EMV Probleme

[damfino]

Hi,
ich habe 2 Atmega 1284P 16Mhz verbaut, mit folgenden Problemen:

1. Atmega: stürzt hin und wieder ab
2. Atmega: stürzt nie ab. Misst unter anderem die Akkuzellen über Spannungsteiler, nur stimmt die Spannung nicht sobald eine Ladespannung anliegt. Atmega ist misst dagegen gleichzeitig und Fehlerfrei.

Stromversorgung:
12-16V Akku -> 470µF C -> 2.5A Schottky Diode -> 1000µF C -> 2A 5V Step Down -> 4.7µF C -> Mikrokontroller + andere Sensoren
Reset Pin mit 10kO Pullup
100nF Kerko an jedem VCC Pin
Werden damit Störungen durch die Motoren (beim Abschalten induzierte Spannung) ausreichend gefiltert?


Atmega 1:
Vermutung: es kommt etwas über die Motoransteuerung herein.
Motoren werden mit dieser Schaltung gesteuert: http://www.mikrocontroller.net/artic..._Mosfettreiber (ist eine eigene Platine, verbunden über 20cm Kabel)
Richtungsänderung über 12V Relais, natürlich mit antiparaller Schutzdiode. Motoren sind angeblich vorentstört, haben einen zusaätzlichen 100nF Kerko zwischen den Anschlüssen.

Die Enable Pins und Relais Pins sind über 1kO Serie und 10kO Pulldown geschalten, die PWM geht allerdings direkt auf den Mosfettreiber. Soll man hier auch Widerstände vorsehen?

Was kann man noch vorsehen um EMV zu verbessern?

Atmega 2:
Dieser ist gleich angeschlossen, auf der gleiche Lochrasterplatine, verbunden über I2C, nur mit anderen Aufgaben. Unter anderem soll der Akku überwacht werden.
ADC geht auf interne 5V Referenz, keine Beschaltung mit Spule für AVCC.
Wenn man jetzt den Akku auflädt, misst dieser höhere Spannungen als am Akku anliegen. Die 5V Spannung bleibt konstant, habe ich nachgemessen. Atmega 1 misst korrekt bei gleicher Beschaltung, aber nur Gesamtspannung, nicht die Einzelzellen.
Einziger Unterschied: Spannungsteiler für die einzelnen Akkuzellen ist sehr hochohmig, 100k. Beim Atmega 1 liegt der Spannungsteiler bei 10kO. Wollte verhindern dass der Spannungsteiler den Akku leer saugt.
Mit einer Genauigkeit von 0.1V könnte ich leben, aber da geht es um 0.5V/Zelle Unterschied zu Atmega 1.
Noch etwas: die Einzelspannungen werden über ein Relais geschalten, da ansonsten der Atmega über die ADC Pins versorgt wird.
Die Leerlaufspannungen kann ich mit etwas Kalibrierung gut einstellen, aber unter Last oder beim Aufladen kommen unrealistische Werte raus, wie etwa unter Last eine höhere Zellenspannung als Ladeentspannung. Oder Mindestspannung während einer Fahrt von 9V, während Atmega1 auf realistische 12V kommt. Ohne Last hat der Akku nach der Fahrt typischerweise 13V. Der Akku wäre mit 50A belastbar, aber nachdem die 10A Sicherung hält ist der Akku nie voll belastet und damit sind die 9V falsch.

Suche einfach Tipps was man alles verbessern könnte, mir ist klar das Lochraster nie perfekt sein kann, noch dazu wurde schon x-Mal was verändert. Aber vielleicht habe ich einfach etwas Grundlegendes übersehen.

LG!

[markusj]

Schaltplan? Verkabelungsplan?

Deine Schilderungen klingen für mich weniger wie ein EMV-Problem als nach einem Masseproblem. Kann es sein, dass dein Massepotential, wenn größere Ströme fließen (Motoren, Akkuladung), Richtung VCC (oder sogar Akkuspannung) wandert? Dann bekäme der AVR Unterspannung, das weitere Verhalten ist dann undefiniert. Ähnliches gilt auch bei hochohmigen Masseverbindungen.

mfG
Markus

[damfino]

Danke, die Motoren sind über 2.5mm2 Kabel und Schraubklemmen angeschlossen, zu den Kontrollen geht es über Steckverbindungen (Serie PS von Pollin). An VCC Messe messe ich bisher konstante 5V, auch beim aufladen.
Werde mal direkt Kabel für Gnd und VCC legen.

LG!

[PICture]

Hallo!

Was kann man noch vorsehen um EMV zu verbessern?

Mein Vorredner hat meine Vermutung bestätigt !

Ich würde sagen alles neu mit strenger Funktionskontrolle und nötigen Änderungen nach jeder gemachter Verbindung aufbauen. Das garantiert, dass sich keine Montagefehler heufen könnten. In komplizierter Schaltung sind alle Entwicklungsfehler in begrentzter Zeit praktisch unauffindbar.

