Autor Tema: Ruido alimentacion servos  (Leído 5918 veces)

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Desconectado c4_esp_VR

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Ruido alimentacion servos
« en: 10 de Junio de 2009, 19:23:57 »
Hola compañeros:

Me ocurre un tema muy interesante y es el siguiente, resulta que alimento con los 5V del usb un pic y un servo y veo que cuando muevo el servo la alimentación del circuito (5V) tiene mucho ruido, incluso a veces se me resetea el micro.

Me han hablado de poner un step-up/step-down en la alimentación del micro, pero me gustaría hacer algo más barato como un LDO o algo así ya que en realidad luego le voy a poner baterias de 6V para alimentar varios servos y el pic. No sé si habría alguna manera de filtrar el ruido simplemente con una bobina y un condensador o algo por el estilo.

Muchas gracias a todos.

Desconectado sycho

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #1 en: 10 de Junio de 2009, 22:26:08 »
Un LDO ya te proporcionaría bastante aislamiento al ruido de la tensión de entrada. Si miras el datasheet verás la atenuación según frecuencia para una tensión, corriente y condensadores concretos. Aumenta el valor del condensador de salida si sigues con problemas a baja frecuencia, con el consumo que tiene un pic dudo que haga falta más.

Yo he utilizado los ADP3303 de Linear Technology en sintetizadores de radiofrecuencia de muy bajo ruido y me han funcionado genial para evitar que ruidos presentes en la alimentación se me cuelen y me ensucien los osciladores con señales espúreas.
Éstos aguantan 200mA con una caida de tan solo 180mV. También tienes los ADP3301 de 100mA con 100mV de dropout, por lo demás ambos tienen las mismas especificaciones. Tienes 80dB de rechazo por debajo de 100Hz!!!

Si necesitases algo con un poco más de potencia, por ejemplo si decides aislar los servos del resto, te recomiendo el LT1965 (1.1A).

Añado: Me acabo de dar cuenta de que dices que lo alimentas todo desde el usb. ¿No estarás demandando demasiada corriente por culpa de los servos? Ten cuidado que los picos pueden ser grandes.

Desconectado c4_esp_VR

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #2 en: 11 de Junio de 2009, 05:05:35 »
Hola sycho:

Citar
Añado: Me acabo de dar cuenta de que dices que lo alimentas todo desde el usb. ¿No estarás demandando demasiada corriente por culpa de los servos? Ten cuidado que los picos pueden ser grandes.

Sólo era un microservo de 15x10x8 o algo así, por lo que dudo que tire 0.5A aunque lo probaré con una fuente de alimentación con limitación de corriente.

Citar
Un LDO ya te proporcionaría bastante aislamiento al ruido de la tensión de entrada. Si miras el datasheet verás la atenuación según frecuencia para una tensión, corriente y condensadores concretos. Aumenta el valor del condensador de salida si sigues con problemas a baja frecuencia, con el consumo que tiene un pic dudo que haga falta más.

Yo he utilizado los ADP3303 de Linear Technology en sintetizadores de radiofrecuencia de muy bajo ruido y me han funcionado genial para evitar que ruidos presentes en la alimentación se me cuelen y me ensucien los osciladores con señales espúreas.
Éstos aguantan 200mA con una caida de tan solo 180mV. También tienes los ADP3301 de 100mA con 100mV de dropout, por lo demás ambos tienen las mismas especificaciones. Tienes 80dB de rechazo por debajo de 100Hz!!!

Si necesitases algo con un poco más de potencia, por ejemplo si decides aislar los servos del resto, te recomiendo el LT1965 (1.1A).

Entonces tengo que poner un LDO (Low Drop Output) para los servos y otro para el pic, ya que tengo que alimentarlo a 6V y tengo que sacar 5V del regulador. Por lo que el LDO para los servos tiene que ser al menos de 3A a 5V fijos (fixes). Sabrias de alguno lo más barato posible y que no meta ruidos en la alimentación.

Ya decia yo que poner un step-up era una locura aunque si que tiene un mejor rendimiento.

Muchas gracias por la info.

Desconectado sycho

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #3 en: 11 de Junio de 2009, 07:56:15 »
Para 3A por ejemplo tienes los LT1529-5 con 600mV de dropout a 3A. Pero para tanta corriente yo me decantaría por un regulador conmutado más que nada por temas de eficiencia y disipación... Tienes el LT1374 con el transistor de switching integrado (solo tienes q añadir bobina, diodo y condensadores) que da hasta 3,6A con encapsulados SO-8, DD7, T5 y SSOP-16. Al tener una frecuencia de conmutación de 500khz la bobina q necesitas es de solo 6,8uH para que aguante 3A a 5V.

