Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Masse zusammenlegen zwei Netzteile, Arduino, LED


von Tom K. (auhur)


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Hallo,

es gibt ähnliche Threads, jedoch konnte ich keinen finden, der mir 
Gewissheit bringt. Verfüge nur über kleines Grundverständniss, darum 
führe ich meine Gedanken mal so genau wie möglich aus.

_Problem:_
LPD8806 LED Strip wird separat per 5V 10A PSU mit Stom versorgt 
(5V+GND). CLK und DATA führen zu Arduino Micro, welches wiederum separat 
über 12V, 500mA versorgt wird. Strip flackert furchtbar.

_Vermutung:_
LPD8806 muss in Masse (GND) von Arduino Kreis angeschlossen werden.

_Überlegung:_
Vorher habe ich mit WS2812B gearbeitet. Hier sind direkt 5 Kabel am 
Strip gewesen. 5V, GND, DATA + 5V, GND. Die ersten drei kann man direkt 
vom microcontroller aus ansteuern, wenn man mit ein paar mAmpere zurecht 
kommt. Dann fallen die letzten zwei weg.
Wenn ich eine separates 5v 10A PSU an den WS2812B anschließe, nutze ich 
dafür die beiden letzten 5V + GND Anschlüsse. DATA geht zum Arduino - 
jedoch muss ich zusätzlich den weiteren GND zum Ardiuno GND führen, 
damit alles funktioniert.
Ich gehe mal davon aus, dass 5V=5V und GND=GND ist - also jeweils zum 
gleichen PIN am Strip führen. Bei der Entwicklung des Strips hat nur 
jemand an eine separate Stromzufuhr gedacht. - Mich irritiert aber, dass 
dies beim LPD8806 nicht der Fall ist.

_Fragen vom Laien:_
- Sehe ich das richtig, dass es sich mit meinem WS2812b Modell im Grunde 
gleich verhält, wie mit dem LPD8806?

- Nach meinem Verständnis regelt das Arduino die 12V ohnehin selbst auf 
5V runter. Damit würden überall nur 5V fließen. ABER 500mA und 10A 
(10.000 mA) sind doch ein riesen Unterschied. Ich bin hier sehr 
vorsichtig geworden, weil ich mir mit den 10A schon mal ein Breadboard 
durchgeschmolzen habe.
Knalle ich mir nicht 10 Apere durch Microcontroller und anhängende 
Bauteile, wenn ich die Masse zusammenführe?

- Muss die Datenverbindung DATA mit dem gleichen Kreis "ge-groundet" 
werden, DAMIT die Daten (Ströme) sauber "durchfließen" können?

von Falk B. (falk)


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@ Tom K. (auhur)

>LPD8806 muss in Masse (GND) von Arduino Kreis angeschlossen werden.

Logisch.

>Wenn ich eine separates 5v 10A PSU an den WS2812B anschließe, nutze ich
>dafür die beiden letzten 5V + GND Anschlüsse. DATA geht zum Arduino -
>jedoch muss ich zusätzlich den weiteren GND zum Ardiuno GND führen,
>damit alles funktioniert.

Weil die bein GND auf dem WS2812B natürlich verbunden sind.

>- Sehe ich das richtig, dass es sich mit meinem WS2812b Modell im Grunde
>gleich verhält, wie mit dem LPD8806?

Ja.

>- Nach meinem Verständnis regelt das Arduino die 12V ohnehin selbst auf
>5V runter. Damit würden überall nur 5V fließen.

5V ist eine Spannung. Die fließt nicht, die liegt an. Strom fließt.

>ABER 500mA und 10A
>(10.000 mA) sind doch ein riesen Unterschied.

Sicher, aber was tut das zur Sache?

> Ich bin hier sehr
>vorsichtig geworden, weil ich mir mit den 10A schon mal ein Breadboard
>durchgeschmolzen habe.

;-)

>Knalle ich mir nicht 10 Apere durch Microcontroller und anhängende
>Bauteile, wenn ich die Masse zusammenführe?

Nö, denn GND ist das gemeinsame Bezugspotential, sozusagen die 0-Marke. 
Die 10A fließen nur vom Netzteil in die an +5V vom NETZTEIL 
angeschlossenen Verbraucher.

>- Muss die Datenverbindung DATA mit dem gleichen Kreis "ge-groundet"

Was spricht gegen das gute, deutsche Wort "geerdet" ?

>werden, DAMIT die Daten (Ströme) sauber "durchfließen" können?

Ja, damit die Steuersignale einen gemeinsamen Bezugspunkt haben.

Einfaches Beispiel. Nimm eine 9V Batterie und schließe nur das rote 
Kabel eines Multimeters an den Pluspol an. Was zeigt dein Gerät an? 0V. 
Erst wenn man auch das schwarze Kabel (GND, COM, Masse, such dir einen 
Namen aus) anschließt, kann das Multimeter die Spannung messen.

von Michael K. (aemkai)


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GND ist der Bezugspegel für jegliche Signale -> Stichwort: Spannung = 
Potentialdifferenz

Solange die GND von LPD8806 und Arduino getrennt sind, kann der LPD8806 
die Spannungspegel und damit Datensignale des Arduino nicht verstehen 
(u.u.), weil der Bezugspunkt fehlt (man nennt das floatend oder 
schwimmend).

