RPi Motorsteuerung mit Infrarot: Bei Motorbelastung funktioniert IR nicht mehr

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  • Hallo,

    ich habe ein eigenartiges Problem und komme nicht dahinter, woran es liegt.

    Ich bastle im Rahmen eines FH-Projektes an einem Prototypen. Es handelt sich um ein motorbetriebenes Trittbrett, das man an einem bestehenden Kinderwagen befestigen kann. Dazu verwende ich einen Akkuschraubermotor, den ich mit einer Motorsteuerung (DROK PWM Dual Motor Treiber [Anzeige]) am RPi steuere. Zusätzlich reagiert mein Programm auf Eingaben der IR-Fernbedienung. Als IR-Empfänger kommt das IR-Empfängermodul von Sunfounder zum Einsatz (Link [Anzeige]).

    Im unbelasteten Zustand funktioniert alles einwandfrei.

    Sobald das Brett aber am Kinderwagen befestigt ist und sich der Motor ein bisschen anstrengen muss, nimmt der IR-Empfänger keine Signale mehr an. Direkt auf dem IR-Empfängermodul sitzt ein Signal-LED, das in der Frequenz des gesendeten IR-Signals blinkt. Diese LED leuchtet bei höherer Motorbelastung plötzlich durchgehend - so als ob ein IR-Dauersignal gesendet wird. :huh: - auch ohne dass die IR-Fernbedienung betätigt wird.

    Ich habe schon versucht das IR-Modul anders zu positionieren, um Störungen zu vermeiden. Leider ohne Erfolg.

    Hat vielleicht jemand eine Idee, wie man diesem kuriosen Problem begegnen könnte?

    Besten Dank für jeden Tipp!
    Viele Grüße aus Wien,

    Mario

  • RPi Motorsteuerung mit Infrarot: Bei Motorbelastung funktioniert IR nicht mehr? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Du verwendest einen Akkuschrauber. Das bedeutet es kommt ein Universalmotor zum Einsatz. Der hat Kohlebürsten um die elektrische Verbindung vom Stator zum Läufer herzustellen. Ich vermute nun, wenn der Motor stärker belastet wird, so entsteht ein stärkeres Bürstenfeuer, was wiederum IR-Lichtanteile aufweist. Und so kann es sein, das der IR-Empfänger vom Bürstenfeuer beeinflusst wird. Hast Du daraufhin schon die Installation geprüft?

    Ist nur so eine Idee, doch hoffentlich hilft sie Dir ein wenig.

    Mit besten Grüßen

    Peter

    Gesendet von meinem SM-P550 mit Tapatalk

  • Da Du schon efolglos versucht hast den IR Empfänger an einer anderen Position zu betreiben, würde ich eher auf ein Problem mit der Stromversorgung tippen. Wie der RPi mit Spannung versorgt wird, hast Du ja nicht geschrieben. Aber beim Unterschreiten der Mindestspannung des RPi, zeigt dieser oft ein seltsames Verhalten. Zieht der Motor mehr Strom unter Last, bricht i.d.R. die Spannung ein und der RPi hat ein Problem.

  • Hallo Peter,


    Du verwendest einen Akkuschrauber. Das bedeutet es kommt ein Universalmotor zum Einsatz. Der hat Kohlebürsten um die elektrische Verbindung vom Stator zum Läufer herzustellen. Ich vermute nun, wenn der Motor stärker belastet wird, so entsteht ein stärkeres Bürstenfeuer, was wiederum IR-Lichtanteile aufweist. Und so kann es sein, das der IR-Empfänger vom Bürstenfeuer beeinflusst wird. Hast Du daraufhin schon die Installation geprüft?

    Ist nur so eine Idee, doch hoffentlich hilft sie Dir ein wenig.

    Mit besten Grüßen

    Peter

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    in der gleichen Richtung denke ich auch.

    Vor zwei Wochen habe ich bei einem Kunden zur Vorbereitung eines FDA-Audits Autoklaven-Qualifizierungen geprüft.

    Dort gab es jeweils einen sog. EMV-Test [EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit].

    Keine Funktion des Autoklaven darf durch ein elektromagnetisches Feld von außen ausgelöst oder in seiner Funktion beeinträchtigt werden.

