Datenkabel Erdung

[Rallinger]

Ich mache mich jetzt ans Verlöten der Datenkabel für meine CNC. Da ich Closed Loop Motoren habe, brauche ich für hin ein 3x und für zurück ein 6x Kabel. Da es praktisch keine Kabel mit dieser Anzahl an Adern gibt, habe ich bei IGUS auf der Resterampe Kabel mit 4 bzw 7 Adern gekauft. Ich habe also in beide Richtungen eine Erdungsleitung sozusagen "überzählig".

Klar ist, dass ich die Schirmung einseitig (vom Gehäuse weg) auf Ground lege. Aber was mache ich mit der zusätzlichen Erdungsleitung? Bringt es ggf Vorteile, wenn ich diese ebenfalls auf Ground lege? Oder würdet ihr die einfach abknipsen und "tot" mitlaufen lassen?

Die Kabel sind übrigens intern "verseilt". Es wäre also schon wie eine zweite, wenn auch lückenhafte, Schirmung für das eigentliche Signal.

[flyaway]

Hallo Ralf,

so wie ich dich verstehe, gibt es schon einen Schirm außen.
Insofern sollte es an und für sich keinen Effekt haben, ob du den Innenleiter noch mit nimmst; insbesondere da die Steuersignale ja "deutlich" sind. Mehrfache Schirmungen machen meiner Erfahrung nach dort Sinn, wo (Steuernungs-)Signale direkt neben sehr empflindlichen Messsignalen laufen; bei mir in der Messtechnik ->
Hin -> RS232
Rück - > Messsignale im µV oder nV Bereich.

Ich gehe mal davon aus, dass die Signale in deiner CNC eher größer sind.
Die Trennung von Hin- und Rück macht auf alle Fälle Sinn, aber dein Außenschirm sollte ausreichen.

Entsprechende Kabel wie oben beschrieben (auch beides zusammen in einem Kabel mit separat geschirmten Hin- und Rück) gibt es durchaus; aber halt nicht "von der Stange" und dann zu Preisen, die für den Endanwender eher unerschwinglich sind.

[Rallinger]

Ich gehe mal davon aus, dass die Signale in deiner CNC eher größer sind.
Die Trennung von Hin- und Rück macht auf alle Fälle Sinn, aber dein Außenschirm sollte ausreichen.

Danke für deine Einschätzung. Mir wär jetzt auch nicht in den Sinn gekommen, den Außenschirm als nicht ausreichend zu sehen. Aber wenn schon ein zusätzliches Kabel rumschwirrt ... technisch wäre es halt mit einer zusätzlichen Lötstelle und einer Brücke zwischen zwei Pins am Schalter nicht allzu aufwändig. Zumindest bei den vierpoligen Steckern wäre das kein Thema. Bei den Sub-D's würde es schon in ein arges Gefummel ausarten.

Die Signalstärke sollte jedenfalls passen. Ich betreibe die Motoren mit 36V. Ob die Encoder dann mit derselben Spannung zurück feuern weiß ich nicht. Aber ich geh mal davon aus, dass die sich schon bemerkbar machen.

Ich hab bei Sommer Cable übrigens tatsächlich eins gefunden, das 3+6 Adern hatte wobei beide Richtungen einzeln geschirmt waren. Ob die Schleppketten-tauglich sind, hab ich schon gar nicht mehr nachgelesen. Bei 18 Euro pro Meter fand ich das irrelevant ...

