Funkmodul bzw. Motoren abschirmen

[Deep_Thought]

Hallo,
ich habe folgendes Problem:
Um Funksignale an meinen Roboter zu schicken, habe ich mir das Sende/Empfangsmodulset von Conrad (http://www.conrad.de/ce/de/product/190939/SENDE-EMPFAeNGERMODULSET-868MHZ) gekauft.
Die Verschaltung an sich funktioniert zwar, allerdings nur solange der Roboter nicht fährt. Der Empfänger scheint also von den Motoren gestört zu werden (lässt sich auch mit anderen Elektromotoren wie z.B. dem eines Akkuschraubers reproduzieren).

Wie kann ich das Funkmodul bzw. die Motoren abschirmen, damit die Störungen vermieden werden? Letztere sind eigentlich schon durch Induktivitäten und je einen Kondensator zwischen den beiden Anschlüssen ab Werk funkentstört...

Gruß DeepThought

[yaro]

Noch einige Kondensatoren (verschiedene Größen) direkt beim Empfänger.
Außerdem könnte es sich lohnen, den Empfänger mit Alufolie abzuschirmen (einwickeln). Musst dabei darauf achten, dass Alufolie Leitend ist... Zur not zuerst mit Klarsichtfolie, dann mit Alufolie, dann nochmal mit Klarsichtfolie einwickeln, damit keine Kurzschlüsse entstehen.

Gruß, Yaro

[TomEdl]

Zusätzlich kannst du den Masse-Pin des Motors mit einem Kerko auf das Gehäuse legen. Dann hat das Gehäuse des Motors ein definiertes Potential und wirkt dann nicht mehr so stark als Antenne.

Grüße
Thomas

[PICture]

Hallo Deep_Thought!

Damit die Motorzuleitungen nicht HF "strahlen" könnte im Code skizzierte Schaltung effektiver sein.

MfG

L1
___
>-----+-UUU-+--------+
| | |
C1--- ---C3 |
--- --- X
| | / \
+-----+-----+------( M )
| | | \_/
=== C2--- ---C4 X
GND --- --- |
| ___ | |
>-----+-UUU-+--------+

L2

[Deep_Thought]

Hallo,
danke für die Tipps -ich habe nun das Empfängermodul in Alufolie eingewickelt und an jeden Motor 2 zusätzliche Kondensatoren (für PICtures Schaltung mit 4 hatte ich nicht mehr genug auf Lager) gelötet.
Leider ergibt sich kein erkennbarer Unterschied.

Kann das Problem vielleicht auch an der Antenne liegen? Ich habe die Anleitung des Funkmoduls befolgt und 8cm Kupferdraht an den Antennenanschluss gelötet.
Gibt es dort eventuell Verbesserungsmöglichkeiten?

Bei meinem Funk-Regensensor, den ich mal aufgeschraubt habe und der ebenfalls im 868MHz-Band arbeitet, ist die Empfängerantenne beispielsweise ca. 30cm lang und mit dem dort verwendeten Modul (weiß aber nicht, welches es ist) an beiden Drahtenden verbunden.

[yaro]

Ich habe mal ein Auto mit Fernbedienung gebastelt und ein RFM Funkmodul von Pollin draufgesetzt. Hatte ständig Problme damit, bis ich schließlich die Motoren mit einigen Elkos (zusammen ca 5000µF) und das Funkmodul mit ca. 7 Kondensatoren unterschiedlichster Größe (20p bis 100µ) abgeschirmt habe.

Außerdem solltest du die Motor-Zuleitungen möglichst kurz halten und soweit es geht verdrillen.
Allgemein sollten Leitungen, durch die viel Strom fließt möglichst kurz gehalten werden.
Das scheint bei dir aber nicht das Problem zu sein, weil es sich mit dem Akkuschrauber reproduzieren lässt...

Könntest vllt noch versuchen die PWM-Frequenz der Motorenansteuerung zu verändern, könnte vielleicht helfen.

Ansonsten vllt noch mehr Alufolie =)

Mit Antennen-Bauformen kenne ich mich leider nicht aus, kann dir da nicht weiterhelfen. Kannst aber ja verschiedene ausprobieren.