No se si voy a decir una burrada, pero quizás funcionase de cara a alimentarlo todo desde el usb: Poner un LDO solo en el pic, regulando a 4.85v (justo un poco por debajo del dropout del ADP3301). No se cuanto es la tolerancia del pic/usb pero por 150mV...

Por cierto, no tengo nada que ver con Linear Technology :D  Es que es el fabricante que más me gusta para temas de alimentación, igual que analog para opamps, multiplexores, pll....

Desconectado c4_esp_VR

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #4 en: 11 de Junio de 2009, 09:56:02 »
Citar
Para 3A por ejemplo tienes los LT1529-5 con 600mV de dropout a 3A. Pero para tanta corriente yo me decantaría por un regulador conmutado más que nada por temas de eficiencia y disipación... Tienes el LT1374 con el transistor de switching integrado (solo tienes q añadir bobina, diodo y condensadores) que da hasta 3,6A con encapsulados SO-8, DD7, T5 y SSOP-16. Al tener una frecuencia de conmutación de 500khz la bobina q necesitas es de solo 6,8uH para que aguante 3A a 5V.

La verdad es que los integrados estan bastante bien pero andaba buscando algo más barato que no superase los 2€ y si es un step-down mucho mejor  :P y estos superan los 5€ sobradamente...si sabes de alguno sería una buena ayuda aunque fuese de 2A que creo que me llegaría también.

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No se si voy a decir una burrada, pero quizás funcionase de cara a alimentarlo todo desde el usb: Poner un LDO solo en el pic, regulando a 4.85v (justo un poco por debajo del dropout del ADP3301). No se cuanto es la tolerancia del pic/usb pero por 150mV...

Tengo que alimentar 6 servos así que del usb...va a estar un poco dificil  :mrgreen:

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Por cierto, no tengo nada que ver con Linear Technology lol  Es que es el fabricante que más me gusta para temas de alimentación, igual que analog para opamps, multiplexores, pll....

Ya, ya...claro, claro...eso es lo que dicen todos  :D :D :D

Un saludete y muchas gracias.

Desconectado sycho

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #5 en: 11 de Junio de 2009, 14:40:30 »
La verdad es que los integrados estan bastante bien pero andaba buscando algo más barato que no superase los 2€ y si es un step-down mucho mejor  :P y estos superan los 5€ sobradamente...si sabes de alguno sería una buena ayuda aunque fuese de 2A que creo que me llegaría también.
Para esas corrientes tengo comprobado que sale más caro, tanto economicamente como en aspirinas, y por supuesto en espacio el usar controlador y transistor por separado. Si necesitas abaratar costes he encontrado éstas otras opciones:
- ST L5973AD (SOIC-8) 2A: 3,10€/ud
- Micrel MIC4576WU (TO263-5 DPAK) 3A: 2,92€/ud
Ambos disponibles en DigiKey

Tengo que alimentar 6 servos así que del usb...va a estar un poco dificil  Mr. Green
Entonces no he dicho nada

Desconectado c4_esp_VR

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #6 en: 11 de Junio de 2009, 17:39:32 »
Muchas gracias por la info...pero creo que no sirven para el cometido que estamos buscando ya que el de micrel tiene un dropoutput de 2V para 5V...además de llevar un condensador de caballo...(1000uF), más grande que mi cabeza casi jajajaja.

Y respecto al de ST esta bastante bien pero no ponen un circuito para salida de 5V fijas...sólo ponen el de 3.3V...

De todas maneras muchiiiiiisssiiimas gracias por la ayuda voy a buscar alguno y cuando encuentre alguno que crea que es bueno, bonito y barato te lo consultaré  :), pero de todas formas si encuentras alguno por aquí estaré para escucharte  :-/ :-/ :-/

Un saludete.

