Hallo, gegeben ist eine Schaltung mit einem Leistungs- und einem Steuerungs(µC-)teil. Die Bezugsmasse ist derzeit dieselbe. Zusätzlich kann der Steuerungsteil über einen Bus mit externen Komponenten kommunizieren. Wie stelle ich sicher, dass durch fehlende Masse sich der Strom des Leistungsteils durch den Bus und die externen Komponenten einen Weg sucht und die Steuerung grillt?
Friedrich schrieb: > Wie stelle ich sicher, dass durch fehlende Masse sich der Strom des > Leistungsteils durch den Bus und die externen Komponenten einen Weg > sucht und die Steuerung grillt? Auf den Leistungsteil pinkeln? Günter Lenz schrieb: > Optokoppler benutzen. Wie grillt man mit denen die Steuerung?
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Friedrich schrieb: > Wie stelle ich sicher, dass durch fehlende Masse sich der Strom des > Leistungsteils durch den Bus und die externen Komponenten einen Weg > sucht und die Steuerung grillt? Du meinst vermutlich das genaue Gegenteil? :P Es gibt viele Möglichkeiten. Was sinnvoll wäre, hängt davon ab was Du bauen willst. Mehr Details! Welche Leistung bzw welche Spannungen liegen wo an? welcher Bus? Wo kommt der denn nun plötzlich her? Am Bus hängen doch die externen Komponenten. Warum soll den nun der Leistungsteil seinen Strom duch den Bus und die Externen Kompuonenten schicken? Wo und Wie ist das miteinander verbunden. Der Aufbau ist völlig unklar. Schaltplan, oder falls der noch erst mittels dieser Frage erstellt werden soll, wenigstens Schaltungsidee/Konzept posten.
Friedrich schrieb: > Wie stelle ich sicher, dass durch fehlende Masse sich der Strom des > Leistungsteils NICHT durch den Bus und die externen Komponenten einen > Weg sucht und die Steuerung grillt? (das NICHT habe ich nun ergänzt) 1.LWL od. Optokoppler od. mehrfache ordentliche Masse, die nicht so schnell abfällt oder vergessen wird anzuschrauben? 2.Eingangsströme durch Widerstände und Anschlagdioden auf verträgliches Maß reduzieren wäre auch eine Idee wenn das Signal hinterher noch brauchbar ist. Leider wird im Störfall der ganze Dreck dann auf die Eingänge geleitet und die Frage der Ausgänge ist auch noch offen.
Friedrich schrieb: > Wie stelle ich sicher, dass durch fehlende Masse sich der Strom des > Leistungsteils durch den Bus und die externen Komponenten einen Weg > sucht und die Steuerung grillt? Ich habe mal gehört, das gegrillte Steuerungen nicht besonders gut schmecken. Warum willst Du sie also unbedingt grillen?
LOL, natürlich fehlte ein "nicht". Wir sprechen von Kleinspannung. Also, die externen Komponenten werden über das Bus-Kabel auch zusätzlich mit 3,3 Volt versorgt. Außerdem haben einige externe Module ebenfalls einen Leistungsteil, benötigen dafür 36 Volt und gemeinsame Masse (wegen des Busses).
Günter Lenz schrieb: > Optokoppler benutzen. Dann braucht es eine zusätzliche Stromversorgung, z.B. per isoliertem DC/DC-Wandler aus den 3,3V vom Buskabel. Sonst gibt es hier wieder eine Masseverbindung.
Friedrich schrieb: > LOL, natürlich fehlte ein "nicht". Grundsätzlich sollte man schon durch entsprechende mechanische Ausführung dafür sorgen, das man eine sichere Masseverbindung hat, z.B auch durch doppelte Leitungen und doppelte Steckerstifte. Eine zusätzliche Absicherung ist dann m.E. nicht mehr nötig. Gruss Harald PS: Probleme durch fehlende Masseverbindung in Hausinstallationen hat man schon vor Jahrzehnten erkannt. Deshalb hat man dann im nachhinein den Schutzleiter eingeführt.
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Das Problem ist, dass auch doppelte Stecker, doppelte Stifte und doppelte Leitungen leider nicht vor Dummheit schützen. Was vergessen werden kann, wird leider auch vergessen...
Friedrich schrieb: > Das Problem ist, dass auch doppelte Stecker, doppelte Stifte und > doppelte Leitungen leider nicht vor Dummheit schützen. Was vergessen > werden kann, wird leider auch vergessen... Natürlich kommt es ja auch in Hausinstallationen nachwie vor zu Unfällen, aber ich denke, seit Eiführung des Schutzleiters ist das deutlich weniger geworden. Gruss Harald
Wäre die einfachste Antwort nicht "Sicherung einbauen"? Wie auch immer die "Sicherung" aussieht, aber das ist doch wohl erstmal das erste Mittel der Wahl. Gescheite Anschlüsse nehmen gehört genauso dazu.
