Ist das ein Fall von Erdschleife?

Ich versuche, einen 24-V-Gleichstrommotor mit 2x 12-V-Batterien, einem Arduino und einem Cytron MD10C-Motortreiber zu betreiben. Ich folgte der Beschreibung auf der Website von Cytron, wie man den Arduino und den Motor an die Treiberplatine anschließt. Die 2 Batterien werden in Reihe geschaltet, um 24 V bereitzustellen, und dann an die Stromeingänge der Treiberplatine.

Beim ersten Test mit diesem Schema gab es mehrere Probleme, vor allem das GND-Kabel zwischen dem Arduino und der Treiberplatine brannte und einige Funken erschienen auf der Treiberplatine, als der Motor mit einem Arduino-Signal gestartet wurde. Der Arduino hatte auch einige Schwierigkeiten und startete immer wieder neu.

Ich habe mich gefragt, ob dies ein Fall von Erdschleife ist? Wenn ja, wie sollte der Datenabschnitt der Arduino-/Treiberplatine vom Hochstrom isoliert werden?

Eine der Batterien ist auch mit dem Arduino verbunden, um 12 V Eingangsstrom bereitzustellen (ich weiß jetzt, dass dies eine schlechte Praxis ist, habe es aber im Schema belassen, falls es eine Rolle spielen könnte). In Zukunft wird der Arduino mit einem DC/DC-Schaltregler von denselben 24-V-Kabeln versorgt, die zum Motortreiber führen.

Seltsamerweise funktioniert das Schema perfekt, wenn der Arduino über USB (vom PC) und die Treiberplatine über einen 120-V / 5-V-Wechselstrom-Wandwandler mit Strom versorgt wird. Der Motortreiber verfügt auch über Testtasten, mit denen die Platine getestet und der Motor mit Strom versorgt werden kann, ohne dass eine externe MCU erforderlich ist. Bei der Verwendung dieser Tasten entstehen weder Funken noch verbrannte Drähte.

Das Cytron-Datenblatt gibt nicht an, ob die Treiberplatine isoliert ist, also dachte ich, der Motorstrom könnte durch sie fließen, dann zum Arduino und dann zurück zur Batterie.

Der Motor ist ein 24-V-Gleichstrommotor (zieht weniger als 10 Ampere), ähnlich einem Scheibenwischermotor. Die Batterien sind 12V Autobatterien.

Arduino - Motortreiber - DC-Motorschema

AKTUALISIEREN:

Danke für deine Antworten. Unten ist ein vorgeschlagenes Schema mit einem DC/DC-Abwärtsregler, um den Arduino mit 12 V zu versorgen. Ich habe auch Sicherungen in Reihe mit der Batteriebank hinzugefügt. Ich nehme an, dass die gemeinsame Masse die Möglichkeit eines Kurzschlusses beseitigen würde?

Arduino - Motortreiber - Gleichstrommotor (AKTUALISIERT) Schema

Ich kenne die Interna des MD10C nicht, aber PWR- ist wahrscheinlich mehr oder weniger direkt mit GND verbunden. Sie haben also einen Kurzschluss oder zumindest einen sehr niederohmigen Pfad zwischen Arduino GND und PWR- mit einer Potenzialdifferenz von 12 V.
Warum nicht einfach eine gemeinsame Masse und den Mittelpunkt 12 V von Ihren in Reihe geschalteten Batterien zu Ihrem Arduino herausnehmen? Die Schieflast sollte sehr klein sein.
Ihr erster Satz sagt "12-Volt-Motor", aber an anderer Stelle sagen Sie "24-Volt-Motor" - was ist das?
Kleine Frage zum DC-DC-Wandler, sind die -ve-Anschlüsse im Wandler miteinander verbunden?
@OliverBroad Ich konnte kein Datenblatt dafür finden und die Beschreibung sagt nicht, dass es isoliert ist, also würde ich annehmen, dass es eine Verbindung herstellt.

Antworten (2)

Keine Masseschleife. Aber ein Kurzschluss :Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Verwenden Sie immer Sicherungen mit Batterien.

Stattdessen können Sie es so machen, dass es nur eine Gemeinsamkeit gibt :Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nachteil ist eine unausgeglichene Belastung der Batterie. Dies bedeutet, dass der linke Akku schneller entladen wird und möglicherweise beschädigt wird, wenn das Gerät tiefentladen ist. Ich empfehle stattdessen einen Batterieausgleicher oder ein 24-V-12-V-Netzteil.

