Apakah ini kasus ground loop?

9

Saya mencoba untuk menghidupkan motor DC 24V menggunakan baterai 2x 12V, Arduino dan Driver Motor Cytron MD10C. Saya mengikuti deskripsi di situs web Cytron untuk cara menghubungkan Arduino dan motor ke papan driver. 2 baterai dihubungkan ke seri untuk memberikan 24V, kemudian ke input daya papan driver.

Pada tes pertama dengan skema ini, ada beberapa masalah, yang paling penting kawat GND antara Arduino dan papan driver terbakar dan beberapa percikan muncul di papan driver ketika motor mulai menggunakan sinyal Arduino. Arduino juga mengalami beberapa kesulitan dan terus me-reboot.

Saya bertanya-tanya apakah ini kasus ground loop? Jika ya, bagaimana seharusnya bagian data Arduino / papan driver diisolasi dari arus tinggi?

Salah satu baterai juga terhubung ke Arduino untuk memberikan arus input 12V (sekarang saya tahu ini praktik yang buruk, tetapi meninggalkannya pada skema jika mungkin memainkan peran). Di masa depan, Arduino akan ditenagai dengan regulator switching DC / DC dari kabel 24V yang sama yang menuju driver motor.

Anehnya, skema ini bekerja dengan sempurna ketika Arduino ditenagai oleh USB (dari PC) dan papan driver oleh konverter dinding AC 120V / 5V. Pengemudi motor juga memiliki tombol uji yang memungkinkan untuk menguji papan dan daya motor tanpa perlu MCU eksternal. Saat menggunakan tombol-tombol itu, tidak ada percikan api, atau kabel terbakar.

Lembar data Cytron tidak menunjukkan apakah papan driver terisolasi, jadi saya pikir arus motor mungkin melewatinya, lalu ke Arduino, lalu kembali ke baterai.

Motor adalah motor 24V DC (menarik di bawah 10Amps), mirip dengan motor wiper kaca depan. Baterai adalah aki mobil 12V.

Arduino - Driver motor - Skema motor DC

MEMPERBARUI:

Terima kasih atas jawaban anda Di bawah ini adalah skema yang disarankan menggunakan DC / DC Step down regulator untuk memberikan 12V ke Arduino. Saya juga menambahkan sekering secara seri dengan bank baterai. Saya berasumsi bahwa tanah yang dipakai bersama akan menghapus kemungkinan hubungan arus pendek?

Arduino - Pengemudi motor - Skema motor DC (DIPERBARUI)

arduino batteries dc-motor h-bridge groundloops A. Clement
sumber
4
Saya tidak tahu internal MD10C, tetapi PWR- mungkin lebih atau kurang terhubung langsung ke GND. Jadi Anda memiliki hubungan pendek atau setidaknya jalur impedansi sangat rendah antara Arduino GND dan PWR- dengan perbedaan potensial 12V.
Rev1.0
1
Mengapa bukan sekadar landasan bersama dan keluarkan titik tengah 12 V dari baterai terhubung seri Anda ke Arduino Anda? Beban yang tidak seimbang harus sangat kecil.
Menang
Kalimat pertama Anda mengatakan "motor 12 volt", tetapi di tempat lain Anda mengatakan "motor 24 volt" - yang mana itu?
Peter Bennett
Pertanyaan kecil tentang konverter DC-DC, apakah terminal -ve terhubung bersama di dalam konverter?
Oliver Broad
@ OliverBroad Saya belum dapat menemukan lembar data untuk itu dan deskripsi tidak mengatakan itu terisolasi, jadi saya akan menganggap itu terhubung.
A. Clement

Jawaban:

19

Bukan loop tanah. Tapi hubungan pendek : masukkan deskripsi gambar di sini

Selalu gunakan sekering dengan baterai.

Sebagai gantinya, Anda bisa membuatnya seperti ini, sehingga hanya ada satu kesamaan : masukkan deskripsi gambar di sini

Kelemahannya adalah beban yang tidak seimbang pada baterai. Berarti baterai kiri habis lebih cepat, mungkin merusaknya ketika set habis. Saya merekomendasikan penyeimbang baterai, atau catu daya 24V-12V sebagai gantinya.

