jak prawidłowo podłączyć masę

Rozmowy na temat układów elektronicznych sterowania obrabiarek CNC

Autor tematu
Dolce
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 10
Posty: 501
Rejestracja: 22 gru 2007, 23:54
Lokalizacja: Polska

jak prawidłowo podłączyć masę

#1

Post napisał: Dolce » 01 lut 2017, 22:18

Witam.
Mam prośbę o pomoc. Wykonałem urządzenie z "zakresu" cnc, oparte na przesuwie wózka po prowadnicach + śruba kulowa a napędem jest silnik dc z enkoderem z własnym sterownikiem (posiadającym wyjścia sygnałów DIR i CL oraz końcówkę mocy).
Natomiast "sercem" elektroniki jest sterownik party o procesor Atmega, który odczytuje sygnały z czujników i na podstawie danych wysyła odpowiednie komendy do urządzeń sterowanych (peryferiów) czyli sterownika silnika oraz serwomechanizmów (w moim przypadku takich jakie stosuje się w modelarstwie).

Mój problem polega na tym, że nie jestem elektronikiem, w związku z czym nie orientuję się jak poprawnie połączyć masy: czujników, serwomotorów w moim konkretnym urządzeniu.
Na schemacie przedstawiam układ, jest nieco uproszczony ale zawiera to co istotne, czyli przykładowy sposób prowadzenia masy.

Całość tej elektroniki przedstawionej na rysunku będzie ulokowana w obudowie, która jest już zaopatrzona w gniazdko z filtrem oraz zasilacz dający m.in. napięcie 12V wymagane dla elektroniki sterownika silnika oraz sterownika z Atmegą.

Jak widać na rysunku, filtr 220V ma wyście masy, które jest podłączone śrubą do obudowy.
Jednocześnie biegun ujemny zasilania listwy (ze stabilizowanymi napięciami dodatnimi i ujemnymi) również jest podłączony do tego punktu "śrubowego" masy obudowy.
Wyszedłem z założenia, że masa z zasilacza powinna być prowadzona do sterownika z Atemgą a dopiero stamtąd, z jednego, wspólnego pinu, rozchodzić się "gwieździście" do poszczególnych elementów "składanki".
Dodatkowo, w obudowie są ulokowane dwa dodatkowe zasilacze, które będą zasilały serwomechanizmy. Zasilacz "główny" nie dysponował odpowiednim potencjałem, więc wykonałem je dodatkowo.

Tutaj uwaga - wszystkie układy: sterownik silnika, sterownik z Atmegą, zasilacze i klawiatura (z przyciskami do ustawiania pracy sterownika i wchodzenia do jego menu) są odseparowane w tej chwili od masy obudowy.

Gniazda montażowe zostaną przykręcone do obudowy, posiadam takie:
typ gniazda

Przewody podłączeniowe do silnika czyli jego zasilanie oraz enkoder planuję podłączyć kablami ekranowanymi, jednak ekran kabla podłączyć tylko do "umasowanego" gniazda (masa obudowy) czyli tylko od tej strony. Nie wiem czy to prawidłowe rozwiązanie więc też poprosiłbym o pomoc w temacie prawidłowego podłączenia masy na ekrany kabli.

Nie wiem czy takie zabiegi: separacji poszczególnych urządzeń od masy obudowy oraz od siebie nawzajem są w ogóle potrzebne i korzystne. Może po prostu można podłączyć to wszystko "szeregowo", czyli prowadzić masę od urządzenia do urządzenia, na skróty, co będzie akurat "po drodze" lub po prostu łączyć masy poszczególnych elementów do najbliższego punktu obudowy (wykonać połączenia śrubowe z obudową przy każdym elemencie lub jeśli są blisko siebie - tak jak te dwa zasilacze dla serwomechanizmów, do jednego połączenia śrubowego masy.

Będę wdzięczny za pomoc i poradę ponieważ nie wiem jaką zasadą należy się kierować przy prowadzeniu masy w takim układzie jak mój.
schemat



Tagi:


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 10
Posty: 2709
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#2

Post napisał: atom1477 » 01 lut 2017, 22:44

Elementy niepodłączane do niczego innego powinny brać masę z układu do którego są bezpośrednio podłączone. Czyli np. czujniki powinny brać masę z tej płytki z ATMegą.
Z serwomechanizmami sprawa się komplikuje go sterowane mają być z ATMegi a zasilane z osobnych zasilaczy. Ale da się to prosto rozwiązać.
Jeżeli te zasilacze zasilają tylko serwomechanizmy to po prostu masę zasilaczy powinieneś podłączyć do płytki z ATMegą i dopiero stamtąd doprowadzić ją do serwomechanizmów.
Nie bardzo rozumiem o co chodzi z podłączeniem zasilacza oraz sterownika silnika. Bo jakieś masy tam przechodzą na wylot.
Ale wygląda na to że masę zasilacza też powinieneś podłączyć do płytki z ATMegą, i dopiero stamtąd doprowadzić ją do sterownika silnika.
Czyli ostatecznie to płytka z ATMegą była by punktem środka gwiazdy.


