Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik EMV Probleme mit RC-Servoansteuerung mit ATTiny


von Ingo H. (ingoh)


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Hallo liebe Leute,

ich habe ein Problem mit einer Ansteuerung von Modellbauservos.
Konkret benutze ich einen Tiny 2313 um aus einem PPM Signal aus einem 
Empfänger die 8 PWM Ausgänge für die Servos zu erzeugen.

Generell funktioniert die Konvertierung einwandfrei wenn ich nur ein 
Servo anschliesse. Schlimmer wird es wenn ich mehrere Servos 
anschliesse, dann zuckt das ein oder andere mal etwas, ein 
angeschlossener Brushlessregler lässt den Motor immer wieder kurzzeitig 
anlaufen wenn ein anderes Servo bewegt wird.
Der AVR wird über das BEC des Brushlessreglers und eines 
Festspannungs-ICs 7805 mit 100nF an Vss gespeist.

Meine Frage ist nun was kann ich noch machen um diese kleinen Störungen 
komplett zu beseitigen? Macht es Sinn hier an einer Stelle mit 
Opto-Kopplern zu arbeiten?
Ich kann mir gut vorstellen das ich weniger Probleme mit einer 2ten 
Spannungsquelle hätte, jedoch möchte ich generell mit einer Stromquelle 
auskommen.


Ich wäre für jeden hilfreichen Tipp von Euch dankbar.

von Hannes L. (hannes)


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Ich würde die Controllerspannung separat erzeugen. Also vom BEC 
entkoppeln. Bei einer 2,4GHz-Funk-Anlage würde ich dazu einen 
Schaltregler benutzen, bei Funk-Anlagen im MHz-Bereich einen 
Linear-Regler (7805, 78L05). Dann können die Stromstöße der Servos den 
Controller nicht mehr stören.

...

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Ingo H. schrieb:
> Der AVR wird über das BEC
> des Brushlessreglers und eines Festspannungs-ICs 7805 mit 100nF an Vss
> gespeist.

Lass mal den 7805 weg.

von Ingo H. (ingoh)


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Hallo Hannes,

ich habe eine 2,4 GHz Anlage. Ist ein 7805 dann nicht geeignet?
Ich werde das testen, habe diverse Schaltregler da.

Hat sonst noch jemand einen Tip den ich ausprobieren könnte?

von Peter D. (peda)


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Ingo H. schrieb:
> Der AVR wird über das BEC des Brushlessreglers und eines
> Festspannungs-ICs 7805 mit 100nF an Vss gespeist.

100nF verhindert nur Schwingen, kann aber nichts puffern. Mach noch 
100..470µF parallel.

Sicher, daß es nicht doch am Programm liegt?

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Wieviel Spannung kommt wohl aus nem 7805 welcher mit 5V gespeist wird?

von Ingo H. (ingoh)


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Magnus M. schrieb:
> Wieviel Spannung kommt wohl aus nem 7805 welcher mit 5V gespeist wird?

Wer sagt das?
Das BEC liefert knappe 6 Volt, ich denk zu viel für den Tiny!?

@Peter: Am Programm liegt es ziemlich sicher nicht, denn das haben schon 
mehrere im Einsatz und die Probleme kommen ja erst mit dem Anschluss von 
mehreren Servos.
Das mit dem 100..470µF probier ich aus...

von Peter D. (peda)


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Ingo H. schrieb:
> Das BEC liefert knappe 6 Volt

Das reicht dem 7805 nicht, Du brauchst nen LDO.

von Kaj (Gast)


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Ingo H. schrieb:
> Das BEC liefert knappe 6 Volt,
Dann schau doch mal ins Datenblatt des 7805... z.B. hier, auf Seite 2:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/ua7805.pdf
Input-Voltage: mindestens 7V

Ingo H. schrieb:
> ich denk zu viel für den Tiny!?
Und hier, der Tiny, Seite 177: http://www.atmel.com/Images/doc2543.pdf
Absolut Maximum Ratings:
Maximum Operating Voltage 6.0V

Einfach mal die Datenblätter lesen...

von Ingo H. (ingoh)


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Also erst mal danke für eure Antworten!

Ich muß zugeben, dass der 7805 mind. 7V verlangt war mir nicht bewusst, 
ich habe sogar schon mehrere Schaltungen erfolgreich erstellt obwohl ich 
diesen Wert nicht eingehalten habe. Aber ich bin ja lernfähig...

