Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI)

EMI to zakłócenie generowane przez źródło EMI, które wpływa na obwód elektryczny poprzez indukcję elektromagnetyczną, sprzężenie elektrostatyczne lub przewodzenie. Zakłócenie może pogorszyć działanie obwodu lub nawet uniemożliwić jego działanie.

W przypadku systemu CNC istnieje kilka źródeł EMI występujących w postaci

• Silniki krokowe i ich okablowanie
• Wrzeciono / Router
• Okablowanie sieciowe
• Elektryczność statyczna
• Odpylanie
• Falowniki plazmowe lub VFD
• Środowisko warsztatowe

1. Objawy EMI

1.1 Uszkodzone dane szeregowe / błędy przesyłania strumieniowego

Możesz zauważyć, że transfer danych między komputerem a kontrolerem ulega uszkodzeniu. Możesz zauważyć sprzężenie zwrotne z kontrolera lądujące w twoim dzienniku seryjnym z brakującymi sekcjami, dziwnymi znakami itp. Ale możesz również zauważyć to, gdy maszyna wykonuje dziwne ruchy lub błędnie działa dobrze znany kod. EMI może uszkodzić dane wysyłane, a także odbierane do / ze sterownika.

1.2 Przypadkowe błędy rozłączania USB

Większość komputerów próbuje chronić się przed potencjalnymi uszkodzeniami EMI, ale wyłącza port USB, gdy wykryje EMI przekraczające określone poziomy napięcia. Jako pierwszą wskazówkę zobaczysz przypadkowe rozłączenia w dzienniku szeregowym i utracisz łączność z maszyną. Zwykle napotkasz to, gdy działa router, wrzeciono lub odkurzacz, ale gdy je wyłączysz i wykonasz odcięcie powietrza, problem nie pojawia się.

1.3 Fałszywe alarmy limitów twardych

EMI może spowodować, że Grbl będzie fałszywie sądził, że został trafiony twardy wyłącznik krańcowy (jeśli masz pewność, że wózki nie dotknęły żadnego z wyłączników krańcowych w momencie alarmu). Można tego w dużej mierze uniknąć, stosując wyłączniki krańcowe Xtension z wbudowanymi filtrami RC

2. Łagodzenie EMI

2.1 Oddalenie źródeł zakłóceń od przewodów sygnałowych

Najłatwiejszym rozwiązaniem jest fizyczne umieszczenie źródeł EMI dalej od dowolnego kabla USB, wyłącznika krańcowego i innych kabli sygnałowych niskiego napięcia: Należą do nich:

• Okablowanie silnika krokowego
• Kabel zasilający routera
• Okablowanie VFD
• Okablowanie plazmowe
• Przewody zasilające

Należy unikać prowadzenia okablowania zasilania / silnika w tej samej wiązce / łańcuchu kabli / rurze, co okablowanie niskonapięciowe / sygnałowe

2.2 Zastosowanie rdzeni ferrytowych

Rdzenie ferrytowe można kupić w firmie V-Slot.pl oraz od wielu sklepów internetowych
i dostawców elektroniki. Możesz nabyć różnorodne kształty i średnice, które można przypiąć do istniejącego okablowania, co czyni je naprawdę łatwymi w instalacji.
Możesz je przypiąć do wszelkich kłopotliwych przewodów.
Należy również pamiętać, że wysokiej jakości kable USB są zwykle dostarczane z rdzeniem ferrytowym. Czasami przewody mogą działać jako receptory EMI, na przykład mysz / klawiatura komputera może kierować EMI do płyty głównej, powodując wyłączenie koncentratora USB, pokazując odłączenie kontrolera. W takim przypadku można również zainstalować kilka rdzeni ferrytowych na tych niepowiązanych kablach

2.3 Filtrowanie mocy

Korzystanie z wysokiej jakości zasilacza prądu stałego, takiego jak nasze zasilacze  dostępne w sklepie V-Slot.pl , może pomóc w wyeliminowaniu zakłóceń elektromagnetycznych przez okablowanie sieciowe z VFD, routera lub innego pobliskiego źródła EMI AC.

