Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik bezugspotential bei messung mit i2c


von Rainer W. (Gast)


Lesenswert?

Hallo liebe User,

Ich habe ein Verständnisproblem mit meiner Messschaltung und hoffe ihr 
könnt mir helfen.

Ich hatte früher schonmal eine kleine messkarte gebastelt. Alles hatte 
eine Masse, ich wollte jedoch wie bei einem Multimeter mit Batterie 
potentialfrei messen.

Mir kam die Idee einen dc/dc Wandler zu verwenden. Dieser sollte dann 
getrennt die messkarte versorgen und mein uC ht das die Spannung vom 
Netzteil.

Dann suchte ich mir einen ... Ich glaube, ich bin gerade darauf gekommen 
... Adc mit i2c-Protokoll, so dass ich nicht auf eine gemeinsame masse 
angewiesen war.

Heute war es so weit und irgendwie anders, als es ich mir vorstellte. 
Die messkarte arbeitet mit der getrennten Versorgung sauber von dem 
messeingängen bis hin zum adc. Jedoch bekam ich nur nichts per i2c 
zugesandt. Erst wenn ich die masse  des adc mit dem uC verbunden hatte, 
bekam ich wunderbare Werte.

Zwei Sachen:

- kann es sein, das vermute ich gerade zumindest, die kommunikation über 
i2c definierte spannungspegel benötigt und ohne einer gemeinsamen masse 
nicht weiss, wie er das Signal interpretieren soll?

- was ich ja jetzt mache ist die masse am Eingang des dcdc mit der masse 
am Ausgang zu verbinden. Bekomme ich da Probleme mit dem Wandler? Hitze? 
Schäden? (Die Trennung ist dann hin, das weiss ich).

von Morz Kerl (Gast)


Lesenswert?

Ja & Ja.

von pompete (Gast)


Lesenswert?

...was spricht gegen einen adc mit differenziellen eingang?

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

Auch bei einem differentiellen Eingang muessen alle Spannungen zwischen 
der Speisung liegen. Das wenn der ADC mit 3.3V gespiesen wird, muessen 
beide Eingaenge dazwischen liegen.

von pompete (Gast)


Lesenswert?

...ja,klar...aber wenn ich die zu messende spannung  entprechend auf 
diesen bereich scaliere, sieht die sache anders aus...

von amateur (Gast)


Lesenswert?

@Rainer
Galvanische Trennung, das was Du versuchst, darf auf keinen Fall ein 
"Hintertürchen" haben. Ein DC/DC-Wandler bewirkt zwar (meist) eine 
solche, aber wenn Du dann Verbindungen sozusagen um den Wandler legst, 
schießt Du Dir selbst ins Knie.

Normalerweise benötigt der I²C-Bus 3 Verbindungen. Den Takt, die 
Datenleitung und einen Bezug (GND). Dieser lässt sich, in einer Richtung 
relativ einfach, über Optocoupler trennen.

Bedenke aber: Egal was Du an eine Verbindung schreibst, ob GND, CLK oder 
DATA, ein dem Moment wo Du Sie herstellst ist Deine Trennung im Eimer.

Ich werde nie verstehen, dass es immer wieder Leute gibt, die meinen: 
Solange ich keine Masseverbindung herstelle, sind beide Teile getrennt. 
JEDES SIGNAL BEWIRKT DIES.

Es ist aber zulässig alles auf eine Platine zu setzen. Solange Du die 
Isolationsabstände beachtest, ein Auge auf die Befestigungsschrauben 
hast, die gerne mal mit Masse verbunden werden, sollte es keine Probleme 
geben.

von Stefan F. (sfrings)


Lesenswert?

Du solltest eine Optische Trennung zwischen ADC und Computer vorsehen, 
mit Optokopplern. Der I2C Bus ist dafür allerdings keine gute Wahl, denn 
dessen Datenleitung ist bidirektional.

Viel einfacher geht es mit einem SPI Bus, der hat nämlich separate 
Datenleitungen zum Senden und Empfangen.

Dü könntest zwischen PC und Messkarte auch eine seielle RS232 Verbindung 
verwenden, die kann man auch relativ leicht optisch trennen, da auch sie 
deparate Leitungen zum Senden und Empfangen hat.

von amateur (Gast)


Lesenswert?

@Stefan
Stimmt, leider.

von LTC1043 (Gast)


Lesenswert?

Stefan Frings schrieb:
> Der I2C Bus ist dafür allerdings keine gute Wahl, denn
> dessen Datenleitung ist bidirektional.

Dann schau mal bei AD:

http://www.analog.com/en/interface-isolation/digital-isolators/adum1250/products/product.html

Es gibt aber sicher auch noch andere Lösungen..

Cheers

von Masse-König (Gast)


Lesenswert?

@Rainer: Mach dir kein Kopf. Solange Du ein gutes Schaltnetzteil 
dranhängst würde ich Dir raten den Wandler wieder herauszunehmen. Die 
Messung wird trotzdem genau sein, ich hatte auch die Befürchtung damals, 
ist aber nur in ganz speziellen Fällen nötig mit der Trennung. Da wird 
dir weder eine Masseschleife noch der ripple vom Netzteil die Messung 
versauen ;-)

@LTC1043: Geile Sache mit dem Isolator, schon damit gearbeitet?

von Jörg S. (joerg-s)


Lesenswert?

Die ADuM hab ich in meinem Dimmer. Keine Probleme...

von Rainer W. (Gast)


Lesenswert?

Danke für Eure Anregungen.

Ich habe es mal eben getestet ohne Wandler, funktioniert. Erstaunlich, 
aber man sollte doch immer Messteil vom restlichen Schaltungsteil 
trennen, oder nicht? Anscheinend nicht.

Ab wann ist das dann spätestens bemerkbar, dass Fehler kommen werden, 
wenn man keine Trennung einhält? (Lese gerade, dass jeder differentielle 
Eingang seine eigene Masse haben sollte).

Danke nochmal für die Beteiligung.

von pompete (Gast)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> (Lese gerade, dass jeder differentielle
> Eingang seine eigene Masse haben sollte).

....du kannst den den negativen eingang auf deine masse legen, somit 
hast du einen bezug und eben keinen differentiellen eingang mehr, aber 
das ist ja nicht was du willst....

von Rainer W. (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich wollte nochmal Rückmeldung geben und sagen, dass der ADuM die 
perfekte Wahl für mich gewesen ist.

Ich habe mich für den ADuM1250 entschieden. Die I2C-Leitung ist nun 
komplett galvanisch getrennt.

Vielen Dank nochmal für die tollen Anregungen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.