Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Masse zusammenführen oder lieber nicht?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Hallöchen,

mal ne ganz blöde Frage...Darf man die Masse (Motorspannung und Digital 
Leitungen) zb bei einer L297/L298 Schaltung zusammenführen?

von Bitflüsterer (Gast)


Lesenswert?

Das wird sich wohl kaum vermeiden lassen (es sei denn mit galvanischer 
Trennung).
Jedenfalls brauchst Du für die Steuersignale, wie in allen anderen 
Fällen auch, eine Pegel-Differenz und die erfordert zwei Verbindungen.

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Was meinst Du mit Pegel Differenz zu der man zwei Verbindungen benötigt?

Eine Spannung stellt im Grunde genommen ja einen Potential Unterschied 
dar. Das bedeutet, das die Masse hier einen Bezugspunkt darstellt.
Wenn dieser Bezugspunkt nun aber durch das zusammenführen zwei 
"verschiedener" Bezugspunkten sich verlagert, dann verschiebt sich doch 
auch das Potential Unterschied, oder nicht?
Zweite Frage: Wenn das was ich da oben geschrieben habe kein bullshit 
ist, kann es denn theoretisch und auch praktisch vorkommen, das der 
Bezugspunkt unterschiedlich ist?

von Daniel H. (Firma: keine) (commander)


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Eine Spannung stellt im Grunde genommen ja einen Potential Unterschied
> dar.

Nicht "im Grunde genommen", eine Spannung ist eine Potentialdifferenz 
zwischen zwei Punkten A und B, wobei das Potential auf irgendeinen 
Referenzpunkt bezogen wird.

Unwissender schrieb:
> Wenn dieser Bezugspunkt nun aber durch das zusammenführen zwei
> "verschiedener" Bezugspunkten sich verlagert, dann verschiebt sich doch
> auch das Potential Unterschied, oder nicht?

Wenn beide Bezugspunkte das gleiche Potential haben verlagert sich 
überhaupt Nichts wenn man sie zusammenführt.

von Peter II (Gast)


Lesenswert?

Daniel H. schrieb:
> Wenn beide Bezugspunkte das gleiche Potential haben verlagert sich
> überhaupt Nichts wenn man sie zusammenführt.

wenn 2 punkte keinen gemeinsamen Bezugspunkte haben, kann man nicht mal 
feststellen ob sie das gleiche Potential haben.

von Daniel H. (Firma: keine) (commander)


Lesenswert?

Deswegen ja der Hinweis, dass beide Potentiale einen gemeinsamen 
Refernzpunkt haben müssen.

Ich vermute mal im vorliegenden Fall wird es einen solchen Referenzpunkt 
in Form einer Netzteilmasse o.ä. geben.

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Daniel H. schrieb:
> Wenn beide Bezugspunkte das gleiche Potential haben verlagert sich
> überhaupt Nichts wenn man sie zusammenführt.

Haben Sie aber nicht z.B. für die L297/L298 Anwendung

Die Versorgung für die Motoren kommt aus einem anderen Netzteil.
In dem Fall z.B. 24V

Für den Digitalbereich hat man eine 5V Versorgung.

Es sind unterschiedliche Potentiale. Kann man hier davon ausgehen, das 
der Bezugspunkt der selbe ist?
Wenn nein, was passiert mit den jeweiligen Potentialen wenn man die 
zusammenführt?

von Chris (Gast)


Lesenswert?

Hallo Unwissender,

bei deiner Schaltung hast du 5V für den Digitalteil und 24V für den 
Motor. Beides bezieht sich auf die gemeinsame Masse, die bei 0V liegt.

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Chris schrieb:
> bei deiner Schaltung hast du 5V für den Digitalteil und 24V für den
> Motor. Beides bezieht sich auf die gemeinsame Masse, die bei 0V liegt.

