Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit USB UART Adapter - eigene Stromversorgung nötig??


von Michael V. (stonev)


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Folgendes Problem:

Ich möchte einen Baustein im laufenden Betrieb per UART live 
konfigurieren.

Ich nutze derzeit einen FTDI USB/Uart Adabter aus der Bucht (China). 
Funktioniert soweit inzwischen auch, wenn ich den Baustein "offline" 
verwende und über den USB/Adapter mit Masse und 3,3V versorge.

Im Live Betrieb hängt der zu programmierende Baustein aber an einer 
eigenen Stromversorgung. Die Massen (Stromversorgung des Bausteins und 
USB) haben unterschiedliches Potential. Zwischen beiden habe ich etwa 
1,3V gemessen, so dass ich die nicht zusammen schließen will. UART 
braucht aber ja die Masse und arbeitet hier mit 5V. Nutze ich die Masse 
von der Stromversorgung des Bausteins, arbeiten TX und RX nur noch mit 
etwa 3,7V, weshalb nur Kauderwelch produziert wird.

Ich habe schon ein altes USB-Kabel hergenommen und gedacht ich könnte es 
auftrennen und nur die Datenleitungen an den PC anschließen und den 
Strom von der Bausteinversorgung nehmen. In dieser Veriante wird der 
USB/UART Adabter aber nicht mehr erkannt am PC.

Hat da einer eine Lösung?
1. Möglichkeit die Massen irgendwie zu verbinden?
2. USB/UART Abdapter mit externer Stromversorgung?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Michael V. schrieb:
> Die Massen (Stromversorgung des Bausteins und USB) haben
> unterschiedliches Potential.

Das ist kaputt. Die Massen müssen das gleiche Potential haben. Du 
musst sie miteinander verbinden, denn Masse ist das Bezugspotential.

Es ist falsch, die Massen nicht miteinander zu verbinden.

von g457 (Gast)


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> Es ist falsch, die Massen nicht miteinander zu verbinden.

Man kann auch einen ADUM1201 oder ähnliches dazwischenhängen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Nicht wirklich; die Masse des USB-Hosts (also des PCs) muss mit der 
Masse der USB-UART-Bridge verbunden werden, da hilft auch Dein ADUM1201 
nicht.

von g457 (Gast)


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> Nicht wirklich; die Masse des USB-Hosts (also des PCs) muss mit der
> Masse der USB-UART-Bridge verbunden werden [..]

Selbstredend.

> [..] da hilft auch Dein ADUM1201 nicht.

Wenn ich den TO richtig verstehe, dann ist die Gegenstelle der UART 
masseverschoben. Und da hilft ein ADUM1201 sehrwohl.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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g457 schrieb:
> Wenn ich den TO richtig verstehe, dann ist die Gegenstelle der UART
> masseverschoben. Und da hilft ein ADUM1201 sehrwohl.

Dann ja. Aber bevor hier Aufwand mit galvanischer Trennung betrieben 
wird, könnte erstmal geklärt werden, ob die Massetrennung tatsächlich 
wirklich nötig ist. Beschrieben wird ja nur, daß eine Trennung vorhanden 
ist, aber das klingt nicht so, als ob sie aufgrund irgendwelcher 
Sachzwänge als Designentscheidung entstanden wäre.

von Schreiber (Gast)


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g457 schrieb:
>> Es ist falsch, die Massen nicht miteinander zu verbinden.
>
> Man kann auch einen ADUM1201 oder ähnliches dazwischenhängen.

Noch teurer geht es auch nicht?!
Die trennung macht man nicht fürs USB, sondern für die serielle 
Datenübertragung. Dann reichen zwei billige Optokoppler, den FTDI 
versrgt man dementsprechend sinnvollerweise über USB mit Strom.

Zudem haben viele Optokoppler eine höhere Isolationssannung wie der 
ADUM1201, was hier allerdings nicht relevant sein sollte.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Michael V. schrieb:
> eigenen Stromversorgung. Die Massen (Stromversorgung des Bausteins und
> USB) haben unterschiedliches Potential. Zwischen beiden habe ich etwa
> 1,3V gemessen, so dass ich die nicht zusammen schließen will. UART

 Ja, gerade deswegen verbindet man die Massen miteinander.


> braucht aber ja die Masse und arbeitet hier mit 5V. Nutze ich die Masse
> von der Stromversorgung des Bausteins, arbeiten TX und RX nur noch mit
> etwa 3,7V, weshalb nur Kauderwelch produziert wird.

 Das ist natürlich absoluter Blödsinn.
 Solange beide (sowohl Baustein als auch USB/UART Adapter) eigene
 Stromversorgungen haben und über Masse verbunden sind, bleiben
 Rx und Tx an 5V.
 Ohne Masseverbindung hast du aber eine Potentialverschiebung.

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Marc V. schrieb:
> Solange beide (sowohl Baustein als auch USB/UART Adapter) eigene
>  Stromversorgungen haben und über Masse verbunden sind, bleiben
>  Rx und Tx an 5V.

