызывает плавное движение с писком-жужжанием.

С другой стороны, если бы на драйвер приходил ложный сигнал, то он, как понимаю, должен подавать его на ШД всеравно как часть шага и рывков быть не должно. Поэтому может помехи ловят провода идущие от драйвера на ШД, но там сила тока около 1.5 А (24В) - неужели помехи могут вызывать такие токи?

Да с заемлением у меня пока сложности - нет постоянного места для станка, таскаю все хозяйство из одного места в другое, но буду работать в этом направлении.
Alex_kh
Мастер
Сообщения: 362
Зарегистрирован: 03 сен 2019, 01:31
Репутация: 37
Настоящее имя: Александр
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Re: Защита от помех, заземление и экранирование

Сообщение Alex_kh »

1. Запустите все с включенным питанием высоковольтного блока, но с выключенным сигналом от контроллера (бп лазера в розетку, но лампа не зажигается), если прошло это одна проблема.
2. Если нет, попробуйте полностью отключить БП лазера (это маловероятно, но все же)
3. Если не прошло, то это не заземление: меняйте местами сначала драйвера, потом шаговики. С Шаговиков можно даже снять ремни.
Так вы определите : механика, драйвера или проводка
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 »

Запустить все по вашему п.1 идея интересная. Я даже думаю следует попробовать несколько вариаций: с отключенным БП ШД; с включенным БП ШД но оторвать блок драйверов от контроллера; отключить ШД со стороны драйверов и оставить длинный свободный провод.

Однако, нынче в отъезде, буду на месте в субботу, тогда попробую эти варианты и отчитаюсь.

По п.2. При полностью отключенном БП лазера все работает нормально. Когда БП лазера включен в холостом режиме (не присоединен провод управления от контроллера) тоже все работает нормально. И даже когда работа на малой мощности (типа гравировка), тоже почти без помех (ну может очень изредка щелкнет), но когда мощность подымается (что бы резать) эти помехи идут повсеместно.

Поскольку без лазера все ездит нормально, то делаю вывод, что проблема не со стороны механики, ШД, драйверов и контроллера. (Ну если не говорить, что все эти компоненты "любительского" исполнения и очевидно не имеют специальной защиты от помех.)

Еще один момент, может имеет значение, такое впечатление, что поведение зависит еще от скорости. При одном соотношении мощность/скорость вроде постобильние, в другом сразу срывается в какой-то хруст и треск, что сразу рука жмет кнопку стоп.
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 »

Еще упомяну: помимо ардуино ставил контроллер на базе ESP32 ситуацию не улучшило, а может даже похуже было.
Ёлочник писал(а): Еще один момент, может имеет значение, такое впечатление, что поведение зависит еще от скорости. При одном соотношении мощность/скорость вроде постабильние, в другом сразу срывается в какой-то хруст и треск, что сразу рука жмет кнопку стоп.
Кстати, а можно это рассмотреть так, что наводка идет на провод от драйвера к ШД в котором штатно идут микрошаговые сигналы от драйвера, а поверх этого появляется наводка которая, накладываясь со своей частотой, какие-то микрошаги превращает в полные шаги?
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 »

Наводки на провода мотора точно ничего не сдвинут. Скорее драйвер сгорит.
Если шилд с драйверами сидит на контроллере, то там отдельно ничего не заэкранируеш.
Скорее прилетит что-то по проводам питания.
Землю хотябы из щитка отдельным проводом привести нужно. Все провода высоковольтные в металлическую гофру и заземлить ее со стороны блока питания.
Корпус блока тоже заземлить.
Контроллер и драйвера временно в металлическю заземленную кастрюлю.
На провода питания лазера и драйверов доп. Фильиры на ферритовых бусах.
Не знаю стоит-ли на провода самого лазера бусы вешать, но экран и свить сами провода точно снижает излучене.
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 »

Да шилд на контроллере "классика жанра".
calabr писал(а): Скорее прилетит что-то по проводам питания.
БП шаговиков разумеется на одной розетке с БП лазера - это может влиять?