[100WChris]

Servus,
ich denke auch, dass das nichts bringt. Bei der Abschirmung geht es ja um einen Umhüllung und es werden ja keine symmetrischen Signale übertragen, wo eventuell eine Verseilung wie bei den Quadkabeln noch einen Effekt hätte. Wenn die Abschirmung mit Folie realisiert ist, hat man ja 100% Bedeckung, da kommt nix mehr groß durch. Ich würde mir die Arbeit sparen…
PS: bzgl Sommercable hab ich Dir eine PM geschrieben…

[raumneun]

Hallo Ralf,
ich bin da bei meiner neuen CNC auch gerade dran, die ich bald genauer hier vorstellen werde (wenn sie etwas fotografierbarer wird, ist gerade noch ein rechtes Chaos....). Daher hier mein Senf dazu, auch wenn deine Lösung ja bereits gekauft und sicher genauso funktionieren wird.
Ich verwende auch closed loop stepper, allerdings von JMC die iHSS 60 mit 3 Nm, die das mit dem Encoder alles intern haben. Die werden also auch nur per STEP/DIR angesteuert. Hast du die auch? Oder musst du dich um den Encoder selbst kümmern?

Als Kabel habe ich diese auf Empfehlung vom Prof (http://m-hoch-5.de/) genommen:
Lapp Kabel&Leitung ÖLFLEX SERVO FD 798CP 4x2x0,25+2x1 0036915
Kostet etwa 4 € pro Meter. Günstig ist anders, dafür hat man 8 Leitungen für Logik und 2 für die Spannungsversorgung der Motoren in einem gemeinsamen schleppkettenfähigen, geschirmten Kabel mit nur 9 mm Durchmesser.
Mein Plan ist über dieses Kabel Step/Dir/Enable/Alarm/Logik-GND/Endschalter und halt die Spannungsversorgung laufen zu lassen. Weniger Kabel geht nicht, denke ich
Probleme mit Interferenzen erwarte ich nicht, die Spannungsversorgung ist ordentlich mit Kondensatoren bestückt und das HF-Gefeuer der Schrittmotortreiber ist ja am Motor und geht nicht über die Länge der Schleppkette parallel.

Tote Leitungen würde ich grundsätzlich schon auf Masse legen, einfach auch, damit sie nicht lose irgendwo rumfliegen. Nur bloß nicht knapp abzwacken, du wirst dich ärgern, wenn du später mal z.B. induktive Näherungsschalter/Werkzeuglängensensor/kleine Kamera/.... o.ä. montieren willst und dir dann denkst "hätte ich doch nur das Kabel ganz gelassen"... Frag nicht, woher ich dieses Gefühl kenne

Zum Thema Erdung des Schirms:
Grundsätzlich ist ja richtig (und auch hier allgemein anerkannt), dass Schirme wegen eventueller Brummschleifen nur einseitig aufgelegt werden sollten, idealerweise halt auch in der Nähe eines Sterngrundes.
In der Praxis sieht das aber bei höheren Frequenzen (und hier hängt es jetzt stark davon ab, welche Motoren und v.a. welche Treiber verwendet werden) sieht das leider anders aus. Da gilt: Schirm beidseitig und möglichst großflächig auflegen. Das ist jetzt mehr meine persönliche Erfahrung aus meiner Laborarbeit, wo es tlw. um Signale im MHz - GHz Bereich geht, was jetzt so klingt, als wäre es weit oberhalb des erwarteteten. Aber obacht: Je nach Qualität der Schrittmotortreiber haben die gehörig viel Obertonspektrum, was bei einer Schrittfrequenz im Bereich von 50-100 kHz schon signifikant bei > 500 kHz abstrahlen kann.
Lange Rede, kurzer Sinn: am besten ausprobieren! Oszi an die Logikleitungen (z.B. an die Pulsleitung des Steppers) und für viel Störung sorgen und schauen, ob es Netto besser oder schlechter wird, wenn der Schirm ein- oder zweisetig aufgelegt wird. Ggf. am Gehäuse direkt und am CNC-Ende durch einen Hochpass-Filter. Der Unterdrückt die Brummschleife und zieht die HF-Störungen gegen die näherliegende Masse.

