È un caso di loop di massa?

Sto cercando di alimentare un motore a 24 V CC utilizzando 2 batterie da 12 V, un Arduino e un driver motore Cytron MD10C. Ho seguito la descrizione sul sito Web di Cytron per come collegare Arduino e il motore alla scheda del driver. Le 2 batterie sono collegate in serie per fornire 24 V, quindi agli ingressi di alimentazione della scheda del driver.

Nel primo test con questo schema, c'erano diversi problemi, soprattutto il filo GND tra Arduino e la scheda del driver bruciato e alcune scintille apparivano sulla scheda del driver quando il motore veniva avviato usando un segnale Arduino. Anche l'Arduino ha avuto qualche difficoltà e ha continuato a riavviarsi.

Mi chiedevo se questo è un caso di ground loop? In caso affermativo, in che modo la sezione dati Arduino / scheda driver deve essere isolata dall'alta corrente?

Una batteria è anche collegata ad Arduino per fornire corrente di ingresso a 12V (ora so che questa è una cattiva pratica, ma l'ha lasciata sullo schema nel caso in cui potesse svolgere un ruolo). In futuro, Arduino verrà alimentato con un regolatore di commutazione CC / CC dagli stessi cavi da 24 V che vanno al driver del motore.

Stranamente, lo schema funziona perfettamente quando Arduino è alimentato da USB (da PC) e la scheda driver da un convertitore a parete da 120 V / 5 V CA. Il driver del motore ha anche pulsanti di prova che consentono di testare la scheda e alimentare il motore senza la necessità di un MCU esterno. Quando si usano quei pulsanti, non ci sono scintille né fili bruciati.

Il datasheet di Cytron non indica se la scheda del driver è isolata, quindi ho pensato che la corrente del motore potesse passare attraverso di essa, quindi su Arduino, quindi di nuovo sulla batteria.

Il motore è un motore a 24 V CC (assorbe meno di 10 A), simile a un motore tergicristallo. Le batterie sono batterie per auto da 12V.

AGGIORNARE:

Grazie per le tue risposte Di seguito è riportato uno schema suggerito che utilizza un regolatore step down DC / DC per fornire il 12V ad Arduino. Ho anche aggiunto dei fusibili in serie con il banco batterie. Presumo che la terra condivisa eliminerebbe la possibilità di corto circuito?

— A. Clemente
fonte

Non conosco gli interni dell'MD10C, ma PWR- è probabilmente più o meno direttamente collegato a GND. Quindi hai un corto circuito o almeno un percorso di impedenza molto basso tra Arduino GND e PWR- con una differenza di potenziale di 12V.

— Rev.1.0

Perché non solo un terreno comune e togliere il punto medio 12 V dalle batterie collegate in serie al tuo Arduino? Il carico sbilanciato dovrebbe essere molto piccolo.

— Winny il

La tua prima frase dice "motore a 12 volt", ma altrove dici "motore a 24 volt" - che cos'è?

— Peter Bennett,

Piccola domanda sul convertitore DC-DC, i terminali -ve si collegano insieme all'interno del convertitore?

— Oliver Broad,

@OliverBroad Non sono stato in grado di trovare una scheda tecnica per esso e la descrizione non dice che è isolata, quindi suppongo che si connetta.

— A. Clemente,

Risposte:

Non un anello di massa. Ma un corto circuito :

Utilizzare sempre i fusibili con le batterie.

Invece, puoi farlo in questo modo, in modo che ci sia un solo terreno comune :

Lo svantaggio è il carico sbilanciato sulla batteria. Significa che la batteria sinistra si scarica più velocemente, possibilmente danneggiandola quando l'apparecchio è completamente scarico. Raccomando invece un bilanciatore della batteria o un alimentatore 24V-12V.

— Jeroen3
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Domanda per principianti: il mio pensiero iniziale sulla risoluzione del problema di OP esegue un comando separato dal motore al riferimento 0v tra le batterie. Ho una sensazione fastidiosa che non sarebbe una buona idea, guardando la tua soluzione. Sarebbe?

— Stian Yttervik,

O un convertitore da 24 V a 5 V per alimentare il terminale VCC dell'aduino

— Jasen,

@StianYttervik Avresti comunque un corto circuito attraverso il tuo nuovo filo invece del PCB Arduino. Le tensioni sono relative, dipende solo da te come si chiama 0 V, e in questo caso ha più senso etichettare il terminale più a sinistra come 0 V, i terminali della batteria centrale come 12 V e quello più a destra come 24 V. L'importante è non collegare una sorgente di tensione tra GND e PWR-.

— venerdì

@patstew Per quanto ne so, il polo GND sul motore è per una terra di riferimento (e terra dello strumento, per pwm e segnali) per niente per far funzionare il motore. Non è così?

— Stian Yttervik,

Penso che lo sbilanciamento di un arduino su una batteria di un'auto sarà sminuito dalla corrente di un motore da 10 A, quindi a seconda di quanto spesso il motore funziona, lo svantaggio non è probabilmente così significativo.

— pipe

Quasi certamente c'è un corto circuito sulla batteria sinistra.

Il driver del motore è descritto come un "ponte a H" che significa che commuta entrambi i terminali del motore, quindi non utilizza un'alimentazione positiva e negativa divisa per consentirgli di invertire il motore, invece instrada positivo al terminale negativo del motore e negativo al terminale positivo del motore.

Un controllo rapido con un tester di continuità dovrebbe confermare che la batteria si collega alla terra di ingresso logico sul controller del motore.

Suggerirei quanto segue:

Utilizzare la scheda motore per la messa a terra dell'Arduino (a meno che non si utilizzi un convertitore CC-CC isolato )
Aggiungi un resistore serie in Arduino positivo (a meno che non utilizzi una conv. DC-DC)

Se è possibile confermare che Arduino è collegato a terra tramite il driver del motore, non effettuare un secondo collegamento a terra con la batteria. Lasciarlo spento evita una situazione in cui la massa pesante della batteria viene interrotta e la corrente del motore scorre attraverso il filo di collegamento più leggero e il piano di massa Arduino. Il consumo attuale di Arduino dovrebbe essere abbastanza basso da passare facilmente attraverso il terreno di controllo leggero.

Se non si utilizza un convertitore CC-CC, suggerirei di aggiungere un resistore serie nel collegamento dalla batteria all'Arduino (ricordando di prendere 12V dal punto medio NON 24 V). Probabilmente puoi "permetterti" 10-100 ohm a seconda di quanti LED sono in uso, e questo fungerà da barriera economica per impedire il rumore di commutazione dal driver del motore che raggiunge l'Arduino. Suppongo che tu possa perdere 5 V e comunque soddisfare il requisito 7 V.

Quando si utilizza un convertitore CC-CC isolato , le cose diventano più semplici, poiché ora l'unica terra comune tra il driver del motore e Arduino è attraverso il connettore di controllo. Ciò significa che i guasti CC nel lato motore non dovrebbero essere in grado di ritornare all'Arduino.

Sono anche un po 'preoccupato che una batteria "12V" potrebbe effettivamente essere più vicina a 14 V quando è sotto carico e può superare la tensione di ingresso massima dichiarata dell'Arduino, ma se viene utilizzato un DC-DC adeguatamente valutato questo sarà irrilevante.

— Oliver Broad
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