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GND Loop in Analog/Digital-Schaltung (keine Erdschleife im klassischen Sinn)
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BID = 910642
Lupin III.
Schriftsteller
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Wohnort: Salzburg
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Ich arbeite an einem mobilen System, bei dem mehrere Sensoren an einen Mini-PC angeschlossen sind. Alles läuft von einem 3S-Lipo (ca. 12V). Der PC hat sein eigenes Schaltnetzteil eingebaut (verdaut alles zwischen 10 und 48V), die Sensoren brauchen unterschiedliche Spannungen wie -5, +5 oder direkt vom Akku.
Die +-5V werden durch einen isolierten DCDC-Konverter erzeugt (Traco Power 1205D). Weitere +5V wegen jeweils kurzzeitgem höheren Strombedarfs mit einem 7805 (GND also nicht isoliert). Und andere Teile sind wie gesagt unisoliert direkt am Akku (Akku- = GND)
Durch eine GND-Kette von Akku->Sensorschaltung A->Audioschnittstelle->PC-Gehäuse->USB-Port->Sensorschaltung B->DCDC-Wandler ist der Traco jetzt sozusagen "von hinten" mit GND verbunden.
Jetzt meine Frage zu den GND-Verbindungen. Soll ich beim DCDC Wandler die GNDs miteinander verbinden? Oder ist das Schließen dieser Schleife ein schlechte Idee? |
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BID = 910643
perl
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Zitat :
| | verdaut alles zwischen 10 und 48V |
Dann könnten 3 Li-Zellen etwas knapp sein.
Zitat :
| | Durch eine GND-Kette von Akku->Sensorschaltung A->Audioschnittstelle->PC-Gehäuse->USB-Port->Sensorschaltung B->DCDC-Wandler ist der Traco jetzt sozusagen "von hinten" mit GND verbunden. |
Das scheint mir ziemlich schlecht zu sein. U.U. riskierst du sogar die Zerstörung einer Schnittstelle.
Wo passiert denn die Digitalisierung der Sensordaten und wozu dient die ominöse Audioschnittstelle?
Ein Leitungsplan könnte mehr Licht ins Dunkel bringen.
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BID = 910649
Lupin III.
Schriftsteller
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Der Rechner hat mit dem Akku kein Problem. Der ist schon über eine Stunde durchegehend davon gelaufen, und die Akkuspannung ist grade mal auf 11,6V gefallen.
Es gibt eine Pumpe (mit Partikel-Masse-Sensor), die über USB angeschlossen wird. Da der Port auf dem PC aber nicht genug Strom liefern kann, gibt es einen extra Anschluss an der Pumpe, wo man 5V reinfüttern kann. Die GNDs dieses Anschlusses und des USB-Anschlusses sind in der Pumpe miteinander verbunden. Wo in dem Gerät die Trennung der zwei 5V passiert kann ich nicht sagen. Jedenfalls läuft die Pumpe immer nur für 10-20 Sekunden und macht dann wieder 1-2 Minuten Pause. Ein 7805 stellt die 5V zur Verfügung. Dieser Sensor ist voll integriert und wird über Treiber am PC angesprochen (wobei's unter der Haube über einen virtuellen COM-Port läuft). Steht nicht im Ausgangspost aber auch das ist ein Weg von Akku- in den PC, ohne überhaupt die Wahl zu haben (einziger Ausweg wäre ein komplett eigener Akku).
An der Audioschnittstelle werden "Klicks" gezählt, die von einem Strahlungssensor kommen. Die Schaltung braucht zwar so gut wie keinen Strom, aber um nicht einen USB-Port nur für +5V zu belegen, wird die auch über einen eigenen 7805 versorgt (100mA Version). Also auch hier ist der GND nicht isoliert.
Weiters gibt's eine Opamp-Schaltung die +-5V benötigt (das macht der DCDC-Wandler, der nur wegen der -5V und nicht wegen einer gewünschten Isolierung ausgewählt wurde). Das Ergebnis davon wird mit einem I2C-ADC digitalisiert, der dann über einen Microcontroller bzw. noch einfacher gesagt einen I2C-nach-USB-virtual-COM-Wandler ausgelesen wird.
Die Digitalisierung passiert also großteils "extern", der Anschluss ist aber über unterschiedliche Schnittstellen.
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BID = 910807
winnman
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Dann sehe ich 2 Möglichkeiten:
1. GND der Audioschnittstelle gar nicht anschließen
2. Die GND alle direkt bei den Schnittstellen verbinden und nicht in der Schaltung (also von den Spannungsquellen isoliert bis zu den Schnittstellen, dort alle GND verbinden)
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BID = 911862
powersupply
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Zitat :
perl hat am 27 Dez 2013 14:42 geschrieben :
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Zitat :
| | verdaut alles zwischen 10 und 48V |
Dann könnten 3 Li-Zellen etwas knapp sein. |
Den Gedanken hatte ich auch zuerst. Aber wenn ich mir das so recht überlege finde das durchaus mit Bedacht gewählt.
Denn bei ca 3,3V sind die Zellen je nach Entladestrom schon zu etwa 90% (+/-5%)entladen und können durch die dann vermutlich einsetzende Abschaltung des Netzteiles nicht in Tiefentladung rauschen.
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powersupply
Es gibt 10 Arten von Menschen. Solche die Binärtechnik verstehen und die anderen.
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BID = 912478
winnman
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??? Tiefentladung ????
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BID = 912526
powersupply
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Zitat :
winnman hat am 8 Jan 2014 21:23 geschrieben :
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??? Tiefentladung ????
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Mit vier LiIonzellen bist Du bei der minimalen Spannung von 10V(wer sagt denn dass das Gerät dann auch schon ausschaltet?) bei 2,5V/Zelle. So tief sollte man diese aber möglichst gar nicht erst entladen. Wenn die Zellen entladen sind bricht immer die schwächste als erste vollends ganz ein und rauscht in Tiefentladung, bzw bis zur Abschaltschwelle der Schutzschaltung während die anderen noch munter 3V aufweisen. Aber selbst dies schädigt schon mehr als wenn sie immer über 3V bliebe.
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