Salve! Ho provato a rivestire di carta alluminio un cavetto collegato ad un amplificatore per la misurazione di segnali biologici di pochi uV di ampiezza, perché c'é un fastidioso accoppiamento tra i cavetti stessi e la fase della 50 Hz. Ho notato una notevolissima riduzione dell'ampiezza del noise captato. Mi sarei aspettato che le cose migliorassero con la messa a massa dello shield, ma il grosso del lavoro lo fa il rivestimento e basta. Quando feci delle prove con una gabbia di faraday fatta da retina metallica, ottenni il contrario: senza messa a terra non cambiava nulla (anzi, peggiorava), ma con la messa a terra tutto era perfetto. Domande: mi spiegate questa differenza osservata? Se devo collegare a massa una gabbia di faraday, uno shield, ecc, a quale massa devo collegarle? Io ho banalmente collegato il tutto ad un calorifero! Ma c'è chi mi ha detto di usare la massa dell'amplificatore, chi mi ha sconsigliato la terra elettrica (il polo centrale della presa, insomma) per ragioni di sicurezza, ecc. Come stanno veramente le cose? Forse confondo la massa con la terra.
E' un argomento molto complesso. Come indicazione generale le masse vanno collegate assieme in un unico punto. La terra poi serve come protezione,ma essendo in comune con altre utenze, puo' diventare un pericolo. Gli apparati elettromedicali, per esempio, dal lato paziente vengono mantenuti assolutamente isolati.
In breve: la gabbia di faraday, le schermature dei cavi, ecc, vanno tutte collegate ad un unico punto. La domanda è: a questo punto posso collegare anche la massa di una ciabatta a cui collegare i pc che servono per acquisire i dati? Diversamente come separiamo le de cose? Abbiamo deciso di alimentare l'amplificatore a batterie, per non portare la rete nella gabbia. Sì, l'amp dal lato paziente è flottante, ma la gabbia no! Dal tuo discorso capisco, credo, che: devo collegare tutte le masse fra loro (case, gabbia, schermature cavi, ecc.), e collegare questo nodo a terra per la sicurezza. Ma ciò può creare problemi perché dispositivo in tensione possono scaricare sia verso terra che mettere in tensione altre parti. E' così? Come risolvere?
La cosa che puoi provare a fare è ritorcere a elica i due fili dei cavetti, ottenendo un doppino tipo quelli ethernet o telefonici, che sarà molto meno sensibile ai disturbi magnetici.
Il discorso delle masse è complesso, come già ti dissero. Quella che a te interessa è la massa di segnale, che NON E', in generale, la massa di terra della 220V e non conviene nemmeno che lo sia, per i tuoi scopi. Io ti direi di tenerle separate. La calza schermo dei cavetti deve essere saldata a un punto di massa il più vicino possibile, spazialmente e circuitalmente, al punto di prelievo o di arrivo del segnale. Così eviti che qualche linea magnetica si infili fra terra e segnale creando un generatore di rumore a corrente indotta :-)
"Massimo Soricetti" ha scritto nel messaggio news:50b55f7a$0$13281$ snipped-for-privacy@reader2.news.tin.it...
Questa strategia e' funzionale eslcusivamente con linee di trasmissione bilanciate, tra le quali ci sono quelle che hai menzionato. Inoltre s'e' anche visto che, paradossalmente, usare cavo UTP puo' rendere la linea meno affetta da disturbi che usare cavo FTP. Quindi non e' nemmeno detto che ingegnarsi per una schermatura sia efficace in ogni situazione.
Il giorno Tue, 27 Nov 2012 21:39:25 +0000 (UTC), giorgio ha scritto:
Per massa intendi lo 0V dell'alimentazione, vero?
La terra e il riferimento di zero sono due cose diverse, cha a norma vanno connesse, ma non sempre.
Negli elettrocardiografi ad esempio il riferimento è convenzionalmente alla gamba destra e le alimentazioni sono isolate galvanicamente. In quel caso la riduzione dei disturbi viene assicurata con amplificatori INA ad alto CMRR, su alcuni dispositivi può arrivare a 120dB
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L'effetto della schermatura è migliore con disturbi provenienti da campi elettrici piuttosto che campi magnetici, che invece si eliminano meglio intrecciando i fili.
Inoltre devi considerare che il collegamento alla terra può essere lui stesso causa dei distubi disturbi captandoli direttamente come un'antenna o più spesso generando una gigantesca 'spira' o 'ground loop' che come un secondario di trasformatore porterà la 50Hz in giro. Inoltre la spira può chiudersi anche per effetti capacitivi, quindi potresti avere gli effetti di un g.l. pur senza una chiusura visibile del circuito.
Quindi in generale attenzione al riferimento da usare, a come ci si collega e agli anelli di massa, che sono a volte difficili da eliminare perchè dipendono proprio dal layout del sistema.
