Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Sezione dedicata all'elettronica in generale.
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Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » martedì 21 marzo 2017, 11:59

Buongiorno a tutti.
Ho installato un mandrino cinese da 1,5kw ( raffreddato ad aria) e il rispettivo VFD Huangyang.
Il tutto è montato su una meccanica cinese 6040 , pilotata dalla famosa TB6560 (Red 4 assi ).

HO sempre lavorato con un Dremel e non ho avuto mai problemi d'interferenze, ma ora non mi è possibile lavorare.
Quando accendo il mandrino, MAch3 non mi fa resettare e quindi avviare il Gcode.
Ho provato a mettere una cavo schermato tra VFD e mandrino, un bel toroide sull'ingresso 220V del Vfd ma il problema non sparisce. Quando allontano Il VFD e lo collego su un'altra presa il problema si riduce, ma Estop sembra impazzito e l'asse z scende o sale senza aver fatto partire il gcode.
So che dalla frattaglia cinese non posso aspettarmi nulla di buono, ma almeno vorrei vedere muoversi qualcosa.....
Ho recuperato dei filtri da vecchi atx e su uno di essi c'è scritto 6A , secondo voi posso installarlo a monte dell'inverter in modo da tagliare qualche interferenza? Ho visto che non supero mai i 3A facendo girare il mandrino che di targa riporta 8A.
Poi..... dovrei metterne uno anche all'ingresso dell' alimentatore switching 220-24vdc 20A ( che gestisce la tb6560 e motori)?
Spero possa ricevere una risposta entro stasera almeno faccio qualche prova.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » martedì 21 marzo 2017, 13:40

Premetto che è molto difficile fare diagnosi a distanza in casi come questo. Dato però che hai citato problemi attraverso i quali sono passato anch'io, provo a darti una mano.

Prima di tutto, c'è un fatto molto importante: i problemi maggiori sono sempre causati dai "ground loop". Prima di tentare qualsiasi altra soluzione bisogna individuarli, eliminarli (se possibile) o intervenire per renderli tollerabili.

Rispondi se sai cosa sono i ground loop e dimmi anche:
- che PC usi (se desktop o portatile);
- cos'altro c'è connesso (ad esempio stampanti);
- come ti colleghi alla macchina (parallela oppure USB).

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » martedì 21 marzo 2017, 13:52

Ogni dispositivo ha la sua terra collegata alla sua spina, ho cercato di evitare gli anelli.
Il PC è un Desktop ibm, il sistema è su parallela ed è composto da TB6560>PC> inverter>mandrino, non ho altro collegato.
IL problema, purtroppo non ho un analizzatore di rete, parte dal combo inverter mandrino. Il problema si attenua allontanando l'inverter e collegandolo ad un'altra spina.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » martedì 21 marzo 2017, 14:21

Io credo invece che che l'anello di terra potrebbe esserci: segui questo percorso e dimmi se c'è continuità.

Possibile anello:
- dalla terra della presa al PC, tramite il cavo di alimentazione del PC (la carcassa del PC è ora a terra);
- dalla carcassa del PC a quella della macchina tramite lo schermo del cavo parallelo (da verificare !!!);
- dalla carcassa della macchina alla presa tramite il cavo di alimentazione della macchina.

La parte da verificare con attenzione è il collegamento della parallela. Se hai un multimetro, puoi fare una verifica molto semplice:

- collega tutti i cavi come se la macchina dovesse funzionare;
- stacca tutte le prese di alimentazione e mantienile separate;
- verifica con il multimetro in modalità "continuità" se c'è connessione tra i terminali di terra delle varie spine di alimentazione.

Se trovi continuità, allora significa che hai un anello di terra che deve essere ulteriormente analizzato.

