Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.) eine
galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC
verbindet?
Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,
wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz
schließt?
Ich nehme auch mal stark an, falls man mit einem Oszilloskop an einer
Schaltung misst, die mit den GPIO des µC Boards verbunden, welches
wiederum per USB mit dem PC verbunden ist, der wiederum aus der 230 V
Steckdose mit Strom versorgt wird, dass man hier dann zwingend eine
galvanische Trennung für die USB Verbindung benötigt.
Richtig?
Ground schrieb:> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz> schließt?
Nein, dagegen sind sie geschützt. Was aber passieren kann ist, dass du
ungewollte Verbindungen eine Überspannung auf den USB-Port des PCs gibst
und damit das Mainboard schädigst, zumindest den USB-Port. Daher sollte
man immer vorher überlegen was man hier vor hat und welche Folgen das
haben kann. 30 V z.B. sind nicht sonderlich viel, die tun idR nicht weh,
für einen USB-Port können sie aber zu viel sein im Fehlerfall.
> Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.) eine> galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC> verbindet?
Nein. Sowas ist nur sinnvoll wenn man Signale von so einem Board mit
etwas verbinden will das selbst auf einem anderen Potential liegen
koennte.
Oder wenn man allerhoechste Ansprueche an eine Anwendung stellt. (vgl:
Brummschleife)
> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz> schließt?
Nein. Das kann hoechstens den Controller auf dem Board beschaedigen.
Interessanter ist die Frage was passiert wenn man an einem GPIO eine zu
hohe Spannung an legt. (z.b 24V) Da wird den betroffenen Pin sicher
zerstoeren, es waere aber auch denkbar das dann diese Spannung bis an
USB weitergeleitet wird und den USB-Port am Computer zerstoert.
> galvanische Trennung für die USB Verbindung benötigt.> Richtig?
Nein. Im idealfalle liegen ja sowohl die Massepotentiale von Schaltung
wie auch Oszi ueber die Erdung der Steckdose auf demselben Potential.
Solange das also alles auf deinem Schreibtisch stattfindet ist das kein
Problem. Wenn aber das Oszi ueber eine Kabeltrommer beim Nachbarn
angesteckt sein sollte, dann koennte das zu einem Problem werden. Und
wenn man sehr empfindlich misst, sagen mal mit einem echten
24Bit-AD-Wandler dann kann das auch bereits auf dem Schreibtisch zu
einem Problem werden.
Das ganze haengt also sehr von den Pegeln und auch den Frequenzen ab.
Aber auch davon was man in der Umgebung an Stoerungen hat.
Olaf
USB ist Kurzschlussfest (sollte sein), von daher sollte dem PC keine
Gefahr drohen.
Galvanische Trennung ist für den hausgebrauch unnötig, auch denn der PC
an der Steckdose hängt, er ist schon im Netzteil galvanisch getrennt.
M. K. schrieb:> Ground schrieb:>> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,>> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz>> schließt?>> Nein, dagegen sind sie geschützt. Was aber passieren kann ist, dass du> ungewollte Verbindungen eine Überspannung auf den USB-Port des PCs gibst> und damit das Mainboard schädigst, zumindest den USB-Port. Daher sollte> man immer vorher überlegen was man hier vor hat und welche Folgen das> haben kann. 30 V z.B. sind nicht sonderlich viel, die tun idR nicht weh,> für einen USB-Port können sie aber zu viel sein im Fehlerfall.
Danke, das mit der Überspannung ist ein wichtiger Hinweis.
Also ist es doch besser, wenn man sie galvanisch trennt, so dass im fall
der Fälle zumindest dem Mainboard nichts passieren kann.
Wenn dabei das µC Board gegrillt wird, ist das meiner Meinung nach nicht
so schlimm, aber so ein PC Mainboard ist halt schon deutlich teurer.
Olaf schrieb:>> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,>> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz>> schließt?>> Nein. Das kann hoechstens den Controller auf dem Board beschaedigen.> Interessanter ist die Frage was passiert wenn man an einem GPIO eine zu> hohe Spannung an legt. (z.b 24V) Da wird den betroffenen Pin sicher> zerstoeren, es waere aber auch denkbar das dann diese Spannung bis an> USB weitergeleitet wird und den USB-Port am Computer zerstoert.
Thx.
