Motoren bringen µC zum Absturz, trotz Kondensatoren, Dioden etc...

[lebratmaxe]

Ich bin beeindruckt über die Fülle der Antworten. Hier im Anhang der komplette Schaltplan der Motorsteuerung und auch das Layout. Die grauen Klötze sind die Spulen.
Es wird allerdings noch ein weiterer µC "beeinflusst", der auf einer anderen Platine sitzt.
@ Tido: Die Elkos sitzen schon ein Stück weit weg von den Motor-ICs.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Wie ich bereits geschrieben habe:
Jeder Draht oder Leiterbahn ....
... ist auch ein Widerstand. Erzeugt also proportional zum Strom einen Spannungsabfall.
... ist eine Induktivität. Der komplexe Widerstand hängt von der Frequenz ab.
... bildet mit benachbarten Leitern einen Kondensator.
... funktioniert als Antenne.

Diese Wert hängen aber rein von der Geometrie ab, sind also im Schaltschema nicht ersichtlich.

Hinzu kommen dann gegebenenfalls noch Probleme mit Fehlanpassung und Reflektionen.
Und RLC bilden zusammen Schwingkreise!

Kondensatoren sind auch nicht Ideal!
Ein praktischer Kondensator hat, neben de Kapazität auch eine Induktivität, z.B. bei einem Wickelkondensator daran ersichtlich, dass die Platen aufgewickelt sind wie eine Spule. Dazu kommt der ohmsche widerstand der Anschlüsse und der Platten selbst.
Du hast also grundsätzlich nie eine reinen Kondensator, sondern eine RLC-Serienschaltung. Di konkreten Werte hängen von der Bauform ab.
Auch das Dielektrikum hat sein Mängel:
Auch das beste Dielektrikum hat Leckströme und es entstehen im Dielektrikum Verluste, welche wiederum Frequenzabhängig sind.

Steile Signalflanken haben viele Oberwellen. Man kann problemlos mit einem 1 MHz Rechtecksignal den UKW-Bereich um 100 MHz stören.

Mit einem Kondensator erreichst du, dass die Flanken etwas flacher werden, also de Anteil an Oberwellen zurück geht.

Auch ein Widerstand ist ein RLC-Glied, einfach ersichtlich ist es bei einem gewickelten Drahtwiderstand, dessen Aufbau unterscheidet sich nicht grundsätzlich von dem einer Drossel. Bedrahtete Widerstände bestehen aus einem Keramikröhren welches mit der Widerstandsschicht überzogen ist und in welches eine Wendel eingeschliffen wird. SMD-Widerstände haben meist eine mäanderfömige Struktur, also eine 2D-Spule.

Das Leben als Techniker besteht aus lauter Kompromissen.

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Hallo,

Hier im Anhang der komplette Schaltplan der Motorsteuerung und auch das Layout.

Also das Layout ist so unbrauchbar, da finde ich nicht mal den Quarz.
Es fehlen die Bauteilbezeichnungen und z.B. die Angabe des Pin 1 beim Prozessor.

Mit diesen Unterlagen artet das ganz in Reverseingeneering aus und dazu habe ich kein Lust!

Das auch noch ein anderer Prozessor betroffen ist, beweist nur, dass du ein massives EM-Problem hast.

MfG Peter(TOO)

[lebratmaxe]

Ja richtig, ich habe ein massives EMV-Problem Und anscheinend leider keins, was einen offensichtlichen Grund hat...
Im Anhang das Layout einmal nur mit Bauteilen und Bezeichnungen, einmal komplett.

[Michael]

Ja richtig, ich habe ein massives EMV-Problem Und anscheinend leider keins, was einen offensichtlichen Grund hat...

ich nenn dir jetzt mal 3 Stellen, die einen offensichtlichen Grund darstellen:
-fett GND außen rum
-C45/46 dicke Kerkos aber dünne Leiterbahnen, da brauchst du auch keine Kondensatoren
-R32/C33 genauso, dazu noch viel zu weit weg vom Geschehen.
Da gibt es noch geschätzte 20 Stellen auf dem Board, aber diese grauen Klötze verdecken viel.
Sollen das die Entstörspulen sein? Die gehören so dicht wie möglich an den Motor (wie C45/46), d.h. weg von der Leiterplatte.
usw. und so fort.