Ich weiß nicht wie dein Funkmodul funktioniert, aber bei mir hat es geholfen, es öfters neu zu initialisieren.

Gruß, Yaro

[Deep_Thought]

also mit der PWM-Veränderung lässt sich im meinem Falle wohl wenig machen, weil der Grundaufbau des Roboters ein fertiger RP5 und kein selbst erstellter Roboter ist...

das mit den Elkos könnte ich noch versuchen, ich habe momentan an den Motoren nur 100nF-Kerkos verwendet (zusätzlich zu dem schon vorhandenen Kerko, der aber auch keine nennenswert höhere Kapazität haben kann).
Muss ich da noch irgendetwas beachten (wegen der Pulsweitenmodulation o.ä.) oder kann ich die Elkos einfach zwischen die Anschlusspins der Motoren (richtig gepolt, versteht sich^^) legen?

[yaro]

Wenn die Elkos richtig gepolt sind, reicht das schon aus. Nur ist die Frage was "richtig gepolt" bedeutet... Die Motoren können ja sicherlich in beide Richtungen drehen, oder? =)
Bei meinem Auto gab es nur einen Vorwärtsgang =).
Kannst die Elkos ja vor die H-Brücke hängen, dann gibts dieses Problem nicht.

Das Problem ist bei dir ja, dass es sich durch einen Akkuschrauber reproduzieren lässt... was bedeutet, dass es was mit elektromagnetischer Strahlung zutun hat und nicht durch die Spannungsstöße verursacht wird, die durch das ansteuern der Motoren zustande kommen. Deswegen wird dir ein großer Kondensator dort wohl auch nicht viel bringen...

Mir fällt da auch nicht viel mehr ein, als ein paar mehr Kondensatoren am Funkmodul, mehr Alufolie (natürlich nicht um die Antenne!), und möglichst oft neu initiaisieren.

Gibt es eine Bestimmte Schwelle, ab der das Funkmodul anfängt auszusetzen? Ein bestimmte Geschwindigkeit? Oder Setzt es sofort aus, wenn die Motoren anfangen zu laufen?
Versuch vielleicht die Antenne in eine andere Richtung zu verlegen, womöglicht hilft das ein wenig.
Ansonsten könntest du versuchen, das Modul so anzubringen, dass es möglichst großen Abstand zu den Motoren hat.
A propos.... Ab welchem Abstand zu den Motoren fängt das Modul an auszusetzen? Lässt dich dieser Abstand mit mehr Alufolie verkürzen? Lässt er sich mit Kondensatoren verkürzen? (nicht vergessen: oft neu initialisieren) =)

Mit welchem Controller wird der RP5 denn gesteuert? Wahrscheinlich auch mit einem AVR, oder? Da gibt es sicherlich eine Library, die du benutzt... dort kannst du auch die PWM-Frequenz umstellen. Oder du änderst nichts in der Library, und stellst das nötige Register manuell um (einfach den Prescaler etwas größer machen). Das wird höchstwahrscheinlich keine Auswirkungen auf das übrige Programm haben.
Einfach nach der Initialisierung des Roboters das nötige Register zwischenspeichern, nötige Bits ändern und dann das Register mit dem neuen Wert beschreiben.
Kann aber auch sein, dass das nicht geht...hatte mit einem RP5 noch nie was zutun.

Gruß, Yaro

[PICture]

Hallo!

@ Deep_Thought

Deutliche Verbesserung der Funkverbindung lässt sich eigentlich nur durch plazieren der Antenne (die angeblich als Sende- und Empfangsantenne arbeitet) ausser den durch Motoren erzeugtem Störungen. Die Länge des lambda/4 Dipols ist richtig (8 cm), sie ist aber wahrscheinlich zu nah an den Motoren.

Optimal wäre zuerst mit dem Akkuschrauber eine Entfernung von der Antenne zu finden bei der die Funkverbindung schon störungsfrei funktioniert und danach abschätzen ob die Entfernung beim Bot überhaupt möglich ist.