>>> galvanische Trennung für die USB Verbindung benötigt.>> Richtig?>> Nein. Im idealfalle liegen ja sowohl die Massepotentiale von Schaltung> wie auch Oszi ueber die Erdung der Steckdose auf demselben Potential.> Solange das also alles auf deinem Schreibtisch stattfindet ist das kein> Problem. Wenn aber das Oszi ueber eine Kabeltrommer beim Nachbarn> angesteckt sein sollte, dann koennte das zu einem Problem werden. Und> wenn man sehr empfindlich misst, sagen mal mit einem echten> 24Bit-AD-Wandler dann kann das auch bereits auf dem Schreibtisch zu> einem Problem werden.> Das ganze haengt also sehr von den Pegeln und auch den Frequenzen ab.> Aber auch davon was man in der Umgebung an Stoerungen hat.>> Olaf
Dann habe ich wohl EEVblog's Video nicht verstanden:
"EEVblog #279 - How NOT To Blow Up Your Oscilloscope!"
https://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQ
Ground schrieb:> Also ist es doch besser, wenn man sie galvanisch trennt, so dass im fall> der Fälle zumindest dem Mainboard nichts passieren kann.
Das kann man schlicht nicht so verallgemeinert sagen. Es kommt ganz
darauf an welche Fehlerfälle möglich sind und welche Schutzmaßnahmen
diesen entgegen stehen.
Ground schrieb:> Dann habe ich wohl EEVblog's Video nicht verstanden:> "EEVblog #279 - How NOT To Blow Up Your Oscilloscope!"> Youtube-Video "EEVblog #279 - How NOT To Blow Up Your Oscilloscope!"
Ab 15:11 kommt der relevante Teil, den ich meine:
https://youtu.be/xaELqAo4kkQ?t=15m11sM. K. schrieb:> Ground schrieb:>> Also ist es doch besser, wenn man sie galvanisch trennt, so dass im fall>> der Fälle zumindest dem Mainboard nichts passieren kann.>> Das kann man schlicht nicht so verallgemeinert sagen. Es kommt ganz> darauf an welche Fehlerfälle möglich sind und welche Schutzmaßnahmen> diesen entgegen stehen.
Hm, okay. Also wenn man unter 30 V bleibt, sollten andere Schutzmethoden
ausreichend sein.
Aber wenn man ne Spule in der Schaltung hat, die vielleicht noch als
Step-Up Converter arbeitet, dann könnte es schon kritisch werden mit der
Spannung, richtig?
Ground schrieb:> Aber wenn man ne Spule in der Schaltung hat, die vielleicht noch als> Step-Up Converter arbeitet, dann könnte es schon kritisch werden mit der> Spannung, richtig?
Öhm, könnte, könnte aber auch nicht. Es kann bei 230 V AC auch sinnvoll
sein eine galvanische Trennung zu machen. Es gibt aber auch andere
Schutzmaßnahmen. Wie schon gesagt, es kommt auf den konkreten Fall und
seiner Schutzmaßnahmen bzgl. des Fehlerfalls an.
Wenn man an den USB-Port einen virtuellen COM-Port in Form eines
Schnittstellenwandlers anschließt, kann man diesen sehr einfach
galvanisch trennen, da die Übertragungsraten des UART deutlich niedriger
als die USB-Signale sind. Der Schnittstellenwandler ist meist
selbstversorgend oder kann so aufgebaut werden. Die UART-Signale führt
man über Optokoppler (bspw. 6N137) und damit hat man eine 2kV-Trennung,
was für die meisten Anwendungen im Heimbereich völlig ausreichend ist.
Ground schrieb:>> 30 V z.B. sind nicht sonderlich viel, die tun idR nicht weh,>> für einen USB-Port können sie aber zu viel sein im Fehlerfall.>> Danke, das mit der Überspannung ist ein wichtiger Hinweis.> Also ist es doch besser, wenn man sie galvanisch trennt, so dass im fall> der Fälle zumindest dem Mainboard nichts passieren kann.
Wenn Du 30V rein jagst, hilft galvanische Trennung genau gar nichts.
Hilft auch nicht gegen Kurzschlüsse.
> USB ist Kurzschlussfest (sollte sein)
Wobei die Betonung bei "sollte sein" liegt. Verlass dich nicht drauf.
