USB-Isolator Verbindung bricht ab?

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Be99
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USB-Isolator Verbindung bricht ab?

Beitrag von Be99 » Dienstag 28. Mai 2013, 12:51

Hallo zusammen
Ich habe mit dem USB-Isolator das Problem das die Verbindung nach ca. 15Min abbricht. Ein Neustart von PL hilft nichts, ich kann keine Verbindung mehr aufbauen. Nur ein Neustart des PC hilft, allerdings nur für wieder ca. 15Min.
Es gibt noch ein eigenartiges Verhalten das ich festgestellt habe: Wenn die Verbindung abbricht (siehe Bild PL_Fehler) bleibt das PWM Signal anstehend, der Heizdraht heizt weiter, es kann aber nichts mehr verstellt werden.

Beim Projekt handelt es sich übrigens um ein einstellbares Netzgerät für eine Heissdraht Schneidemaschine.
(Projekt Netzgeraet im Anhang) Ein Bild wie es aussieht wenn die Schaltung korrekt arbeitet ist ebenfalls angehängt (PL_Soll).

Was ich schon getestet habe:
Betrieb ohne USB-Isolator. Dies funktioniert einwandfrei, über mehrere Wochen getestet.
Allerdings kann ich die Anlage nicht auf Dauer ohne Isolator betreiben da ich via USB Verbindung eine gefährliche Wechselspannung von ca. 100V einschleppe.
USB Kabel ausgetauscht. Keine Verbesserung.
USB Port gewechselt. Keine Verbesserung.

Hat jemand von Euch auch einen USB-Isolator in Betrieb und ein ähnliches Verhalten festgestellt?
Hat jemand eine Idee woher das Verhalten kommen könnte?

Folgende HW und SW wird verwendet:
- PC mit WinXP SP3, kein Internet. Dieser PC wird nur für dieses Projekt verwendet.
- USB-Isolator mit separatem Netzteil (Sicherheitstrenntransformator mit Gleichrichtung und Spannungsstabilisierung) 5V 1.6A.
- Labjack U3 HW 1.21
- Solid-State Crydom D1D60
- Sicherheitsnetzgerät 3x400VAC / 24VDC 40A

Gruss
Beni
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funkybaer
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von funkybaer » Dienstag 28. Mai 2013, 14:00

Hallo beni

Erst mal die Frage wo Deine 100 Volt herkommen - Das Netzteil sollte doch geerdet sein ?
Welchen USB Isolator verwendest Du ? Wird die Spannung auf der PC Seite oder anderen Seite
am Usb isolator gebraucht ?

Gruß Gerhard

Be99
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Be99 » Dienstag 28. Mai 2013, 14:30

Hallo Gerhard
via USB Verbindung eine gefährliche Wechselspannung von ca. 100V einschleppe
Es kommt über den PC. Ja, das Netzteil ist geerdet. Ich habe 4 PC Netzteile zur Verfügung, ich habe alle Testweise probiert. Hilft nichts. Irgendwie scheinen sich Personenschutz und Schaltnetzteile auszuschliessen... Im Prinzip ist das PC Netzteil der Bösewicht, aber irgend etwas brauchbares von dieser Seite her scheint es nicht zu geben.
Ich spiele auch mit dem Gedanken ein Sicherheitstrenntransformator 230V/230V vorzuschalten, allerdings bin ich davon ausgegangen das dies mit dem USB-Isolator funktioniert. Dieses Teil habe ich von Abacom, es ist im ersten Beitrag auf den Shop verlinkt ;) Grundsätzlich tut der Isolator das was er soll, nur bricht eben die Verbindung ab.
Die Spannung/Strom wird auf der Ausgangsseite vom Isolator gebraucht, dem Labjack U3 reichen die zur Verfügung gestellten 400mA nicht. Trenne ich das zusätzliche Netzteil vom USB-Isolator ab kommt gar keine Verbindung zu stande.

Danke und Gruss
Beni

funkybaer
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von funkybaer » Mittwoch 29. Mai 2013, 13:19

Hallo Benni

Also eigentlich ist jedes PC Netzteil geerdet - somit sollte / darf keine Spannung in diesem Maße
auf der Masseleitung entstehen .