    Als "EMV-Kanone" nutzte man eine handelsübliche Bohrmaschine, deren Drehzahl gut variiert werden konnte.

    Wie Du schon treffend vermutest, handelt es sich auch meiner Meinung nach um genau diesen Effekt: Die Elektronik reagiert auf EMV-Störsignale.


    Beste Grüße!

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

  • Zuallererst: Vielen Dank für eure Antworten!

    Um der Störung des Bürstenfeuers zu begegnen, habe ich die Lüftungsabdeckungen des Motors bzw. Akkubohrers sowie testweise auch des IR-Empfängers mit Gaffaband abgedeckt. Leider ist keine Änderung oder Linderung festzustellen. Je mehr man den laufenden Motor (zB. mit der Hand belastet), desto heller wird die Signal-LED am IR-Empfänger.

    Die Motorsteuerung selbst wird zwar mit Spannung aus dem RPi verbunden, die Hauptstromquelle des Motors jedoch kommt vom Akkuschrauber-Akku. Demnach kann eine Belastung einer oder mehrerer PINs des RPi ausgeschlossen werden, auch wenn es danach aussieht.

    Ich habe nun die Stromaufnahme des RPis gemessen. Selbes Problem und der gemessene Strombedarf bleibt auch bei Belastung derselbe.

    Ich werde als Alternative bei der Vorführung auf eine USB-Funktastatur zurück greifen. Trotzdem würde mich die Lösung interessieren. Ev. würde eine galvanische Trennung der digitalen Pins etwas bringen?

    Sehr knifflig das ganze.

    Einmal editiert, zuletzt von dermario (12. Juni 2016 um 13:21)

  • Gewebeband wird da wohl nicht so wirksam sein, da beim "Bürstenfeuer" am Motor magnetische bzw. Funkwellen erzeugt werden, welche sich auf die Verdrahtung des RPi einkoppeln können. Wirksamer wäre es wohl Alu- o. Kupferfolie zu verwenden bzw. noch besser, die Funkenbildung zu vermeiden. Wichtig ist es auch Pullupwiderstände für die Signalleitungen zu verwenden.
    Zum Thema Spannung: betreibe mal RPi u. Motor mit unterschiedlichen, nur über GND verbundenen Spannungsquellen. Nur den Stromverbrauch zu messen reicht nicht aus. Miß mal die Versorgungsspannung des RPi, wenn das Problem auftritt o. noch besser wäre es mit einem Oszi die Spannung zu überprüfen.

  • Des weiteren ist bei allen Gleichstromantrieben, wozu auch der Universalmotor zählt, bei bürstenbehafteten Versionen die magnetisch neutrale Zone von großer Bedeutung.
    Innerhalb dieser Zone ist der Energiegehalt der an den Bürsten enstehenden Abreissfunken am kleinsten. Die neutrale Zone verändert sich mit der Last des Motors. Aus diesem Grund ist es nicht so ohne weiteres möglich das Bürstenfeuer komplett zu unterbinden.
    Wurde der Motor zerlegt, eventuell die Anordung der Bürstenbrücke verändert, so wird die Funkentstörung leider keinen Erfolg bringen.
    Doch derlei ist sicherlich / hoffentlich nicht in diesem Fall erfolgt.
    So schließe ich mich den Ausführungen von Fliegenhals und Dreamshader vorbehaltlos an.
    Ich würde zudem die genannte Alu- oder Kupferfolie erden, da die Funkenbildung dadurch zwar nicht verhindert jedoch die Energie der Ausstrahlung nach Masse abgeleitet werden kann.

    Mit besten Grüßen

    Peter

    Gesendet von meinem SM-P550 mit Tapatalk


  • Ev. würde eine galvanische Trennung der digitalen Pins etwas bringen?


    Ich vermute der Motor versaut die Versorgungsspannung. Dies könnte auf die IR-Auswertung Einfluss haben. Ich würde daher mal den IR Empfänger mit einer eigenen Spannungsversorgung (z.B. Batterie) betreiben. Die Massen beider Stromkreise müsstest Du aber verbinden. Wenn das Hilft kann man gezielt alternative Problemlösungen suchen... (Ups, Fliegenhals hat das auch schon vorgeschlagen :blush: )

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

    Einmal editiert, zuletzt von VeryPrivat (12. Juni 2016 um 15:53)

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