Mir ist mal bei einem Laptop eine Leiterbahn weg gebrannt, weil sich ein
Drahtstück in die USB Buchse meines µC-Moduls verirrt hatte. Seit dem
benutze ich einen aktiven Hub, darin brennt schlimmstenfalls eine 5 Cent
Diode durch.
Nach der Sache mit dem Laptop hatte ich die Diode in dem Hub zum Glück
nur zwei mal gekillt. Ich bin da inzwischen sehr vorsichtig geworden.
Horst schrieb:> USB ist Kurzschlussfest (sollte sein), von daher sollte dem PC keine> Gefahr drohen.
Das ist so nicht richtig. Beim USB-Port ist der Spannungs-Ausgang zwar
gegen Kurzschluss gesichert. Aber wenn man, wie schon in einigen Posts
richtig geschrieben stand, "rückwärts" in den USB-Port etwas einspeist,
kann alles mögliche passieren. Es kostet dann keine große Mühe, das
Mainboard des PCs zu verheizen.
> Galvanische Trennung ist für den hausgebrauch unnötig, auch denn der PC> an der Steckdose hängt, er ist schon im Netzteil galvanisch getrennt.
Das ist glatter, und nebenbei gefährlicher, Unfug. Sobald ein PC (nicht
Laptop im Akku-Betrieb) mit der Steckdose verbunden ist, besteht eine
direkte Verbindung des Gehäuses mit dem Schutzleter des Stromnetzes.
Jetzt muss ma nur noch ein bezogen auf den Schutzleiter "hohes"
Potential" an den "USB-Satelitten" anschließen und das Unglück nimmt
seinen Lauf. Der Schwächere wird irgendwann aufgeben und abrauchen.
Aber auch der Laptop, der nur aus dem internen Akku gespeist wird, kann
recht leicht in den Elektronik-Himmel geschickt werden. Es reicht schon
das angeschlossene Netzwerk-Kabel um einen Bezug zum Schutzleiter (und
damit zur Netzspannung) herzustellen. Rest s.o.
Das Risiko, den PC bzw. Laptop zu verschrotten, ist auf jedenfall da und
man sollte sich dessen ständig bewusst sein.
> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz> schließt?
Klares nein. Die GPIO Ports liefern nur wenige Millimapere, die tun den
VCC und GND Leitungen des USB Ports nicht weh.
Und da GND vom Oszilloskop und GND vom PC normalerweise in der selben
Steckdose zusammen laufen, brauchst Du Dir um unterschiedlichens GND
Potential keine Sorgen machen.
Horst V. schrieb:> Das ist glatter, und nebenbei gefährlicher, Unfug. Sobald ein PC (nicht> Laptop im Akku-Betrieb) mit der Steckdose verbunden ist, besteht eine> direkte Verbindung des Gehäuses mit dem Schutzleter des Stromnetzes.> Jetzt muss ma nur noch ein bezogen auf den Schutzleiter "hohes"> Potential" an den "USB-Satelitten" anschließen und das Unglück nimmt> seinen Lauf. Der Schwächere wird irgendwann aufgeben und abrauchen.
Und das sind jetzt an den Haaren herbeigezogene Argumente die mit der
eigendlichen Frage wenig zu tun haben. Wenn ich Spannung gegen eine
Erdung kurzschließe fließt Strom. Ob das jetzt an einem PC über die
Erdung vom USB ist, die übrigend von vielen USB-Isolatoren nicht
aufgetrennt wird, oder im Auto der Schraubenschlüssel der beim Batterie
abschrauben gegen's Blech kommt.
99,9% der USB-Geräte haben keine galvanische Trennung und sind trotzdem
betriebssicher.
Natürlich muß man aufpassen, wo man Spannungen oder Massepotentiale in
eine Schaltung einbringt, das muß man aber auch noch wenn man manche
Teile galvanisch trennt. Daß muß man halt lernen. Mich hat es damals
einen Fernseher und ein Oszi gekostet, mit dem Erfolg daß ich seit dem
aufpasse wo ich irgendwas anklemme.
Kurt schrieb:> Wenn Du 30V rein jagst, hilft galvanische Trennung genau gar nichts.> Hilft auch nicht gegen Kurzschlüsse.
Blödsinn, warum meinst du wohl wofür USB Isolatoren gut sind?
Ground schrieb:> Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.)> eine> galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC> verbindet?