1. Versuch : Alles was zum Aufbau gehört in eine Mehrfachsteckdosenleiste (Markenware) - Auch mal Netzstecker drehen !.
2. Masseleitungen ( Erde/ Gehäuse) von Pc und Endgeräten verbinden .
3. Strom messen der nach dem Isolator vom Netzteil zu Deiner Karte geht .
4. Die 5 Volt auf der Kartenseite mit Oszi messen ( sind das auch wirklich 5 volt ohne irgendwelche
Überlageungen oder kurze Einbrüche durch Relais usw- schalte halt mal einen 2200 uF Elko dazu)
5. Sind Relais auf Deiner Karte nachschauen ob die Dioden IO sind und vielleicht noch 01- 0,47 uF Kondensatoren parallel zur Spule schalten.
6 Prüf mal ob Dein Sicherheitsnetzteil auch mit der PWM ( ich glaube die brauchst zum Strom einstellen) zurechtkommt und nicht ins schwingen kommt.

So mal sehen ob du was findest.

Gruß Gerhard

Be99
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Be99 » Donnerstag 30. Mai 2013, 06:30

Hallo Gerhard
Also eigentlich ist jedes PC Netzteil geerdet
Die Erdung ist bei allen getesteten Netzgeräten verbunden, dies habe ich kontrolliert.
somit sollte / darf keine Spannung in diesem Maße
auf der Masseleitung entstehen
Von dem habe ich auch mal geträumt ;) .Tatsächlich scheint es aber so zu sein das in solch einer Konstellation die PC Netzteile schlicht überfordert sind.
Die so übertragene Spannung ist wirklich gefährlich. Eine 110V Glimmlämpchen leuchtet!

Zu den Punkten:
1. Die 3 230V Verbraucher sind an der gleichen Mehrfachsteckdose. Das Netzgerät für die Leistung kann nicht auf diese Steckdosenleiste geschaltet werden da die Primärspannung 3x400V ist. Die Phasenlage ist bei allen Geräten korrekt.
2. Ist so ausgeführt.
3. Zur Karte gehen ca. 460mA.
4. 4.98V. Überlagerungen sind sind mit dem Isolator nicht vorhanden. Ohne die 100V auf der Masse.
5. Es gibt keine Relais auf der Karte. Auch werden keine angesteuert.
6. Den Netzteilen ist das PWM Signal egal. Da schwingt nichts. Ja, mit dem PWM Signal wird der Strom eingestellt.

Das 400V/24V und das 230V/5V sind beides Sicherheitsnetzgeräte (Sicherheitstrenntransformatoren in den Netzgeräten). Andernfalls hätten sich sicher schon andere elektronische Teile verabschiedet.

So wie es aussieht unterbricht der USB-Isolator nach einer gewissen Zeit die Verbindung. Er scheint irgendwie nicht korrekt über längere Zeit zu funktionieren.

@abacom
Ist ein solches Fehlverhalten schon einmal aufgetreten? Es scheinen ja schon einige dieser Isolatoren im Einsatz zu stehen.

Besten Dank und Gruss
Beni

abacom
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von abacom » Donnerstag 30. Mai 2013, 08:44

Ist ein solches Fehlverhalten schon einmal aufgetreten? Es scheinen ja schon einige dieser Isolatoren im Einsatz zu stehen.
Das ein Isolator seinen Dienst versagt? Nein.
Das ein USB-Gerät (inbesondere LabJack) durch elektrische Störungen abstürzt? Ja, das ist durchaus wahrscheinlich.
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Karsten » Donnerstag 30. Mai 2013, 08:46

Hallo Benni,
ich hatte mit den USB-Isolator ähnliche Probleme.
Ziel war es mit der USB-uPIO und nachgeschalteten Leistungstransistoren Impulse von 150V und ca. 5A zu schalten.
Das Verhalten war zu Deinem Problem vergleichbar. Eine nicht konstante Zeit ging alles gut und dann brach die Verbindung ab. PC mußte neu gestartet werden.
Ich habe nach einigen vergeblichen Versuchen (Änderung der Masseführung, Filter in die USB-Leitung, Abblockkondensatoren...) auf die Isolatoren verzichtet und statt dessen jeden Ausgang der uPIO´s über einen Optokoppler geführt. Funktioniert. Aber ziemlich aufwendig.

Viele Grüße
Karsten

abacom
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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von abacom » Donnerstag 30. Mai 2013, 08:58

Aber bitte nicht Ursache mit Wirkung verwechseln.
Natürlich besteht ein Unterschied zwischen...