Autor tematu
Dolce
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 10
Posty: 501
Rejestracja: 22 gru 2007, 23:54
Lokalizacja: Polska

#3

Post napisał: Dolce » 01 lut 2017, 23:27

Bardzo dziękuję za pomoc.
Jeśli to nie kłopot to popatrz na poniższy, nieco zmieniony schemat:
schemat poprawiony
Poprawiłem do celów poglądowych przejrzystość połączenia zasilacza ze sterownikiem (w rzeczywistości układy zasilacza i sterownika silnika będą rozlokowane mniej więcej w takim położeniu jak na poprzednim schemacie ale to pewnie nie ma znaczenia) oraz zmieniłem sposób prowadzenia mas zasilaczy serwomechanizmów.
1) Czy sposób połączenia mas z powyższego schematu byłby prawidłowy?
2) Czy praktykuje się jakiś iny sposób prowadzenia mas w tego typu układach niż konfiguracja "gwiazdy"? Trochę dużo będzie tych przewodów masowych. To nie jest problemem, pytam z ciekawości ponieważ wydaje mi się, że takie pająki nie występują w jakiś bardziej profesjonalnych konstrukcjach. Być może oni jakoś inaczej, na etapie konstruowania całości elektroniki to prowadzą.
Jeszcze pytania dotyczące prawidłowego podłączania ekranów kabli:
3) Czy ekranować w zasadzie wszystko co wychodzi z obudowy, czyli również np. przewody do wyłączników krańcowych (oś jest zaopatrzona w czujniki indukcyjne) czy też to nie jest wymagane?
4) Jak prawidłowo podłączać ekran kabla, czy wystarczy oplot podłączyć z obudową gniazda, które jest przykręcone do zmasowanej obudowy urządzenia czyli tylko z jednej strony przewodu?
5) Jeśli rama konstrukcji mechanicznej jest oparta o aluminiowe profile cnc, do których jest przykręcony silnik, to czy należy wykonać umasowienie tej konstrukcji/obudowy silnika?
W jaki sposób to zrobić?
6) Jeszcze taka wątpliwość.
Załóżmy, że ekrany kabli peryferii są podłączone do obudowy gniazd przykręconych do obudowy urządzenia a same urządzenia peryferyjne wymagają podłączenia do mas to czy można wykorzystać ekran jako prowadzenie masy, tak np. jak w urządzeniach audio?
Mam wątpliwości ponieważ na ekranach będzie występował potencjał masy "z obudowy" urządzenia a nie potencjał z masy głównej sterownika uC.
Czy w związku z tym ekranowanie kabli to jedno a podłączenie masy na peryferia należy prowadzić dodatkową, wewnętrzną żyłą kabla?


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 10
Posty: 2709
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#4

Post napisał: atom1477 » 02 lut 2017, 09:35

1. Jeszcze nie bo masę zasilacza połączyłeś nie do punkty gwiazdowego tylko gdzieś indziej.
2. Tak. Po prostu łączenie do najbliższego miejsca gdzie jest masa na obudowie (gdy obudowa jest cała metalowa).
3. Nie musisz wszystkiego. Lepiej zamiast ekranowania połączenia wykonywać skrętką.
4. Raczej nie łączyć od strony wtyczki, tylko od strony płytki z ATMegą. Ale w Twoim przypadku nie ma to większego znaczenia. Możesz nawet połączyć z obu stron przewodu.
5. Pasowało by. No po prostu przyczepić ją do punktu wspólnego gwiazdy.
6. Można użyć ekranu jako przewodu masy. Jak i można połączyć ekran z obudową na końcu. Dla polepszenia ekranowania i zmniejszenia efektu pętli masy wystarczy prowadzić takie przewodu (i wszystkie inne zresztą też) wzdłuż metalowych części obudowy (czyli wzdłuż tych profili aluminiowych).


