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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gemeinsamer GND ?


Autor: Peter Bednarz (pebez)
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Hallo,

angenommen man hat eine Trafo Sekundärspannund von 13 V~.

Jetzt nimmt man einen Spannungsregler (Bspl. 7809 )und realisiert
eine 9V Gleichspannung auf der Platine (Schaltung ist bekannt).

Als nächstes auf die gleiche Platine einen (Bspl. 7805 ) um eine
Spannung von 5V zu realisieren.

Kann man den GND vom 7809 mit dem GND vom 7805 auf ein Potential legen ?

Klar kann man, aber würde das auch funktionieren ?

Alternative wäre ja ein Spannungsteiler aufzubauen, aber könnte man
dies nicht auch mit zwei verschiedenen 78xx realisieren?

Wenn nein, warum nicht? Kann mich hier jemand aufklären?

Gruß Pebez

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Peter Bednarz schrieb:

> Jetzt nimmt man einen Spannungsregler (Bspl. 7809 )und realisiert
> eine 9V Gleichspannung auf der Platine (Schaltung ist bekannt).
>
> Als nächstes auf die gleiche Platine einen (Bspl. 7805 ) um eine
> Spannung von 5V zu realisieren.
>
> Kann man den GND vom 7809 mit dem GND vom 7805 auf ein Potential legen ?

Ja.
Man muss es sogar.

GND ist das Bezugspotential. Erst dadurch dass die GND von Baugruppen 
miteinander verbunden werden, haben alle Baugruppen dieselbe Vorstellung 
davon, was eigentlich 0V sein soll.

Spannungen sind Potential-Differenzen!
Damit man von einer Potential-Differenz ausgehen eine Aussage über eine 
andere Differenz treffen kann, müssen beide sich auf einen gemeinsamen 
Bezugspunkt beziehen.


Ein Balkongeländer sei 120 Zentimeter hoch. Ein anderes sei nur 90 
Zentimeter hoch. Um wieviel ist der Handlauf des 2.ten Geländers absolut 
gesehen tiefer als der des 1. Geländers.

Kann man so nicht beantworten. Wenn Geländer 1 in Triest am 
Meeresspiegel steht und Geländer 2 am Gipfel der Zugspitze, dann liegt 
der Handlauf von Geländer 2 viele tausend Meter über dem von Geländer 
1.

Erst dadurch, dass ich eine Beziehung zwischen den Fusspunkten der 
einzelnen Geländer herstelle (beide Geländer stehen auf derselben ebenen 
und waagrechten Terasse), kann ich die beiden Höhenangaben miteinander 
in Beziehung setzen.

Bei Spannungen ist GND das, was beim Geländer der gemeinsame 
Fuss-Beuzugspunkt war.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Peter Bednarz schrieb:
> Hallo,
>
> Kann man den GND vom 7809 mit dem GND vom 7805 auf ein Potential legen ?
Ist sogar überaus  sinnvoll, wird auch üblicherweise so gemacht.
> Klar kann man, aber würde das auch funktionieren ?
>s.o.
> Alternative wäre ja ein Spannungsteiler aufzubauen, aber könnte man
> dies nicht auch mit zwei verschiedenen 78xx realisieren?
Spannungsteiler ist belastungsabhängig, deshalb wurden ja 
Spannungsregler erfunden.

Autor: Peter Bednarz (pebez)
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Hallo nochmal,

vielen Dank für die ausführlichen Erläuterungen.

Grundgedanke ist folgender:

Mit einem A8 wird über ein Port ein Transisitor angesteuert.
Im Kollektorkreis des Transistors ist der Verbraucher der 9V benötigt.
Emitter auf GND. Die Basis wird vom A8 angesteuert, der ja bekanntlich
mit 5V betrieben wird. Wenn der Transistor nun durchsteuert soll der
Verbraucher im Kollektorkreis aktiv werden.
Also in der CE Strecke sind 9V, wobei die Basis aus dem 5V Stromkreis
ihren Strom bekommt. Würde das gern aufzeichnen, habe aber im Moment
nicht die Möglichkeit.

Angenommen im C ist eine LED mit R350 (20mA bei 9V).
Die Basis soll über den A8 angesteuert werden.

C an 9V+, B an Atmega (über R ist klar), E an gemeinsamen GND.
Ich möchte den Atmega nicht mit diesen 20mA belasten.
Würde das Funktionieren und wie teilt sich dabei der Strom auf?

Gruß Pebez

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Wärst du so freundlich einen Schaltplan zu zeichnen? Von der 
Beschreibung wird man ganz wuschig im Kopf :O

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Peter Bednarz schrieb:
> C an 9V+, B an Atmega (über R ist klar), E an gemeinsamen GND.

Und damit raucht Dir Dein Transisor beim ersten Einschalten sofort ab!

Gruß,
Peter

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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A8 = AtMega 8?
Oder ist das ein Auto?

