Hallo, ich habe mir Gedanken zur Sicherheit meiner Elektronik (vor allem die Sicherheit des PCs) bei der Anbindung eines µC mit eigener Spannungsquelle an einen PC gemacht. Muss ich um Beschädigungen beim Verbinden einer Schaltung mit dem PC zu vermeiden beide galvanisch entkoppeln? Wie wird das professionell gemacht? Mein Gedankengang dazu ist folgender: Angenommen ich habe eine Schaltung die über eine zum Hausnetz galvanisch entkoppelte Spannungsquelle betrieben wird. Dann hängen die Potentiale bezüglich der Erde in meiner Schaltung ja von den Randbedingungen ab und können im Allgemeinen nicht vorhergesagt werden. Wird der GND Leiter meiner Schaltung nun über die Verbindung zum PC mit der Erde in Verbindung gebracht, so kommt es ja zu einem Potentialausgleich und folglich zu einem kurzen Stromstoß über die Masseleitung. Kann dieser Strom zu Beschädigungen führen, wenn ich nicht gerade außergewöhnlich große Kapazitäten in meiner Schaltung habe oder muss eine Schaltung vom PC galvanisch entkoppelt werden, wenn man 100% sicher sein will, dass nichts passiert? Wie wird diese Sicherheit in professionellen Produkten gewährleistet? Zum Beispiel bei einer externen Festplatte mit externer Spannungsquelle. Diese kann ich ja angeschaltet an meinen PC anschließen, ohne dass irgendwas kaputt geht. Gruß Alex
Die eine Frage ist, muss man den GND zwischen PC und Embedded Device trennen. Die zweite Frage ist was denn sonst noch dran haengt. Falls das Netzteil, das das externe Geraet speist, isoliert ist, muss man nicht trennen, denn es koennen ja keine Stroeme fliessen. Falls das externe Geraet auf Erde oder sonstwas ist, kann man sichs ueberlegen. Dabei ist zu beantworten welche Potentialdifferenzen auftreten koennen. Falls es nur ein volt oder zwei ist, dann ist es unkritisch.
Um ganz sicher zu gehen, kannst Du Optokoppler verwenden. Im Fall einer USB-Anbindung hängst Du einen USB-Seriell-Wandler direkt an den USB-Port (Bus powered), die Leitungen TX und RX und eventuell auch CTS und RTS führst Du über Optokoppler. Mit PC618-Kopplern (VOM618A) kannst Du Datenraten von 57,6kBaud erreichen, mit 6N137 sogar bis 10 Mbaud. Die externe Schaltung benötigt dann eine eigene Spannungsversorgung.
Alex schrieb: > Angenommen ich habe eine Schaltung die über eine zum Hausnetz galvanisch > entkoppelte Spannungsquelle betrieben wird. Das ist dann im Prinzip wie ein Batteriebetriebenes gerät- > Dann hängen die Potentiale > bezüglich der Erde in meiner Schaltung ja von den Randbedingungen ab Nicht davon wie wie du die festlegst? > und > können im Allgemeinen nicht vorhergesagt werden. Warum nicht?
Alex schrieb: > Wird der GND Leiter meiner Schaltung nun über die Verbindung zum PC mit > der Erde in Verbindung gebracht, so kommt es ja zu einem > Potentialausgleich und folglich zu einem kurzen Stromstoß über die > Masseleitung. Das ist so nicht ganz korrekt. Der erste Leiter der verbunden wird, erhält den Stromstoss. Das muss nicht GND sein. Genau aus diesem Grund sind bei USB die 5 Volt und GND Anschlüsse länger als die für die Daten. So stellt man sicher, dass sie zuerst angeschlossen werden.
> Zum Beispiel bei einer externen Festplatte mit externer Spannungsquelle. > Diese kann ich ja angeschaltet an meinen PC anschließen, ohne dass > irgendwas kaputt geht. Nur wenn man Glück hat (Naja passiert selten, daß was Kapuutgeht weil der Potentialausgleich zumeist durch den Schirm passiert, da dieser zumeist zuerst Kontakt bekommt). Deshalb schreiben die auch in der Bedienungsanleitung das man die Geräte nur im Stromlosen zustand miteinander verbinden soll. halt das alte Spiel mit den Billigschaltnetzteilen und en Entstörkondensatoren zur Masse. > Wie wird diese Sicherheit in professionellen Produkten gewährleistet? Ein Gutes Netzteil verwenden mit Schuko (mit PE) und nicht son billig Ding mit Eurostecker bzw. Wandwarze.
Danke für die schnellen Antworten. Zu einigen habe ich noch ein paar Rückfragen. @Siebzehn zu fünfzehn Wenn ich das richtig verstanden habe gibt es auch bei isolierten Netzteilen einen kleinen Stromstoß, welcher den Potentialausgleich zwischen der Schaltung und dem PC bewirkt, wenn beide Strom führen. Ist das korrekt? In diesem Fall will ich herausfinden wie gefährlich diese sind bzw. ob diese Schaltungstechnisch unterbunden werden müssen, oder ob man einfach voraussetzt, dass man im stromlosen Zustand schon verbindet. @ X4U Wenn ich das richtig verstanden habe, dann gibt mir ein vom Netz galvanisch getrenntes Netzteil nur die Potentialdifferenz vor. Das tatsächliche Potential wird dann, sofern man es nicht explizit durch einen Leiter mit festem Potential festlegt durch die Potentiale in der Umgebung nach dem Poissonschen Gesetz festgelegt. Dieses Potential dürfte im Allgemeinen nicht so leicht zu errechnen sein. @Jim Meba Wie gefährlich sind denn kurze Stromstöße auf GND oder die 5V Leitung? Kann mir das den PC oder den µC beschädigen? @uwe Werden von der industriellen Seite also keine besonderen Schutzvorkehrungen getroffen, wie den USB Anschluss über optokoppler galvanisch zu trennen damit auch eine Verbindung im stromführenden Zustand nicht zu einer Beschädigung führt? Was bringt mir bei diesem Problem ein Netzteil mit Schuko?
Ein mal hatte die Erdung die PCs unserer Kunden zerstört. PE-Leiter der Elektroinstallation hatte einen Wackelkontakt und die Ausgleichsströme sind dann über unser Datenkabel geflossen. Wie man es macht - es geht immer schief.
Da gibt es leider keine klare Antwort. Im Prinzip sind die Schnittstellen so konzipiert, dass sie den Stromstoß beim Potentialausgleich vertragen. Trotzdem fällt gelegentlich das eine oder andere Gerät aus. Wahrscheinlich ist auch mal der Potentialausgleich die Ursache für den Defekt. Aber da gibt es keine Statistiken.
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