Nota: il fatto che spostando la posizione delle spine i disturbi si attenuino o si amplifichino è cosa normale: i campi concatenati variano enormemente se si modifica la geometria dei cavi che li generano (e che li ricevono). Questo non dà indicazioni sulla natura del disturbo.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » martedì 21 marzo 2017, 14:36

OK, proverò stasera. Grazie mille del tuo intervento.
Ma secondo te non mi conviene filtrare l'ingresso dell'inverter? Io qui in ditta metto sempre i filtri a gli inverter e non ho di questi problemi, si che sono inverter che costano almeno 10 volte il mio..........

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » martedì 21 marzo 2017, 16:21

Dire che l'argomento è complesso... e dire poco.

Per quanto economici possano essere (escluse certe truffe...), gli inverter cinesi sono abbastanza onesti: come per le vecchie casse acustiche "da 100 W" che poi avevano un altoparlante da 10, anche per loro c'è il marketing d'assalto che moltiplica per N volte la potenza e le prestazioni, ma i filtri di ingresso normalmente ci sono. Qualche bella schifezza la emettono, certo, ma se ci sono problemi, di solito vengono dalla parte della scheda di controllo montata sulla macchina. Queste si sono delle vere schifezze, copiate le une dalle altre, senza neppure sapere cosa si sta costruendo. Un esempio l'ho visto sulla macchina che uso per lavorare (la solita 6040) dove l'interfaccia USB è connessa al resto del circuito con un numero infinito di fotoaccoppiatori, ma poi nella costruzione del quadro, hanno connesso lo schermo del cavo USB alla scatola metallica, creando un anello di terra che faceva impazzire tutto. é stato necessario un blocco di ferrite da due chili con dentro dieci giri del cavo USB per limitare la corrente indotta dai disturbi del mandrino. Ma la colpa non è del mandrino, è del controller.

Ad ogni modo, fai la verifica che male non fa. Al limite mi maledirai un po' per il tempo perso... :D

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » martedì 21 marzo 2017, 20:54

Ciao SWL
Sai... il tempo perso dietro alla cnc lo vedo come un divertimento e accrescimento culturale. Lavoro nell'ambiente ma ho problematiche diverse. Mi piace sperimentare e estrarre il massimo da quello che posseggo. So accontentarmi ma voglio comunque il massimo.
Detto questo.....
Sono tornato da poco dal laboratorio e ho fatto delle prove. Per prima prova mi sono buttato sulla ricerca di anelli di terra ed effettivamente ne ho trovato uno tra cavo dello schermo e pc. Le altre terre tra loro non si vedono, almeno con il multimetro.
Dopo questa prova mi sono buttato sul cavo parallelo che collega il pc alla scheda tb6560. L'ho cambiato! avevo quello in dotazione con la scheda e l'ho cambiato con uno di uno scanner HP. I disturbi sono spariti! Ho pure fatto qualche prova su legno e non perde nessun passo.
Strano comunque che con il dremel, a spazzole non ho avuto mai nessuna interferenza.....
A questo punto te cosa mi consiglieresti? Io vorrei ricercare la fonte del disturbo in modo da essere davvero sicuro di aver risolto.
Approfitto della tua pazienza per illustrarti il percorso delle terre e delle masse all'interno della mia centralina:
Tb6560 all'interno di una scatola metallicca insieme al suo alimentatore "switchina" da24 vdc ,20A. LA tb6560 è messa a massa alla scatola tramite le viti di fissaggio, l'alimentatore ha la carcassa a massa con la scatola e la terra collegata al classico cavo 3x1,5, non ho fatto la prova a vedere se massa e terra sono messe insieme all'interno dell'alimentatore.
Per ora è tutto..

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » mercoledì 22 marzo 2017, 4:25

Se poi il tempo "perso", permette di risolvere il problema...! :lol:

Il tuo caso offre molti spunti interessanti sull'argomento, vediamoli.

1) Hai trovato un anello di terra anche se eri convinto non ce ne fossero. Questo è forse il punto più importante di tutta la faccenda: è difficile vedere gli anelli se non si cercano in modo sistematico e, come già detto, sono proprio loro il primo imputato in caso di malfunzionamenti.