Viel Erfolg!
Viele Grüße
Max

[Rallinger]

Danke für deinen Input, Max. Ich bin mir in letzter Zeit schon selber extrem nerdig vorgekommen. Zumal ich nicht so richtig weiß, was ich da eigentlich tue. Aber wenn es eins gibt was ich hasse, dann ist es Troubleshooting. Lieber ergreife ich eine prophylaktische Maßnahme zu viel als hinterher Probleme zu haben und nicht zu wissen wo sie herkommen. Weil ein Oszi ... du könntest mich vor einen Radarschirm setzen und ich würde da keinen großen Unterschied sehen ...

Tote Leitungen würde ich grundsätzlich schon auf Masse legen, einfach auch, damit sie nicht lose irgendwo rumfliegen. Nur bloß nicht knapp abzwacken, du wirst dich ärgern, wenn du später mal z.B. induktive Näherungsschalter/Werkzeuglängensensor/kleine Kamera/.... o.ä. montieren willst und dir dann denkst "hätte ich doch nur das Kabel ganz gelassen"... Frag nicht, woher ich dieses Gefühl kenne

Das macht Sinn. Wobei ich für Endschalter & Co extra Leitungen legen werde. Alleine schon deswegen, weil ich mir dann einen Kabel-Anschluss-Knoten direkt an den Motoren spare. Ich brauch dann halt eine etwas größere Schleppkette, aber mein Gott ... zum Ausgleich hab ich die Kabel sauber getrennt, was die Unübersichtlichkeit etwas reduzieren sollte (von Übersichtlichkeit will ich bei dem Kabelgewurle mal nicht reden). Ein paar Lötstellen weniger, die kalt werden können, sind's auch ...

Ich verwende auch closed loop stepper, allerdings von JMC die iHSS 60 mit 3 Nm, die das mit dem Encoder alles intern haben. Die werden also auch nur per STEP/DIR angesteuert. Hast du die auch? Oder musst du dich um den Encoder selbst kümmern?

Die hab ich mir überlegt (die Servo Version), aber die Teile hätten mein Budget gesprengt. Ich hab dreiphasige Lichuan Closed Loops mit externen Treibern und 3Nm. Nachdem ich aus unerfindlichen Gründen nur Zoll, aber keine Einfuhrumsatzsteuer zahlen musste, waren die Dinger ein echtes Schnäppchen (70€/Stück inklusive Shipping ).

Über die Qualität der Treiber kann ich nichts sagen, weil ich noch keinen Test "in Bewegung" gemacht habe - ich baue die Steuerung ja gerade erst auf. Und selbst dann könnte ich nicht viel mehr sagen als "läuft ruhig" oder "macht Lärm". Letztlich habe ich mich für diese Teile (als Direktimport) entschieden, weil sie bei Sorotec gelistet sind. Für 180 Euro das Kit - ein kompletter Schrott wird das also nicht sein. Das war also mehr eine psychologische Entscheidung als eine wissensbasierte ...

Mein Plan ist jedenfalls, auch im Steuerungsgehäuse selber alles auf Masse zu legen was sich problemlos auf Masse legen lässt (also z.B. auch die Alugehäuse der Treiber selber) und alles was "Kabel" heißt mit Ferritkernen zu bestücken. Naja, und dann zu hoffen dass es was bringt. Sollte ich dann keine Probleme haben werde ich natürlich nie wissen, ob ich sie ohne diese Maßnahmen nicht auch nicht gehabt hätte. Aber da gilt was ich im ersten Absatz gesagt habe. Lieber mehr als notwendig tun als zu wenig und dann Probleme beheben müssen. Ich hab einen Restposten Klappferrite zu 0,25€ das Stück ergattert. Die auf die Kabel zu clipsen ist kein Aufwand, aber gut fürs Karma.

Bin gespannt auf deine Maschine. Zeig sie bitte her wenn sie so weit ist, dass man was kapiert. Das interessiert mich. Hab ich für meine Steuerung auch vor (alleine schon um hinterher nachsehen zu können, was ich mir eigentlich dabei gedacht habe ).