Jeroen3
sumber
Pertanyaan newbie: Pikiran awal saya untuk menyelesaikan masalah OP menjalankan gnd terpisah dari motor ke referensi 0v antara baterai. Saya punya firasat bahwa itu bukan ide yang baik, melihat solusi Anda. Apakah itu?
Stian Yttervik
2
Atau konverter 24V ke 5V untuk menghidupkan terminal VCC aduino
Jasen
@StianYttervik Anda masih akan mengalami korsleting melalui kabel baru Anda, bukan Arduino PCB. Tegangan relatif, itu sepenuhnya terserah Anda apa yang Anda sebut 0V, dan dalam hal ini masuk akal untuk memberi label terminal paling kiri sebagai 0V, terminal baterai tengah sebagai 12V dan paling kanan sebagai 24V. Yang penting adalah untuk tidak menghubungkan sumber tegangan antara GND dan PWR-.
patstew
@patstew Untuk pemahaman saya kutub GND pada motor adalah untuk ground referensi (dan ground instrumen, untuk PWM dan sinyal) sama sekali tidak untuk menjalankan motor. Ini tidak begitu?
Stian Yttervik
Saya pikir ketidakseimbangan dari arduino pada aki mobil akan dikerdilkan oleh arus dari motor 10 A, jadi tergantung pada seberapa sering motor berjalan, kekurangannya mungkin tidak terlalu signifikan.
pipa
3

Hampir pasti ada hubungan pendek pada baterai sebelah kiri.

Pengemudi motor digambarkan sebagai "H-Bridge" yang berarti ia mengubah kedua terminal motor, sehingga tidak menggunakan suplai positif dan negatif yang terpecah untuk memungkinkannya membalikkan motor, sebaliknya ia mengarahkan positif ke terminal negatif motor dan negatif ke terminal motor positif.

Pemeriksaan cepat dengan penguji kontinuitas akan memastikan bahwa baterai terhubung ke ground input logika pada pengontrol motor.

Saya akan menyarankan yang berikut ini:

  1. Gunakan papan motor untuk ground Arduino (kecuali menggunakan konverter DC-DC terisolasi )
  2. Tambahkan resistor Seri di Arduino positif (kecuali jika menggunakan DC-DC conv.)

Jika Anda dapat memastikan Arduino di-ground melalui driver motor maka jangan melakukan koneksi ground kedua ke baterai. Meninggalkan ini mencegah situasi di mana tanah yang berat dari baterai akan terganggu dan arus motor mengalir melalui kabel hookup yang lebih ringan dan landasan Arduino. Konsumsi Arduino saat ini harus cukup rendah untuk dengan mudah melewati ground kontrol yang ringan.

Jika tidak menggunakan konverter DC-DC saya sarankan menambahkan resistor seri dalam koneksi dari baterai ke Arduino (ingat untuk mengambil 12V dari titik tengah TIDAK 24V). Anda mungkin dapat "membeli" 10-100 ohm tergantung pada berapa banyak LED yang digunakan, dan ini akan bertindak sebagai penghalang murah untuk mencegah peralihan kebisingan dari pengemudi motor yang mencapai Arduino. Saya berasumsi Anda dapat drop 5V dan masih memenuhi persyaratan 7V.

Ketika menggunakan konverter DC-DC yang terisolasi, hal -hal menjadi lebih sederhana, karena sekarang satu-satunya landasan bersama antara pengemudi motor dan Arduino adalah melalui konektor kontrol. Ini berarti bahwa kesalahan DC di sisi motor seharusnya tidak dapat melewati kembali ke Arduino.

Saya juga sedikit khawatir bahwa baterai "12V" sebenarnya mungkin lebih dekat 14V saat lepas muatan dan mungkin melebihi tegangan input maks yang dinyatakan Arduino, tetapi jika DC-DC dengan nilai yang sesuai digunakan, ini tidak akan relevan.

Oliver Broad
sumber