2) Le masse dei due sistemi, PC e CNC sono connesse tra loro dallo schermo del cavo di interfaccia. Questo è l'errore di assemblaggio più comune; è implicito in quasi tutte le realizzazioni cinesi a causa della limitata conoscenza tecnica degli assemblatori di machine locali. Più comunemente avviene a causa della connessione elettrica della carcassa del connettore alla struttura metallica del quadro elettrico della CNC. I due cavi di alimentazione (uno per il PC, l'altro per la CNC) chiudono l'anello di terra tramite le prese alle quali sono collegati. Curioso è il fatto che questa connessione annulla ogni vantaggio offerto dai fotoaccoppiatori di ingresso!

3) Cambiando il cavo parallelo cambia anche il comportamento del sistema. Questa è la parte più squisitamente tecnica della faccenda. L'interfaccia Centronics (la "parallela") fu ideata da due cinesi (pensa un po' tu...) residenti in america. Per il periodo (anni '70), è stata un vero gioiello. In particolare va notato che nel progetto iniziale, ogni conduttore dati aveva il proprio conduttore di riferimento (che alla fine era sempre connesso al telaio), cosa che si nota dal fatto che molti pin del connettore hanno uguale denominazione (Ground) e sono nel connettore stesso giustapposti alle corrispondenti linee dati. Un cavo parallelo "ben fatto", utilizza tutte le connessioni e, nei migliori, ogni linea dati è "twistata" con il corrispondente conduttore di riferimento. Un cavo così fatto è molto costoso e negli anni sono comparsi cavi via via più semplici fino ai cavi "cinesi" attuali (da un Euro o poco più), che hanno un solo conduttore "Ground" che collega in blocco tutti i pin di riferimento da un lato e dall'altro. Il cavo funziona comunque, ma questo particolare fa la differenza e poi vedremo il perché.

4) Cambiando il mandrino cambia il comportamento del sistema. Questo avviene perché il mandrino (inteso come sistema) è la sorgente del disturbo. Un Kress con motore a spazzole genera disturbi diversi (diversi in ampiezza, frequenza, distribuzione, ecc.) rispetto ad un brushless alimentato da un VFD. Questo non significa che il mandrino sia il responsabile dell'eventuale malfunzionamento. Potrebbe essere (e normalmente è proprio così) che sia il controller ad essere troppo sensibile ai disturbi, oppure che connessioni improprie (leggi "anelli di terra") rendano il sistema instabile.

Volendo capire un po' di più, è ora necessario analizzare il percorso del disturbo dalla sua sorgente al punto dove genera il malfunzionamento, con particolare riguardo ai metodi di accoppiamento che intervengono tra i vari "soggetti" interessati. Abbiamo già visto come sia il mandrino (ed in modo particolare il driver) a generare il disturbo. Questo disturbo è un insieme di correnti elettriche ad alta frequenza che, per la loro natura, non seguono connessioni elettriche usuali (i cavi), ma possono anche "saltare", nella forma di campi elettromagnetici, da un cavo ad un altro. Il modo in cui questo avviene è estremamente complesso e non si può certo sperare di spiegarlo in poche righe, ma alcuni punti possono essere marcati. l'accoppiamento tra i cavi avviene per via "capacitiva" e/o per via "induttiva" (dimentichiamoci di approfondire il significato di questi termini...).

L'accoppiamento capacitivo dipende in modo praticamente esclusivo dalla distanza tra i cavi: se i cavi sono sufficientemente distanti, l'accoppiamento diventa irrisorio, e per distanti, in questo caso, si parla di pochi centimetri. Gli schermi nei cavi (troppo spesso sopravvalutati) servono per ridurre l'accoppiamento capacitivo e permettono cavi diversi di stare vicini tra loro senza interferire in modo deleterio. In definitiva, è abbastanza semplice rendere l'accoppiamento capacitivo un non-problema.

