GND von uC und Treiberzusammenschalten

[Tarik Mrech (Gast)]

Hallo,
Ich betreibe ein STM32F4Discovery mit der einer Spannungsversorgung über 
USB(vom PC aus). Jetzt möchte ich mit einem MIC2981 Treiber 
(http://www.micrel.com/_PDF/mic2981.pdf) die Spannung der Ausgangspins 
auf +24V heben. Am MIC2981 hängt also VCC 24V und GND eines Akkus, der 
IN kommt vom uC und OUT geht raus ;)

Jetzt meine Frage die den meisten wohl nur ein müdes Lächeln abringen 
wird: Schließe ich den GND des Akkus an einen der GND-Pins meines uC?

In meinem Kopf spricht dafür, dass bei fehlender Verbindung der MIC2981 
den positiven Pegel des uCs nicht interpretieren kann weil dessen Masse 
eine Andere ist als die des Akkus.
Was dagegen spricht ist, dass bei verschiedenen Massepotentialen ja über 
der Verbindung der GNDs eine Spannung anliegt. Bei Kupferdraht läuft der 
Widerstand ja gegen null macht bei I=U/R einen unendlichen Strom (für 
den Hobby-Akademiker zumindest)

Kann mir jemand erklären wie solche sachen gehandhabt werden und 
vielleicht auch ein wenig backround dazu liefern?

Danke im Voraus!

[Route_66 H. (route_66)]

Tarik Mrech schrieb:
> Was dagegen spricht ist, dass bei verschiedenen Massepotentialen ja über
> der Verbindung der GNDs eine Spannung anliegt

Nein. Wenn beide GND verbunden sind, ist die Spannung dazwischen nahe 
Null. Wenn keine Verbindung beider GND dann ist der Pegel an IN vom 
MIC2981 nur vom internen Aufbau des MIC2981 selbst abhängig, und nicht 
von Deinem µC änderbar.

EDIT: Das Problem tritt hier in regelmäßiger Folge auf: mal als Frage, 
mal als nicht funktionierende Schaltung.

[Tarik Mrech (Gast)]

Cool das ging schnell, Danke!

Was mich jetzt interessiert ist warum die Spannung da nahe Null ist.
Ich habe auch schon einige schaltungen gesehen wo man einen großen 
Widerstand auf die Leitung zwischen den beiden GNDs gelegt hat damit 
kein strom fließt. Ist das eine Sinnvolle Sache?

[Karl H. (kbuchegg)]

Tarik Mrech schrieb:
> Cool das ging schnell, Danke!
>
> Was mich jetzt interessiert ist warum die Spannung da nahe Null ist.

Weil es keine absoluten Spannungen gibt.
Spannung ist immer eine Potentialdifferenz.

D.h. die 24V deines Akkus sind die Potentialdifferenz zwischen + Pol und 
- Pol des Akkus. Das sagt aber nichts darüber aus, wie sich die 
Verhältnisse in Bezug auf den USB Port darstellen.

Du könntest den + Pol deines Akkus mit GND verbinden, dann hättest du

     +USB    o  +5V
                 |  5V USB Spannung
    + Akku  oo  GND

            ^
            |  24V Akkuspannung
    - Akku  o  -24V

d.h. in Bezug auf GND, wäre dann der - Pol vom Akku auf -24V. Aus Sicht 
von +USB wäre das dann -29V.

Du kannst genausogut auch den - Pol vom Akku an GND anschliessen, dann 
hätetst du

                o +Akku        +24V


         +USB  o                +5V

          GND  oo - Akku

GND und der - Pol vom Akku haben gleiches Potential (durch die 
Verbindung erzwungen). Aus Sicht des +Pols vom Akku befindet sich der 
+USB auf einem Spannungsniveau von 24-5 = 19V tiefer. Aus Sicht des +USB 
Anschlusses befindet sich das Potential des +Akku um 19V höher als er 
selbst.

Du hättest genausogut auch den -Anschluss vom Akku mit +USB verbinden 
können

            +USB   oo

             GND   o


                    o -Akku

dann ist das Potential des -Akku in Bezug auf GND auf -19V. Oder eben 
aus Sicht von +USB aus auf -24V


Spannungen sind relativ! Erst dadurch, dass du EINE Verbdindung zwischen 
den Spannungsquellen herstellst, definierst du wie die beiden Spannungen 
in Bezug zueinander stehen.

Vorher sind das einfach nur 2 Stöcke, die du und dein Kumpel in der Hand 
halten und jeder hält seinen so hoch wie er gerne möchte. Das man da 
dann keine vernünftige Aussage darüber machen kann, welcher eigentlich 
weiter oben ist, bzw. wie die Gesamthöhe über beide Stöcke ist, ist 
klar. Erst dadurch, dass ihr euch beide einigt, mit einem Ende den Stock 
auf den Boden zu stellen, erst dadurch setzzt ihr die Höhen der Stöcke 
zueinander in Beziehung. Da ist es 'auf den Boden stellen', in der 
Elektrik ist es 'ein Potential miteinander zu verbinden'. Normalerweise 
verbindet man dann einfach die beiden Anschlüsse, die in den jeweiligen 
Teilschaltungen mit GND bezeichnet sind. Das ist also der (künstliche) 
0-Punkt von dem beide Schaltungsteile dann 'wegrechnen'. Dadurch, dass 
sie verbunden sind, kann man dann auch Aussagen über die Spannungslage 
des Schaltungsteils B aus dem Schaltungsteil A heraus machen.
Und genau das brauchst du ja. Beide Schaltungsteile müssen sich darüber 
einig sein, welches Potential +5V darstellt.

[Tarik Mrech (Gast)]

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung Karl Heinz!