Das heißt Sicherungen in den Busleitungen (+ Masse + Versorgung)? Das wäre bestimmt eine Möglichkeit... muss ich nochmal drüber nachdenken...
Friedrich schrieb: > Das heißt Sicherungen in den Busleitungen (+ Masse + Versorgung)? Das > wäre bestimmt eine Möglichkeit... muss ich nochmal drüber nachdenken... Geht auch auf elektronischem Wege.
Friedrich schrieb: > Wie meinst du das? Einfachste Methode ein PNP in den Plusseite der Spannungsversorgung und den Minus der den PNP steuert von der Stelle nehmen, wo der "neuralgische Punkt" ist. Besser mit nem FET. Schon ist alles aus und deine Steuerung vom Strom getrennt.
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Hmmmmm... aber wie erkennt die Schaltung, dass nur die Masse der Stromversorgung fehlt? Der Fehlerfall ist ja, dass nur die Busmasse verbunden ist. Beides ist intern verbunden, aber das Buskabel hält ja nix aus.
Die Frage ist: Wo sind Masse Steuerung und Masse Leistungsteil miteinander verbunden? Thema Masseführung, Masseschleife, flächige oder sternförmige Masse. Darum Schaltplan oder wenigstens grobe Skizze. So wie die Frage jetzt ist, ist das ein vages hypothetischens Problem eines ungelegten Eis ohne jeglichen realen Bezugs. Da kann man auch fragen: Ich möchte irgendetwas miteinander verbinden und es soll funktionieren. Aber es darf auf bei gröbster Dummheit bis vorsätzlicher Fehlbedienung nichts passieren. Wie geht das Oder: Wie kann ich irgendetwas machen ohne irgendetwas falsch zu machen? Solch eine Frage ist Müll und kann nicht sinnvoll beantworttet werden. Konkrete Frage, dann kann man eine konkrete Antwort bekommen. Wischiwaschi Frage und man bekommt nur Wischiwaschi. Das kostet allen nur Zeit und nerven. Sortier dich erst einmal und fange an und komme dann mit einem konkreten Problem. Normalerweise verbindet man die Massen nicht hier und da Querbeet. Wenn die Masse nicht hinter dem Sternpunkt erneut verbunden wird, dann kann da auch nichts auf der falschen Leitung zurück kommen, es sei denn man beschädigt die Leitungen und verursacht einen Kurzschluß. Das geht immer. Man kann alles zerstören wenn man will. Friedrich schrieb: > Das Problem ist, dass auch doppelte Stecker, doppelte Stifte und > doppelte Leitungen leider nicht vor Dummheit schützen. Was vergessen > werden kann, wird leider auch vergessen... Wenn du Beispielsweise eine Verbindung hast, die Aufgrund der Leistung mehrfach parallel ausgeführt werden muß und dann mit diesem Argument kommst, so müßtst du jede Leitung "hin" (Versorgung) und jede Leitung "zurück" (Masse) einzelnd überwachen und absichern. Das wird in der Regel nicht gemacht. Das macht man nur bei extremen Anforderungen. Für gewöhnlich wird nicht gegen Sabotage abgesichert. Man kann alles kaputt kriegen wenn man will. Ein passendes Stecksysem ist in der Regel ausreichend und Stand der Technik. Dann kann man noch bestimmte Leitungen oder Leitungsgruppen Überwachen. Beispielsweise wird in PC-Netzteilen der Strom der einzelnen Spannungsausgänge überwacht, wenn überhaupt, und nicht jeder der einzelnd parallel geführten Leitungen einer Spannungsschine. Die Masse wird nicht überwacht, schon gar nicht jede einzelne Leitung. Man lebt einfach mit dem Restrisiko durch Kontaktprobleme. Restrisiko bschätzen und in Relation zu Aufwand setzen.
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Ich hatte es ja schon geschrieben, Sicherung rein und dann gibt es auch nicht zu viel Strom.
Friedrich schrieb: > dass nur die Busmasse > verbunden ist. Beides ist intern verbunden, aber das Buskabel hält ja > nix aus. Klassischer Fall für eine Sicherung, allerdings mit der Konsequenz, dass dann auch keine Datenübertragung mehr möglich ist. Will man das nicht, hilft nur ein extra GND für den Bus (d.h. praktisch ein galvanisch getrennter Bus). Georg
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Hier mal ein Minimal(!)-Beispiel, das verdeutlicht, was ich meine. Die Klemmen stellen dar, wo Masse und wo Last angeklemmt werden. Das Ganze ist also eine Stromsenke. Der Strom soll natürlich seinen Weg nicht über den Bus suchen, falls die Klemme an einer Seite versehentlich offen bleibt.