Grazie! La massa-riferimento paziente è tutta un'altra cosa, come dici. Rientra nella parte applicata, ha la sua normativa, è optoisolata e flottante rispetto a tutto il resto e mai mi sognerei di connettere al soggetto un cavo di terra di altro tipo. Il soggetto è isolato e rimane tale.
La schermatura dei cavetti, non ritorti, mi ha ridotto la captazione di 50 Hz di moltissimo. Gli schermi sono connessi ad un a massa dell'amplificatore che non e la massa isolata paziente (quella del sistema flottante definita PGND), ma è una massa diversa indicata come AGND nella documentazione ed è dedicata a ciò. E non ha a che fare con la terra dell'impianto.
Ritorno alla domanda cruciale: la gabbia di Faraday dove diavolo la collego? Tutti mi hanno detto alla terra elettrica. Ciò può creare problemi di sicurezza o al segnale? E allora: dove la collego?
- gabbia fatta di profili di acciaio (scheletro) e rete (pareti): abbiamo scelto una rete già testata, con maglie di 1,5 cm di lato e filo di 1,5 mm, elettrosaldata.
- nella gabbia c'è una poltrona idraulica (non elettrica): va collegata a terra? Dove?
- il soggetto sulla poltrona, collegato alle sole parti applicate dell'apparecchio, quindi in totale discontinuità elettrica dall'amp (ma non dalla gabbia, se la tocca, o dalla sedia, sempre se ne tocca le parti metalliche).
- l'amplificatore, che abbiamo deciso di alimentare con un pacco batterie ricaricabili.
- nota dolente: un monitor crt (un lcd non va bene), ma abbiamo pensato di risolvere così. Facciamo una apertura quadrata di lato 50 cm in una parete della gabbia di Faraday di fronte al paziente e inseriamo dall'esterno uno scatolo metallico mancante della parere posteriore e con un vetro schermato su quella anteriore. Quindi il monitor andrà alloggiato entro un specie di introflessione della gabbia di Faraday e il suo cavo di alimentazione, la sua aerazione, ecc, passeranno esternamente alla gabbia: quindi il monitor sarà de facto all'esterno della gabbia, sebbene, per ragioni di spazio, per gran parte al suo interno, ma sempre schermato da pareti metalliche di provenienza dalla gabbia, e da vetro schermato.
- i cavi in entrata ed uscita sono: un cavo che viene dalla porta parallela di un pc, un cavo audio che viene dall'uscita audio di casse alimentate per PC ed il cavo ethernet che porta i segnali dall'amplificatore in gabbia al pc di analisi che è fuori la gabbia. Quindi nessun cavo di alimentazione entra nella gabbia (quello di alimentazione del monitor entra nella introflessione della gabbia da dietro l'inteoflessione ed è quindi esterno ad essa). I tre cavi che invece la attraversano temiamo possano fare da cavallo di troia portando dentro 50 Hz per accoppiamento. Così li avvolgeremo, separatamente, con nastro adesivo in rame fino al loro connettore nei pc: il nastro sarà connesso alla gabbia (l'idea, questa volta, è che si crei un "tubo", una sorta di estroflessione che della gabbia si porta fino al pc).
- Che ne dite?
- i pc, l'alimentatore delle casse (per gli stimoli sonori al paziente via cuffie), l'alimentazione del crt, vorremmo metterli su un'unica ciabatta.
- la schermatura cavetti elettrodi va invece alla massa dell'amp dentro la gabbia, che è alimentato a batterie e si comporta come sistema a parte
- la gabbia, la schermatura dei cavi che escono ed entrano in gabbia, la parte metallica della poltrona, ecc.: dove diavolo le mettiamo? Le connettiamo al polo centrale della presa della medesima ciabatta? Oppure no? Se no, dove?
Io ho visionato gli schemi elettrici di alcuni lab a norma e le cose stanno così: tutte le parti metalliche (gabbia, schermature di cavi in entrata-uscita dalla gabbia, i caloriferi della stanza, i ribinetti, tutto insomma....) vanno in parallelo su una barretta equipotenziale in rame. Tutte le terre dei dispositivi elettrici, interni ed esterni alla gabbia, vanno su una seconda barretta in rame. Ma poi le due barrette, stranamente, sono connesse tra loro e al dispersore dell'edificio!
Il giorno Wed, 28 Nov 2012 11:42:27 +0000 (UTC), giorgio ha scritto:
dipendono
Le parti metalliche possono andare a terra=earth=giallo-verde
Potrebbero esserci accoppiamenti capacitivi, lo si potrebbe dedurre da cambiamenti del segnale rispetto alla posozione del paziente.
Ok, equivale ad un doppio isolamento.
Se non interrompi la schermatura l'effetto non sarà rilevante.
Questi cavi possono essere la fonte di entrata dei disturbi, poichè di fatto sono antenne che passano attraverso la gabbia di Faraday vaninficando il suo effetto.
