Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino Analoges Signal verarbeiten mit anderer Masse?


von Andreas L. (andreas_l441)


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Hallo,
ich möchte ein analoges Signal von einem Messverstärker mit dem Arduino 
Uno einlesen und über die serielle Schnittstelle zum PC übertragen.
Nun hat der Arduino aber eine andere Masse als der Messverstärker, da er 
über USB an den PC geklemmt ist.
Gibt es eine Möglichkeit für die analoge Messung den GND-Anschluss des 
Messverstärkers zu nutzen?
MfG Andreas

von Wolfgang E. (Firma: janeeisklar) (whattheheck)


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Andreas L. schrieb:
> Nun hat der Arduino aber eine andere Masse als der Messverstärker, da er
> über USB an den PC geklemmt ist.

Ist das wirklich so?

Andreas L. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit für die analoge Messung den GND-Anschluss des
> Messverstärkers zu nutzen?

Zwei analoge Eingänge am Uno nutzen, einen am GND des Messverstärkers, 
der andere am Signal. Dann die Differenz der beiden Analogeingänge 
auswerten. Und möglichst hochohmig anschalten, damit der Uno nicht 
wegbruzelt.

von Andreas L. (andreas_l441)


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Wolfgang E. schrieb:

> Ist das wirklich so?

Ja, ich habs gemessen mit dem Multimeter.

> Zwei analoge Eingänge am Uno nutzen, einen am GND des Messverstärkers,
> der andere am Signal. Dann die Differenz der beiden Analogeingänge
> auswerten. Und möglichst hochohmig anschalten, damit der Uno nicht
> wegbruzelt.

Darauf wäre ich nicht gekommen, klingt simpel :D
Ich werds mal ausprobieren, danke!

Ich hatte nämlich am Anfang das Problem, dass die Werte ziemlich 
geschwankt haben als ich den GND-Anschluss garnicht verwendet habe 
sondern nur den Vout Anschluss an den Arduino geklemmt habe.
Und ich vermute mal dass es daran liegt.

von Stefan F. (Gast)


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Die Spannung an den beiden leitungen muss natürlich in dem bereich 
liegen, den der Mikrocontroller verträgt.

Wenn auf der "fremden" GND Leitung z.B. 12V AC liegen, geht das nicht so 
einfach.

von Andreas L. (andreas_l441)


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Ich habe das ganze jetzt über ein Sketch am Arduino gelöst, in dem ich 
das Signal sozusagen "glätte", da es wohl doch nicht am 
unterschiedlichen GND lag..
Die Motorsteuerung, die ebenfalls in der Anlage integriert ist erzeugt 
vermutlich Störsignale, die zu den Spannungsspitzen am Messverstärker 
führen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas L. schrieb:
> Wolfgang E. schrieb:
>
>> Ist das wirklich so?
>
> Ja, ich habs gemessen mit dem Multimeter.

Das sagt nicht viel.

Da braucht nur in einem der Kreise eine galvanische Trennung zb mit 
einem Trafo vorhanden sein und schon zeigt dir dein Multimeter die Werte 
vom letzten Hochwasserstand der Donau an oder jeden anderen Wert der dir 
genehm ist.

Erst dann wenn du beide Kreise auf ein gemeinsames Bezugspotential 
zwingst, kannst du mit einem Multimeter überhaupt erst sinnvoll 
irgendwelche Spannungen in den beiden Kreisen in Beziehung zueinander 
setzen.
Am einfachsten geht das natürlich, indem man die Massen verbindet. Es 
gibt Fälle, in denen man das nicht möchte. Dann muss man aber höheren 
Aufwand treiben. Einfach mit dem Multimeter das GND des einen mit dem 
GND des anderen zu vermessen funktioniert dann nicht mehr.

: Bearbeitet durch User
von Andreas L. (andreas_l441)


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Dann hab ich ja wieder was dazugelernt..
Danke!
Aber wenn ich die GND's zusammenschließe muss ja irgendwo ein 
Ausgleichsstrom fließen oder nicht..
Ich denke das wäre nicht so optimal für den Arduino..

von Falk B. (falk)


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@ Andreas L. (andreas_l441)

>Dann hab ich ja wieder was dazugelernt..

Glaub ich nicht.

>Danke!
>Aber wenn ich die GND's zusammenschließe muss ja irgendwo ein
>Ausgleichsstrom fließen oder nicht..
>Ich denke das wäre nicht so optimal für den Arduino..

Du hast keinerlei Ahnung von elementarer E-Technik. :-(
Bei den allermeisten Geräten dieser Welt MUSS GND verbunden werden, 
sonst geht es gar nicht. Und dabei fließen keine ominösen 
"Ausgleichsströme". Der Strom einer Quelle fließt auch zu 100% zu dieser 
zurück.

von Andreas L. (andreas_l441)


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Falk B. schrieb:
> Du hast keinerlei Ahnung von elementarer E-Technik. :-(
> Bei den allermeisten Geräten dieser Welt MUSS GND verbunden werden,
> sonst geht es gar nicht. Und dabei fließen keine ominösen
> "Ausgleichsströme". Der Strom einer Quelle fließt auch zu 100% zu dieser
> zurück.