Das mit den 6 Volt war mir auch nicht wirklich bewusst, wobei es sich 
dabei wohl um die absolut maximale Spannung handelt? Ich habe mich 
bisher immer auf die erste Seite verlassen:
Operating Voltages
–  1.8 – 5.5V (ATtiny2313V)
–  2.7 – 5.5V (ATtiny2313)

Eine direkte Anschaltung ans BEC möchte ich aber dennoch nicht 
realisieren weil ich die Schaltung auch an anderen Systemen betreiben 
möchte wo evtl. ein frisch geladener Empfänger-Akku eine höhere Spannung 
liefern könnte.


Ich bin jetzt auf jeden Fall schlauer geworden und werde berichten ...

von Stefan F. (Gast)


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Wenn du es nicht verkaufen willst, kannst du den AVR ruhig mit 6V 
betrieben. Mir ist dabei noch keiner kaputt gegangen.

AVR laufen auch mit weniger, zum beispiel 3,3V. Die Servos kommen mit 
3,3V Steuersignalen aus.

Hinter den 6V wird ein 3,3V LDO prima funktionieren.

von Bussard (Gast)


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Zum Testen reicht es auch, eine Reihendiode in die Pluszuleitung (oder 
auch 2) + die o.a. Elkos zu schalten.
Dann weißt Du, ob es an der Versorgung des Attiny liegt.

Gruß

von hirni (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Wenn du es nicht verkaufen willst, kannst du den AVR ruhig mit 6V
> betrieben. Mir ist dabei noch keiner kaputt gegangen.

Genau wie bei anderen parallelgeschaltete LEDs nicht kaputt gehen.

von Flip B. (frickelfreak)


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Die Serbos hängen aber nicht am LM7805?

von Michael K. (Gast)


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Schaltplan statt Prosa hilft bei der Frage nach EMV Problemen ungemein 
weiter.
So könnte man Dir sagen welche Flanken Du langsamer machen soltest und 
wo man die Störungen an der Ausbreitung hindern kann.
Layout oder Foto des Aufbaus runden das ganze ab.

von Hannes L. (hannes)


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Ingo H. schrieb:
> ich habe eine 2,4 GHz Anlage. Ist ein 7805 dann nicht geeignet?

Ein Linear-Regler wie '7805 hat eine hohe Verlustleistung, denn er 
verbrät Spannungsdifferenz mal Verbraucherstrom als Wärme, belastet den 
Akku also mit dem vollen Verbraucherstrom. Dafür schwingt er (bei 
richtiger Dimensionierung) nicht und erzeugt keine Oberwellen, die den 
Funkempfang im MHz-Bereich stören.

Ein Schaltregler wie z.B. http://www.ebay.de/itm/371451186027 erzeugt 
viel weniger Verlustleistung und belastet daher den Akku weniger. Dafür 
schmeißt er Oberwellen im MHz-Bereich ohne Ende und macht damit 
MHz-Empfänger taub. In den GHz-Bereich reichen die Oberwellen aber nicht 
rein.

Ich habe etliche Gartenbahn-Loks auf Akkubetrieb und RC-Steuerung (2,4 
GHz) umgebaut und keinerlei Probleme mit den oben erwähnten 
Schaltreglermodulen gehabt. Wenn aber Servos ins Spiel kommen 
(Entkuppler), bekommen die einen eigenen Schaltregler, um die 
Controllerspannung nicht zu verseuchen.

Peter D. schrieb:
> Sicher, daß es nicht doch am Programm liegt?

Diese Frage ist mehr als berechtigt. Werden Deine Servo-Impulse 
gleichzeitig erzeugt oder nacheinander? Bei gleichzeitigem Impulsbeginn 
entstehen Stromstöße im Bereich mehrerer Ampere. Der nächste Impuls 
sollte also erst begonnen werden, wenn der vorige beendet ist. 
Herkömmliche Servos ziehen nämlich nur während des aktiven Impulses 
Strom.

...

von Hannes L. (hannes)


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Flip B. schrieb:
> Die Serbos hängen aber nicht am LM7805?

Die meisten BEC von Fahrtreglern sind mit '7805 realisiert, um Störungen 
im MHz-Bereich zu vermeiden und den Einsatz an MHz-Anlagen zu 
ermöglichen.