Wirklich benötigen tut man es nicht, aber ein neues Mainboard ist sehr,
sehr viel teurer wie ein neuer ADUM-irgendwas.
Vernünftige Menschen verwenden daher einen USB-Isolator.
Stefan U. schrieb:> Und da GND vom Oszilloskop und GND vom PC normalerweise in der selben> Steckdose zusammen laufen, brauchst Du Dir um unterschiedlichens GND> Potential keine Sorgen machen.
Die Betonung liegt auf Normalerweise. Wenn man eine etwas ungünstige
PC-Konfiguration hat (zB. Motherboard ohne Erdbezug mit PicoPSU und
Laptop-Netzteil versorgt, daran per HDMI ein Monitor + aktive Boxen mit
eigenem Netzteil) kann man sich "schöne" Masseschleifen aufbauen. Kann
einen in den Wahnsinn treiben, spreche aus Erfahrung...
Stefan U. schrieb:>> USB ist Kurzschlussfest (sollte sein)> Wobei die Betonung bei "sollte sein" liegt. Verlass dich nicht drauf.> Mir ist mal bei einem Laptop eine Leiterbahn weg gebrannt, weil sich ein> Drahtstück in die USB Buchse meines µC-Moduls verirrt hatte.
Weisst Du, was "ein Horst" ist, wie man sich "zum Horst macht"? Soviel
Unfug liest man selten.
Ich bin beim Messen abgerutscht, da ist nur die Diode auf dem µC-Board
abgequalmt, weil mein Desktop auf dem USB über 2A liefert.
Aktuell habe ich eine USB-Seriell Platine, wo die 5V durchverbunden
sind, das Ding also zurückspeist.
Ich hatte schon vor längerem komische Effekte, mit einen USB-Adapter
angefertigt, wo die 5V nicht durchgereicht werden.
Daraus ergibt sich, dass Dein Vorschlag sinnvoll und angebracht ist:
> Seit dem benutze ich einen aktiven Hub.
Das ist ebenfalls ein Vorschlag aus der Praxis, der preiswert umsetzbar
ist:
Knut B. schrieb:> Wenn man an den USB-Port einen virtuellen COM-Port in Form eines> Schnittstellenwandlers anschließt, kann man diesen sehr einfach> galvanisch trennen, da die Übertragungsraten des UART deutlich niedriger> als die USB-Signale sind.
> Soviel Unfug liest man selten.
Das ist wirklich passiert, kann daher kein Unfug sein. Dass wir diesen
laptop als schlecht konstruiert bezeichnen würden, ändert nichts an der
Tatsache, dass es passiert ist.
Stefan U. schrieb:>> Soviel Unfug liest man selten.> Das ist wirklich passiert,Entschuldige, dass ich mich mißverständlich ausgedrückt habe!
Der Unfug stammt vom Horst, Deine Anmerkungen sind zutreffend und von
mir als sinnvoll anerkannt.
Manfred schrieb:> Daraus ergibt sich, dass Dein Vorschlag sinnvoll und angebracht ist:>> Seit dem benutze ich einen aktiven Hub.
...funktioniert nur dann, wenn der auch Normgerecht ist. Die Auslegung
der üblichen USB-Hubs ist teilweise sehr "kostenoptimiert", wenn man
irgendwo ein Körnchen Hühnerfutter sparen kann, dann wird das
eingespart. Das Problem "Masseschleife" kann man damit auch nicht lösen.
Ein ADUM ist besser.
Na dann mache ich mich doch nochmal zum Horst und fasse zusammen:
Ground schrieb:> Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.) eine> galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC> verbindet?
Die ganze weltweite Arduino- und Raspberry-Community kommen ohne aus,
nur die Fachleute hier im Forum machen ständig ihre Computer kaputt wenn
sie keine haben.
Du hast also zwei Möglichkeiten: Du kaufst Die einen USB-Isolator
(unbedingt den teuersten, alles andere könnte ja kaputt gehen und den
Computer mitnehmen) oder Du machst es wie der Rest der Welt, liest hier
nicht mehr mit und kommst gut ohne aus.
Aufpassen was Du wo steckst mußt Du eh immer und daß man die Spannung
trennt bevor man an der Schaltung rumsteck, lernt man als erstes.
Ground schrieb:> Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.) eine> galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC> verbindet?
Nein, nur in seltenen Fällen.
Ground schrieb:> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz> schließt?