Wenn ja, müsste man die Antene nicht direkt an den Antennenanschluss löten, sondern dazwischen ein Stück Koaxkabel 50 Ohm verwenden. Um eine "Ground Plane" Antenne zu haben müsste der Schirm noch mit dem Botgehäuse bzw. zwei senkrechten zur Antenne und unter 90° gekreutzten lambda/2 (16 cm) Kupferdräten verbunden werden.

MfG

[suicide]

Noch einige Kondensatoren (verschiedene Größen) direkt beim Empfänger.
Außerdem könnte es sich lohnen, den Empfänger mit Alufolie abzuschirmen (einwickeln). Musst dabei darauf achten, dass Alufolie Leitend ist... Zur not zuerst mit Klarsichtfolie, dann mit Alufolie, dann nochmal mit Klarsichtfolie einwickeln, damit keine Kurzschlüsse entstehen.

Gruß, Yaro

Die Folie von Kaffeetüten funktioniert auch gut. Immer vorhanden und Isolierung ist schon drauf. Hat in der Firma wunderbar zur Abschirmung von W-Lan Karten funktioniert ;-)

[TomEdl]

Befindet sich eigentlich eine Freilaufdiode am Motor? Denn wenn der so richtig mit Selbstinduktion reinhaut, dann ist es leicht möglich das die hohe Spannung prima Störungen macht.

Grüße
Thomas

[Deep_Thought]

also erste Störungen (Flackern einer LED, die den Pegel am Datenausgang des Empfängers anzeigt) treten schon ab 35-30cm Entfernung vom Akkuschrauber auf. Ich kann mal versuchen, das Modul weiter weg von den Robotermotoren zu platzieren, mehr als zusätzliche 10cm werde ich aber nicht rausholen können, ohne dass die Ästhetik vollkommen flöten geht^^

Ich habe noch 1mm dickes Stahlblech gefunden, das werde ich auch mal in die Abschirmung einarbeiten. Kann es hilfreich sein, wenn ich das Abschirmmetall auf GND lege oder spielt das keine Rolle?


@PICture:
Um eine "Ground Plane" Antenne zu haben müsste der Schirm noch mit dem Botgehäuse bzw. zwei senkrechten zur Antenne und unter 90° gekreutzten lambda/2 (16 cm) Kupferdräten verbunden werden.

weißt du, ob es irgendwo Fotos von so einer Konstruktion gibt? Kann sie mir leider nicht wirklich bildlich vorstellen 8-[



@TomEdl: nein...eine Diode ist dort nicht verbaut. Wie sieht so eine Freilaufdiode von der Verschaltung her aus? Braucht man einen bestimmten Diodentyp oder kann ich meine Standard-Gleichrichterdioden, die ich noch rumfliegen habe, verwenden?

[PICture]

Hallo!

Wenn du bei google als Suchbegriff "Ground Plane" eingibst, kriegst du jede Menge Beschreibungen vielleicht auch mit Fotos. :)

MfG

[Deep_Thought]

Hallo nochmal,
Das Problem scheint jetzt fürs Erste gelöst zu sein... :cheesy:

Nachdem ich den Empfänger mit immer mehr Alufolie und Stahlblech abgeschirmt hatte, gingen die Störungen irgendwann tatsächlich zurück. Der Haken an der Sache: Auch die Signale des Senders wurden nicht mehr empfangen (nein, die Antenne schaute noch munter aus der Abschirmung heraus).
Als ich schon fast kapitulieren wollte, habe ich mal alle Akkus des Roboters aufgeladen, da der Bot schon merklich langsamer gefahren ist.

Was ist passiert? Richtig, die Funkübertragung funktioniert jetzt und die Störungen sind auf ein zu vernachlässigendes Minimum heruntergegangen.
Mich wundert das zwar etwas, da das Modul ab 3V betrieben werden kann (angeschlossen habe ich es an 5V und die Akkus liefern im vollen Zustand 7,2V), aber das ist mir letztendlich egal. Die Alufolie habe ich jetzt aus ästhetischen Gründen komplett entfernt und nur ein Stück Blech als Schirm drangelassen -stärker gestört wird der Empfang dadurch nicht.

Also: Die Moral von der Geschicht': Verwende leere Akkus nicht :Haue

Vielen Dank nochmal für eure Hilfe!
Gruß DeepThought