Anfängerfrage: Mein anfänglicher Gedanke zur Lösung des Problems von OP führte eine separate Erdung vom Motor zur 0-V-Referenz zwischen den Batterien. Ich habe das nagende Gefühl, dass das keine gute Idee wäre, wenn ich mir Ihre Lösung ansehe. Würde es?
Oder ein 24-V-zu-5-V-Konverter, um das VCC-Terminal des aduino mit Strom zu versorgen
@StianYttervik Sie hätten immer noch einen Kurzschluss durch Ihr neues Kabel anstelle der Arduino-Platine. Spannungen sind relativ, es liegt ganz bei Ihnen, was Sie als 0 V bezeichnen, und in diesem Fall ist es am sinnvollsten, den Anschluss ganz links als 0 V, die mittleren Batterieanschlüsse als 12 V und den ganz rechts als 24 V zu bezeichnen. Wichtig ist, keine Spannungsquelle zwischen GND und PWR- anzuschließen.
@patstew Nach meinem Verständnis ist der GND-Pol am Motor für eine Referenzmasse (und Instrumentenmasse für PWM und Signale) und nicht für den Betrieb des Motors. Das ist nicht so?
Ich denke, das Ungleichgewicht eines Arduino an einer Autobatterie wird durch den Strom eines 10-A-Motors in den Schatten gestellt. Je nachdem, wie oft der Motor läuft, ist der Nachteil wahrscheinlich nicht so groß.
@StianYttervik Auf dem Bild gibt es nur 2 Pole am Motor, und keiner ist 'GND', da Sie mit dem Controller die Polarität umkehren können.
Die GND des Motorcontrollers ist nicht unabhängig von PWR- und Sie können sie nicht auf unterschiedliche Spannungen einstellen, es sei denn, Sie haben einen Motorcontroller, der ausdrücklich als "isoliert" bezeichnet wird. Der Grund für getrennte Anschlüsse besteht darin, den Anschluss der Bezugserde zu erleichtern, wenn jeder Stromkreis unterschiedliche Versorgungen hat, und um die Aufnahme von Rauschen in den Steuerleitungen zu verhindern.

Die linke Batterie hat mit ziemlicher Sicherheit einen Kurzschluss.

Der Motortreiber wird als „H-Brücke“ bezeichnet, was bedeutet, dass er beide Motoranschlüsse schaltet, sodass er keine geteilte positive und negative Versorgung verwendet, um den Motor umzukehren, sondern positiv zum Minuspol und zum Minuspol des Motors leitet zum Pluspol des Motors.

Eine schnelle Überprüfung mit einem Durchgangsprüfer sollte bestätigen, dass die Batteriespannung mit der Masse des Logikeingangs an der Motorsteuerung verbunden ist.

Ich würde folgendes vorschlagen:

  1. Verwenden Sie die Motorplatine für die Erdung des Arduino (es sei denn, Sie verwenden einen isolierten DC-DC-Wandler)
  2. Fügen Sie einen Vorwiderstand in Arduino positiv hinzu (es sei denn, Sie verwenden eine DC-DC-Konvertierung.)

Wenn Sie bestätigen können, dass der Arduino über den Motortreiber geerdet ist, stellen Sie keine zweite Erdverbindung zur Batterie her. Wenn Sie dies auslassen, wird eine Situation verhindert, in der die schwere Erdung von der Batterie unterbrochen wird und der Motorstrom durch das leichtere Anschlusskabel und die Arduino-Grundplatte fließt. Der Stromverbrauch des Arduino sollte niedrig genug sein, um leicht durch die Masse der leichten Steuerleitung zu gelangen.

Wenn Sie keinen DC-DC-Wandler verwenden, würde ich vorschlagen, einen Vorwiderstand in der Verbindung von der Batterie zu Arduino hinzuzufügen (denken Sie daran, 12 V vom Mittelpunkt zu nehmen, NICHT 24 V). Sie können sich wahrscheinlich 10-100 Ohm "leisten", je nachdem, wie viele LEDs verwendet werden, und dies wirkt als billige Barriere, um zu verhindern, dass Schaltgeräusche vom Motortreiber den Arduino erreichen. Ich gehe davon aus, dass Sie 5 V fallen lassen und dennoch die 7-V-Anforderung erfüllen können.

Bei Verwendung eines isolierten DC-DC-Wandlers werden die Dinge einfacher, da jetzt die einzige gemeinsame Masse zwischen dem Motortreiber und dem Arduino über den Steueranschluss erfolgt. Dies bedeutet, dass DC-Fehler auf der Motorseite nicht zum Arduino zurückkehren können sollten.

Ich bin auch ein wenig besorgt darüber, dass eine "12-V" -Batterie im Leerlauf tatsächlich näher an 14 V liegen und die angegebene maximale Eingangsspannung des Arduino überschreiten kann, aber wenn ein DC-DC mit geeigneter Nennleistung verwendet wird, ist dies irrelevant.

Ist das ein Fall von Erdschleife?
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