Normalerweise sind die USB-Ports abgesichert, d.h. es raucht nicht
gleich das ganze Mainboard ab wenn man einen Kurzschluss verursacht (bei
GPIO von einem uC sowieso nicht) aber es kann durchaus dazu kommen, dass
dein USB-Port nachher nicht mehr funktioniert.
Ground schrieb:> Ich nehme auch mal stark an, falls man mit einem Oszilloskop an einer> Schaltung misst, die mit den GPIO des µC Boards verbunden, welches> wiederum per USB mit dem PC verbunden ist, der wiederum aus der 230 V> Steckdose mit Strom versorgt wird, dass man hier dann zwingend eine> galvanische Trennung für die USB Verbindung benötigt.> Richtig?
So lange du die GND-Klemme auch nur an GND klemmst ist alles gut.
https://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQHorst schrieb:> Galvanische Trennung ist für den hausgebrauch unnötig, auch denn der PC> an der Steckdose hängt, er ist schon im Netzteil galvanisch getrennt.
Nein, ein gewöhnliches ATX-Netzteil hängt immer mit dem DC-GND am PE.
Auch bei Laptopnetzteilen gibt es meist eine (wenn auch hochohmige)
Verbindung zwischen DC-GND und PE. Muss man halt aufpassen das man das
schöne neue Oszi nicht schrottet.
Horst schrieb:> auch denn der PC> an der Steckdose hängt, er ist schon im Netzteil galvanisch getrennt.
ja und, du hast es nicht verstanden:
Christopher J. schrieb:> Nein, ein gewöhnliches ATX-Netzteil hängt immer mit dem DC-GND am PE.> Auch bei Laptopnetzteilen gibt es meist eine (wenn auch hochohmige)> Verbindung zwischen DC-GND und PE
eben und bei Dell Laptops sogar niederohmig mit dem 3-poligen
SchukoAnschluß nur Laptops mit 2-poligen Eurostecker sind Netzgetrennt!
Stefan U. schrieb:> Das Risiko, den PC bzw. Laptop zu verschrotten, ist auf jedenfall da und> man sollte sich dessen ständig bewusst sein.
und deswegen bei kritischen Sachen ausserhalb vom Schreibtisch kann es
sehr sinnvoll sein echte USB Trenner auch mit 5V-DC/DC Trennung und
Versorgung einzusetzen, erst recht bei Meßaufgaben und im Labor.
Ground schrieb:> Ab 15:11 kommt der relevante Teil, den ich meine:
Naja, da hat er nur davon erzählt, dass du in dem Video gezeigten Fall,
die Masse vom Oszi nicht an "+" der Schaltung hängen solltest (die vor
der Verbindung über USB floatend war), weil es sonst über der
Schutzleiter einen Kurzschluss gibt.
Deine Bedenken bzgl galvanische Trennung sind durchweg unbegründet. :)
Schreiber schrieb:> Ein ADUM ist besser.
Die ADUMs gibt es für USB? Problem ist ja, USB ist bidirektional ... Mit
ADUM hätte ich auch gerne mal einen 1-Wire getrennt, aber das geht ja
leider auch nicht ...
Joachim B. schrieb:> nur Laptops mit 2-poligen Eurostecker sind Netzgetrennt!
Vorsicht, gerade die können für nachfolgende Schaltungen gefahrlich
sein, weil die Entstörkondensatoren gegen Gerätemasse und nicht gegen PE
liegen.
Gut zu sehen ist das Problem bei Satreceivern und den Funken, die
entstehen können wenn ein korrekt geerdetes Antennenkabel angeschlossen
wird. Ungefährlich für Menschen aber es kann einen ungeschützten Fet
sofort killen.
Mampf F. schrieb:> Die ADUMs gibt es für USB?ADUM3160 und 4160
> kann es sehr sinnvoll sein echte USB Trenner ... einzusetzen
Schade, dass die Dinger so teuer sind. Ich benutze daher lieber meinen
alten Laptop, der kostet nichts.
Stefan U. schrieb:> Schade, dass die Dinger so teuer sind. Ich benutze daher lieber meinen> alten Laptop, der kostet nichts.
So ein "USB-Isolator" kostet 30-40€, da ist auch ein alter Laptop noch
mehr wert...