2.4 Wyłączniki krańcowe Xtension z wbudowanym filtrem EMI

Oferujemy nasze wyłączniki krańcowe Xtension jako szybkie rozwiązanie wszelkich problemów związanych z wyłącznikami krańcowymi EMI. Mają one wbudowany filtr RC i rezystory podciągające, które pomagają odfiltrować zakłócenia elektromagnetyczne, które mogą mieć wpływ na wyłączniki krańcowe.

2.5 Ekranowanie

W skrajnych przypadkach może być konieczne użycie przewodu ekranowanego dla dowolnych źródeł EMI lub szczególnie wrażliwych receptorów EMI. Ekranowany kabel ma ekran w oplocie z metalu / folii pomiędzy poszczególnymi przewodami a izolacją. Ekran musi być podłączony do uziemienia, aby odprowadzać wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne, które indukują ekran, działając w ten sposób jako bariera zapobiegająca przedostawaniu się EMI do / wychodzeniu z przewodów wewnątrz ekranu. Ponadto niektóre źródła silnego EMI, takie jak falowniki VFD, mogą wymagać zamontowania wewnątrz metalowej obudowy, aby pomóc chronić środowisko przed ich promieniowaniem elektromagnetycznym.

2.6 Uziemienie

Dla własnego bezpieczeństwa wiele elementów maszyny CNC będzie wymagało uziemienia:

• Zasilacz prądu stałego ma uziemienie
• VFD / router prawdopodobnie ma uziemienie (niektóre routery nie mają, zamiast tego polegają na podwójnie izolowanych korpusach)
• Jeśli masz problemy z ładunkiem statycznym, szczególnie podczas cięcia tworzyw sztucznych, rozważ uziemienie ramy maszyny. Zwróć uwagę, że niektóre elementy liniowe, takie jak V-Wheels, są izolacyjne, więc może być konieczne podłączenie uziemień do suwnicy, osi z, mocowania wrzeciona i łóżka.
• Zauważ, że DC GND to nie to samo, co Ziemia / Uziemienie, o których tutaj mówimy. Odnosi się to do uziemienia. Nigdy nie podłączaj DC GND (ujemny) do uziemienia.

Uwaga: nigdy nie należy łączyć przewodów uziemiających w łańcuch: wszystkie uziemienia należy podłączyć z powrotem do centralnego złącza (uziemienie w gwiazdę), które jest połączone z uziemieniem sieci - służy to również do ochrony w przypadku upływu elektrycznego / zwarcia

2.7 Węże do odsysania pyłu

Często pomijanym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych w postaci wyładowań elektrostatycznych są węże próżniowe / odpylające. Szybko poruszające się cząsteczki powietrza, wióry materiału i pył ocierający się o wnętrze węża mogą generować ładunek statyczny. Gdy ładunek zgromadzi się wystarczająco, może rozładować się do pobliskiej metalowej ramy, konstrukcji lub elektroniki. To objawia się jako typowe objawy EMI. Idealnie byłoby, gdybyś miał wbudowany wąż pyłowy z wbudowanymi funkcjami antystatycznymi, ale alternatywnie możesz poprowadzić odcinek nieizolowanego oplotu miedzianego (lub drutu miedzianego, ale plecionka jest bardziej skuteczna) po wewnętrznej stronie węża, uziemiając z boku odkurzacz / odpylacz. Pomoże to rozproszyć wszelkie ładunki, zapobiegając niektórym problemom z EMI.

2.8 Wrzeciona VFD

VFD wytwarzają dużo zakłóceń elektromagnetycznych. Prawdopodobnie będziesz musiał zastosować większość powyższych rozwiązań, aby przeciwdziałać EMI z VFD:

• Upewnij się, że falownik VFD i korpus wrzeciona są uziemione
• Rozważmy metalową obudowę wokół VFD
• Kabel pomiędzy VFD a falownikiem musi być kablem ekranowanym, z ekranem uziemionym do zacisku PE (fizyczne uziemienie) na VFD.
• Prawdopodobnie będziesz musiał dodać rdzenie ferrytowe do przewodów sygnałowych podłączonych do VFD
• Prawdopodobnie będziesz musiał dodać rdzenie ferrytowe do kabla zasilającego VFD
• Jeśli używane są kable ekranowane, należy uziemić tylko jeden koniec (stronę najbliższą układu napędowego tego elementu), ponieważ uziemienie obu końców może tworzyć pętle uziemienia