Autor tematu
Dolce
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 10
Posty: 501
Rejestracja: 22 gru 2007, 23:54
Lokalizacja: Polska

#5

Post napisał: Dolce » 02 lut 2017, 16:58

Dziękuję za odpowiedź.
1) W sterowniku z uC punkt do którego jest podłączona masa z zasilacza 12V oraz punkt główny masy są połączone na pcb (ścieżka "masy"). Po prostu masa sterownika ma wyjścia w tych dwóch miejscach, to są złącza śrubowe. Czy mimo tego podłączyć masę zasilacza 12V do punktu "gwiazdy" czyli w ten sposób:
http://imgur.com/a/WqzDj
2) Jeśli generalnie zaleca się, by w moim przypadku wszystkie element były podłączone do punktu wspólnego masy sterownika to czy ewentualnie rozpiąć połączenie zasilacza 12V z punktem masy obudowy (do którego jest podłączona masa z filtra 220V) i wykonać podłączenie w ten sposób:
http://imgur.com/a/xCVbE
3) Napisałeś, że w przypadku, gdy obudowa urządzenia jest całą metalowa, a dokładnie tak jest w moim przypadku, jest możliwość połączenie mas poszczególnych układów do najbliższych miejsc obudowy.
a) Czy można również wykorzystać oba sposoby czyli np. masę klawiszy sterownika podłączyć przewodem bezpośrednio do punktu gwiazdy, natomiast dalej położone od tego punktu układy oraz gniazda wyjściowe podłączać już do wykonanych w obudowie połączeń śrubowych?
b) Czy "sąsiadujące" układy (oba zasilacze serwomechanizmów oraz gniazda wyjściowe) można podłączyć do jednego, wspólnego punktu obudowy?
Tak to sobie wyobrażam:
http://imgur.com/a/3hsnS
4) Zastosowany w moim układzie sterownik silnika ilustruje poniższy schemat:
uC UHU3.0
On ma izolację wejść dla sygnałów DIR i CL poprzez układy 6N137. Na schemacie jest to złącze J2 - Sterowanie (Takt, Kierunek).
Czy można podłączyć masę na to złącze bezpośrednio z płytki sterownika UHU3.0 (np. wykonać zworkę z wolnego pinu masy na pcb tego sterownika) czy też podać ją z punktu gwiazdy lub bezpośrednio z punktu masy obudowy, do którego jest podłączony minus zasilania sterownika (schemat powyżej)?


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 10
Posty: 2709
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#6

Post napisał: atom1477 » 02 lut 2017, 19:47

1. No tak. lepiej tak jak teraz.
2. Tego bym już nie ruszał. Tam nie płyną duże prądu więc to nie ma większego znaczenia.
3. a) Połączenie do obudowy jest jedynie w celu polepszenia ekranowania. Ale puszczenie masy kablem i tak należy wykonać.
b) Można, ale i tak ich masy powinny iść przewodami do punktu środka gwiazdy.
Teoretycznie można by tak jak jest na rysunku, ale nie ma pewności że złącza śrubowe i skręcenia profili będą miały ciągły pewny styk.
4. Masy wejść sterownika nie należy łączyć z masą zasilania tego sterownika. Tylko za pomocą skrętki podłączyć ją do masy wyjściowej z płytki sterującej z ATMegą (I niekoniecznie do punktu gwiazdowego. Tu może być lepiej wziąć masę gdzieś z okolicy wyjść sterujących.). W użyciu skrętki chodzi mi o to żeby masa była jednym z przewodów skrętki. A drugim sygnał SL czy tam DIR.
Generalnie w połączeniach masy chodzi o to żeby masę brać z miejsca z którego wychodzi sygnał sterujący.
Więc łączenie w gwiazdę wcale nie jest najlepsze.
Jedynie w Twoim specyficznym przypadku wszystkie sygnały wychodzą z jednej płytki, a więc wszystkie masy trzeba połączyć do niej, co da w efekcie gwiazdę.
Ale w innych przypadkach by tak nie musiało być.
Np. jak by sterownik silnika wymagał podłączenia do niego bezpośrednio jakichś zewnętrznych czujników (np. enkodera) to masę należało by brać z wnętrza tego sterownika. A nie z punktu gwiazdowego. Bo chodzi o to żeby zasilania i sygnały szły z własna masą niezakłóconą innymi przewodami. A z punktu widzenia sterownika silnika, punktem niezakłóconym jest jego własna masa a nie punkt gwiazdowy.


