Wat vraagjes over ontstoren

Ik werk veel met elektronica in een fabriek, en mijn grootste probleem is altijd storing. Op iedere kabel en aansluiting zit een heel scala aan grote storingen, met een frequentie van minder dan 1Hz, tot HF. Afscherming helpt een hoop, maar je wordt helemaal treurig als je dan op een scoop ziet wat er nog op zit.

Nou zijn de laagfrequent dingen goed op te vangen met een goede voeding en wat tantaal elco's, maar ik weet eigenlijk niet goed wat ik aanmoet met de hogere frequenties. Vooral omdat het zo'n breed scala is! Ik heb al allerlei dingen geprobeerd, maar meestal maken die storingen met een andere frequentie weer erger.

Nou zet ik al overal een klein keramisch condensatortje overheen, en op de knooppunten een tantaal van 0,1..10u, maar ik zat me te bedenken dat dat misschien wel averechts werkt, omdat die te snel en frequentie-specifiek zijn. Misschien is het beter om op iedere Vcc ingang een kleine weerstand van een paar Ohm (of misschien zelfs een klein smoorspoeltje) te zetten, en er een klein, traag elcootje achter te hangen, in combinatie met een keramische of tantaal C. En op iedere digitale ingang...

Hoe ontstoor je bijvoorbeeld een digitale ingang waar een signaal van 40kHz op binnenkomt, over een kabel van een paar meter of meer? Daar zou je dan een filter voor moeten maken dat alles boven de, zeg, 100kHz dempt. En ik heb geen idee hoe ik dat moet doen.

Hetzelfde geldt ook voor RS-232 verbindingen. Nou weet ik wel dat ik eigenlijk RS-485 of CAN moet gebruiken, maar voor communicatie tussen een microcontroller en een panel PC is dat wel lastig.

Of misschien alle signalen die over een kabel lopen op 24v doen, en dan converters in de stekkers bouwen. Of overal RJ-45 connectors en twisted pair voor gebruiken, en ook omzetters in de stekkers of een klein kastje.

Hoe kan ik die dingen nu het beste aanpakken? Ik zie door de bomen het bos niet meer.
De beste methode is om de bron aan te pakken.

Lukt dat niet, dan kun je de symptomen bestrijden.

Voedingen die binnenkomen filteren met deze dingen:

http://www.schaffner.com/components/en/product/masterproduct...uage_id=12

Digitale verbindingen kun je het beste vermijden of vervangen door een systeem dat minder storing oppikt.
Gebruik omzetters die galvanisch gescheiden zijn.
In een extreem geval kun je zelfs optisch gaan.

Als je zelf geen of te weinig kennis hebt, dan kun je bij Phoenix een seminar EMC volgen.

http://www.phoenixcontact.nl/seminars/index_WS_emc.jsp

Erg leerzaam!
Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. Auteur van uitgave: Draadloze Communicatietechnologie, Segment uitgeverij.
Die Schaffner dingen waren een hele goede tip!

Echter, na alles goed met zulke filters te ontstoren (behalve de feitelijke I/O natuurlijk), verdrievoudigde de storing op de uitgangssignalen (!). En die filter blokjes worden ook erg warm (samen met de kabels).

Het ziet er nu naar uit, dat een filter op alle voedings-gerelateerde ingangen een must is, maar dat ik alles op de (bi-directionele) "uitgang" moet laten meedenderen met alle storing die daar op zit. (Massa, ground en Vcc (Vcc alleen voor de uitgangstrap!) koppelen met dat en alle andere dingen zoveel mogelijk ontkoppelen/ontstoren.)

Op zich logisch, achteraf gezien, maar het heeft me een week gekost om daar achter te komen (aanpassen, naar de klant rijden, testen, terugrijden, enz).


Kun je voor een bi-directioneel signaal opto-couplers gebruiken?
Ontstoring is een serieuze bezigheid op zichzelf. Het is ook nog altijd in een mysterieuze waas van geheimzinnigheid gehuld over het hoe en wat. Het grote probleem eraan is dat er geen kant en klaaroplossingen zijn die altijd zomaar gaan werken; het is altijd nadenken en uitproberen en meten. Er zijn wel veel hulpmiddelen te krijgen maar er komt ook altijd achtergrondkennis bij te pas.

Bart gaf al zeer belangrijke tip: storingen aan de bron aanpakken. Waarvan komen ze, van welke aard zijn ze (frequentie, vorm, altijd of soms aanwezig), hoe worden ze ingekoppeld (inductief, capacitief, straling), komt ze over geleiders binnen of draadloos?

Naar ik lees heb je vooral last met signalen die over kabels gestuurd worden. Maar stoorfrequenties van lager dan 1Hz vindt ik raar. Ik lees ook wat over digitale verbindingen over langere kabels, je moet je er wel van bewust zijn dat er op die frequenties reflexies kunnen optreden, bekijk de scoopbeelden van Pros maar eens in deze tread en als je rs485 wil gaan doen is daar een zeer mooi artikel over bij National: 10 ways to bulletproof rs485

Veel zit ook in ontwerp, tips en truucs, waar je veel van opsteekt en op die manier al veel kan vermijden.
Ik zou het toch aanraden er wat over te lezen in boeken, zoals "Elektronica, kunst en kunde deel 1" van Elektor staat er een stukje van beschreven, ook heel veel ontwerptips, misschien eens opzoeken in de bibliotheek. En misschien weten andere CO ers nog andere lectuur.

- - big bang - -
Niets is zo eerlijk verdeeld als verstand: iedereen denkt er genoeg van te bezitten
Ontstoren is lastig.