L'accoppiamento induttivo è molto più subdolo. Innanzitutto perché agisce a distanze decisamente maggiori (nel caso in oggetto anche a metri di distanza); poi perché non esiste alcuno schermo "comune" ai campi elettromagnetici (gli schermi esistono, ma sono oggetti particolari che vengono utilizzati sono in casi molto particolari). Quando un campo magnetico incontra un anello conduttore (di qualsiasi tipo), si accoppia e genera nel'anello una corrente elettrica che segue il suo andamento. Per ridurre l'accoppiamento magnetico è necessario eliminare gli anelli (ecco il perché!!!!), in quanto parte integrante del percorso del disturbo inizialmente generato dal mandrino.

Se (come nel caso in questione) l'anello comprende anche lo schermo di un cavo di segnale (cavo parallelo), allora il problema è praticamente garantito. Infatti, il disturbo elettromagnetico presente "nell'aria", si accoppia in modo induttivo con l'anello, generando in questo una corrente variabile che, essendo nello schermo del cavo, corre in prossimità degli altri conduttori, trasferendo in essi i disturbi (essenzialmente per via capacitiva, essendo lo schermo a distanza molto piccola dagli altri conduttori).

Ora, se il cavo è un cavo... "semplice", il disturbo si accoppia e la macchina va in tilt. Se invece il cavo parallelo è un cavo ben fatto, ogni linea dati ha il suo conduttore di riferimento che gli passa vicino (magari anche twistato) e quindi risente meno del disturbo proveniente dallo schermo, e la macchina... torna a funzionare. Questo è molto probabilmente il caso di Daniele.

Veniamo alla parte pratica: basta il nuovo cavo a risolvere la questione? Chi può dirlo... forse sì, forse no. Io consiglio (anche) un buon nucleo dissipativo sul quale arrotolare un po' di spire del cavo parallelo. Questa soluzione aumenta l'impedenza dell'anello (che resta comunque presente...) e riduce quindi la corrente disturbante che vi circola all'interno. Le due cose insieme dovrebbero lasciare abbastanza tranquilli.

(Scusate lo sproloquio! :lol: )

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » mercoledì 22 marzo 2017, 8:47

SWL che dire...... Grazie dello sproloquio :D
Come nucleo dissipativo cosa consiglieresti visto il cavo in oggeto? Un toroide dovrebbe essere bello grosso altrimenti le spine della parallela non ci passano, un tondino di ferrite?

Altra cosetta... il monitor e' di tipo LCD e l'alimentazione è data dallo switching fornito di casa, se togliessi la terra al monitor che è tutto in plastica e quindi non dovrebbero esserci problemi di scariche? So che fa rabbrividire la cosa , ma se comunque aiuta a togliere qualche schifezza dalla linea...

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » mercoledì 22 marzo 2017, 9:35

AGGHHHH!!!!!! Mai togliere il collegamento di terra. Da nessun apparecchio. Mai. [-o<

Tutte le masse devono essere connesse a terra. E si deve farlo (possibilmente) senza creare anelli. Nel caso in cui non sia possibile farlo senza creare anelli, gli stessi si devono rendere innocui.

Un altro importante concetto è che non è vero che i disturbi generati da un'apparecchio percorrono il conduttore di terra dall'apparecchio verso l'impianto elettrico e da qui raggiungono gli altri apparecchi. Questa idea è del tutto errata. Anzi, scollegare la connessione di terra aiuta ad irradiare una quantità maggiore di di disturbi elettromagnetici dall'apparecchiatura stessa, disturbi che poi si accoppiano con eventuali anelli presenti nelle vicinanze.

Vediamo il caso del monitor che mostra come gli anelli non siano sempre evitabili e di come si debba intervenire in quei casi. PC e monitor sono entrambi connessi all'alimentazione con un cavo munito di connessione di terra. Le due apparecchiature sono anche connesse tra di loro attraverso la schermatura del cavo video. Abbiamo un anello. Chi ha progettato questa configurazione si è posto il problema e lo ha risolto utilizzando un cavo adatto allo scopo (calza separata dal riferimento dei segnali interni) e munendo il cavo di una o due ferriti dissipative che rendono l'anello molto meno sensibile (sono gli ingrossamenti posti in prossimità dei connettori).