Achso, VCC wird aus der höheren Spannung erzeugt, daher reicht es nicht, einfach eine Sicherung in die Masseleitung zu packen. Fällt Masse aus, geht daher VCC auch durch die Decke.
Von was für Spannungen sprechen wir und WO laufen die Massen zusammen? Wenn einfach nur die Masse wegfällt hat man nur einen Unterbrocenen Stromkreis. Warum solle wo die Spannng durch die Decke gehen wenn der massebezug wegfällt. Dann gibt es nämlich an den Bauteilen ohne Masse keine Spannugsdfferenz. Schöne Szkizze aber daraus werden die Fragen ncht ersichtlich.
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Doch, VCC geht nachgewiesen durch die Decke, weil der Massebezug am VCC-erzeugenden Regler wegfällt, durch den Bus aber noch externe Masse anliegt!
Ich sehe in dem tollen "Schaltplan" aber keinen Regler der "seine" Masse verlieren könnte. Wenn da etwas nachgewiesen durch die Decke geht, dann hast Du auch einen Aufbau. Dann poste das gesammte Ding und nicht bröckchenweise. So wird das nichts!
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Friedrich schrieb: > Der Strom soll natürlich seinen Weg nicht über > den Bus suchen, falls die Klemme an einer Seite versehentlich offen > bleibt. Mal so als Idee (nicht groß nachgedacht) Ein Widerstand in der Massezuleitung des Mosfets könnte bei Stromfluss die Spannung so weit anheben bis er sperrt. Dazu noch eine antiparallele Diode um das Gate gegen Überspannung zu schützen
Das sollte gut klappen, wenn nicht schnell geschaltet werden muss. Ansonsten ginge evtl. auch ein Thermistor/Polyfuse.
Einfachste Lösung: Führe Signal und Leistung über den selben Stecker und die selbe Leitung. Damit umgehst du den diskutierten Fehlerzustand.
> Führe Signal und Leistung über den selben Stecker und die selbe Leitung.
Also wie bei USB. Da hat es sich ja auch bewährt.
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Im Grunde ist es so. Der Spannungsregler ist mit im Leistungsteil.
stefanus schrieb: >> Führe Signal und Leistung über den selben Stecker und die selbe Leitung. > > Also wie bei USB. Da hat es sich ja auch bewährt. Stecker: ja, Leitung: nein. USB verwendet ein differentielles Datensignal über Data + und Data - und Leistung über ein zusätzliches Leitungspaar im selben Stecker. Zum Schaltplan: Massen hier verbunden. Sehe ich auch im"Schaltplan. das ist eine logische Skizze. Aber wo ist "hier" geometrisch gesehen im aufbau. DAS ist die entscheidende Frage. Helge A. schrieb: > Einfachste Lösung: Führe Signal und Leistung über den selben Stecker und > die selbe Leitung. Damit umgehst du den diskutierten Fehlerzustand. Das käme beim richtigen "hier" heraus.
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Ok, angenommen, du müsstest aus dem Schaltplan ein Layout machen. Wo würdest du denn dann die Massepunkte dann (mit Sicherung?) verbinden, damit das Problem nicht mehr auftritt?
Zum Beispiel könnte man bei billigem Patchkabel so vorgehen: Immer Adernpaare Leistung/GND, 5V/GND, Daten/GND, Takt/GND. 9-poligen oder geschirmten 8-poligen Stecker verwenden. Auf den Platinchen Massefläche oder Sternpunkt und ordentlich Entkopplung.
Friedrich schrieb: > Ok, angenommen, du müsstest aus dem Schaltplan ein Layout machen. Wo > würdest du denn dann die Massepunkte dann (mit Sicherung?) verbinden, > damit das Problem nicht mehr auftritt? Ich würde damit anfangen die Geräte ganz genau zu definieren und dann mal schauen ob man nicht doch einen echten fertigen Bus nimmt zuzüglich Der beiden Leitungen für die Stromversorgung. Erst wenn klar definiert ist welche Eigenschaften wo vorhanden sein sollen, macht es Sinn den "Bus" zu wählen. Zum Beispiel führt die Kombination aus Laststrom und Leitungswiderstand zu einer Potentialverschiebung der Masse im Leistungspfad, also auch der Masseleitung, so daß das Steuersignal relativ gesehen zur (Leistungs)masse eventuell nicht mehr den richtigen Pegel hat. Das und viele andere Fragen sind offen. Das ist kein Schaltplan, sondern nur ein Fragment ! Entweder vollständiger Schaltplan oder eine vollständige sauber definierte Interfaceanforderung. Dann kann man schauen ob man einen fertigen entkoppelten Bus nimmt oder einen Bus spannungs- oder stromgesteuert selber baut oder oder oder.