RC filters (op de genoemde 100kHz) helpen alleen voor hoge frekwenties.
Afgeschermde kabels, aparte kabelgoten, galvanisch scheiden met optocouplers of trafo's, ferrietkernen etc. zijn wat mogelijkheden.
Een manier van aanpak is proberen, een andere manier is storingen en bronnen analyzeren. De eerste methode kan veel tijd kosten en de tweede is moeilijk en vergt veel kennis en ervaring.

Los altijd de ergste storing als eerste op.
(de in intensiteit volgende storing wordt dan automatisch de ergste. ;))

Filters moeten overgedimensioneerd worden als je niet precies weet wat voor storingen ze moeten filteren.

Wat voor een meetapparatuur gebruik je?
Na wat meer meten en proberen, blijken die Schaffner filters (zoals volgens mij de meeste "netfilters") de storingen te versterken als je niet genoeg vermogen afneemt en vooral ohmse belastingen gebruikt. Bij een lage belasting (kleiner dan 100 ohm) beginnen sommige frequenties versterkt te worden, en bij een hele lage belasting (kleiner dan 1000 ohm, of 100 mA bij ~24V) is de versterking van de stoorsignalen al snel rond de 20 dB!

Ik gebruik vooral een Rigol DS-1152-CD (uit mijn hoofd, nieuw model, 50 Mhz, logic analyzer) als meetinstrument.


Het blijft een heel lastig probleem. Er zit een hoogfrequente storing (dender van rond de 250 kHz) van +-1V op de 24V DC voeding, wat waarschijnlijk resulteert in een storing van +-0,5V op de 2,5V voeding van de controller, die dat niet leuk vind.

Echter, er zit ook een vergelijkbare storing op de 5V voeding (voor de uitgang) en de MAX3232 genereert ook een vergelijkbare storing op dezelfde frequentie (voor zover ik kan zien).

Als ik alles in mijn werkplaats aansluit (met of zonder de filterblokjes) op een gestabiliseerde voeding en willekeurige PC, werkt het natuurlijk als een tiet. Maar in de fabriek gebeurt er niet veel.

Mijn prototype zonder enige ontstoring behalve twee ontkoppelcondensatoren werkte nog het beste: die deed het meestal goed. Versie 2, 3 en 4 (met steeds meer ontstoring) werken steeds slechter. Alhoewel versie 4 met de filterblokjes verwijderd slechter (helemaal niet) werkt, en dat wel deed (voor een paar seconden) met die blokjes.

Nou hebben al die chipjes natuurlijk wel een flinke opdonder gehad (top-top was de voeding 10-50 volt NA het netfilter (!) ), dus vind ik het op zich niet gek.


Voor versie 5 wil ik dus terug naar alleen condensatoren voor het ontkoppelen/ontstoren, maar ik zit er flink tegenaan te hikken.
maartenbakker

Special Member

Je verstookt volgens mij een gigantisch vermogen aan storing in die ontstoorspoelen, waar ze niet op berekend zullen zijn... Het is zeker geen optie om bij de bron te ontstoren?

Anders zou je het met zwaardere filters moeten proberen.
Een Rigol is een goede scoop maar niet zonder meer geschikt voor het meten in een industriele omgeving.
Bijv. of een differentiele probe of een Fluke scopemeter zijn beter geschikt.

Een 24V DC voeding moet schoon te krijgen zijn.

Hoe lang zijn de signaal en voedings kabels?
Gebruik je RS-232 om naar een PC te gaan?
Op 2 september 2009 00:28:03 schreef maartenbakker:
Je verstookt volgens mij een gigantisch vermogen aan storing in die ontstoorspoelen, waar ze niet op berekend zullen zijn... Het is zeker geen optie om bij de bron te ontstoren?

Anders zou je het met zwaardere filters moeten proberen.

Ik heb de specificaties aangepast, ik gebruik nu de 5v voeding van de "uitgang" voor het voeden van de schakeling. Het is nu nog maar 60mA, dus dat mag geen probleem zijn. In de testopstelling is dat vrijwel ruisloos.

Ik ga het morgen testen, maar ik heb er nu alle vertrouwen in.
Op 2 september 2009 08:05:48 schreef rbeckers:
Een Rigol is een goede scoop maar niet zonder meer geschikt voor het meten in een industriele omgeving.
Bijv. of een differentiele probe of een Fluke scopemeter zijn beter geschikt.

Een 24V DC voeding moet schoon te krijgen zijn.

Hoe lang zijn de signaal en voedings kabels?
Gebruik je RS-232 om naar een PC te gaan?

Die voeding is de voeding voor de PLC etc, een joekel die je niet zomaar even optilt. Voor een industriële voeding is die brandschoon.

En ja, ik gebruik RS-232 voor de communicatie met de panel PC. Dat signaal ziet er op de scoop ook heel acceptabel uit.

Daar het bedrijf waar ik werk eigenlijk zelf geen hardware ontwikkelt (wel software), heb ik gewoon al mijn spullen van thuis meegenomen. Ik heb alleen maar een oude, analoge Textronix scoop, dus ik heb aan mijn baas een goede scoop gevraagd, en deze uitgekozen.

Omdat ik vooral digitaal doe, wilde ik een heleboel kanalen, en een scopemeter was ongeveer drie keer zo duur. Misschien voor het volgende project. :)

Cookie instellingen

Deze website maakt gebruik van cookies om de website te verbeteren: om anonieme statistieken bij te houden en om relevante advertenties te tonen.

Mocht je geen cookies willen accepteren, dan kun je op instellingen klikken om deze optie te kiezen. Als je gebruik wilt maken van alle functionaliteiten op deze website, klik dan op Accepteren.

Instellingen