...

von 0201 (Gast)


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Hannes L. schrieb:
> Die meisten BEC von Fahrtreglern sind mit '7805 realisiert,

Ah was,.....

Nicht mal "früher" wurde der dafür benutzt.
Es waren schon immer LDOs.
Heute werden auch leistungsstarke Schaltregler fürs BEC benutzt.

von Stefan F. (Gast)


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> Die meisten BEC von Fahrtreglern sind mit '7805 realisiert,

Wohl kaum, denn dann könnte man nicht einen Akku gleichzeitig zum 
betrieb der Servos und für den Hauptantrieb verwenden. Wegen dem 
Spannungsabfall unter Last.

von Matthias X. (current_user)


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Früher stimmte das. Da waren es aber auch 7-8 Zellen NiCd, dadurch war 
die Spannungsdifferenz nicht so hoch. Ab 12V musste man in der Regel auf 
Schaltregler gehen. Außerdem hatten die Servos früher auch weniger 
Leistung und die geringe Kapazität der NiCd sorgten für kurze 
Betriebszeiten (Weniger Zeit zum erwärmen).

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Für die 5mA für den MC reicht auch ein Linearregler.
Sollte natürlich keiner sein, der selber schon 5mA verbraucht.

: Bearbeitet durch User
von strom (Gast)


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Sicher, dass es ein EMV Problem ist und nicht eine einbrechende Spannung 
beim Motoranlauf / Takten?

von strom (Gast)


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..und: Masseanbindung prüfen! Masse von Motoransteuerungen möglichst nah 
an Masse Versorgung.

von Hannes L. (hannes)


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von Ingo H. (ingoh)


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Flip B. schrieb:
> Die Serbos hängen aber nicht am LM7805?

Natürlich nicht, nur der Tiny bekommt seine Versorgungsspannung. Ist 
übrigens genau gesagt ein 78L05, also max. 100 mA.

von Ingo H. (ingoh)


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>
> Peter D. schrieb:
>> Sicher, daß es nicht doch am Programm liegt?
>
> Diese Frage ist mehr als berechtigt. Werden Deine Servo-Impulse
> gleichzeitig erzeugt oder nacheinander? Bei gleichzeitigem Impulsbeginn
> entstehen Stromstöße im Bereich mehrerer Ampere. Der nächste Impuls
> sollte also erst begonnen werden, wenn der vorige beendet ist.
> Herkömmliche Servos ziehen nämlich nur während des aktiven Impulses
> Strom.
>
> ...

Die Signale werden nacheinander erzeugt, eben so wie sie im PPM Singnal 
ankommen. Selbst wenn es nicht so wäre sehe ich das nicht als generelles 
Problem, denn es ist nicht sehr wahrscheinlich das sich mehrere 
Servosignale innerhalb 2ms großartig verändern und wenn das dennoch 
eintritt sollte das Gesammtsystem das auch abkoennen. Nicht selten 
werden Servos auch paralell an einem Ausgang betrieben.

Aber generell möchte ich diese Schaltung auch dann bedenkenlos einsetzen 
koennen wenn ich tatsächlich mehrere Strom durstige Digitalservos an 
starken BECs betreiben möchte.

von Ingo H. (ingoh)


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Hannes L. schrieb:

>
> Ein Schaltregler wie z.B. http://www.ebay.de/itm/371451186027 erzeugt
> viel weniger Verlustleistung und belastet daher den Akku weniger.

Naja, wir reden hier aber nur über die paar wenigen mA die der Tiny 
verbraucht!
Aber genau diesen Regler habe ich gestern mit der Schaltung verbunden, 
der Funktionstest steht aber noch aus. Ich werde berichten...

von Ingo H. (ingoh)


Angehängte Dateien:

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So, heute habe ich den oben genannten Schaltregler getestet. Resultat 
war, die Störungen sind evtl. etwas weniger geworden aber nicht 
aufgehoben.

Anbei wie schon gewünscht das Platinenlayout...

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Ingo H. schrieb:
> So, heute habe ich den oben genannten Schaltregler getestet.
> Resultat war, die Störungen sind evtl. etwas weniger geworden aber nicht
> aufgehoben.