Quando queste precauzioni non vengono prese, sorgono i problemi (vedi caso CNC assemblate "a caso").

Che ferrite adoperare? Un toroide va bene (ci sono toroidi apribili, fatti proprio a questo scopo), più spire fai, meglio è. Un tondino va molto meno bene perché... perché è così (troppo casino spiegare questi dettagli... :lol: ).

Altrimenti puoi usare un nucleo a "doppia E" che è apribile e ci puoi far stare un bel po' di spire. In foto quello dietro la mia macchina (connessione USB con il tuo stesso problema di anello).
EE-CNC.jpg
Nella foto si vede anche il cavo del monitor con la sua ferrite.
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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » mercoledì 22 marzo 2017, 10:39

Sapevo ti si rizzassero i capelli :D :D
Vediamo cosa trovo in giro e gli fo un bel po di spire con il cavo parallelo. Metto anche un pò d'ordine sotto al banco della cnc che c'è un casino ( tra monta e smonta..) consigli solo sul cavo parallelo o anche su altri?
Grazie infinite.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » mercoledì 22 marzo 2017, 11:06

Il motto anglosassone "Safety First", che da noi è un po' snobbato, dovrebbe essere invece preso in seria considerazione. Chi lavora su queste macchine, spesso non si rende conto della loro potenziale pericolosità, oppure commette errori i valutazione (tipo la tua proposta di prima... :roll: )

Scherzi a parte, basta convincersi che non solo non serve a nulla, ma peggiora solo le cose!

Il cavo è un problema: dal di fuori non si vede la differenza, se lo apri lo rovini, se ti basi sul prezzo, quasi sempre prendi una cantonata.

Un unico criterio con una certa validità può esse quello di cercarlo di diametro "consistente". Questo perché un cavo ben fatto non può avere diametro 5 mm (non ci starebbero tutti i fili, ancor più se twistati). Purtroppo esistono dei "massicci" cavi cinesi, con tantissima plastica e il minimo storico di conduttori, tutti di diametro capillare. Ne ho trovati alcuni con la falsa ferrite ad entrambi i lati: solo plastica! :lol:

L'ideale sarebbero dei cavi vecchi, quelli grossi e rigidissimi, dall'aspetto orribile e con la superficie irregolare (irregolare come i cavi rete, per intendersi). Ecco, quelli sarebbero ottimi. Peccato che quella tipologia abbia il connettore D-SUB25 da un lato e il Centronics dall'altro... Ovvio che con santa pazienza si potrebbe sostituire il connettore, ma sarebbe un lavoraccio (senza contare che sarebbe impossibile avvolgerli sulla ferrite!).

Quindi... prova!
Fai la prova senza ferrite: se il cavo va bene, aggiungendo la ferrite guadagni il margine di sicurezza necessario.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da daniele » mercoledì 22 marzo 2017, 15:14

Per la storia della terra non l'avrei minimamente proposta se ci fosse la benchè minima presenza di metallo.... ma avendo tutta plastica dal monitor alla spina allora ho azzardato l'ipotesi. Poi visto che sarebbe ancora più deleterio........ lasciamo perdere. Si la ferrite voglio metterla mi sento più sicuro anche se ieri quelle fresature venivano belle lisce e nette. Certo che passare da un Dremel a un mandrino con inveter cambia la vita, in meglio considerando gli sbattimenti.
Grazie di tutto SWL spero di ricambiare il favore un giorno.

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da SWL » giovedì 23 marzo 2017, 3:42

daniele ha scritto:Per la storia della terra non l'avrei minimamente proposta se ci fosse la benchè minima presenza di metallo.... ma avendo tutta plastica dal monitor alla spina allora ho azzardato l'ipotesi.
Questa tua affermazione merita una valutazione aggiuntiva. Non per polemica (ci mancherebbe...), ma perché è un ottimo esempio di come buone e (apparentemente) sensate motivazioni, possano invece portare a risultati per nulla positivi.

