Stromkreise trennen oder nicht?

[Wolle B. (wofus)]

Hallo Freunde der Nullen und Einsen,

ich möchte ein handelsüblichen Tabletcomputer mit Hilfe eines 
Controllers (Arduino) 1. Tablet ein/ausschalten und 2. Ladestrom 
ein/ausschalten

Dazu hab ich zum Einen zwei Kabel an den bisherigen ON/OFF Schalter 
gelötet und zum Anderen die GND Ader des USB Ladekabels zerschnitten. 
Mein Aufgabe besteht jetzt nur mit Hilfe des Controllers die jeweils 
beiden Kabel zu verbinden oder zu trennen. Was habe ich da für 
Möglichkeiten? Kann ich das einfach mit Hilfe eines Transistors machen 
oder muss ich die, in dem Fall drei, Stromkreise unbedingt galvanisch 
voneinander trennen? Auf den ON/OFF Schalter liegen ca 4V.

Viele Grüße

[Joe F. (easylife)]

Wolle B. schrieb:
> Dazu hab ich zum Einen zwei Kabel an den bisherigen ON/OFF Schalter
> gelötet und zum Anderen die GND Ader des USB Ladekabels zerschnitten.

Es wäre vermutlich günstiger gewesen, die VBUS Leitung des Ladekabels zu 
unterbrechen, und GND verbunden zu lassen.
Dann besteht eine gewisse Chance, dass GND des Ladekabels und das GND 
Potential auf das sich der ON/OFF Switch bezieht identisch sind.

Wenn dann auch dein Arduino GND mit diesem gemeinsamen GND verbunden 
ist, kann beides (Charger und ON/OFF) mit Transistoren (MosFETs) 
geschaltet werden.

Für den Ladestrom benötigt man dann einen sogenannten High-Side-Switch.

[Wolle B. (wofus)]

Joe F. schrieb:
> Es wäre vermutlich günstiger gewesen, die VBUS Leitung des Ladekabels zu
> unterbrechen, und GND verbunden zu lassen.
> Dann besteht eine gewisse Chance, dass GND des Ladekabels und das GND
> Potential auf das sich der ON/OFF Switch bezieht identisch sind.

Ob und wie man ermittelt ob das Potential identisch ist das weiß ich 
leider nicht. Ich versteh auch nicht warum ich nicht die GND Ader zum 
schalten nutzen kann. Ich bin darauf gekommen weil am gleichen Arduino 
schon vier MosFets hängen um LED Stripes zu steuern, die ich auch über 
GND schalte.

Wenn du schon schreibst "es besteht eine gewisse Chance" wäre es nicht 
doch besser das mit nem Optokoppler zu machen, sind diese für sowas 
überhaupt geeignet? Ich möchte nur vermeiden das Tablet zu zustören, es 
wär auch nur wenig schön wenn der Akku explodiert.

Viele Grüße

[Joe F. (easylife)]

Wolle B. schrieb:
> Ob und wie man ermittelt ob das Potential identisch ist das weiß ich
> leider nicht.

Im Zweifel mit dem Multimeter den Widerstand zwischen Charger GND und 
GND auf der Platine messen (das Tablet hast du ja vermutlich eh 
geöffnet, um an den ON/OFF Switch ranzukommen).

Wolle B. schrieb:
> wäre es nicht
> doch besser das mit nem Optokoppler zu machen

Für den ON/OFF Switch kann man auch einen Optokoppler nehmen, für die 
Power-Leitung nicht (zu hoher Strom).

Wolle B. schrieb:
> Ich bin darauf gekommen weil am gleichen Arduino
> schon vier MosFets hängen um LED Stripes zu steuern, die ich auch über
> GND schalte.

MosFETs zum Schalten nach GND sind in der Regel etwas günstiger und 
effizienter (geringerer Innenwiderstand) als High-Side-Switches, daher 
macht man das bei LEDs gerne so.

Wenn dein Tablet mit nichts anderem verbunden ist (also kein USB Gerät, 
nichts am Audio-Out angeschlossen), könnte man auch GND des Ladegerätes 
trennen.

Ansonsten besteht die Gefahr, dass du einen schädlichen GND 
Potentialunterschied z.B. über die Audio Buchse erzeugst.
Die sichere Lösung ist daher GND verbunden zu lassen, und die positive 
Seite des Chargers zu trennen.

[Wolle B. (wofus)]

Danke dir! Das hat mich ein gutes Stück weiter gebracht. Hoffe du kannst 
mir abschießend noch vier kurze Fragen beantworten. 1) Für den ON/OFF 
Switch, hälst du den Optokoppler 4n35 für geeignet?

2) Wenn ich den ON/OFF Switch galvanisch trenne und für den Ladestrom 
einen High-Side Switch nehme, muss ich mir ja keine Sorgen mehr über das 
potential machen, also muss nichts messen?

3) Als High-Side-Switch habe ich mir folgenden rausgesucht:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/DS_BTS462T.pdf
Spricht irgendwas gegen diesen?

4) Wäre ein Relais ( hab noch ein SRD-05VDC-SL-C ) anstatt des 
High-Side-Switch sicherer, in Bezug darauf das mir der Akku um die Ohren 
fliegen könnte?

Viele Grüße

[Joe F. (easylife)]

1) Dürfte funktionieren. Vorwiderstand für die LED nicht vergessen.
2) Korrekt.
3) Passt.
4) Geht auch. Dem Akku ist es total egal, ob das Ladegerät per MosFET 
oder Relais geschaltet wird. Er fliegt dir um die Ohren, wenn mit der 
Ladeelektronik etwas nicht in Ordnung ist.