Not-Aus-Schalter Einbau

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #11 von Zaldo » Mi 17. Feb 2016, 11:05

Ich müsste lügen Hal, aber habe ich Dich nicht bereits schon einmal darum gebeten, Probleme die Du mit der Moderation im Forum hast mit den entsprechenden Moderatoren (oder Administratoren) per PN zu klären?
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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #12 von RAU » Sa 20. Feb 2016, 22:37

Ich wende mich nochmal dem eigentlichen Problem zu. Ich hätte mir bei meiner ersten Antwort mehr Zeit nehmen sollen, das möchte ich hiermit nachholen. Zaldo hat die richtige Stelle im Datenblatt gefunden und auch den entscheidenden Punkt und die daraus entstehende Gefahr benannt: die Ausgänge werden hochohmig was andere Schaltungsteile stören könnte. Das möchte ich erst etwas ausführlicher erkären und dann die Konsequenzen überlegen. Um es vorweg zu nehmen, ich habe bisher nicht herausgefunden was beim Reset tatsächlich schief gehen könnte. Vielleicht sieht jemand das Problem.

Was macht der Reset?
1. Der Reset ist asynchron, d.h. er wirkt sofort und unabhängig vom Takt, also ohne dass irgendwelche Verarbeitungsschritte nötig wären. Damit ist der Reset Eingang schonmal die richtige Wahl um einen schnellen Notaus zu realisieren. Ein Hardware-IRQ würde dagegen nur helfen, wenn der Controller noch so gut arbeitet, dass er eine Interruptroutine ausführen kann, was im Fehlerfall nicht unbedingt gegeben ist.
2. Beim Reset (gedrückter Notaus) werden alle internen Register auf Defaultwerte zurückgesetzt. Damit wird der Kontroller in einen ungefährlichen Grundzustand versetzt, was eben auch heißt dass alle Pins, die ja als Ein- und Ausgang verwendet werden können, als Eingang programmiert werden. Als Eingang sind sie hochohmig und können normalerweise keinen Schaden anrichten.
3. Wenn der Reset zurückgenommen wird (Notaus entriegelt) bootet der Controller und beginnt die geflashte Software auszuführen.

Noch ein Hinweis: Der Pin am Reset-Stecker X3 wirkt direkt auf den Controller. Im offenen Zustand wird der Pegel mit einem 3,3kOhm Pullup-Widerstand (R93) auf 5V gehalten. Ein Kondensater (C30) entprellt das Signal.

Was heißst das nun? Wenn alle In/Out-Pins des Controllers hochohmig werden, fehlt den Leitungen zu den einzelnen Funktionen der Treiber. Die Netze "floaten". Das kann duchaus zu zufälligen Ergebnissen führen, auch wenn der Controller selbst ja eigentlich einen wohl definierten Zustand hat. Ein floatendes Signal kann auf jeder beliebigen Spannung hängen bleiben, gerne auch auf dem halben Versorgunspegel. Das kann natürlich nur geschehen, wenn auch alle anderen Schaltungsteile an dem Netz hochohmig sind.

Gehen wir daher mal die verschiedenen Funktionen im Schaltplan durch. Wer Lust hat siehe hier: http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... RF1000.pdf

Seite 1
Um Piepser und LEDs brauchen wir uns wohl nicht weiter zu kümmern, da brennt nichts an und auch nichts ab.

Seite 2
Ebensowenig um die Eingänge: DMS (Dehnungsmessstreifen), Endtaster, Tastatur, Thermosensoren.
Das Display könnte Unsinn anzeigen, macht nichts.
Die Beleuchtung ist auch unkritisch. Mehr, als dass sie leuchtet, kann nicht passieren.
Das erste interessante Teil ist die Heizplatte. Das Elektronische Relais (SSR1, solid state relais) arbeitet als Optokoppler. Um die Heizung zu aktivieren muss ein Strom durch die interne LED fließen. D.h. ein zufälliger Spannungspegel eines floatenden Signals reicht hier nicht aus, man braucht einen aktiven Treiber. Die Heizplatte ist daher ungefährdet.
Weiterhin haben wir hier die Augänge, die für Extruderheizung und Lüfter benutzt werden. Hier haben wir zwar keine Optokoppler, aber LEDs, die den Schaltzustand anzeigen.
http://cdn-reichelt.de/documents/datenb ... %23KIN.pdf
Diese würden ein nicht getriebenes Signal herunterziehen, aber auf welchen Pegel? Die Durchlassspannungen können im Betrieb schon bei 2V liegen, sind also hoch genug um unseren FET (s.u.) zu öffnen. Aber ohne Treiber müsste die LED das Netz wenigstens unter 1V herunterziehen können.
Der FET-Treiber hat eine Schwellspannung von 1.8V (mindestens 1.5V). Um größere Ströme zu schalten bedarf es etwas mehr. Siehe:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/csd18531q5a.pdf
Ich würde hier keine Gefahr ableiten, aber das müsste man vielleicht nochmal genauer prüfen.