Ammettiamo che tu abbia fatto la modifica, tagliando di netto il pin di terra dalla spina del monitor. Ora la carcassa (interna) del monitor è tenuta a potenziale di terra dal cavo di segnale. Specificatamente dallo schermo del cavo, connesso alla parte metallica esterna di entrambi i connettori.

Fino a quando la situazione resta tale, vi è ben poca differenza rispetto a prima. E' stato rimosso l'anello di terra e le correnti indotte non interessano più il cavo segnale. Del resto, la connessione tra PC e monitor è progettata per gestire l'anello di terra e non si ha nessun beneficio ulteriore.

L'alimentatore switching del monitor, invece, si trova in una situazione del tutto nuova: il suo filtro di ingresso (quello che limita i disturbi generati dallo switching e immessi in rete) ora non funziona più. Per poter funzionare ha bisogno della connessione diretta di terra della quale è stato privato ed ora immette in rete (tramite fase e neutro) una quantità molto maggiore di disturbi. Non solo, ma il conduttore di terra che dal filtro va verso la spina, non essendo più connesso a nulla, funziona ora come un'antenna, irradiando disturbi capaci di interagire con gli altri oggetti vicini. Direi che non abbiamo ottenuto vantaggi, anzi...

Il motivo principale per cui non farlo, comunque, è la SICUREZZA, vediamo il perché: vero è che tutto il monitor è in plastica, ma se esiste la connessione di terra (ovvero l'apparecchio non è in classe II), significa che da qualche parte il rischio c'è. Infatti, con un po' di attenzione si può trovare una condizione non solo possibile, ma anche probabile nella quale si può avere rischio elettrico.

Cosa succede se (nella condizione di terra rimossa) si distacca la spina del cavo segnale del monitor dal PC, toccando la parte metallica (esposta) del connettore? Magari (come ovvio) reggendo con l'altra mano il PC per evitare che si sposti? Bene, dopo il distacco del connettore, la carcassa del monitor resta "flottante" (non connessa a terra), mentre quella del PC risulta connessa a terra tramite il suo cavo di alimentazione. Ma... la nostra mano destra è in contatto con il telaio del monitor (tramite la calza del cavo di segnale), mentre quella sinistra è in contatto con il telaio del PC.

Risultato? BBBBBBZZZZZZZZZ..... #-o

E anche nel peggiore dei modi: attraverso il torace. Ne approfitto per ripeterlo ancora: mai, mai, mai, mai rimuovere una connessione di terra! 8)

Vediamo di approfondire perché si prenda la scossa. Se il monitor non ha guasti occulti, la scossa che si prende è solo un fastidio, non è (o non dovrebbe essere) pericolosa per una persona in buona salute. Alla domanda (più che logica) del perché il telaio del monitor dovrebbe essere sotto tensione, la risposta è, ancora una volta, il filtro di ingresso dell'alimentatore switching. Si è già visto sopra come tale filtro smetta di funzionare se allo stesso viene rimossa la connessione di terra, ma non solo: senza connessione di terra, il filtro immette nel telaio una corrente (debole, ma comunque reale), tale da portare il potenziale del telaio a circa la metà della tensione i alimentazione (115 volt). Per quanto la corrente sia limitata dalle normative sui filtri di ingresso, 115 V sono perfettamente avvertibili nelle condizioni suddette.

Ah... piccolo, ma non insignificante particolare: se tali tensioni e correnti sono (o dovrebbero essere) solo fastidiose per noi umani, una scheda elettronica toccata dalle dita in quelle condizioni, passa istantaneamente a miglior vita... meditate.

Non mi ricordo se l'ho già detto: mai, mai, mai, mai rimuovere una connessione di terra! :lol:

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Re: Interferenze. Mandrino cinese e VFD Huangyang

Messaggio da Stiefin. » venerdì 24 marzo 2017, 2:44

Beh ... che dire ... questo è uno di quei topic da stampare e custodire

con cura . =D> ( Funziona anche offline e senza PC ! )

Grazie SWL .

Stiefin .

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