Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motor stört Analogeingang - Abhilfe?


von Martin S. (drunkenmunky)


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Hi,

ich hab hier ein kleinen Spielzeugmotor (4V/120mA) an der gleichen 
Spannung wie den uC hängen. Referenzspannung des AD ist ebenfalls die 
Versorgungsspannung.

Direkt an der H-Brücke habe ich einen 4,7uF Kerko und einen 100nF 
angebracht.

Wenn der Motor läuft stört das den Analogeingang. Der kommt von einem 
Poti, dessen Schleifer direkt an den Analogeingang geht.

Sind die Kondensatoren an der H-Brücke nicht richtig dimesioniert?
Oder brauche ich am Analogeingang einfach einen Kondesator. Wenn ja, wie 
groß? Oder ein Serienwiderstand?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Mach mal DIREKT an den Polen des Motors ca. 100pF Keramikkondi rein. 
Wenn du das metallene Gehäuse des Motors kontaktieren kannst, dann mach 
zwei Kondis rein, jeweils zwischen Gehäuse und einem der Pole.

Das sollte helfen.

von MaWin (Gast)


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> Das sollte helfen.

Kaum.

Motor an derselben Versorgung ist immer haaring,
und dann noch als Analogreferenz zu verwenden ist Selbstmord.

Mindestens erst mal auf interne FVR BUF2 Referenz schalten
und Eingangsspannungen ggf. so weit runterteilen.

Dann war der PIC natürlich eine schlechte Wahl, weil er
keine extra AVCC hat wie die Atmels und kein Abblockkondensator
für ARef.

Am besten den PIC aus einem eigenen Spannungsregler vorsorgen,
den Motor an einen anderen Regler hängen, aber zumindest die
Versorgungsspannungen UND MASSELEITUNGEN für PIC und Motor
direkt am gemeinsamen Spannungsregler trennen, +5V mit Spulen
(UKW-Drosseln) entkoppeln, mit Elkos jede für sich gut filtern,
und direkt am Chip noch mal mit 100nF abblocken.

Dann den Motor entstören, direkt am Motor je 47nF Kerko an das
Gehäuse und 47nF zwischen die Motoranschlüsse, und je eine
UKW-Drossel in die Zuleitung, die vom Motor aus dann verdrillt
an die H-Brücke läuft.

Dann kann man wenigstens sagen: Besser geht's nicht.
Störungsfrei wird es auch nicht sein.

von Thomas (kosmos)


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AVCC kann man filtern, Atmel empfiehlt das wie im Bild. Wenn man aber 
schon solche Dinge macht sollte man auch gleich VCC filtern.

Ich würde dem Motor in beiden Leitungen einen LC Filter spendieren, dann 
ist Ruhe. Aber man macht so was nicht in die Stromversorgung des 
Digitalteils einen Motor rein zu hängen.

Achte unbedingt darauf, vom Spannungsreglerausgang zum Eingang eine 
schnelle Shottky Diode rein zu machen nicht das der noch hops geht wenn 
der Motor eine Spannung induziert, ein Relais dazu wäre noch die 
Krönung.

von Anja (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Oder brauche ich am Analogeingang einfach einen Kondesator. Wenn ja, wie
> groß? Oder ein Serienwiderstand?

Der Kondensator muß mindestens die ca. 20pF des Analogeingangs mal 
doppelte Analogauflösung in Digits betragen (bei 10 Bit also 20pF * 
2048).
Ich nehme immer 100nF die direkt am Prozessor plaziert werden.

Ein Serienwiderstand unterdrückt zusätzliche Störungen.
Mindestwert ca 1K.
Der mögliche Maximalwert hängt vom Poti ab.
Um die 10 K max Eingangsimpedanz für den ADC nicht zu verletzen gilt:
Poti 22K -> Serienwiderstand 1K
Poti 10K -> Serienwiderstand 4K7
Poti 1K  -> Serienwiderstand 10K

Gruß Anja

von Wolfgang (Gast)


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MaWin schrieb:
> Mindestens erst mal auf interne FVR BUF2 Referenz schalten
> und Eingangsspannungen ggf. so weit runterteilen.