Seite 3, 4, 5
Was übrig bleibt sind die Motortreiber, die diese drei Seiten alleine füllen.
Datenblatt hierzu: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8711.pdf
Die Ausgänge des Controllers sind direkt mit den Motortreibern verbunde, es gibt keine weiteren Bauelemente. Aber auch hier besteht eigentlich keine Gefahr. Im Motortreiber sind alle Eingänge mit internen Pullup oder Pulldown Widerständen versehen. Ein floatendes Signal wird also immer auf einem ungefährlichen Level gehalten.

Hm, wenn es also bei langem Reset stinkt, muss ich etwas übersehen haben. Oder die Geschichte mit den FET-Augängen und der LED schlägt zu, was ich wie gesagt nicht glaube. Nicht dass es doch ein Defekt bzgl. Späne etc. ist, wie hal4822 angedeutet hat. Ich fände es schon gut zu wissen, da ja viele einen verriegelten Notausschalter nachgerüstet haben. Und ein sofortiges Entriegeln ist eben auch nicht immer ratsam, wenn über das USB-Kabel noch Fahrbefehle einströmen. Man müsste den Notaus drücken, USB Kabel ziehen oder USB-Ausdruck stoppen, und dann den Notaus wieder entriegeln.



Edit:
Nachdem ich alles geschrieben hatte viel mir auf, dass ich die Bauteile da hätte um einen einfachen Test zu machen. Ich habe eine 9V Batterie, einen 1MOhm bzw. 10MOhm Widerstand und eine normale rote 5mm LED miteinander verbunden. An der LED habe ich mit einem Digitalmultimeter die Spannung gemessen. Die war bei 1MOhm etwas über 1.6V und bei 10MOhm etwas unter 1.6V. Es ist also nicht so wie ich gedacht habe, dass die Durchlassspannung bei sehr kleinen Strömen bis unter 1V fällt. Wenn jetzt die im RF1000 verwendeten LEDs noch eine etwas höhere Schwelle haben, könnte das floatende Signal den FET Treiber öffnen.

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #13 von riu » So 21. Feb 2016, 00:50

Ich habe die Beiträge von HAL, die hier total überflüssig waren, ins Archiv verschoben. Bleibt beim Thema bitte!

Lieben Gruß,
Udo

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #14 von RAU » Mi 30. Mär 2016, 16:15

Ich bin gedanklich noch immer bei diesem Thema. Ziel ist ja, einen verriegelten Not-Aus oder einen Reset-Endstop gefahrlos lange Zeit drücken zu können. Dazu habe ich mir etwas überlegt.

Im vorigen Beitrag bin ich ja zu der Erkenntnis gekommen, dass eigentlich nur die Extruderheizung gefährdet sein kann, wenn der Reset des Prozessors dauerhaft gehalten wird. So jedenfalls die bisherige Theorie, falls es andere/neue Erfahrungen gibt, her damit.

Hier nochmal die Schaltung der Ansteuerung:
Extruderheizung_SP.JPG

Was man hier tun müsste, ist das Signal HZ1 (Prozessorpin) oder direkt das Gate des Transistors über einen größeren Widerstand mit VSS verbinden. Der genaue Wert ist hier ziemlich unwichtig. 1kΩ würde funktionieren, 1MΩ auch.

Die Bauteile sind nun alle SMD-Typen, es gibt keine Drähte oder irgendwas, wo man leicht drankäme. Hier der Schaltungsteil auf dem Board:
Extruderheizung_Board.JPG

Wer eine feine Lötnadel hat, könnte nun einen SMD-Widerstand auf die LED löten, das habe ich im Bild rot eingezeichnet. Ich würde mir das nicht zutrauen.
Eine radikale Möglichkeit wäre die LED mit einem Drähtchen kurzzuschließen. Der Prozessor müsste dann 7mA treiben was er schon kann. Aber löten müsste man auch. Und dann kann man ja auch gleich einen normalen Widerstand mit Anschlussdrähten dranlöten.

Da das alles nicht so einfach ist, ist mir folgende Idee gekommen. Es gibt sogenannten Widerstandslack. Der wird von Modellbahnern benutzt. Mit Google findet man ihn sofort.
Ich habe mir den mal besorgt und einen dünnen Strich auf Papier gezeichnet. Wenn ich nach dem Trocknen den Widerstand messe, komme ich für die Länge von so einer LED auf ca. 500kΩ. Das ist eine gute Größenordnung und man kann den Lack auch ruhig etwas dicker auftragen, ohne dass man gleich einen Kurzschluss hat. Selbst wenn man den R33 nebenan etwas mit bekleckert, funktioniert die Schaltung noch. Es kommt ja nicht so sehr darauf an, wo genau man das Netzwerk nach Masse zieht, hauptsache nicht zu niederohmig.