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #7 en: 11 de Junio de 2009, 21:13:05 »
Y respecto al de ST esta bastante bien pero no ponen un circuito para salida de 5V fijas...sólo ponen el de 3.3V...
Solo tienes que recalcular el divisor de tensión del lazo! FB tiene que ser 1.235v: Vout= 1.235*((R1+R2)/R2)
Con R1=6.8k y R2=2.2k consigues 5.05v
Con R1=8.2k y R2=2.7k consigues 4.98v


Si es que lo queremos todo hecho  :D

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #8 en: 12 de Junio de 2009, 03:11:40 »
Citar
Si es que lo queremos todo hecho  lol

Que vaaaaaaaaaaaaa...era para ver si estabas atento... :P :P :P, no en serio en el datasheet no viene nada de eso o al menos yo no lo veo

Datasheet L5973AD

Por cierto me acabo de acordar ahora mismo que en las placas de control de servos, CREO, ponen resistencias de pull-up entre la salida de la señal de control del PIC y la entrada de control del servo. ¿Me equivoco?, ¿es realmente necesaria?.

Muchas gracias compañero sycho  :-/ :-/ :-/
« Última modificación: 12 de Junio de 2009, 03:25:16 por c4_esp_VR »

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #9 en: 12 de Junio de 2009, 05:20:26 »
Citar
Si es que lo queremos todo hecho  lol
en el datasheet no viene nada de eso o al menos yo no lo veo

Aparte de que es lo típico en todos los reguladores variables... lo tienes en varios sitios:
Pag 3:  5 FB  Stepdown feedback input. Connecting the output voltage directly to this pin results in an output voltage of 1.235 V. An external resistor divider is required for higher output voltages (the typical value for the resistor connectebetween this pin and ground is 4.7 K).
Pag 5: V5 Voltage feedback
Pag 10: 4.5 Error amplifier ...

Por cierto me acabo de acordar ahora mismo que en las placas de control de servos, CREO, ponen resistencias de pull-up entre la salida de la señal de control del PIC y la entrada de control del servo. ¿Me equivoco?, ¿es realmente necesaria?.

Creo que eso es por si usas una salida en colector abierto como tienen algunos pics. Otro motivo no le veo ya que una totem-pole tira perfectamente ambos niveles sin "ayuda"

Desconectado c4_esp_VR

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #10 en: 17 de Noviembre de 2009, 17:06:52 »
Después de sacar un poco de tiempo, vuelvo a la carga con el tema.

Resulta que estoy poniendo en práctica dicho tema, para ello parto de que alimento el circuito con una fuenta de alimentación regaluable que aguanta hasta 3A y 24V, esta se conecta con un LM1085-5.0 (LDO de 3A de salida 5V fijos), para el consumo de los servos y otro TS2937 de 5V fijos 0.5A para el consumo de otros integrados, lo que intenté es separar la alimentación de los servos del resto ya que sabia que son posibles problemas de ruido. Quedando como la siguiente imagen.



Que es lo que ocurre aqui, resulta que cuando el servo demanda energia (lo estamos forzando con la mano), la tensión cae unos 300mA (pero no de forma constante sino en forma de PWM). Vamos a representalo

-----       -------------------       ---------       ->  5.0V
      |-----|                      |-----|                 ->  4.7V


Os preguntareis que tensión caerá, la del LDO de los servos o del LDO de los integrados, resulta que cae en ambos, ya que dicha caida se da también a la entrada de los LDO, es decir, que dicha caida está afectando a la fuenta de alimentación de 3A, cuando el consumo del circuito forzando el servo es de 0.4A  :shock: :shock: :shock: (decir que el limitador de corriente está puesto al máximo (3A))

La verdad es que no sé que puede estar pasando ya que tengo los condensadores recomendados de los datasheet y tengo placa de doble cara, donde una cara tiene un plano de masa y la otra cara un plano de 5V...

Alguien tiene idea de que puede estar pasando y de como solucionarlo, es decir, como evitar que caiga la tensión cuando los servos requieran consumir.

Muchas gracias compañeros.
« Última modificación: 17 de Noviembre de 2009, 17:09:14 por c4_esp_VR »

Desconectado sander

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #11 en: 17 de Noviembre de 2009, 22:58:42 »
No se exactamente como estes llevando los cables o ruteando para tus pruebas , pero talvez se aplique el mismo principio que el de la tierra analogica y la tierra digital, si es que no lo has hecho ya te recomiendo que distribuyas la alimentacion de la siguiente forma:




Tambien podrias ver de usar optoacopladores para llevar las señales del micro al servo.