Gruß, Michael

[PICture]

Effektive EMV Enstörung einer Schaltung garantiert nur für HF "hermetische" Metallgehäuse mit per Durchführungskondensatoren + inneren Drosseln mit Kondensatoren ("pi filter") angeschlossenen Zuleitungen.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Ja richtig, ich habe ein massives EMV-Problem Und anscheinend leider keins, was einen offensichtlichen Grund hat...
Im Anhang das Layout einmal nur mit Bauteilen und Bezeichnungen, einmal komplett.

Also der Bestückungsplan ist immer noch unter aller Sau!
Da ist einfach zu viel übereinander gedruckt und nicht lesbar.

Die C-Förmige Masse ist eine Katastrophe. Besonders weil die Öffnung des Cs irgendwie über SV3, ein Flachbandkabel und das Netzteil wieder geschlossen wird. Da weiss nicht mal der Strom wo er durch soll. Und er Arme Controller bezieht da in der Mitte irgendwie seine Masse !

Du solltest die Masse am Stecker verbinden und oben unterbrechen. Damit erreichst du, dass die grossen Ströme von den Motoren nicht teilweise linksrum und teilweise rechtsrum fliessen.
Die Massen de Controllers solltest du dann irgendwo beim Stecker anschliessen, noch besser wäre es, dem Controller eine eigene Massleitung im Kabel zu spendieren.

BTW: Wie lange ist das Flachkabel und welchen Leiterquerschnitt hat es ?
Rechne mal nach, du hast da schnell mal ein paar 100mV Spannungsabfall auf dem Kabel.

Die Masseführung direkt am Controller ist auch alles andere als sauber, aber nicht wirklich erkennbar, da ist zu viel übereinander um eine Bahn wirklich verfolgen zu können.
Auch sieht man nicht was da unter dem Quarz los ist, der Oszillator ist auch so eine kritische Stelle und da sollten, auf beiden Seiten, keine Leiterbahnen durch führen.

Druck doch bitte die Layer mal einzeln aus!
So ist es zu mühsam.

MfG Peter(TOO)

[lebratmaxe]

@Michael: Ja das sind Spulen, und zwar die hier: L-PISR 15µ Ich weiß, das ist nicht die beste Lösung, aber es waren die einzigen, die auf die Platine gepasst haben.
@ Peter: Ich habe mal bottom und top einzeln gedruckt. Bringt das jetzt was?
Die Sache mit dem "Stromweg" in dem Ring ist allerdings ein Argument... Das Flachbandkabel ist nur 10 cm lang.

[Holli_]

Effektive EMV Enstörung einer Schaltung garantiert nur für HF "hermetische" Metallgehäuse ...

Ein Metallgehäuse mindert nur die Abstrahlung nach außen bzw. die Einstrahlung von draußen. In diesem Fall ist schon die Platine selbst ihr größter Feind. Die Bauteile wurden dort platziert wo gerade Platz war und überall sind kreuz und quer Leiterbahnen verlegt. So wie es aussieht hat auch der Autorouter einen Teil der Leiterbahnen verlegt. Hier sollte man besser ganz von vorn anfangen. Steuer- und Leistungsteil räumlich getrennt, möglichst kurze Bahnen für hohe Ströme, die Masse sternförmig zusammenführen. Kondensatoren zur Entstörung gehören dorthin wo der Strom fließt und nicht irgendwo an die Seite mit dünnen Bahnen. Auf der anderen Seite ist das wieder ein Beispiel wie so was doch irgendwie funktioniert, zumindest eine gewisse Zeit. Und dann wäre noch zu klären ob der µC wirklich "abstürzt" oder schlicht das Programm in irgendeiner Schleife hängen bleibt.

[PICture]

Hier sollte man besser ganz von vorn anfangen. Steuer- und Leistungsteil räumlich getrennt, möglichst kurze Bahnen für hohe Ströme, die Masse sternförmig zusammenführen. Kondensatoren zur Entstörung gehören dorthin wo der Strom fließt und nicht irgendwo an die Seite mit dünnen Bahnen.

Genau ! Zwischen den Platinen sollten keine große Ströme fliessen, nur Steuersignale.

[triti]

Hi,
a) über den L6203 hört man auch recht unfreundliche Sachen. Spinnt angeblich gern. Mach mal wie Tido sagt.
b) so ein Problem am µC hab ich auch gehabt. Habe den mit einer Schottkydiode "entkoppelt", dann 100µF, dann ZD4V7, und direkt am IC 100nF Keramik (gehört ohnehin). Das hat geholfen. (Einem spezialisten stellts wahrscheinlich die Haare auf -aber wenn es hilft... )