Hallo Chris,

beides kommt aber aus zwei verschiedenen Netzteilen dessen einizge 
zusammengehörigkeit die primäre wicklung des trafos ist. Kann man da 
noch auf der sekundären Seite des Trafos von einer gemeinsamen/gleichen 
Masse reden?

von Chris (Gast)


Lesenswert?

Man ist sowas schwer zu erklären....

Nimm zwei Blätter Papier. Lege eines auf den Tisch. Der untere Rand ist 
deine Masse (0V), der obere ist 5V, gemessen von der Masse aus.

Nun lege ein zweites Blatt nebendran. Unten ist wieder die Masse mit 0V, 
oben wieder 5V.

Nun schiebe das rechte Blatt 5cm nach oben. Der Abstand zwischen 0V und 
5V hat sich bei keinem der beiden Blätter verändert. Du hast nun 2 
getrennte Massen, und jeweils (!) eine Spannung von 5V, immer gemessen 
zwischen der jeweiligen (!) Masse und der Oberkante des Blattes.

von Chris (Gast)


Lesenswert?

Damit du eine gemeinsame Masse hast, musst du die Minus-Pole beider 
Netzteile verbinden.

Übertragen auf das Beispiel mit den Blättern: Lege beide Blätter 
nebeneinander und verbinde die Massen mit einem Stück Klebeband ;)

Dadurch kann die eine Masse nicht mehr höher oder niedriger sein als die 
andere. Du hast einen gemeinsamen Bezugspunkt, beide Massen sind nun 
eine.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo "Unwissender"

> mal ne ganz blöde Frage...Darf man die Masse (Motorspannung und Digital
> Leitungen) zb bei einer L297/L298 Schaltung zusammenführen?

Wie soll das sonst funktionieren? Der L298 hat Logikeingänge, die das 
gleiche Bezugspotential haben müssen wie die Ausgänge des L298. Der 
GND-Anschluss am L298 ist im Prinzip auch nur für den Logikbezug 
zuständig. Die H-Brücke lässt den Strom über die Sense-Pins fließen. 
Wenn man keine Stromregelung benötigt, werden die Pins auf Masse gelegt, 
ansonsten erfolgt die Masseverbindung über die Sense-Widerstände.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Man kann/muß die Masseanschlüße der verschiedenen Versorgungen ohne 
weiteres zusammenführen. Habe ich das so richtig verstanden?

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Ist es so???

von Schaulus Tiger (Gast)


Lesenswert?

man sollte; es hat den Vorteil, dass es funktioniert ;)

von Sebastian W. (wangnick)


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Man kann/muß die Masseanschlüsse der verschiedenen Versorgungen ohne
> weiteres zusammenführen. Habe ich das so richtig verstanden?

Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber so wie ich das sehe hat der 
L298 getrennte Logikmasse (GND) und Leistungsmassen (SENSE A und SENSE 
B). Der L298 wird aber wohl nicht mehr funktionieren wenn die Logikmasse 
zu_ _sehr von den Leistungsmassen abweicht, weil die internen 
H-Brücken-Transistoren dann nicht mehr sauber schalten. Die Logikmasse 
und die Leistungsmasse sollten aber sowieso so weit wie möglich separat 
geführt und nur an einem Punkt, möglichst nah am Leistungsnetzteil, 
miteinander verbunden werden. Zum Teil wird sogar empfohlen die beiden 
Massen durch einen 1Ω-Widerstand voneinander getrennt zu halten, um 
Masseströme des Motors noch besser von den Logikkomponenten 
fernzuhalten.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Das klingt plausibel, denn ein hoher Strom kann in einem 
Potentialunterschied den Bezugspunkt verschieben.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo Sebastian,

>> Man kann/muß die Masseanschlüsse der verschiedenen Versorgungen ohne
>> weiteres zusammenführen. Habe ich das so richtig verstanden?
>
> Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber so wie ich das sehe hat der
> L298 getrennte Logikmasse (GND) und Leistungsmassen (SENSE A und SENSE
> B).