Horst schrieb:> Die ganze weltweite Arduino- und Raspberry-Community kommen ohne aus,> nur die Fachleute hier im Forum machen ständig ihre Computer kaputt wenn> sie keine haben.>
Richtig. Der Arduino-Bastler arbeitet am Küchentisch und hat Oszi,
Netzteil und Computer an der gleichen Steckdosenleiste stecken.
Der Profi hat seinen PC am IT-Netz hängen und seinen Labortisch an einer
separaten 32 A-Einspeisung. Deren PEs treffen sich im Keller an der
Potentialausgleichschiene. Da fliesst zwischen dem Schirm des
USB-Steckers und dem Gehäuse des PCs durchaus schonmal ein
Ausgleichstrom.
Fast alle Defekte an Emulatoren und Debuggern sind auf solchen
Potentialversatz zurückzuführen.
Also ich habe mir bereits zwei alte PC- Motherboards aufgrund von
Unachtsamkeiten beim Basteln über den USB- Port zerschossen. Einmal hab
ich einfach nur vergessen das USB- Kabel zu ziehen als ich mit dem
Lötkolben schnell noch eine kleine Veränderung habe vornehmen wollen. Da
gabs dann einen kleinen Funken und schubs war der USB- Controller des
PC's hobs gegangen...
Um das in Zukunft dann lieber zu vermeiden, habe ich mir einen
USB-Switch mit eigener Stromversorgung besorgt und zwischen diesem und
meinem PC einen selbst gebauten USB- Isolator dazwischen geschaltet. Man
bekommt diese USB-Isolatoren zum Beispiel bei Reichelt für ab ca. 80
Euro fertig aufgebaut (siehe Reichelt Artikel-Nr.: USB CARE01).
Für den selbstbau einer galvanischen USB- Trennung habe ich einfach mal
die Datenblätter zum Chip ADUM 4160 angeschaut. Ich habe mir da einfach
selbst eine kleine 5*5cm Platine mit der Minimalbeschaltung aus dem
Datenblatt gebaut. Seit dem habe keine kaputten PC- Ports mehr zu
beklagen. Ich verdende diese nur für Hobbybasteleien im
Niederspannungsberech und dort sowohl für das ISP- Programmieren als
auch für die Anbindung von ARDUINOs über USB. Nachteil der
Minimalbeschaltung ohne galvanisch getrennten DC-DC Konverter sind, das
man die USB- Geschwindigkeit von Hand vorgeben muss und das der ADUM auf
beiden Seiten der Verbindung eine Spannungsversorgung braucht. Das muss
man dann beim design seiner Schaltung berücksichtigen.
Freundliche Grüße
Janaha
Horst schrieb:> Die ganze weltweite Arduino- und Raspberry-Community kommen ohne aus,> nur die Fachleute hier im Forum machen ständig ihre Computer kaputt wenn> sie keine haben.
Die Fachleute hier machen nicht ständig ihre Computer kaputt, weil sie
sich Gedanken über mögliche Fehlersituationen machen? Sobald man etwas
mehr macht als LEDs blinken zu lassen oder ein Temperaturshield auf den
Uno zu stecken, gibt es Risiken.
Dabei geht es aber um mehr als die zwei Datenleitungen.
Was ich für heikel halte, ist die manchmal fehlende Trennung der
5V-Leitung(en) - einen solchen Aufbau habe ich derzeit auf dem Tisch, da
werde ich die Tage einen trennbaren Adapter aufbauen müssen.
Horst schrieb:>> nur Laptops mit 2-poligen Eurostecker sind Netzgetrennt!> Vorsicht, gerade die können für nachfolgende Schaltungen gefahrlich> sein, weil die Entstörkondensatoren gegen Gerätemasse und nicht gegen PE> liegen.> Gut zu sehen ist das Problem bei Satreceivern und den Funken, die> entstehen können wenn ein korrekt geerdetes Antennenkabel angeschlossen> wird. Ungefährlich für Menschen aber es kann einen ungeschützten Fet> sofort killen.
Eigentor - hier beschreibst Du höchstpersönlich ein Szenario, wo die
Trennung hilfreich wäre! Es ging vor einigen Jahren durch die Presse,
dass jede Menge USB-Ports wegen ESD gestorben sind. Ob das bei dem
bisschen Strom und Spannung aus dem Y-Kondensdator auch passieren kann
... wer weiß es?
soul e. schrieb:> Der Profi hat seinen PC am IT-Netz hängen und seinen Labortisch an einer> separaten 32 A-Einspeisung. Deren PEs treffen sich im Keller an der> Potentialausgleichschiene. Da fliesst zwischen dem Schirm des> USB-Steckers und dem Gehäuse des PCs durchaus schonmal ein> Ausgleichstrom.
