Galvaniskt åtskilld jord -> Koppla ihop, problem?

[Korken]

Godagens!

Jag har arbetat på en sak till KFly och jag har en fundering.

På kortet så har jag så att varje PPM ut är avskiljd från resten av systemet med en optokopplare:

ppm_out.png

Men jag har kommit på att ibland vill man ju ha kanske 5V till sina servon eller liknande från samma ESC som driver kortet (dvs så man inte behöver en extra extern matning).
Det jag då tänkte ha är en solder jumper man kan löda för att koppla ihop "main" 5V och servots 5V, men då kommer problemet att allas jordar är åtskillda.
Det första som slog mig är att koppla ihop alla jordarna, men då kan krypströmmar uppstå om jordarna har olika potential (dvs om ESCerna drar olika mycket ström).

Samt om jag kopplar ihop jordarna, försvinner inte meningen med att ha en optokopplare då?
Hur skulle ni lösa detta problem? Jag har tyvärr inte plats för fler solder jumpers.

[MiaM]

En jumper för +5V och en för jord för varje servo?

P.S. en idé är att ha de jumprarna till en "plus-skena" och en "jord-skena" som mynnar ut till en separat "mata servo"-kontakt på kretskortet. Då får du två fördelar, dels kan matningen ha separata ledningar från batteriet så att ev. spänningsfall p.g.a. servonas strömförbrukning inte påverkar styrelektroniken lika mycket, och dels så kan du ha ett separat "bautabatteri" som driver en hel radda servon.

[cyr]

Hur skulle ni lösa detta problem?

Förmodligen som alla styrkort jag pysslat med (MultiWii, OpenPilot) har gjort och skippat opto-isoleringen.

Men om du ska göra det valbart så måste det nog vara genom att både jord och 5v kan byglas, och om det inte får plats på kortet så går det ju alltid att göra externt med en liten kabel...

[Mindmapper]

Den komponent som lättast går sönder är just optokopplaren. Därför gör många företag som tillverkar utrustning där tillförlitlighet är viktigt så att de tar bort optokopplaren. Men att bara ta bort optokopplaren ger i sig ingen högre tillförlitlighet. Istället öppnar det upp för att transienter och annat kan löpa amok i de viktigaste kretsarna i systemen. Därför måste man bygga in en hel rakka med andra skydd. Detta ger helt klart en mycket högre kostnad för konstruktionen och ökar kompexiteten i konstruktionen.

Själv var jag en gång med om att konstruera om ett system där det utifrån var utsatt för åska i ett av Sveriges åsktättaste områden. Vet inte hur mycket pengar vi spenderade på åskskydd men det var riktigt många sköna tusenlappar. Ändå höll det inte för direktträffar som inträffade lite nu och då under sommarhalvåret. Lite billigare att reparera utrustning blev det i varje fall, men fortfarande kostade utbyte/reparationer väldigt mycket.

Sista insatsen blev att sätta optokopplare på alla signal in/utgångar till byggnader. Att utrusta okvalificerad arbetskraft med en näve optokopplare blev mycket billigare än att ta dit kvalificerade felsökare som jobbade många timmar med att lokalisera vilka utrustningar som skulle skickas in för reparation/utbyte.

Att åka runt och byta ut alla optokopplare gick fort och gav därigenom billiga personalkostnader. Att man därutöver också slapp ligga med mängder av reservsystem på hyllorna förbilligade ytterliggare. Inköpen av nya system och utryckningar för system som expresslevererades med budbilar minskade också.

Naturligtvis behövs olika lösningar pga av att upptiden för olika anläggningar är olika kritiska. I fallet jag beskrev hade man flera timmar på sig för att få igång systemen. När det skulle felsökas så fick man inte igång systemen på utsatt tid om det var en kraftig åsksmäll. Var det också så att det inträffade en ny åsksmäll just efter det att man åtgärdat den första så fanns det ofta inte nog av den dyraste utrustningen på lager. Och då blev driftavbrottet långvarigt.

[prototypen]

Mycket av det som konstrueras på detta är hysterisk rädda för störningar och det ska sättas optokopplare både här och där i stället för en bra konstruktion med filtrerade och avkopplade signaler.

Den här konstruktionen är det bara åtta kopplare men jag köper en apparat med 256 optokopplare oc med ca 0,5 pF per kopplare så motsvarar det ca 5 ohm vid 100 HHz så där mister man effekten av optokopplare.

Om man fick veta vad förkortningarna i första inlägget betyder så kanske jag kan ge något tips.

Protte

[Korken]

Bra idéer, men tyvärr så har jag inte plats för fler jumpers på kortet så man kan brygga både jord och +5V.

prototypen:
PPM - Pulse Period Modulation, valiga RC-signaler i 400Hz / 50Hz.
ESC - Electronic Speed Controller.
KFly - Se min blogg.

Hoppas det va de du menade.


Den stora meningen med optokopplarna är att jag inte ska få krypströmmar i jorden som kan (med lite otur) påverka sensorerna, speciellt magnetometern.
De är väldigt känsliga och behöver en stabil matning.

[prototypen]

"Krypströmmar"?
Var ska de krypa omkring?
Krypströmmar får man med fukt och/eller dålig isolation.

Däremot med jordslingor kan man få in en del otrevliga störningar.
Med rätt arkitektur så kommer det att fungera.
Lägg ALLT på ETT jordplan, anslut spänningen på ESC änden, sätt ett filter på drivspänningen till kontrollkretsen.
Matar du spänning andra vägen så kommer drivkretsens ström med störningar att gå genom kontrollern.

Det är vad jag begriper hittills.

PPM = PWM ??
ESC = ENGINE ??
KFly= Blogg = Helikopter (hur ska jag hitta din blogg, finns säkert fler miljoner, ska prova med GOOGLE)

Jag är inte grinig på någe sätt men informationen är lite bristfällig vad är före och efter din ritning?
Elektronik kan jag konstruera om man bara får veta vad som finns runtomkring.
Finns det inte plats för en jumper till så om du tar bort optokopplarna så finns det plats för jumpers som du ändå inte behöver, anar att detta ska vara något pyttekort.

Protte

[Korken]

PPM = PWM, ja. ENGINE är där man kopplar servo eller en ESC. KFly bloggen finns i min signatur.

Men om jag har allt i ett stort jordplan så kommer det inte bli några problem? Jag har ordentligt med avstörning på matningen, så där är jag inte orolig (diod -> ferrite bead -> 10u cap -> lin. reg. -> 3.3V).
Behöver jag inte oroa mig för jordslingor då?

[LHelge]

Problemet är att man har upp till 8 st ESC (motorstyrning för 3-fas BLDC motor) anslutna, dessa kopplas normalt med varsin ledare till batteriet. Vid hastiga manövrar på en stor multicopter kan en av dessa dra 50A medan en annan regenererar tiotals A. Kopplar man då ihop signaljord för dessa kommer det flyta en ganska stor ström genom den. Eftersom varje ESC internt har olika jordpotential på grund av spänningsfallet över batterikablarna som oftast är kraftigt underdimensionerade för att spara vikt.