Das ist im Prinzip das, was ich oben geschrieben habe.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Thorsten Ostermann schrieb:
> Der L298 hat Logikeingänge, die das
> gleiche Bezugspotential haben müssen wie die Ausgänge des L298. Der
> GND-Anschluss am L298 ist im Prinzip auch nur für den Logikbezug
> zuständig. Die H-Brücke lässt den Strom über die Sense-Pins fließen.


Thorsten Ostermann schrieb:
> Hallo Sebastian,
>
>>> Man kann/muß die Masseanschlüsse der verschiedenen Versorgungen ohne
>>> weiteres zusammenführen. Habe ich das so richtig verstanden?
>>
>> Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber so wie ich das sehe hat der
>> L298 getrennte Logikmasse (GND) und Leistungsmassen (SENSE A und SENSE
>> B).
>
> Das ist im Prinzip das, was ich oben geschrieben habe.

Hallo Thorsten,

jetzt bin ich total verwirrt. Die Aussagen passen doch nicht zusammen.
Was ist denn nun Sache? Soll man die Logik- und Leistungsmassen 
zusammenführen, oder nicht. Wenn ja, dann so wie es Sebastian 
beschrieben hat?
Wie lautet die allgemeine Regelung für die Schaltplanerstellung und PCB 
Design, wenn man aus unterschiedlichen Versorgungen mit unterschiedliche 
Potentialen hat?

von Unwissender (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich versuche gerade aktuell die Angehängte Schaltung zu vestehen.
Die Signal und Leistungsmassen sind hier zusammengeführt.
Warum eigentlich?

Meine Vermutung liegt darin, das die Signal Versorgung (hier VCC) mit 
einem LDO aus dem Leistungspotential entnommen wird?! Liege ich mit der 
Vermutung richtig?

Nehmen wir an, das ich eine komplett getrennte Versorgung für Signal- 
und Lesitungsbereich habe. Kann ich genauso so verfahren wie oben 
vermutet(wenn es natürlich richtig ist), oder muss ich hier dann doch 
die Signal und Leistungsmassen voneinander trennen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Soll man die Logik- und Leistungsmassen zusammenführen, oder nicht.
Für die angesprochenen Bausteine gilt: man muss sie zusammenführen.

Im Schaltplan ist es eigentlich egal, wie es gezeichnet ist, trotzdem 
ist hier eine räumliche Trennung des Logikteils vom Leistungsteil 
hilfreich. Und auf der Paltine muss man dafür sorgen, dass Lastströme 
nicht quer durch den Logikteilfließen und dort Potentialverschiebungen 
verursachen.

Sebastian Wangnick schrieb:
> Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber so wie ich das sehe hat der
> L298 getrennte Logikmasse (GND) und Leistungsmassen (SENSE A und SENSE
> B).
Eigentlich nicht...
Die Spannung über den Strommesswiderständen darf schon gar nicht so groß 
werden, dass die Ube unterschritten wird. Dafür sorgt idR. der L297, der 
als Stromregler gern zusammen mit dem L298 auftaucht.
Beim reinen Schalterbetrieb des L298 gibt es gar keine 
Strommesswiderstände und die Sensanschlüsse gehen direkt auf GND.

> Der L298 wird aber wohl nicht mehr funktionieren wenn die Logikmasse
> zu sehr von den Leistungsmassen abweicht,
Im ungüstigsten Fall können dann sogar Ausgleichsströme durch den 
einen IC fließen und Fehlfunktionen hervorrufen, wenn irgendwelche 
Halbleiterstrukturen im IC zu leiten beginnen...  :-o

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Für die angesprochenen Bausteine gilt: man muss sie zusammenführen.
>
> Im Schaltplan ist es eigentlich egal, wie es gezeichnet ist, trotzdem
> ist hier eine räumliche Trennung des Logikteils vom Leistungsteil
> hilfreich. Und auf der Paltine muss man dafür sorgen, dass Lastströme
> nicht quer durch den Logikteilfließen und dort Potentialverschiebungen
> verursachen.