Dabei ist die Frage wichtig, ob die Stromversorgung des "Bausteins" 
potentialfrei ist und seine Masse nicht noch irgendwo verwendet oder 
vermauschelt ist. Dann ist eine Verbindung der Massen u.U. nicht so 
einfach möglich oder erlaubt.
Das sollte Michael V. zuerst klären.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Nicht wirklich; die Masse des USB-Hosts (also des PCs) muss mit der
> Masse der USB-UART-Bridge verbunden werden, da hilft auch Dein ADUM1201
> nicht.

na ja, es gibt sowas:
https://www.reichelt.de/USB-Adapter/USB-CARE01/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=6101&ARTICLE=116460

haben wir auch schon genutzt um sicher zu sein.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Dietrich L. schrieb:
> Dabei ist die Frage wichtig, ob die Stromversorgung des "Bausteins"
> potentialfrei ist und seine Masse nicht noch irgendwo verwendet oder
> vermauschelt ist. Dann ist eine Verbindung der Massen u.U. nicht so
> einfach möglich oder erlaubt.

 Um sicher zu sein, nimmt man am "Baustein" so etwas:
 https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-MAX485-Module-RS-485-TTL-to-RS485-MAX485CSA-Converter-Module-For-arduino-Integrated-Circuits/32590992974.html

 Und am PC so etwas:
 https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-USB-to-RS485-485-Converter-Adapter-Support-Win7-XP-Vista-Linux-Mac-OS-WinCE5/1954205352.html


 Und sein Problem ist für weniger als 2E plötzlich kein Problem mehr...

: Bearbeitet durch User
von Michael V. (stonev)


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Dietrich L. schrieb:
> Marc V. schrieb:
>> Solange beide (sowohl Baustein als auch USB/UART Adapter) eigene
>>  Stromversorgungen haben und über Masse verbunden sind, bleiben
>>  Rx und Tx an 5V.
>
> Dabei ist die Frage wichtig, ob die Stromversorgung des "Bausteins"
> potentialfrei ist und seine Masse nicht noch irgendwo verwendet oder
> vermauschelt ist. Dann ist eine Verbindung der Massen u.U. nicht so
> einfach möglich oder erlaubt.
> Das sollte Michael V. zuerst klären.

Die Stromversorgung des Bausteins ist nicht an Erde angeschlossen. 
Insofern also potentialfrei.
Wenn ich hier richtig lese, kann ich dann die Massen zusammenschließen, 
auch wenn ich zwischen beiden eine Spannung von ca. 1,3V messe?

Hatte halt Sorge den USB meine Rechners zu schrotten, aber wenn ich euch 
richtig verstehe waren die unbegründet.

Den Adum 1201 finde ich auch von der Idee im Zweifelsfall sehr gut. Ist 
mit 2,99 bei Reichelt auch nicht so teuer. In der Bucht aus China als 
Modul für 2,64Euro.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Michael V. schrieb:
> Die Stromversorgung des Bausteins ist nicht an Erde angeschlossen.
> Insofern also potentialfrei.
> Wenn ich hier richtig lese, kann ich dann die Massen zusammenschließen,
> auch wenn ich zwischen beiden eine Spannung von ca. 1,3V messe?

Wenn sie wirklich potentialfrei ist kann die gemessene Spannung von 
allen möglichen Dreckeffekten abhängen. Und Du misst ja hochohmig, das 
fließen kaum Ausgleichsströme zwischen den Massen.
Um sicher zu sein, dass beim Verbinden wirklich nichts passiert, kannst 
Du die Massen ja mal mit einem Widerstand (kOhm-Bereich?) verbinden und 
dann die Spannung messen. Wenn die Spannung dann zusammenbricht (d.h. 
der Ausgleichsstrom klein ist), kannst Du die Massen ohne Risiko direkt 
verbinden.

von Manfred (Gast)


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Michael V. schrieb:
> Hatte halt Sorge den USB meine Rechners zu schrotten, aber wenn ich euch
> richtig verstehe waren die unbegründet.

Wenn Du die Hose richtig voll hast, verwende einen Laptop im 
Akkubetrieb.

von Joachim B. (jar)


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Manfred schrieb:
> Wenn Du die Hose richtig voll hast, verwende einen Laptop im
> Akkubetrieb.

oder einen USB Trenner, zeigte ich ja, im Zweifel billiger als einen 
Laptop kaufen!

von g457 (Gast)


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>> Man kann auch einen ADUM1201 oder ähnliches dazwischenhängen.
>
> Noch teurer geht es auch nicht?!

Doch, z.B. indem man USB trennt. Das wäre aber völlig übertrieben.

> Die trennung macht man nicht fürs USB, sondern für die serielle
> Datenübertragung.

Sag ich doch. Und der ADUM1201 ist wie geschrieben für die uart gedacht. 
Im Gegensatz zu Optokopplern von der Stange kann man mit dem auch 
richtige(tm) Baudraten nutzen. Und kleiner und bequemer ist er auch. 
Zwei Stück 6n137 zzgl. Außenbeschaltung gehen sicher auch, etwas 
langsamer aber immernoch schnell, dafür deutlich mehr Platz.

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