Anscheinend hast nicht gelesen, dass es sich um eine ratiometrische 
Messung handelt. ADC-Referenz und Versorgungsspannung des Potis sollten 
sich aus derselben Quelle ableiten.

von Martin S. (drunkenmunky)


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Vielen Dank für die vielen Antworten.

Ein 100nF Kondensator parallel zum Motor ist schon vorhanden. Das andere 
auf dem Bild müsste eine in Reihe geschaltete PTC Polymersicherung sein.

Habe vergessen zu erwähnen, dass der Motor mit ca. 4kHz PWM angesteuert 
wird, was die Sache noch etwas verschlimmer wird...

Die Versorgungsspannung (4,1V) stammt aus von 2 Mignons gespeisten 
Step-up Wandler.

Einen separaten Spannungsregler wollte ich vermeiden, da der Platz sehr 
begrenzt ist. Außerdem steuere ich die P-Kanal Mosfets direkt mit den 
Portpins an, was auch nicht so einfach wäre, wenn ich unterschiedliche 
Spannungen hätte, oder?

@MaWin:
Meinst du die zwei zusätzlichen Kondensatoren bringen noch viel 
Besserung? Dann müsste ich die Verbindung vom Pluspol zum Gehäuse 
trennen und zwei Kondensatoren von den Polen gemeinsam auf das Gehäuse, 
oder? Ist das Gehäuse dann nicht poteniallos?

Meinst du mit UKW-Drosseln so etwas?
http://www.reichelt.de/Daempfungsperlen/0/16/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=3189;SID=13T0oLTX8AAAIAAG3YSSEe3a7efb30969418f0b6e86328e7dec4f

@Anja:
Das Poti ist ein 10k. Ich habe einen 4,7k Widerstand in Reihe zum 
Schleifer und ein 330nF danach auf Masse geschalten (allerdings nicht 
direkt am Eingang). Brachte aber keinen wirklichen Unterschied.

Soll ich noch ein größeren Kondensator nehmen? Ich mein, da man an dem 
Poti von Hand rumdreht, kann sich das Eingangssignal eh nicht so schnell 
ändern.


Oder würde eine zusätzliche Spule in Reihe zum Motor etwas bringen, 
damit der Strom mehr geglättet wird?

Zur Not könnte ich dann auch noch softwaremäßig filtern...

von Martin S. (drunkenmunky)


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ging in dem andere Post irgendwie nicht mit rein...

von MaWin (Gast)


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> da der Platz sehr begrenzt ist.

Jammerlappen

> Außerdem steuere ich die P-Kanal Mosfets direkt mit den
> Portpins an, was auch nicht so einfach wäre, wenn ich unterschiedliche
> Spannungen hätte, oder?

Gleich hohe Spannung, nur getrennte Regler.
Und Masse geht auch zusammen an einen Sternpunkt (an den Elko vor den 
beiden Reglern) ist also auch gleich (bis auf die Störungen, zumindest 
wenn man nicht so ungeschickt war sie beide lange paralle laufen zu 
lassen). Denk dran, die geweiligen Leitungen (plus und Masse) zu 
verdrillen.


> Meinst du die zwei zusätzlichen Kondensatoren bringen noch viel
> Besserung? Dann müsste ich die Verbindung vom Pluspol zum Gehäuse
> trennen und zwei Kondensatoren von den Polen gemeinsam auf das Gehäuse,
> oder?

Die Schaltung mit 3 Kondenstaoren erlaubt es, das Gehäuse mt beliebigem 
Potential zu verbinden, z.B. Gehäusemasse. Aber auch wenn das Gehäuse 
isoliert ist wie bei dir bringt es ein wenig, weil das Gehäuse nicht 
mehr an einem Anschluss hängt und mit seiner Spannungsänderung als 
Antenne mitzappelt, sondern schön zwischen beiden Anschlüssen sitzt. Es 
wird also noch ein kleines bischen besser. Ob es der entscheidene Teil 
ist, kann ich nicht sagen, die Drosseln sind wichtiger.

> Meinst du mit UKW-Drosseln so etwas?