1.) (PC) <....> (ISO) <...> (USB-Interface) <...> (I/O-Signal und Störquelle)
und
2.) (PC) <....> (USB-Interface) <....>(ISO) <...> (I/O-Signal und Störquelle)

Daraus lassen sich aber keine Rückschlüsse auf eine (nicht vorhandene) Fehlfunktion des Isolators ziehen.
Vielmehr hält Variante 2.) Störungen vom USB-Modul fern, die über die I/O-Leitungen reinkommen.
Dieses kann Variante 1.) prinzipiell nicht leisten.
ABACOM support

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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Be99 » Donnerstag 30. Mai 2013, 09:35

Hallo zusammen
Das ein USB-Gerät (inbesondere LabJack) durch elektrische Störungen abstürzt? Ja, das ist durchaus wahrscheinlich.
Das hatte ich bei anderen Projekten auch schon.
Nur ist es ja in diesem Fall so das ohne Isolator das ganze funktioniert. Ich habe dann halt die Fehlerspannung überlagert. Und das geht gar nicht.

Gruss
Beni

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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von HCS » Samstag 1. Juni 2013, 09:59

Hallo Beni,
ich erde einfach den GND vom PC und von der Steuerung. Dann ist es egal, was das Schaltnetzteil macht.
Denn die Erdung vom Schaltnetzteil hat keine Verbindung zum GND der Sekundärseite.
So hat alles gemeinsames Potential. Ist nicht nur bei USB wichtig, auch bei RS232 oder 485.
Gruß
Bernd

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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von funkybaer » Dienstag 4. Juni 2013, 07:05

Hallo Beni

Vielleicht die Suche auf der falschen Seite.

Du steuerst mit einem PWM Signal einen sehr hohen Strom - zudem ist Deine Leitung und Dein draht
eine hervorragende Spule .
Durch das schnelle Abschalten entstehen natürlich auch entsprechende Hochfrequente Aussendungen -auch auf allen Komponenten .
Dein USB-trennen macht eigentlich das falsche - er kann das Potential nicht mehr auf beiden Seiten aufs gleiche legen.

Wichtig wäre jetzt mal ob Du auch die Zuleitungen zu Deinem Schneitdraht verdrillt und Abgeschirmt hast - soweit wie möglich !! und am Ende mal einen Kondensator einbauen (Abschirmen mit Alufolie für den Anfang und gut Erden !!).

Das eine Glimmlampe bei der Hochfrequenz glimmt ist nicht verwunderlich - An HF Sendern kann man eine Leuchtstoffstofflampe in der Hand leuchten lassen ohne das ein gefährlicher Strom fliesst.

Also such mal in dieser Richtung - vielleicht lige ich richtig .

Viel Erfolg
Gerhard

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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Be99 » Mittwoch 5. Juni 2013, 06:45

Hallo zusammen
Erst einmal besten Dank für Eure Rückmeldungen. Ich hatte bis jetzt keine Zeit mehr um mich weiter um dieses Problem zu kümmern.
ich erde einfach den GND vom PC und von der Steuerung.
Dies werde ich testen, dies ist schliesslich auch in Industriesteuerungen üblich. Und ich sollte das eigentlich Wissen :oops:
@Gerhard
Die Leistungsseite kann ich bedingt durch die Konstruktion der Maschine nicht verdrillen. Die Leistung und die Steuerung sind soweit es geht aber örtlich getrennt. Steuerung und Leistung kommen sich nur beim SSR nahe, die Steuerleitung ist verdrillt. Die Komponenten der Steuerung sind in einem separaten Metallgehäuse.
Grundsätzlich habe ich immer im Hinterkopf das es ohne USB Isolator funktioniert. Irgend wie muss dieser am abbrechen der Verbindung beteiligt sein, ich sehe nur nicht wie und warum.

Sobald ich weiter testen konnte werde ich wieder berichten.

Gruss
Beni

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Re: USB-Isolator Verbindung bricht ab

Beitrag von Be99 » Dienstag 11. Juni 2013, 21:26

Hallo zusammen
Heute konnte ich wieder einmal weiter testen. Jetzt, nachdem ich die GND geerdet habe, ist die Spannung weg. Die Maschine ist heute den ganzen Tag fehlerfrei gelaufen.
Ich habe den USB-Isolator jetzt mal in zwischen einen PC und ein Velleman K8061 geschaltet. Dort funktioniert er bis jetzt klaglos.
Sollten sich neue Erkenntnisse ergeben werde ich wieder berichten.

Nochmals besten Dank an alle.

Gruss
Beni

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