Ich frage mich jetzt noch, wie man den Erfolg einer solchen Aktion messtechnisch belegen kann, man kommt im Betrieb kaum an die Bauteile dran. Ich könnte parallel zum Extruder eine LED hängen und beobachten, ob sie beim Reset manchmal leuchtet. Wenn ja, den Lack drauf machen und wieder beobachten...
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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #15 von JoBo » Mi 30. Mär 2016, 16:44

Ich hab gerade mal ein paar Messungen, bei gedrücktem "Reset-Notaus", gemacht. Jedesmal das gleiche: 24V am Extruder gegen Masse, was letztlich heisst, dass der FET sperrt.
Pausiblität geprüft: Gemessene Temperatur lag nach "Wiedereinschalten" unter den eigestellten 120 °C (nach 10 s bei ca. 110 °C).

Ich werde definitiv keinen derartigen Aufwand betreiben.

Gruß
JoBo

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #16 von RAU » Mi 30. Mär 2016, 17:21

Jobo, ich habe so einen ähnlichen Versuch auch gemacht. Ich habe einfach die Extruderspitze angefasst und mehrmals Reset gedrückt. Es kam nichts.
Aber das beweist leider nichts. Es kann von vorherigen Zustand abhängen, aber z.B. auch von den genauen Bauteileigenschaften. Die können sich auch mit der Zeit ändern.
Ich selbst habe im Moment nur eine nicht verriegelnde Reset-Taste, da braucht man den Aufwand natürlich nicht. Wenn ich aber über USB drucken würde, müsste ich über eine Verriegelung nachdenken. (Der Computer sendet weiter.) Da muss man schon aufpassen dass man den Computer abbricht oder das USB-Kabel zieht und dann den Reset entriegelt.

RFrank hat geschrieben:Hallo zusammen

Wichtig ist den gedrückten NOT-AUS sofort wieder zu entriegeln!!!

Der Mega-Kontroller kann in einen undefinierten Zustand geraten, heißt Ausgänge bleiben gesetzt.

Dies kann zur Zerstörung der Heizungen führen, da keine Temperaturkontrolle bzw. Regelung mehr stattfindet.
Bis jetzt hab ich schon 2x Glück gehabt, aber der Gestank im Raum sagte alles.

Gruß Frank


Wenn man nun gar Reset-Endtaster einbauen möchte, kommt man wohl gar nicht mehr drum herum. Ich hätte jedenfalls keine Ruhe, wenn der Drucker möglicherweise in meiner Abwesenheit Stunden lang im Reset steht und ich wüsste, dass die Extruderheizung von einem schwimmenden (floating) Signal abhängt.

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #17 von JoBo » Mi 30. Mär 2016, 18:11

Hab's gerade nochmal geprüft und konnte das Verhalten nachstellen. Die Spannung nach dem Extruder lag während des Resets bei ca. 8 V. Nach Wiedereinschalten lag die Temperatur (120 °C eingestellt) bei 130 °C.
Werd da trotzdem nichts dran machen. Ist nur gut zu wissen, dass es passieren kann...

JoBo

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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #18 von RAU » Mi 30. Mär 2016, 18:15

Das war jedenfalls - für die die es brauchen können - ein sehr hilfreicher Versuch!. Denn bewiesen war bisher nur, dass es schonmal stinkt :)

Wessix
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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #19 von Wessix » Mi 30. Mär 2016, 19:10

Nur so aus interesse, was spricht dagegen die haupt-stromzufuhr zu unterbrechen. Dann ist alles aus. Mache das mit meinem schaltrelais vom rasberry pi aus, aber so ein relais liese sich ja auch über einen schaltkreis der einen Notausschalter hat steuern.
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Re: Not-Aus-Schalter Einbau

Beitrag #20 von RAU » Mi 30. Mär 2016, 20:28

Da spricht nichts dagegen, mir fällt jedenfalls nichts ein.

Es kommt natürlich drauf an was man insgesamt für Hardware benötigt. Wenn du schon einen RasPi hast der den Drucker per Relais ausschalten kann, ist es vermutlich wirklich das einfachste, auch die Notausfunktionen damit zu koppeln.

Wenn nur ein Notaus-Schalter eingesetzt werden soll, könnte man auch ein Modell wählen, das die Netzspannung direkt unterbrechen kann.

Wer jedoch einen elektronisch gesteuerten Notaus haben will (z.B. per Endschalter) und noch kein Relais hat, für den dürfte ein Klecks Lack auf dem SMD-Bauteil doch die einfachere Lösung sein.


Edit: Eins möchte ich gerne noch ergänzen: Die FET-Ausgänge im Reset mit einem Pull-Down zu deaktivieren sehe ich als einen Bugfix. Alle Augänge müssen im Reset abgeschaltet sein. Sind sie das nicht, stört mich das prinzipiell. ;)
Also, ob es sonst tatsächlich zu Problemen kommt oder nicht ändert nichts daran, dass ich bei Gelegenheit (!) sämtliche FETs mit so einem "Pull-Down-Lack-Klecks" versehen werde.


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