Unterschiede

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--- professoren_webseiten:rebholz:emv-labor [2023/01/27 10:00] – agiemza
+++ professoren_webseiten:rebholz:emv-labor [2024/06/07 21:00] (aktuell) – [Arduino Nano] hrebholz
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-{{youtube>U0r_Yxz9eIc?}}
 ===== Einleitung =====
 Das EMV-Labor ergänzt das [[https://wiki.ei.htwg-konstanz.de/professoren_webseiten/rebholz/emv|Skript zur Vorlesung EMV]] mit praktischen Übungseinheiten.
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 stellt ein eigenes Dokument dar. (Skizzen dürfen generell von Hand gefertigt werden. Es geht nicht um die Form sondern den Inhalt!)\\
 Die **Gesamtnote** ergibt sich aus der Vollständigkeit Ihrer Dokumente und eine **15 minütige mündliche Prüfung** nach Abgabe Ihrer Unterlagen.
+Da die Laborplätze leider begrenzt sind, bitte in Moodle anmelden. Moodlekurs EMV (Rebholz)
 ===== Teil 1 Rechtecksignale im Zeit- und Frequenzbereich =====
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 Wir schauen jetzt aber nicht auf die Amplituden der Oberschwingungen, sondern auf das was nicht da ist?! Grob abgeschätzt gibt uns LTSpice als kleinsten berechneten Wert ca. -100dB an. Doch welchem Spannungswert entspricht dieser Pegel? Wendet man die Rechenregeln rückwärts an erfolgt im ersten Schritt die Division des Pegelwerts durch den Divisor 20, also
 (-100dB)/20=-5 \\
-Somit wissen wir, dass der gesuchte Spannungswert um den Faktor 10.000 kleiner ist als die in LTSpice verwendete Bezugsgröße von 1V, also 1/10000 V oder 10µV. Dieser kleinste angezeigte Wert ist in der EMV eine wichtige Größe, welche oft als die Rauschgrenze bezeichnet wird. Im Fall unserer Simulation könnte man sagen, es handelt sich um numerisches Rauschen.\\
+Somit wissen wir, dass der gesuchte Spannungswert um den Faktor 100.000 kleiner ist als die in LTSpice verwendete Bezugsgröße von 1V, also 1/100.000 V oder 10µV. Dieser kleinste angezeigte Wert ist in der EMV eine wichtige Größe, welche oft als die Rauschgrenze bezeichnet wird. Im Fall unserer Simulation könnte man sagen, es handelt sich um numerisches Rauschen.\\
 Der Wert ist deshalb so wichtig, da wir jetzt wissen, dass unser Messgerät oder die Simulation nicht in der Lage ist Werte auszugeben, welche unterhalb dieser Grenze liegen. Theoretisch könnten sich Oberschwingungen unterhalb dieser Rauschgrenze verstecken. Um diese zu finden müssten wir ein genaueres Messgerät zu rateziehen oder die Simulationseinstellungen anpassen. Die Abbildung zeigt die Rauschgrenze unserer Simulation mit einem Wert von ca. 10µV. Wie wir bei den Messungen später sehen werden ist es wichtig die aktuellen Rauschgrenzen zu ermitteln, bevor mit der eigentlichen Messung begonnen wird. Nur so kann herausgefunden werden ob die Störung vom Prüfling kommt oder das Messgerät eigene bzw. externe Störungen erfasst.
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  Nachfolgende Abbildung zeigt den fertigen Aufbau der Platine.
 {{ :professoren_webseiten:rebholz:platine_einleitung1.jpg?600 |}}
+<color #ed1c24>**ACHTUNG: Auf dem Bild ist der Arduino falsch herum aufgesteckt!!! Dummybild ...**</color>
 Die Platine enthält einige Jumper zur Aktivierung/Deaktivierung einzelner Filterelemente, sowie der Auswahl der Steuerung über den Timer-IC oder über den Arduino. Da ein Jumper entsprechend dem Datenblatt nur etwa drei Ampere tragen kann, werden zur Überbrückung der Gleichtaktspule (CMC) bzw der Spule jeweils zwei Jumper parallell geschlatet. Über einen Net-Tie wird die Trennung des Leistungs- und Logikpfad umgesetzt.
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 {{ :professoren_webseiten:rebholz:layout_platine.png?800 |}}
-Falls Sie das Layout im CAD anschauen möchten und KiCAD installiert haben: {{ :professoren_webseiten:rebholz:kicad_emv_projekt.zip |}}
+Falls Sie das Layout im CAD anschauen möchten und KiCAD installiert haben: {{ :professoren_webseiten:rebholz:emv_projekt.zip |}}
+(Alte Version: {{ :professoren_webseiten:rebholz:kicad_emv_projekt.zip |}})
 Sicherlich wurde der Platz nicht optimal ausgenutzt, dies ist aber auch der komfortablen Nutzung der Platine geschuldet. Sehr gut zu erkennen ist der Platzbedarf des EMV-Eingangsfilters. Es ist üblich bereits zu Entwicklungsbeginn etwa ein Drittel des verfügbaren Bauraum bzw. der Platine als Vorhalt für EMV-Maßnahmen zu berücksichtigen.