Der Ausgleichsstrom kann auch durch Netzwerkkabel, Antennenkabel (sofern
Antenne geerdet), Audiokabel... kommen
Man wird IRRE, wenn man eine Erdschleife von der Radioantenne (auf dem
Dach, daher geerdet) über das Antennenkabel, Stereoanlage, Audiokabel,
Laptop, USB-Kabel, µC-USB-ISP-Adapter, Versuchsaufbau, Oszilloskop und
Schutzleiter suchen muss. Bis man die erstmal gefunden hat...
Manfred schrieb:> Ob das bei dem> bisschen Strom und Spannung aus dem Y-Kondensdator auch passieren kann
Ist definitiv ausreichend. Quelle: eigene Erfahrung!
Besonders "toll" sind die ungeschirmten USB-Stecker, da dann die
voreilende Masseverbindung fehlt.
Ground schrieb:> Benötigt man für µC Boards (Arduino, Launchpad, Raspberry Pi usw.) eine> galvanische Trennung, wenn man sie per USB mit seinem Desktop PC> verbindet?
Nicht unbedingt.
> Kann das Mainboard des PCs bzw. dessen USB Teil z.B. Schaden nehmen,> wenn man z.B. ausversehen am µC Board einen GPIO mit Masse kurz> schließt?
Vermutlich nicht. Kritischer ist es, wenn die Potentiale nicht passen
oder um den µC herum Spannungen vorkommen, die deutlich höher sind.
Ich hatte vor einer Weile einen Zwischenfall, wo in der Testphase um 20V
auf meinen ProMini geraten sind: Der µC tot, der USB-TTL-Adapter tot.
Glück_gehabt, dass es nicht auch den Port am PC erwischt hat. In einem
anderen Thread hatte ich es beschrieben, habe mir eine galvanische
Trennung der seriellen Seite aufgebaut:
Beitrag "Re: Arduino ProMini galvanisch getrennt"
Da ich auch A*-Nano verwende und potentiell das gleiche Problem
auftreten kann, eine Weile gesucht, heute kam die Sendung von der
Chinafrau:
https://www.aliexpress.com/item/New-USB-Isolator-1500v-Isolator-ADUM4160-USB-To-USB-ADUM4160-ADUM3160-Module/32745353166.html
Mit über 10€ relativ teuer, aber nur ein Bruchteil dessen, was deutsche
Anbieter wollen. Der Schutz des PC sollte es wert sein, solche Fehler im
Zielsystem können jederzeit passieren.
Auf den Isolator muß jetzt noch eine Lage Isolierband drauf, die chice
blaue LED reicht als Notbeleuchtung und brennt einem die Augen weg.
Janaha schrieb:> Für den selbstbau einer galvanischen USB- Trennung habe ich einfach mal> die Datenblätter zum Chip ADUM 4160 angeschaut. Ich habe mir da einfach> selbst eine kleine 5*5cm Platine mit der Minimalbeschaltung aus dem> Datenblatt gebaut.> ...Nachteil der> Minimalbeschaltung ohne galvanisch getrennten DC-DC Konverter sind, das> man die USB- Geschwindigkeit von Hand vorgeben muss und das der ADUM auf> beiden Seiten der Verbindung eine Spannungsversorgung braucht. Das muss> man dann beim design seiner Schaltung berücksichtigen.
Braucht man nicht allzuviel Strom (<100mA) kann man für den DC-DC
einfach einen weiteren ADUM nehmen.
Je nachdem ob 2,5kV reichen, oder man möglicherweise sogar 5kV haben
will, eine Kombination von 4160 und 6000 oder 3160 und 5000.
Wenn man die genau gegenüberliegend auf Top und Bottom einer Platine
anordnet wird das recht klein. (siehe Anhang)
<edit>Rot ist im Pdf die Oberseite mit dem DC-DC, blau die Unterseite
mit den Daten. Das Foto zeigt die Unterseite...