Да похоже с заземлением придется мне повозиться если вдруг чуда не случится.
calabr писал(а): На провода питания лазера и драйверов доп. Фильтры на ферритовых бусах.
Не знаю стоит-ли на провода самого лазера бусы вешать, но экран и свить сами провода точно снижает излучение.
Свить высоковольтные провода лазера?
А ферритовые фильтры ближе к двигателю ставить или ближе к драйверу?
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): Свить высоковольтные провода лазера?
А ферритовые фильтры ближе к двигателю ставить или ближе к драйверу?
Любые 2 провода по которым течет общий ток туда и обратно в паре меньше излучают помех, но требования к изоляции нарушать нельзя.
Имелись в виду в первую очередь провода 220в.
Провода моторов тоже рекомендуется - ближе к драйверу. Парами. Каждой обмотке своя бусина. Я пользовал бусину на 3 отверстия (от старого блока питания) каждая папа в свой канал. На 3 мотора 2 таких бусины.
А у ардуины питание от USB? Там тоже помехи лезть могут.
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 »

Провода к розеткам пожалуй свить можно хотя они сейчас в общей изоляции, но высоковольтный плюс от БП на лазер едва ли - он весьма жесткий.
calabr писал(а): А у ардуины питание от USB? Там тоже помехи лезть могут.
Пробовал питание и от отдельного блока (телефонного) и чисто от USB ноута, разницы не заметил. Помехи проскакивали и с внешним питанием.

На мой взгляд источник помех явно лазер. Например еще такой момент имел место: в последнюю попытку (спустя время после предыдущего подхода и некоторых доделок-переделок) решил отюстировать зеркала (при этом управляющий провод на БП лазера подключен не был), так вот при нажатии на кнопку "тест" на БП лазера движки дергались. Не помню точно в тот момент было подключено ардуино или esp32, но думаю это не особо важно.

На счет заземления. Может есть какие-то нюансы при заземлении блока питания лазера? У моего вообще говоря четыре выхода "G" (см. иллюстрацию). Их все соединять с землей или достаточно первого (FG)?
Вложения
40.png (2714 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=198293&sid=5cd13bc5a93a95cd680e8c33bd7e1c02&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (102.03 КБ)</a>
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 »

В общем отчитываюсь о проделанном.

Запуск с отключенным питанием ШД (т.е. работает только лазер) не проявился на моторы никак. Без движения, т.е. помехи не проявляются.

На скорую руку сколхозил землю - вилку удлинителя прицепил к металлическому забору розетку в помещение. Проверил мультиметром - работает.

Что бы сузить поле эксперимента оставил подключенным только один мотор (ось х) и стал пробовать и так и сяк.

Сделал кабель на этот мотор с экраном. Экран, правда, из фольги - возможно сеткой для данного варианта лучше, но был только такой (четыре жилы рабочих и одна дренажная).

Ферритовый фильтр у меня нашелся один, но поскольку оставил один двигатель, то будем считать, что пока одного хватит. Ставил его по концам провода на ШД, провода на БП лазера, провода на БП двигателей, и на USB. Кардинальной разницы не обнаружил.

Ну и наконец экранирование металлическим оцинкованным ведром :bender: . Для бутерброда из контроллера с драйверами и как вариант блок питания ШД тоже помещал в ведро.

Когда все в ведре, заземление на БП лазера, на ведре и на дренажной жиле кабеля от драйвера на ШД, вроде бы помехи стали не столь интенсивными, но, увы не пропали. Опять же когда достал все из ведра и оставил заземление только на БП лазера вроде бы интенсивность помех обратно не увеличилась. Короче ситуация какая-то не ясная, устойчиво не повторяющаяся (конечно нельзя исключать кривого исполнения, но все же...). Как будто вначале помехи значительные, а со временем затихают, но не пропадают. Может имеет место, что блоки питания прогреваясь каким-то образом меняют свою работу?

В общем победить не удалось, но есть нюанс - эти помехи наблюдались на мощности 50%, если перейти на 60%, 70% помехи вроде бы пропадают. Завтра попробую погонять на 60% если будет без помех, то хотя бы так... Вариацией скорости буду подбирать нужные режимы.
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 »

экранировать/заземлять прежде всего нужно источник помех
если это лазер, то нужно делать примерно так:
(земля (в розетке) естественно должна быть так же соединена с корпусом бп лазера)
Картинка для вопроса про помехи 3.png
Картинка для вопроса про помехи 3.png (7.96 КБ) 2600 просмотров
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 »

Ну в общем по своему вопросу о борьбе с помехами имею сказать следующее. То, что я писал, что на 70% процентах помехи пропали, то ли не соответствовало действительности, то ли соответствовало ей в том опытном варианте на котором проводил тестирование.