Eher so was

http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-axial/MISC-40-
/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=12157;GROUPID=3181;artnr=MISC+40%C2%B 
5;SID=12ThbqA38AAAIAABy0YRw6b7c82462fa1ebfb4b9a96c94c326ef3

oder

http://www.yatego.com/lok-doctor/p,4acfafbde40a1,48d8f3f4828f60_3,ho-m%E4rklin-ukw-drossel-600910--2-st%FCck-

http://www.conrad.de/ce/de/product/433340/Fastron-Breitband-Drossel-06H-06H-751X-00-1-A

von Martin S. (drunkenmunky)


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Ich habe gerade mal den DC-Widerstand des Motors gemessen. Ist ca. 2,7 
Ohm. Ein Vorwiderstand von 1,2O Ohm ist ausserdem noch drin.

Hab ich es richtig verstanden, dass je eine in Reihe in die Hin- und 
Rückleitung soll?

Die von dir vorgeschlagene Spule hat 4,3 Ohm. Das mal zwei, dann bekommt 
der Motor kaum noch Spannung ab, oder?
Die bei Conrad hat sogar 600 Ohm.

Wenn ich den Vorwiderstand weglasse und zwei von diesen hier nehme, 
müsste gehen, oder?
http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-axial/77A-150-/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=3510;GROUPID=3181;artnr=77A+150%C2%B5;SID=12ThbqA38AAAIAABy0YRw6b7c82462fa1ebfb4b9a96c94c326ef3

da hat eine 360mOhm. Die Induktivität ist halt größer aber ich denk das 
nur Vorteile!?

von Anja (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Habe vergessen zu erwähnen, dass der Motor mit ca. 4kHz PWM angesteuert
> wird, was die Sache noch etwas verschlimmer wird...

Was hast Du uns sonst noch verschwiegen?

Martin S. schrieb:
> Das Poti ist ein 10k. Ich habe einen 4,7k Widerstand in Reihe zum
> Schleifer und ein 330nF danach auf Masse geschalten (allerdings nicht
> direkt am Eingang). Brachte aber keinen wirklichen Unterschied.

Ist aber nicht im Schaltplan eingezeichnet.
Wichtiger wie der absolute Wert ist:
- Der Kondensator muß wenig Induktivität aufweisen. (Vielschicht Keramik 
oder nicht gewickelte Folienkondensatoren).
- Richtig am Prozessor angeschlossen sein: So dicht wie möglich zwischen 
Massepin und Analogpin.

Wenn es nichts geholfen hat ist wahrscheinlich deine Masseverdrahtung 
und Versorgungsverdrahtung nicht richtig verlegt.
Du brauchst 3 getrennte Versorgungsbereiche.
Leistungs Masse + Versorgung (Sternpunkt am Spannungsregler)
Digital Masse (Sternpunkt am Prozessor)
Analog Masse (Sternpunkt ebenfalls am Prozessor)

Getrennte Regler sind natürlich auch noch eine Möglichkeit.
Falls der Digitalbereich wenig Strom braucht reicht eventuell auch ein 
Serienwiderstand ca 22-47 Ohm und ein dicker Elko um die Störungen fern 
zu halten.

Ich würde auch versuchen synchron zum PWM (möglichst kurz vor der 
steigenden Flanke) zu messen.

Gruß Anja

von MaWin (Gast)


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> Die von dir vorgeschlagene Spule hat 4,3 Ohm.

Stimmt, ziemlich schlecht. Dann eben eine der anderen ...
Pollin hat so was auch.

> Die Induktivität ist halt größer aber ich denk das nur Vorteile!?

Entscheidend ist, daß sie HOHE Frequnzen gut dämpft,
und das tun vor allem Stabspulen mit wenig Windungen,
oder eben diese UKW Drosseln, diese mehrlagige ist da
nicht so gut.

von oszi40 (Gast)


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1.Was sagt der Motor wenn er zu TEST etwas weiter entfernt betrieben 
wird?

> Poti dessen Schleifer direkt an den Analogeingang geht
2.Mal eine Plasteachse getestet? Sonst ist Dein Schleifer auch noch ein 
Stück "Antenne".

3.Kann man evtl. per Software die analoge Auswertung od. den Motor einen 
Moment abschalten wenn der Motor stört?

4.Gibt es Oszillogramme, die Du uns zeigen möchtest?

von Kein Name (Gast)


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Die Tips von MaWin und Anja sind dort recht gut erklärt:
http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-031.pdf

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