Volker S. schrieb:> Janaha schrieb:>> ...Nachteil der>> Minimalbeschaltung ohne galvanisch getrennten DC-DC Konverter sind, das>> man die USB- Geschwindigkeit von Hand vorgeben muss
Diese Funktion habe ich nicht verstanden. Das Chinaboard bzw. die AD
AppNote CN0159 haben eine Umschaltung, zumindest zum Controller-Download
funktioniert nur eine Stellung.
>> und das der ADUM auf>> beiden Seiten der Verbindung eine Spannungsversorgung braucht.
Stromversorgung am Zielsystem ist ein Problem, da der dortige USB ja
nicht speisen darf. Von daher sollte schon noch ein DC-Wandler drauf.
> Braucht man nicht allzuviel Strom (<100mA) kann man für den DC-DC> einfach einen weiteren ADUM nehmen.
Auf meinem Chinesen ist ein ADUM3160 drauf, daneben ein Optokoppler
EL817 und ein DC-DC mit 1Watt (= 200 mA).
> Je nachdem ob 2,5kV reichen, oder man möglicherweise sogar 5kV haben> will, eine Kombination von 4160 und 6000 oder 3160 und 5000.> Wenn man die genau gegenüberliegend auf Top und Bottom einer Platine> anordnet wird das recht klein. (siehe Anhang)
Fuer die Erstellung von Leiterplatten bin ich nicht gerüstet,
letztendlich dürfte der Fertigchinese sogar billiger als ein Eigenbau
sein.
Horst schrieb:> Die ganze weltweite Arduino- und Raspberry-Community kommen ohne aus,
Und posten dann hier, daß sie ihren Laptop gegrillt haben. Hier findest
Du reichlich Threads zu USB-Schäden durch Fremdeinspeisung.
Manfred schrieb:> letztendlich dürfte der Fertigchinese sogar billiger als ein Eigenbau> sein.
In Einzelstücken sind die ADuM schon recht teuer. Da muss man schon in
Zehnerpaketen einkaufen oder irgendwie an Muster kommen, wenn man mit
Ali mithalten will...
Für den normalen Arduinojünger auf jeden Fall besser kaufen! Da braucht
man auch keine 5kV.
Obwohl - mit EKG Shield eigentlich schon ;-)
Manfred schrieb:> Diese Funktion habe ich nicht verstanden. Das Chinaboard bzw. die AD> AppNote CN0159 haben eine Umschaltung, zumindest zum Controller-Download> funktioniert nur eine Stellung.
Da kann man zwischen low-speed (1Mbit/s) und Full-speed (12Mbit/s)
umschalten. Habe ich fest auf full-speed verdrahtet.
Volker S. schrieb:> Manfred schrieb:>> letztendlich dürfte der Fertigchinese sogar billiger als ein Eigenbau>> sein.> In Einzelstücken sind die ADuM schon recht teuer. Da muss man schon in> Zehnerpaketen einkaufen oder irgendwie an Muster kommen, wenn man mit> Ali mithalten will...
Jou! Da ich für mich keine Menge brauche, wäre der niedrigste Ali-Preis
für den ADuM4160 bei 4,40€, lohnt keinen Eigenbau.
> Für den normalen Arduinojünger auf jeden Fall besser kaufen!
Der "normale Arduinojünger" hat doch ein Problem, den Lötkolben zu
benutzen?
> Da braucht man auch keine 5kV.
Mein Chinese schreibt "USB Isolator 1500v Isolator" und hat dann einen
DC-DC drauf, der nur 1000V im Datenblatt stehen hat. Mir egal, die zu
befürchtenden Fremdsignale haben eher zweistellige Volt.
Volker S. schrieb:> Manfred schrieb:>> Diese Funktion habe ich nicht verstanden. Das Chinaboard bzw. die AD>> AppNote CN0159 haben eine Umschaltung, zumindest zum Controller-Download>> funktioniert nur eine Stellung.> Da kann man zwischen low-speed (1Mbit/s) und Full-speed (12Mbit/s)> umschalten. Habe ich fest auf full-speed verdrahtet.
In Full-Speed kann ich den Arduino programmieren oder ein anderes
Industriegerät mit FTDI-Adapter bearbeiten. Eine Maus funktioniert damit
nicht, da muß ich auf Low umschalten. Ich werde es nicht weiter
hinterforschen, an der Maus brauche ich sowas nicht.