Короче, поместил станок на рабочее место стал пробовать резать - совсем мелкие детали вроде резались, но как только стал резать большую деталь (400х600 мм) сразу стали заметны помехи - результат полностью неприемлемый, деталь разъезжается за счет того, что набегают дополнительные шаги при включении лазера.

Стал снова пробовать, то, что посоветовали товарищи Alex_kh и calabr. Спасибо им! Кабели от драйвера до двигателя сделал экранированные (фольга). Я уже готовился к этому, так что кабель уже был под рукой, надо было сделать разъемы. Дренажные жилы нарастил небольшим проводком с коннектором для подсоединения к заземлению. Контроллер разместил в оцинкованном ведре. Заземлил ведро и экраны кабелей. Единственные ферритовый фильтр (пока другие едут от дядюшки Ляо) поставил на провод управления работой лазера ближе к контроллеру. БП лазера в данный раз не заземлял.

И вроде (тьфу, тьфу, тьфу) проблема отступила. Раскроил пол стандартного листа фанеры в несколько приемов в одних координатах прошло все довольно неплохо. Какие-то участки где не прорезало пускал повторно после прохода всего листа, попало почти точно, хотя может на 0.1-0.2 мм кое-где съехало, поэтому не исключено, что где-то был пропуск или лишний шаг.

Однако, судя по сообщению Cujo, шел я не правильным путем. В свое оправдание хочу сказать, что собираюсь сделать экран для проводов подключения лазера из металлической гофры от душевого шланга. Так ведь можно?))

Cujo, вижу что вы еще кое-чего изобразили на соединение БП лазера и контроллера. Но по невежеству не понимаю, что к чему. Можете объяснить популярнее?))

Шпиндель, спасибо за ролик! Познавательно!
Вложения
Ведро.jpg (2561 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=198559&sid=5cd13bc5a93a95cd680e8c33bd7e1c02&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (551.92 КБ)</a>
Деталь.jpg (2561 просмотр) <a class='original' href='./download/file.php?id=198560&sid=5cd13bc5a93a95cd680e8c33bd7e1c02&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (314.8 КБ)</a>
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):
Cujo, вижу что вы еще кое-чего изобразили на соединение БП лазера и контроллера. Но по невежеству не понимаю, что к чему. Можете объяснить популярнее?))
Это оптрон для гальванической оазвязки от блока питания.
Если в блоке он не встроен, нужно поставить. У Алика есть готовые платки на 1-8 каналон. За одно и концевики изолировать.
Опто-изолятор
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): 01 окт 2021, 23:52 Это оптрон для гальванической оазвязки от блока питания.
Если в блоке он не встроен, нужно поставить. У Алика есть готовые платки на 1-8 каналон. За одно и концевики изолировать.
Опто-изолятор
Заказал. Возможно, успеет в консолидированную посылку попасть с прочим барахлом.
Сейчас найду фото блока питания в разборе.

Извиняюсь за глупый вопрос. А как собственно этот оптрон подключать?
Вложения
IMG_20210413_211338.jpg (2552 просмотра) <a class='original' href='./download/file.php?id=198561&sid=5cd13bc5a93a95cd680e8c33bd7e1c02&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (1.21 МБ)</a>
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): Сейчас найду фото блока питания в разборе.
Какие-то оптроны там виднеются - 2 черных 4-х лапых возле кнопки, но как они в схеме стоят по фотке не вычислить.
Если есть опто-изоляция, то это в описании должно быть очень громко написано - это-ж фича.
Можно попытаться проверить - вход для управления должен быть на 2 отдельных контакта. Ни с сем в блоке не звониться, в том числе и с землей. Между контактами как светодиод и резистор. Напряжения на контактах быть не должно.
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 »

Блок алишный
https://aliexpress.ru/item/32805183446.html
и что-то не вижу в описании про такую фичу...
calabr писал(а): вход для управления должен быть на 2 отдельных контакта
Да там этих управляющих контактов целая колодка на шесть пинов))
Изображение
Ответить

Вернуться в «Электроника»