Wenn Du einen AtMega8 meinst, wird der bekanntlich mit einer Spannung 
zwischen 2,7V und 5,5V betrieben. Wie das bei Dir ist, ist nicht 
"bekanntlich".

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Peter Bünger schrieb:
> Und damit raucht Dir Dein Transisor beim ersten Einschalten sofort ab!

Das nennt sich "Selbstzerstorungstransistor". Sowas ist in 
sicherheitsrelevanten Schaltungen immer notwendig.

Autor: Peter Bednarz (pebez)
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Der A8 kann ja nur max. 250mA vertragen.
Wie realisiere ich den nun höhere Störme?

Die Verbraucher werden vom A8 über Transistoren angesteuert.

Geht das nur über eine gemeinsame 5V Quelle, die dann entsprechend hoch
belastbar sein muss?

Ich dachte da an einen Steuerkreis mit 5V und ATmega, und einen 
Lastkreis
mit 9V oder mehr. Kann man so etwas realisieren?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Peter Bednarz schrieb:
> Würde das gern aufzeichnen, habe aber im Moment
> nicht die Möglichkeit.
ASCII-Art ist das Stichwort. Damit lassen sich
Leitungen
 --------
   
   |
   |
   |
   |
   |

 --o---
   |  
   |  
Widerstände
    ___
  -|___|-
   
   |
   -
  | |
  | |
   -
   |
Kondensatoren
   ||
 --||-
   ||
   
   |
  ===
   |
Transistoren
     |
   |/
 --|
   |>
     |
usw. usf. darstellen. Und so ein Schaltplan ist für einen Elektroniker 
eindeutig einfacher zu lesen als schön ausformulierte Prosa...

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Peter Bednarz schrieb:
> Der A8 kann ja nur max. 250mA vertragen.

In Summe. Ja
Aber ein einzelner Pin kann noch viel weniger

> Wie realisiere ich den nun höhere Störme?
>
> Die Verbraucher werden vom A8 über Transistoren angesteuert.

Hä?
Wenn da eh schon Transistoren sind, dann machen doch die die 
Stromverstärkung.

Zeig doch mal die komplette Schaltung.
Was willst du ansteuern?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Die Verbraucher werden vom A8 über Transistoren angesteuert.
Schreib doch besser uC oder µC.
Dann kommt man nicht jdesmal an dem bereits anderweitig assoziierten 
Begriff A8 ins Stolpern...  :-/

Autor: mhh (Gast)
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Peter Bednarz schrieb:
> angenommen man hat eine Trafo Sekundärspannund von 13 V~.
>
> Jetzt nimmt man einen Spannungsregler (Bspl. 7809 )und realisiert
> eine 9V Gleichspannung auf der Platine (Schaltung ist bekannt).

Bei der Art der ganzen Fragestellung weise ich vorsichtshalber mal auf 
Brückengleichrichter, Ladeelko, Kühlkörper und 100 nF Kondensatoren hin.

Autor: Peter Bednarz (pebez)
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Ich möchte mich für die allgemein angerichtete Verwirrung Entschuldigen.

Ich kann zur Zeit nicht von zu Hause aus arbeiten, daher stehen mir
nur begrenzte Mittel für die Kommunikation zur Verfügung.

Ich habe versucht die Sache einmal in ASCII zu zeichnen, und ich weiss
es fehlen die Kerkos und Elkos und Widerstände aber es geht mir nur
um das Prinzip.

12 V+      in  ┌-------┐   out
o------┬-------┤  7809 ├-----------------------------------┐
       |       └---┬---┘                                   |
       |           |                                       |
       |           |                                       |
       |           |                                       |
       |           |                                       |
       |          -┴- GND                                  |
       |                                                   |
       |                                                   |
       |                                                   |
       |                                                  .┴.
       |                                                 ( X )9V 0,5A
       |                                                  °┬°
       |                                                   |
       |   in  ┌-------┐   out                             |
       └-------┤  7805 ├-------------┐                     |
               └---┬---┘             |                     |
                   |                 |                     |
                   |                 |                     |
                   |                 |                     |
                   |                 |                     |
                  -┴- GND   ┌--------┴-------┐             |
                            |                |             |
                            |        µC      |             |
                            |                |          C--┘
                            └-----┬----------┘      B   /
                                  |                 |  /
                                  └-----------------|-<
                                                    |  \
                                                       E\
                                                         |
                                                         |
                                                         |
                                                         |
                                                        -┴- GND

GND = 1 Potential (12 V- )

Ich weiss, es sieht verheerend aus, aber ich hoffe das Prinzip wird 
klar.
Der Verbraucher im Kollektorkreis kann auch größer werden.
Kann man das so schalten oder raucht hier etwas ab?
Ich möchte mit dem µC Lasten schalten bei denen der 5V Kreis nicht
ausreicht den hier anfallenden Strom zu verarbeiten (500mA oder mehr).