Hingegen die 5V solltest du nicht verbinden, aber weniger, weil man den 
Arduino nicht an einem 10A-Netzteil betreiben darf, sondern weil es 
immer ungut ist, zwei verschiedene Spannungsquellen zu verbinden. "5V" 
ist ja erstmal nur ein nomineller Wert, das eine Netzteil liefert z.B. 
real 4,9 V, dann andere 5,1 V. Verbindest du die hart, dann fließen da 
unschöne Ausgleichsströme.

: Bearbeitet durch User
von Tom K. (auhur)


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Danke für die Antworten. Ich gehe nochmal darauf ein. Vielleicht lerne 
ich dabei noch etwas.

Falk B. schrieb:

>>ABER 500mA und 10A
>>(10.000 mA) sind doch ein riesen Unterschied.
>
> Sicher, aber was tut das zur Sache?

Das habe ich mein Breadboard auch gefragt. Und das so: "bzzzschh... 
qualm mit 0,5A wäre das nicht passiert."

> Nö, denn GND ist das gemeinsame Bezugspotential, sozusagen die 0-Marke.
> Die 10A fließen nur vom Netzteil in die an +5V vom NETZTEIL
> angeschlossenen Verbraucher.

Das hab ich noch nicht kapiert. Ich dachte: Strom fließt dann auch DURCH 
die Bauteile und weiter in die Masse, bzw. alles was noch dazwischen 
hängt.  Ich muss mir wohl mal dringend eine Erklärung für Dummies 
suchen.

> Was spricht gegen das gute, deutsche Wort "geerdet" ?

Nichts. Ich war mir nur nicht sicher, ob geerdet die richtige 
Bezeichnung ist.


> Ja, damit die Steuersignale einen gemeinsamen Bezugspunkt haben.
>
> Einfaches Beispiel. Nimm eine 9V Batterie und schließe nur das rote
> Kabel eines Multimeters an den Pluspol an. Was zeigt dein Gerät an? 0V.
> Erst wenn man auch das schwarze Kabel (GND, COM, Masse, such dir einen
> Namen aus) anschließt, kann das Multimeter die Spannung messen.

Ja, aber ich habe ja schon 5v und die Erdung am Strip. Ohne die zweite 
Erdung lässt sich das doch nicht mit der Batterie-Theorie vergleichen 
...oder doch?

@aemkai
> ... Hingegen die 5V solltest du nicht verbinden, aber weniger, weil man den 
Arduino nicht an einem 10A-Netzteil betreiben darf ...

Aber warum schmilzt mir dann das Steckbrett weg, wenn ich da 10A dran 
anschließe? Ich war der Meinung, dass mir das auch mit dem Arduino 
passieren würde, wenn ich 10A anschließe.

> Potentialdifferenz
... danach google ich erst mal.


Vielen Dank!

von Falk B. (falk)


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@  Tom K. (auhur)

>Das habe ich mein Breadboard auch gefragt. Und das so: "bzzzschh...
>qualm mit 0,5A wäre das nicht passiert."

Man arbeitet ja auch nicht einem 10A Netzteil auf einem Breadboard. Dort 
nutzt man ein Labornetzteil mit Strombegrenzung. ODer für die Armen, 
wenigstens ein deutlich schwächeres Schaltnetzteil mit Strombegrezung 
bei 1A oder so.

>> Nö, denn GND ist das gemeinsame Bezugspotential, sozusagen die 0-Marke.
>> Die 10A fließen nur vom Netzteil in die an +5V vom NETZTEIL
>> angeschlossenen Verbraucher.

>Das hab ich noch nicht kapiert. Ich dachte: Strom fließt dann auch DURCH
>die Bauteile und weiter in die Masse,

Das tut er auch. Und wenn die Masse nicht angeschlossen ist, fließt kein 
Strom. Aber in diversen Schaltungen gibt es dann "unsichtbare", 
parasitäre Massen, meist über IC-Eingänge. Wenn sich dort der Strom 
einen Rückweg sucht, qualmt es meist ;-)

Merke: Die Masse muss IMMER solide angeschlossen sein!

>> Einfaches Beispiel. Nimm eine 9V Batterie und schließe nur das rote
>> Kabel eines Multimeters an den Pluspol an. Was zeigt dein Gerät an? 0V.
>> Erst wenn man auch das schwarze Kabel (GND, COM, Masse, such dir einen
>> Namen aus) anschließt, kann das Multimeter die Spannung messen.

>Ja, aber ich habe ja schon 5v und die Erdung am Strip.

Ja und? Diese Erdung ist aber nicht universell! Denn viele Netzteile 
sind am Ausgang potentialfrei, vor allem Labornetzteile.

> Ohne die zweite
>Erdung lässt sich das doch nicht mit der Batterie-Theorie vergleichen
>...oder doch?

Doch. Siehe oben.

>Aber warum schmilzt mir dann das Steckbrett weg, wenn ich da 10A dran
>anschließe?

Weil ein Steckbrett nicht für 10A gebaut ist, bestenfalls 1A. Du hast 
irgendwo einen Kurzschluß gebaut.

> Ich war der Meinung, dass mir das auch mit dem Arduino
>passieren würde, wenn ich 10A anschließe.

Du schließt keine 10A an, sondern ein Netzteil, das BIS ZU 10A liefern 
kann, wenn es der Verbraucher will. Man kann auch nur 100mA aus dem 
Netzteil entnehmen und es wird gut funktionieren, ohne daß dein 
Breadboard schmilzt.

>> Potentialdifferenz
>... danach google ich erst mal.

Auch als Spannung bekannt ;-)

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