Neeeee, der Bus soll nicht gewählt werden. Der ist vorgegeben. Da wird einfach ein Pin der Mikrocontroller durchverbunden, wie im Schaltplan. Das Ganze ist auch im Gehäuse, da passiert nix (außer eben, dass jemand vergisst, Masse anzuklemmen). Die Stromversorgung muss leider jeweils extra gemacht werden, dann für alles andere sind die Ströme zu groß (> 20 A).
20 A? Das kann aber je nach Länge und Leitungsdicke ein echtes Problem werden, und zwar dann wenn der Spannugsabfall über die Masseleitung so groß wird, daß der Abstand zum Signal zu gering wird um es sauber zu erkennen. Beispielsweise unterstelle ich mal eien Atmega16 als Client, da ich das Datasheet gerade zur Hand habe und Du deinen Client noch immer anonym hältst. Der will für ein High mindestens 60% vom Vcc sehen. Niedrigere werte sind außerhalb der Spezifikation. Das heißt er muß relativ zu seiner Masse gerundet 2 Volt sehen. Du kannst a) Die Massen als eine Leitung gemeinsam zum nächsten Knoten weiterleiten und splittest erst im Zielgerät die Massen auf. Das wäre eine baumartige Masseverteilung. b) Die Massen sofort splitten und Leistugngs- und Busmasse getrennt zum Gerät führen. Dann stellt sich aber die Frage, warum zur Hölle sollte der Strom des Leistungsteils durch die Signalmasse zurückkommen können. Dann wäre der "Client" intern eine Fehlkonstruktion. Im Fall a hast Du das Problem, daß das Masseniveau bei 20 A auf der Leitung am Client höher hängt. Selbst ein idealisierter High-Pegel mit 3,3 Volt schrumpft am Client auf 2 Volt zusammen, wenn auf der Masse 1,3 Volt abfallen. bei 20 A darf der Widerstand der Masse also definitiv nicht mehr als 0.65 Ohm betragen, eher deutlich vweniger. Weitere Probleme sind zu erwarten. Das sind beispielsweide Induktivitäten und Kapazitäten noch nicht mitgerechnet Im Fall b sind Singnalmasse und Leistungsmasse aufgrund des Spannungsabfalls auf der Leitung verschieden. Auch das ist ein Problem. Was soll denn die Masse des µC werden? Du hast in der Skizze den µC als "Treiber" an den Fet gepackt. Eine Grundregel lautet: Der Treiber ist so dicht wie möglich an den Fet anzukoppeln, insbesondere müssen sie den gleichen Massebezug haben. Diese Grundregel ist nicht mit Variante b vereinbar, es sei denn du verbindest beide Massen wieder ganz stumpf im "Client und handelst dir nicht nur eine Masseschleife ein, sowie deine Problematik aus der Fragestellung (falscher Rückstrom auf falscher Masse), sondern kombinierst es noch mit den Nachteilen von Variante a. Da mußt du Abhilfe schaffen. Der interne Aufbau ist zu ändern. Ehrlich gesagt ist es nervtötend aufgefordert zu werden einen Lösungsvorschlag zu machen, für ein Problem das so extrem schwammig und mit Fragezeichen durchsetzt ist und erst nach und nach entscheidende Details (z.B. die 20 Ampere) nachtröpfeln. Man kann unzählige Lösungen liefern die dann am Ende doch nicht passen, weil du dich weigerst das Problem mal detailliert zusammenzufassen und zu konkretisieren/exakt spezifizieren. Wenn schon alles feststeht gibt es doch auch eine Festlegung der Anforderungen und einen vorläufigen Schaltplan. Friedrich schrieb: > Neeeee, der Bus soll nicht gewählt werden. Der ist vorgegeben. Da wird > einfach ein Pin der Mikrocontroller durchverbunden, wie im Schaltplan. Das ist Mist! Entweder das ist stumpf durchverbunden und du willst keine Lösung sondern Probleme. Oder das wird geändert. Solch eine Verdrahtung ist kein für alles geeignter Bus. Da mußt du schon den Anwendungsrahmen etwas abgrenzen. Distanz, Datenrate, Anzahl der Busteilnehmer etc. Die anderen Busse sind nicht umsonst entstanden.
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