Autor tematu
Dolce
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 10
Posty: 501
Rejestracja: 22 gru 2007, 23:54
Lokalizacja: Polska

#7

Post napisał: Dolce » 02 lut 2017, 20:24

Dziękuję ponownie.
Czy mógłbyś mi podpowiedzieć, dlaczego w przypadku przesyłania sygnałów DIR i CL, lepsze jest prowadzenie masy skrętką a nie kablem ekranowanym?
Czy ta zasada ogólnie się tyczy przesyłu sygnałów cyfrowych (w przypadku sygnałów analogowych stosuje się kable ekranowane zewnętrznym oplotem).
Czy masę należy prowadzić zawsze parą skręconych ze sobą żył, sygnał kolejną parą itd?
Ostatnio zmieniony 02 lut 2017, 20:45 przez Dolce, łącznie zmieniany 2 razy.


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 10
Posty: 2709
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#8

Post napisał: atom1477 » 02 lut 2017, 20:31

Dolce pisze:Dziękuję ponownie.
Czy mógłbyś mi podpowiedzieć, dlaczego w przypadku przesyłania sygnałów DIR i CL, lepsze jest prowadzenie masy skrętką a nie kablem ekranowanym?
Czy ta zasada ogólnie się tyczy przesyłu sygnałów cyfrowych (w przypadku sygnałów analogowych stosuje się kable ekranowane zewnętrznym oplotem).
Sygnały DIR i CL są sygnałami które się na końcu z niczym nie łączą. Tzn. na końcu jest dioda transoptora, która nie ma już elektrycznego połączenia z masą czy innym potencjałem. A więc taki przewód można potraktować jako na końcu do niczego nie podłączony. I nie należy tego psuć (podłączając jego koniec do czegoś, np. masę do masy sterownika silnika).
A dlaczego skrętka w ty przypadku jest lepsza od przewodu ekranowanego? Może nie jest lepsza. Ale tańsza. A najlepiej to właśnie dać skrętkę ekranowaną. Ekran oczywiście też połączony z masą tylko w miejscu z którego wychodzi sygnał. Czyli przy sterowniku silnika krokowego ma zostać nie podłączony.
Dolce pisze:Czy masę należy prowadzić zawsze parą skręconych ze sobą żył, sygnał kolejną parą itd?
Źle zrozumiałeś. Masa ma być tylko jednym przewodem z żyły. Drugim ma być sygnał.
Czyli sygnał zawsze ma być spleciony z masą.
Przy okazji: mas na końcu 2 par (CL i DIR) nie ma sensu łączyć razem. Nawet lepiej nie łączyć.


Autor tematu
Dolce
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 10
Posty: 501
Rejestracja: 22 gru 2007, 23:54
Lokalizacja: Polska

#9

Post napisał: Dolce » 02 lut 2017, 21:01

Hmm, w złączu wejścia dla sygnałów CL i DIR sterownika UHU jest ujęte dodatkowe podłączenia ale nie oznaczone jako masa, tak jak np. w przypadku wejść dla enkodera (tu to wejście jest opisane jako GND), tylko "V-":
wejście CL DIR V-
To gniazdo jest połączone z 3 nóżką transoptora 6N137 czyli z katodą diody:
6N137
1) Czy faktycznie nie podłączać nic do tego gniazda od strony sterownika UHU?

I jeszcze pytanie o ewentualne ekranowanie kabla zasilającego silnik. Na płytce wyjście zasilania dla silnika jest w "postaci" dwóch pól lutowniczych więc nie jest tam uwzględnione podłączenie masy:
2) Czy ekranować kabel, którym będzie prowadzone zasilanie do sinika?
3) Silnik ma wyprowadzony kabel "masowy". Czy podłączyć go po prostu do profili konstrukcyjnych czy też ewentualnie do ekranu kabli zasilających?
Ostatnio zmieniony 02 lut 2017, 21:10 przez Dolce, łącznie zmieniany 3 razy.


atom1477
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 10
Posty: 2709
Rejestracja: 21 kwie 2011, 10:58
Lokalizacja: ::

#10

Post napisał: atom1477 » 02 lut 2017, 21:07

1. No to jest właśnie katoda diody. Minus. I nie należy go nigdzie podłączać do tego samego sterownika. Po to jest ta izolacja żeby te sygnały były odizolowane od reszty tego sterownika.
Natomiast jeżeli to jest jeden minus dla obu diod CL i DIR, to nie obowiązuje to co pisałem o łączeniu mas z 2 par skrętki. Tutaj oczywiście musowo je połączyć skoro te 2 transoptory są połączone na stałe.
2 i 3 to nie wiem. Zależy jaki to silnik i jaki sterownik. Bo jak sterownik steruje silnikiem od strony masy to się sytuacja komplikuje.

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Elektronika CNC”