Das bedeutet, das die Masse Anschlüße der Sense Widerstände getrennt und 
weit weg von den Signalleitungen - auch Masse - rausgeführt und an einem 
einzigen Punkt zusammengeführt - am Idealsten so nah wie möglich an der 
Versorgungseinspeisung - werden sollen?

von Sebastian W. (wangnick)


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Ich versuche gerade aktuell die Angehängte Schaltung zu vestehen.
> Die Signal und Leistungsmassen sind hier zusammengeführt.
> Warum eigentlich?
> Meine Vermutung liegt darin, das die Signal Versorgung (hier VCC) mit
> einem LDO aus dem Leistungspotential entnommen wird?! Liege ich mit der
> Vermutung richtig?
>
> Nehmen wir an, das ich eine komplett getrennte Versorgung für Signal-
> und Lesitungsbereich habe. Kann ich genauso so verfahren wie oben
> vermutet(wenn es natürlich richtig ist), oder muss ich hier dann doch
> die Signal und Leistungsmassen voneinander trennen?

Ich versuche mal zusammenzufassen.

1. Bei Anwendungen mit Motoren sollten Signalmasse und Leistungsmasse 
räumlich getrennt voneinander geroutet und nur an einem definierten 
Punkt zusammengeführt werde. Warum? Weil Motorströme womöglich zu 
Potentialunterschieden im Massekupfer führen können, die die Logik 
massiv stören können. Bei kleinen Strömen und großen Flächen das aber 
eher egal.

2. Ein L298 hat getrennte Massestompfade für Logik und Leistung. Laut 
Datenblatt darf Vsense (Leistungsmasse) nicht kleiner als -0.5V und 
nicht größer als 2V bezüglich GND (Logikmasse) werden. Wegen dieser 
Bedingung muss bei Benutzung eines L298 zwangsweise das Logikpotential 
mit dem Leistungspotential gekoppelt werden. Die zwei Massen müssen zwar 
nicht notwendigerweise widerstandslos miteinander verbunden werden, 
normalerweise sollte man das aber tun (under Beachtung der 
Routinghinweise in 1.).

3. Bei Verwendung eines Linearreglers zur Erzeugung der Logikspannung 
aus der Leistungsspannung sind die Massen zwangsweise am Regler 
miteinander direkt verbunden.

4. Bei Verwendung zweier regulärer Schaltnetzteile kann man die 
Minuspole beider Stromversorgungen gefahrlos miteinander verbinden. 
Reguläre Schaltnetzteile enthalten immer noch einen Transformator und 
sorgen für eine galvanische Trennung der Sekundärseite. Es gibt aber 
Ausnahmen (siehe Tod durch Ladegerät). Ansonsten besser den Widerstand 
prüfen: Bei meinem PC zum Beispiel liegt der Minuspol der USB-Versorgung 
auf Erdpotential, und zwischen USB-Pluspol und Erde fliessen gut und 
gerne 3A.

5. Die famosen Sense-Widerstände für den L298 sind nur nötig wenn man 
die Stromaufnahme des Motors messen möchte (to sense = fühlen, spüren, 
bemerken). Ansonsten lässt man diese Widerstände weg. Insofern sind die 
Widerstände R50 und R54 in Treiber.PNG ohne einen Abgriff der 
abfallenden Spannung sinnlos.

Unwissender schrieb:
> Das bedeutet, das die Masse Anschlüße der Sense Widerstände getrennt und
> weit weg von den Signalleitungen - auch Masse - rausgeführt und an einem
> einzigen Punkt zusammengeführt - am Idealsten so nah wie möglich an der
> Versorgungseinspeisung - werden sollen?

Ja. Und wie gesagt, die Sense-Widerstände sind oft unnötig.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

Hallo Sebastian

vielen Dank für Deine wirklich ausfürliche und einfach zu verstehende 
Erklärung.