Es könnte auch sein, dass deine Messungen wegen fehlerhaften 0 V Bezugspunkt falsch sind. Als Bezugspunkt für Messungen sollte ein Massepunkt (GND) gewählt werden, durch den sicher kein Strom fliesst:

          +-----------+                     +-----------+
          | /------\  |                     |  /------\ |
         .-.|      |  |                     |  |      |.-.
      RL1| ||      | /+\                   /+\ |      || |RL2
         | ||      |( U1)                 (U2 )|      || |
         '-'|  I1  | \-/                   \-/ |  I2  |'-'
          | \-->---/  |                     |  \---<--/ |
          +-----------+----------+----------+-----------+
                                 |
                                ===
                                GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Bei sehr genauen ADC IC's sind sogar die Massen (analoge -> A GND und digitale -> D GND) intern getrennt um sie entsprechend extern zusammenverbinden zu können. Siehe dazu 1. Seite: http://pdf.datasheetcatalog.com/data...r/DS005671.PDF .

In der Praxis werden oft geschirmte Messleitungen verwendet, wobei der Schirm nur einseitig mit GND verbunden ist,

[markusj]

Danke, die Motoren sind über 2.5mm2 Kabel und Schraubklemmen angeschlossen, zu den Kontrollen geht es über Steckverbindungen (Serie PS von Pollin). An VCC Messe messe ich bisher konstante 5V, auch beim aufladen.

Ohne Kenntnis des Schalt-/Verkabelungsplans kann ich daraus aber nichts ableiten.

mfG
Markus

[damfino]

Als Schaltplan habe ich momentan nur das Hauptschema im Anhang, wurde leider nicht mehr überabeitet. Es passt im Aufbau noch, es gibt eine Platine als zentrale Stromsversorgung mit Akku und Ladestation Anschluss und allen Sicherungen sowie Anschluss des Step Down Wandlers.
Von dort geht es über Kabel weiter zur Platine mit den 2 Kontrollern. Balancer gibt es nicht mehr, ist alles im Nebenkontroller integiert, wobei nur mehr Spannungen gemessen und das Laderelais angesteuert wird. Die FETs für Load Balancing gibt es nicht mehr.
Der Leistungsteil der Motorsteuerung ist auch wieder auf einer eigenen Platine.
Die Beschaltung der Kontroller entspricht der RN-Control mit Ausnahme des Cs am AREF Pin, der geht direkt auf GND wie im Datenblatt empfohlen.
=> Stichleitungen zum Kontroller, an diesen sind nur 100nF C, der Quarz und die VCC, AVCC und GND Pins der Kontroller dran. Eine Abweichung gab es, wurde heute verbessert.
Werde das demnächst aktualisieren, dauert halt wenn man das im Powerpoint pinselt.


Heute habe ich folgendes verändert:
direkte Kabel von Stromversorgung zur Kontrollerplatine um schlechten Steckerkontakt auszuschließen.
Am GND vom Quarz hatte ich mal schnell die GND Leitung zu einem Sensor weiterverlängert, jetzt hört die GND Leitung am Quarz auf, und der Sensor hat seine eigene Leitung bekommen.

LG!

[damfino]

Habe das Schema überarbeitet und dem aktuellen Stand angepasst, jede Platine, bzw auch Akku ist eingegrenzt um die einzelnen Einheiten unterscheiden zu können.
Alle Sensoren werden von der Kontrollerplatine aus versorgt.
Das Ladegerät ist ein einfacher Festspannungsregler eingestellt auf 16.4V mit max 3A, weit unter der Spezifikation vom Akku. Das Laderelais wird über 2 Transistoren in Serie geschalten, somit müssen Haupt und Nebenkontroller das Laden freigeben, bzw können es unabängig von einander beenden.
Nur nutzt das nichts wenn der Nebenkontroller Mist misst.

Testfahrten nach der oben genannten Änderung steht noch aus. Manchmal fährt er tagelang ohne Absturz, dann steht er wieder alle paar Minuten.


LG!

[markusj]

Ist die Verkabelung auch wirklich genau so? Grund: Um Masseprobleme via Ferndiagnose überhaupt erraten zu können muss der Leitungsplan natürlich auch exakt stimmen. Was aber hier schon auffällt: Prinzipiell besteht nach der aktuellen Zeichnung die Möglichkeit, dass der Step-Down im Ladebetrieb keine saubere Masse mehr bekommt. Grundsätzlich solltest du alle Komponenten an einem zentralen Sternpunkt mit Masse verbinden, damit Ströme die entlang deiner Masseschiene fließen nicht zu einem Spannungsabfall entlang der Leitung führen. Dann sehen die verschiedenen Module nämlich auch unterschiedliche Masse-Potentiale!

mfG
Markus

[damfino]

Hallo Markus,
ja, der Plan entspricht dem Aufbau.

Das heisst es sollen die GND Leitungen von Ladestation, Lader, Step Down, im GND Punkt anschlossen werden?

Momentan entspricht der GND Punkt eher einer 10cm langen Masseschiene, auf der einen Seite der Akku Anschluss, am anderen Ende gehts weiter zu den Motoren, hatte darauf geachtet keine Verluste bis zu den Motoren zu haben, aber Lader und Ladestation wurden erst später dazu gebastelt.

Der Hauptkontroller misst aber immer richtige Werte, nur der Nebenkontroller auf der gleichen Platine misst falsch.

Werde alle Masseleitungen nachmal durchsehen und ändern!

LG!

[PICture]

Der Hauptkontroller misst aber immer richtige Werte, nur der Nebenkontroller auf der gleichen Platine misst falsch.

Es gibt auch Softwarefehler.