Saludos
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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #12 en: 18 de Noviembre de 2009, 04:39:51 »
Hola sander:

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No se exactamente como estes llevando los cables o ruteando para tus pruebas , pero talvez se aplique el mismo principio que el de la tierra analogica y la tierra digital, si es que no lo has hecho ya te recomiendo que distribuyas la alimentacion de la siguiente forma:

La verdad es que al tener un único plano de masa en una de las caras, entiendo que no he podido hacer dicha distribución de ruteado. Por otro lado si quisiera hacer la distribución que propones con plano de masa tendría que hacer "dos planos de masa distintos", ¿no?. ¿Qué ventajas tiene hacer esta estructura que comentas?,¿Sabes de más buenas prácticas de diseño de pcb para evitar ruidos?.

Citar
Tambien podrias ver de usar optoacopladores para llevar las señales del micro al servo.
Cuando te refieres llavar las señales del micro al servo, ¿Te refieres a la señal de consigna de manejo del servo?, si es así, sería una buena opción pero sería muy caro realizarlo. Lo que si he visto en algunos diseños comerciales que les ponen a dichas señales una resistencia pequeña de entre 220-330 ohmios en serie con la línea de transmisión.

                                           5V
---                                         |
m|            ----------            |-------
i  |---------|220/330|---------|
c |            ----------            |servo
r |                                     |-------
o |                                          |
   |                                       GND
---


La verdad es que no sé en que se fundamentan para realizar esto ya que al hacerlo, la tensión que le llegará al micro será de:
Vmicro-Vserv=I*220 -> Si el micro entregase 20mA que es lo máximo que dan las salidas de un micro de microchip, casi toda la tensión caería en la resistencia...
Vmicro=5V; I=10mA Vserv=2.8V que no llega a ser 5V ni por asomo y eso suponiendo que el micro entrege 10mA

Esto algo que ahora mismo no comprendo  :? :? :?

Un saludete y gracias.

Desconectado sander

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Re: Ruido alimentacion servos
« Respuesta #13 en: 18 de Noviembre de 2009, 17:33:27 »
Hola sander:

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No se exactamente como estes llevando los cables o ruteando para tus pruebas , pero talvez se aplique el mismo principio que el de la tierra analogica y la tierra digital, si es que no lo has hecho ya te recomiendo que distribuyas la alimentacion de la siguiente forma:

La verdad es que al tener un único plano de masa en una de las caras, entiendo que no he podido hacer dicha distribución de ruteado. Por otro lado si quisiera hacer la distribución que propones con plano de masa tendría que hacer "dos planos de masa distintos", ¿no?. ¿Qué ventajas tiene hacer esta estructura que comentas?,¿Sabes de más buenas prácticas de diseño de pcb para evitar ruidos?.


Si, tendrias que llevar las tierras por caminos separados, segun mi experiencia esto hace que la corriente de retorno de la parte ruidosa  no pase por  el resto del circuito sino que vaya directamente a tierra.

Otra  buena practica es poner los capacitores de desacoplo en las diferentes etapas del circuito , mayormente circuitos integrados, en este mismo foro puedes encontrar bastante informacion sobre este tema, puedes  revisar este LINK para empezar.

Cuando te refieres llavar las señales del micro al servo, ¿Te refieres a la señal de consigna de manejo del servo?, si es así, sería una buena opción pero sería muy caro realizarlo. Lo que si he visto en algunos diseños comerciales que les ponen a dichas señales una resistencia pequeña de entre 220-330 ohmios en serie con la línea de transmisión.

                                           5V
---                                         |
m|            ----------            |-------
i  |---------|220/330|---------|
c |            ----------            |servo
r |                                     |-------
o |                                          |
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La verdad es que no sé en que se fundamentan para realizar esto ya que al hacerlo, la tensión que le llegará al micro será de:
Vmicro-Vserv=I*220 -> Si el micro entregase 20mA que es lo máximo que dan las salidas de un micro de microchip, casi toda la tensión caería en la resistencia...
Vmicro=5V; I=10mA Vserv=2.8V que no llega a ser 5V ni por asomo y eso suponiendo que el micro entrege 10mA

Esto algo que ahora mismo no comprendo  :? :? :?

Un saludete y gracias.

La verdad yo no he manejo servos, pero si no me equivoco la señal que se les aplica para controlarlos es de voltaje, entonces es el circuito de comando el que le va a exigir cierta corriente al micro, y me imagino que esta corriente no es muy elevada por lo que el voltaje en la resistencia sera pequeño. Yo pienso que la resistencia podria estar como proteccion en caso de que el circuito de control del servo se queme, para limitar la corriente y  evitar que  se queme el pin del micro.

Saludos
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