Hast du zu irgendeiner Zeit mal in Erwägung gezogen die Spannung nach 
dem Regler zu messen?

von Conny G. (conny_g)


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Da fehlt doch ein 100nF Blockkondensator für den Tiny?

von W.A. (Gast)


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Ingo H. schrieb:
> So, heute habe ich den oben genannten Schaltregler getestet. Resultat
> war, die Störungen sind evtl. etwas weniger geworden aber nicht
> aufgehoben.

Solange du dem Tiny2313 keinen Abblockkondensator direkt zwischen VCC 
und Gnd spendierst, kann es leicht sein, dass der Instabil läuft und 
sporadische Aussetzer zeigt.

von Ingo H. (ingoh)


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Magnus M. schrieb:
> Ingo H. schrieb:
>> So, heute habe ich den oben genannten Schaltregler getestet.
>> Resultat war, die Störungen sind evtl. etwas weniger geworden aber nicht
>> aufgehoben.
>
> Hast du zu irgendeiner Zeit mal in Erwägung gezogen die Spannung nach
> dem Regler zu messen?

Der Regler ist einstellbar, d.h. ich musste ihn justieren bevor ich ihn 
an den Tiny anschließe! Und ja, auch während des Betriebes passt die 
Spannung.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Womit hast du das gemessen? Multimeter? Oszilloskop?

von Ingo H. (ingoh)


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Conny G. schrieb:
> Da fehlt doch ein 100nF Blockkondensator für den Tiny?

Der gezeichnete Kondensator zwischen GND und OUT hat 100nF.
Muss dieser näher an VCC des Tiny?
Ich habe evtl. hier ein Verständnis-Problem.

von Ingo H. (ingoh)


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Magnus M. schrieb:
> Womit hast du das gemessen? Multimeter? Oszilloskop?

Oszi

von Wolfgang (Gast)


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Ingo H. schrieb:
> Der gezeichnete Kondensator zwischen GND und OUT hat 100nF.
> Muss dieser näher an VCC des Tiny?

Du brauchst einen am Ausgang vom Spannungsregler und einen direkt an den 
Versorgungspins des Tiny.

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Ingo H. schrieb:
> Ich kann mir gut vorstellen das ich weniger Probleme mit einer 2ten
> Spannungsquelle hätte, jedoch möchte ich generell mit einer Stromquelle
> auskommen.

Jetzt mach doch bitte noch EINEN Versuch: Versorge den Tiny mit einer 
separaten, zuverlässigen Spannungsquelle.

Wenn es dann immer noch unzuverlässig läuft: Fotos vom Aufbau 
(Verkabelung) posten.

Dein Programm hat auch noch keiner sehen dürfen.

von Carl D. (jcw2)


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Magnus M. schrieb:
> Ingo H. schrieb:
>> So, heute habe ich den oben genannten Schaltregler getestet.
>> Resultat war, die Störungen sind evtl. etwas weniger geworden aber nicht
>> aufgehoben.
>
> Hast du zu irgendeiner Zeit mal in Erwägung gezogen die Spannung nach
> dem Regler zu messen?

Oder gar vermutet, daß ein nicht erwartetes Verhalten weder der Hardware 
noch dem Compiler angelastet werden kann.
Ich schreibe seit 35 Jahren Software und immer noch finde ich darin 
Bugs. Weniger als früher, aber immer mal wieder. Niemand ist davor 
sicher.

Wenn also ein Servo dran hängt, dann funktioniert dieses. Auch noch, 
wenn man einen anderen Kanal bewegt? Dann müßte das einzelne ja still 
verharren.

BTW, das Wichtigste, was man über die Jahre lernen kann (/sollte), ist 
eine geschickte Fehlersuche.
Und, entweder selber finden, oder andere in die Source schauen lassen.

von Conny G. (conny_g)


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Ingo H. schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> Da fehlt doch ein 100nF Blockkondensator für den Tiny?
>
> Der gezeichnete Kondensator zwischen GND und OUT hat 100nF.
> Muss dieser näher an VCC des Tiny?
> Ich habe evtl. hier ein Verständnis-Problem.

http://rn-wissen.de/wiki/index.php/Abblockkondensator

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

: Bearbeitet durch User
von Conny G. (conny_g)


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Ich hatte mal große Probleme mit einer Tiny-Schaltung, nach Hinzufügen 
des 100nF ging es:

Beitrag "Re: "Bierdeckelprogrammer" tut nicht so recht."

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