Dovresti prevedere una 'zona sporca' in cui interrompere le connessioni e mettere dei connettori filtrati direttamente sul pannello schermante, es:
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e magari sostituire il cavo ethernet con una fibra ottica non sarebbe una cattiva idea, oramai le fibre in plastica non costano molto.
Per me non sarà risolutivo, magari migliorerà la cose, ma una soluzione più professionale è usare filtri oltre che schermi per ridurre i disturbi.
ok
Vanno connesse in modo da evitare anelli di massa, essenzialmente.
E' corretto, si va in un unico punto proprio per evitare loop, le barre di rame sevono per ridurre la resistenza verso terra e poichè sono filettate è più facile farci arrivare dei cavi.
E se la collego alla gabbia o a terra indipendentemente?
La zona sporca dove la ubico? Immagino fuori la gabbia. Cioè il connettore filtrato non posso metterlo dentro la gabbia, se no devo farci entrare anche una porzione del cavo-antenna: giusto?
Ottima idea! Dovrei cercare un adattatore ethernet fibra ottica e fare entrare la fibra in gabbia e non il cavo!
Ok, quindi posso trovare, se ho capito bene, un filtro lungo il cammino del cavo che entra o esce dalla gabbia: dove lo posiziono: fuori dalla gabbia, suppongo! Lo dovrei fare per la porta parallela e per il cavo audio.
Se connettiamo gabbia e poltrona ad una barretta equipotenziale, come descritto nel post precedente, evitiamo un ground loop, no? Poi i pc e gli altri utilizzatori mandano le masse alla stessa barretta che, a sua volta, va al dispersore. Sono tutte masse in parallelo. Mi spieghi con un esempio in che caso creerei un loop?
rame
Ok
Grazie mille. Mi stai aiutando tantissimo. Giorgio.
Il giorno Wed, 28 Nov 2012 13:43:40 +0000 (UTC), giorgio ha scritto:
Non serve, poi come fai se è all'interno della gabbia? La scelta potrebbe essere tra non connetterla e mettrla a terra sulla gabbia
I connettori devono stare con il corpo sulla parete della gabbia, puoi fare un cassetto o una rientranza per alloggiarli, l'importante è che lo schermo sia attraversato solo dai fili filtrati.
Leggi questo a proposito della "dirty box" pag.8-12
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forse ti si chiariranno le idee.
anche qui fa un esmpio di "dirty box"
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Nella "dirty box", poi il filtro è meglio che sia già sul connettore, diversamente potresti mettere dei condensatori ceramici da 100-1000pF tra i fili e la terra direttamente all'ingresso sulla schermatura, ma se i fili sono molti è un lavoraccio.
Meglio mettere un connettore filtrato M+F sullo schermo e interrompere il cavo.
Lo potresti creare se a valle e a monte della connessione ci fosse un collegamento, magari di tipo capacitivo,
Una barretta a cui arrivano delle connessioni ordinate è la soluzione migliore per ridurre i problemi.
Ua sola domanda ancora: io conosco il funzionamento della gabbia di Faraday in condizioni elettrostatiche (Gauss, ecc), e so qualcosa di come schermi le onde em (per riflessione, assorbimento, creando campi opposti a quelli incidenti, ecc.). Mi spieghereste perché in tutte le prove fatte queste gabbie peggiorano le cose e non collegate a terra? Qual è il principio della messa a terra della gabbia?
Semplificando molto, puoi considerare il generatore di disturbi come un oscillatore con un capo a terra, quindi quando connetti a terra la gabbia chiudi il circuito.
ciao è un po che sono fuori dal giro... (amplificatori per microsegnali) comunque potresti guardare questo link
la figura 8 (comunque in molti amplificatori per microsegnali è identico) fa vedere che il cavo schermato NON va messo a terra,
ora guarda questo
e riferisciti alla figura 14.
poi considera un detto "antenna grande , grandi segnali" con una gabbia di metallo in un ambiente saturo di campi elettromagnetici e segnali radio di tutto lo spettro è probabile portarsi a casa tutto questi disturbi, considera che anche nello stampato si schermavano i piedini di ingresso con un anello collegato in modo simile.
idea balzana isola la gabbia e sottoponila a -1000V (0,1 ma di generatore) poi leggi all'interno se vedi ancora i disturbi, eventualmente una seconda gabbia a terra elettrica per garanzia della vittima e per abbattimento campo statico.
ciao si sono relativi ai cavi del segnale, questo solo per dire che non necessariamente con la messa a terra dello schermo si ha la maggior schermatura, nota sull'idea balzana di prima (cioè di collegare a
-1000Vdc la schermatura esterna) potresti collegarla a terra con in serie una batteria da 12 V 40 AH un pò come i circuiti per non far corrodere le cancellate metalliche in ferro.
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