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 }
 </file>
+Dazu sind noch folgende Einstellungen und Bibliotheken notwendig:
+  * In der Arduino IDE unter Tools - Registers emulation -> None (ATMEGA4809)
+  * Bibliotheken: Adafruit BusIO, Adafruit GFX Library, Adafruit_SSD1306
+  * Board-Manager: Arduino Nano Every installieren
+Der Fehler: avrdude: jtagmkII_initialize(): Cannot locate "flash" and "boot" memories in description \\
+kann ignoriert werden.
 ==== Aufgabe 9 ====
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 Jetzt geht es an die Inbetriebnahme der Schaltung. Organisieren Sie sich dazu im ersten Schritt eine Platine und alle benötigten Bauelemente.
 Die Platine enthält auch einige SMD Bauteile. Falls Sie Hilfe benötigen beim Löten melden Sie sich bitte. Sie können den SMD-Lötplatz verwenden oder alternativ mit einer feinen Lötspitze arbeiten, siehe [[https://www.youtube.com/watch?v=HE2Mh_2LP8I|Einführungsvideo]].\\
+Lötanleitung [[https://wiki.ei.htwg-konstanz.de/studierende/anleitungen/loeten|(Interner Link, bitte anmelden)
+]]
+\\
 Allgemeine Hinweise:
   * Orientieren Sie sich am Labormuster
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   - Erklären Sie warum der Duty-Cycle nicht von 0 ... 100% eingestellt werden kann (das ist so gewollt und kein Fehler)
   - Löten Sie nun den Treiberbaustein auf und überprüfen Sie ob die Ansteuersignale für den Low-Side Mosfet richtig ausgegeben werden
-  - Erklären Sie warum kein messbares Signal für das Ansteuersignal des High-Side Mosfet vorhanden ist
+  - Welches Signal erwarten Sie für die Ansteuerung des High-Side Mosfet? Messen Sie das Signal, worauf ist dabei zu achten?
   - Installieren Sie die restlichen Bauelemente und überprüfen Sie ob die Schaltung funktioniert.
   - Überlegen Sie sich Kriterien wie Sie die Funktion der Schaltung mit den vorhandenen Messgeräten überprüfen können
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   - Erstellen Sie für die Komponente Sitzheizung einen EMV-Prüfplan
   - Führen Sie die Schritte 1 - 3 der Messung durch und bewerten Sie die Ergebnisse. Vergleichen Sie dazu die Messergebnisse mit den geforderten Grenzwerten
-  - Führen Sie als Vorbereitung der Filterauslegung eine Gleich- Gegentaktanalyse durch und bestimmen Sie die dominante Störgrößen
+  - Führen Sie als Vorbereitung der Filterauslegung eine Gleich- Gegentaktanalyse durch und bestimmen Sie die dominante Störgrößen. Verwende Sie dazu die Power-Splitter (ZFSC-2-4+ zur Ermittlung der Gleichtaktstörungen, ZFSCJ-2-1+ zur Ermittlung der Gegentaktstörungen), siehe [[https://wiki.ei.htwg-konstanz.de/professoren_webseiten/rebholz/emv#gleich-_gegentaktzerlegung|EMV-Skript]]
 </WRAP>
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 Der Impedanzanalysator dient dazu die Impedanz und die Phasenverschiebung eines beliebigen Bauteils zu ermitteln. In diesem Fall sind mit dem Gerät die Verläufe von 20Hz bis 120MHz darstellbar. Die folgende Einweisung soll helfen den Impedanzanalysator bis zur Betriebsfähigkeit einzustellen.
-{{ :professoren_webseiten:rebholz:impedanzanalysator_emv_labor.jpg?600 |}}
+{{ :professoren_webseiten:rebholz:impedanzanalysator_emv_lavor.jpg?600 |}}
   - Nach dem Hochfahren zeigt der Impedanzanalysator die Impedanz und die Phasenverschiebung in einem bestimmten Frequenzbereich an. Nun muss die verwendete Messeinrichtung kalibriert werden. Dazu wird zuerst mit der Taste „Cal“ das Kalibrierungsmenü geöffnet. Daraufhin muss mit dem Menüpunkt „Accessory“ die verwendete Messeinrichtung ausgewählt werden.
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 </WRAP>
+Hinweis: Die von uns hier entwickelte Sitzheizung reicht nur für einen kleinen Sitz. Die Sitzheizung in modernen Fahrzeugen hat eine Leistung von mehreren hundert Watt.