Ist das, was Du für den L298 erklärt hast, auch für den DRV8811 gültig.
Um diesen Treiber geht es mir eigentlich. Ich versuche gerade die oben 
angehängte Schaltung zu verstehen. Habe mich auch hier umgeschehen und 
eine Schaltung + Layout zum DRV8811 gefunden, welches mich ein wenig 
verwirrt hat.

Beitrag "Re: Feedback für DRV8811 Board"

Hier wurden die Signal- und Leistungsmasse einfach vermischt. Darf man 
das eigentlich so machen wie der TO im verlinkten Thread es tat?
Ich finde den Schaltplan und das Layout ein wenig merkwürdig, obwohl ich 
im Datenblatt zum DRV8811 nichts habe, um dies belegen zu können.

von Unwissender (Gast)


Lesenswert?

kleiner Reminder :-)

von Sebastian W. (wangnick)


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Ist das, was Du für den L298 erklärt hast, auch für den DRV8811 gültig.
> Um diesen Treiber geht es mir eigentlich.

Schau mal http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8811.pdf, Figure 1 "Block 
Diagram" und Figure 2 "Decay Mode". Der gesamte Motorstrom fliesst doch 
allem Anschein nach bei VM in die H-Brücke, wird dann nach OUT1 oder 
OUT2 geleitet, kommt über OUT2 oder OUT1 zurück und fliesst dann bei 
ISEN wieder raus. Also ja.

Allerdings: Der DRV8811 kann den Motorstrom intern messen und 
begrenzen. Wenn man diese Funktion nutzen will machen die 
Sense-Widerstände natürlich wieder Sinn. Dazu braucht es dann noch VREF 
zum Vergleich und RC fürs Timing. Genaueres steht im Datenblatt.

Unwissender schrieb:
> Beitrag "Re: Feedback für DRV8811 Board"
> Hier wurden die Signal- und Leistungsmasse einfach vermischt. Darf man
> das eigentlich so machen wie der TO im verlinkten Thread es tat?

Natürlich darf man. Bei kleinen Strömen und großen Flächen ist das wie 
gesagt eher egal. Man sollte es allerdings wissentlich tun.

Unwissender schrieb:
> Ich finde den Schaltplan und das Layout ein wenig merkwürdig, obwohl ich
> im Datenblatt zum DRV8811 nichts habe, um dies belegen zu können.

Der Schaltplan scheint doch Ok? Was findest Du merkwürdig?

Das Layout ist tatsächlich etwas seltsam. Selbst in der letzten Version 
sind die Leistungsmassepfade immer noch mickerig, obwohl die 
Leistungsversorgung und die Motorleitungen verstärkt wurden.

Unwissender schrieb:
> kleiner Reminder :-)

Manche Leute arbeiten tagsüber.

LG, Sebastian

von Jesus (Gast)


Lesenswert?

Wie schlau ihr so seid - meine Güte - habts keine familie, um die ihr 
euch so ausgiebig kümmert? den Bullshit, den man hier liest, könnte 
direkt von mir stammen - echt ey - solch ein schrott von beschreibungen 
hier. man wundert sich, dass es millionen arbeitslose 
gibt............scheinbar gehörts ighhr auch unter die.... nen techniker 
darf sowas hier garnicht lesen, der bekommt nen schreikrampf vor lauter 
stuss, was hier so steht...
jesus - echt krank sowas..

von AMK (Gast)


Lesenswert?

Unwissender schrieb:
> Ich finde den Schaltplan und das Layout ein wenig merkwürdig, obwohl ich
> im Datenblatt zum DRV8811 nichts habe, um dies belegen zu können.

Was gibt es am Schaltplan auszusetzen?
Ok, das Layout wurde überarbeitet...Aber das gleich als merkwürdig 
einzustufen und dabei es nicht mak begründen zu können ist schwach!
Wie dem auch sei, das mit der Leistungs- und Signalmasse auf einem PCB 
ist schon ne wichtige Sache. Dank Deines Threads habe ich hier auch ne 
kleinigkeit dazugelernt.

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.