Ok, nur damit ich es richtig verstehe und nichts kaputt mache...
Ich habe einmal eine Motorsteuerung, einen Motor, eine Wägezelle mit 
Messverstärker und zwei Induktionsschalter, welche alle an einem 24V 
Netzteil hängen.
Dann habe ich den Arduino, welcher über USB am Laptop angeschlossen ist.
Kann ich jetzt einfach den GND vom Arduino mit dem GND des 24V-Netzes 
verbinden??

von Wolfgang A. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Du hast keinerlei Ahnung von elementarer E-Technik. :-(
> Bei den allermeisten Geräten dieser Welt MUSS GND verbunden werden,
> sonst geht es gar nicht.

Und du?
Genau darum wurden DCDC-Wandler für Messverstärker erfunden, um eine 
grundlose Verbindung zu ermöglichen. Spätestens wenn über die 
Gnd-Verbindung von zwei Systemen unkontrollierte Masseströme fließen, 
wird es lustig. Ich hatte mal den Fall, dass zwei Anlagen in einer Firma 
von verschiedenen Umspannwerken versorgt wurden. Dann hat jemand in 
einem Schaltschrank eine galvanische Verbindung zwischen diesen beiden 
Netzen hergestellt - lustig wurde es immer, wenn nach Pausen dicke 
E-Maschinen angeworfen wurden...

Und natürlich kann man ein Analogsignal völlig ohne eine galvanische 
Verbindung digitalisieren und die Daten zum PC übertragen. Dazu hängt 
man den AD-Wandler mit µC auf die Masse des Messgerätes und der µC 
bekommt seine Versorgungsspannung über einen galvanisch isolierenden 
DCDC-Wandler. Die digitalisierten Daten kann man dann seriell, z.B. über 
einen Optokoppler, LWL o.ä. zum PC übertragen.

von Harald W. (wilhelms)


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Karl H. schrieb:

> schon zeigt dir dein Multimeter die Werte
> vom letzten Hochwasserstand der Donau an

Du hast ein interessantes Multimeter.
http://bilder.augsburger-allgemeine.de/img/neuburg/crop25512996/8927211937-ctopTeaser/Copy-20of-20IMG-0756.jpg
:-)

von Falk B. (falk)


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@Andreas L. (andreas_l441)

>Dann habe ich den Arduino, welcher über USB am Laptop angeschlossen ist.
>Kann ich jetzt einfach den GND vom Arduino mit dem GND des 24V-Netzes
>verbinden??

Du MUSST es sogar!

von Falk B. (falk)


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@ Wolfgang A. (Gast)

>Und du?

Was ich?

>Genau darum wurden DCDC-Wandler für Messverstärker erfunden, um eine
>grundlose Verbindung zu ermöglichen.

Ach wirklich? Isolationsverstärker sind AUSNAHMEN, nicht die Regel!

> Spätestens wenn über die
>Gnd-Verbindung von zwei Systemen unkontrollierte Masseströme fließen,
>wird es lustig. Ich hatte mal den Fall, dass zwei Anlagen in einer Firma
>von verschiedenen Umspannwerken versorgt wurden. Dann hat jemand in
>einem Schaltschrank eine galvanische Verbindung zwischen diesen beiden
>Netzen hergestellt - lustig wurde es immer, wenn nach Pausen dicke
>E-Maschinen angeworfen wurden...

Das ist einer der Fälle, wo man galvanisch trennen muss. Aber auch das 
ist NICHT die Regel!

>Und natürlich kann man ein Analogsignal völlig ohne eine galvanische
>Verbindung digitalisieren und die Daten zum PC übertragen. Dazu hängt
>man den AD-Wandler mit µC auf die Masse des Messgerätes und der µC
>bekommt seine Versorgungsspannung über einen galvanisch isolierenden
>DCDC-Wandler. Die digitalisierten Daten kann man dann seriell, z.B. über
>einen Optokoppler, LWL o.ä. zum PC übertragen.

Man KANN es machen, MUSS es aber noch lange nicht. Sonst ist man ganz 
schnell in der Situation, alles und jedes Gerät gegeneinander galvanisch 
zu isolieren, wie es einiger Experten hier manchmal propagieren. 
Vollkommen sinnlos! Im Normalfall sind gemeinsame GND-Verbindungen das 
normalste der Welt!

von lächler (Gast)


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Andreas L. schrieb:
> Ich habe einmal eine Motorsteuerung, einen Motor, eine Wägezelle mit
> Messverstärker und zwei Induktionsschalter, welche alle an einem 24V
> Netzteil hängen.
> Dann habe ich den Arduino, welcher über USB am Laptop angeschlossen ist.
> Kann ich jetzt einfach den GND vom Arduino mit dem GND des 24V-Netzes
> verbinden??

Wenn dein Laptop im Akkubetrieb ist, hat der Arduino als Bezugspotential 
nur GND des Laptops, ist also galvanisch gegenüber "dem Rest der Welt" 
isoliert. Wenn du unter dieser Voraussetzung GND des Arduino mit dem GND 
des Messverstärkers verbindest, haben beide das gleiche Bezugspotential.

von Digger (Gast)


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lächler schrieb:
> Wenn dein Laptop im Akkubetrieb ist

Und wenn der Accu kapuut ist?

von Thomas W. (Gast)


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Digger schrieb:
> Und wenn der Accu kapuut ist?

... hat der Laptop ein Netzteil, was höchstwahrscheinlich galvanisch 
trennt. Bei einem Desktop-PC sieht das meist anders aus.

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