Gruß  Peter

Autor: Peter Bünger (pbuenger)
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Ja, das geht so. Spendiere dem NPN aber noch einen Basiswiderstand. Der 
uC hat natürlich auch GND-Anschlüsse, die aufs GND-Potential gehören.

Gruß,
Peter

Autor: Peter Bednarz (pebez)
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Danke für die schnelle Antwort.
Das mit dem Basiswiderstand und dem GND am µC ist schon klar.

Vlt. noch ein paar kleinere Fragen:

Welches Bauteil (Transistor) empfiehlt sich bei Strömem von mehr als 2A?

Der µC wird nur mit dem Basisstrom belastet ?

Bei 12 V auf den nur gering belasteten 7805 wird ja einiges in Wärme
umgewandelt, was wäre wenn der IN vom 7805 am OUT vom 7809 gelegt wird ?
Würde dann am 7805 weniger Wärme entstehen ?

Ich möchte nicht nerven, aber ich kenn mich nicht so super aus.

Gruß Peter

Autor: Mine Fields (Gast)
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Peter Bednarz schrieb:
> Bei 12 V auf den nur gering belasteten 7805 wird ja einiges in Wärme
> umgewandelt, was wäre wenn der IN vom 7805 am OUT vom 7809 gelegt wird ?
> Würde dann am 7805 weniger Wärme entstehen ?

Ja, die Wärme produzierst du dann dafür im 7809. Ein gering belasteter 
Spannungsregler produziert aber nur wenig Wärme.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wie willst du denn 2A aus einem 7809 rauskriegen? Den würde ich mal gut 
kühlen. Bei 12V sind das schon 6Watt Verlustleistung.

Als Schalter könnte man auch einen N-MOSFET nehmen, zum Beispiel 
IRLU024N.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Peter Bednarz schrieb:

> Bei 12 V auf den nur gering belasteten 7805 wird ja einiges in Wärme
> umgewandelt, was wäre wenn der IN vom 7805 am OUT vom 7809 gelegt wird ?
> Würde dann am 7805 weniger Wärme entstehen ?

Grundsätzlich ja.
War auch mein erster Gedanke. Aber dann hatte ich ein wenig Bammel das 
vorzuschlagen, weil ein Motor unter Umständen eine schöne Sauerei auf 
der Versorungsspannung anrichten kann. So hast du dann den 7809 
dazwischen.

In Summe bringt das allerdings nichts. Ob jetzt die komplette Abwärme am 
7809 oder aufgeteilt auf 7809 und 7805 entsteht ist egal. Die Verluste 
werden deswegen nicht geringer.

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> In Summe bringt das allerdings nichts. Ob jetzt die komplette Abwärme am
> 7809 oder aufgeteilt auf 7809 und 7805 entsteht ist egal. Die Verluste
> werden deswegen nicht geringer.

Doch, gerade wenn es um die Betrachtung der thermischen Verhältnisse 
geht, macht es sogar großen Sinn, Spannungsregler zu kaskadieren.

Man sollte jedoch aufpassen, das ein nachgeschalteter Regler keinen 
höheren Ausgangsstrom liefern kann als ein vorheriger. Sonst kann man 
sich ggf. einen schönen Oszillator bauen (selbst schon erlebt...).

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Andreas Schweigstill schrieb:
> Karl heinz Buchegger schrieb:
>> In Summe bringt das allerdings nichts. Ob jetzt die komplette Abwärme am
>> 7809 oder aufgeteilt auf 7809 und 7805 entsteht ist egal. Die Verluste
>> werden deswegen nicht geringer.
>
> Doch, gerade wenn es um die Betrachtung der thermischen Verhältnisse
> geht, macht es sogar großen Sinn, Spannungsregler zu kaskadieren.

Würde sagen:
Kommt drauf an.

In seinem Beispiel eher nicht.
Der 7809 ist sowieso schon am Limit mit dem Motor.
Wenn ich dem jetzt auch einen Anteil aufbrumme, der ansonsten am 7805 
entstehen würde UND der 7805 auch bei 12V Eingangsspannung noch nicht zu 
heiß wird, dann sieht die Sache anders aus.

Bei seiner Schaltung ist noch nicht zu erwarten, dass der 7805 direkt an 
12V extrem heiß werden wird. Der darf daher ruhig ein wenig warm werden, 
anstelle dass man den 7805 kühler hält auf Kosten des 7809.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Durch das Kaskadieren kann man zum Beispiel eine stark unterschiedliche 
Verlustleistung von zwei Spannungsreglern "angleichen". Also wenn der 
eine zu heiß werden würde, der andere aber sowieso dauernd nur kalt 
bleibt.

Insgesamt bleibt die Verlustleistung trotzdem gleich.
Wie K.H. schon sagt: Kommt drauf an.

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