Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie fließt hier der Strom?


von ElBarto (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe ein Problem bei dem ich selber nicht weiter kommen und mir 
Hilfe erhoffe.
Aktuell habe ich eine OPV Schaltung die an einer 30V Spannungsversorgung 
hängt. 0V ist geerdet. Bei 15 V wird über einen TLE2426 eine virtuelle 
Masse erzeugt.
Das Ausgangssignal der OPV Schaltung wird über ein USB Modul (von 
National Instruments, den genauen Typen habe ich gerade nicht vor mir) 
erfasst. Die analoge Masse des USB Moduls ist also mit der virtuellen 
Masse verbunden. Das funktioniert so auch wunderbar.
Das USB Modul bietet ebenfalls digitale Ausgänge an, die ich benutzen 
möchte um einen Schrittmotortreiber anzusteuern. Die Eingänge des 
Treibes sind über Optokoppler isoliert.
Analoge und digitale Masse des USB Moduls sind intern miteinander 
vebunden, hängen also beide an der virtuellen Masse. Wenn ich nun die 
digitalen Ausgänge benutze um die Optokoppler zu schalten (jeweils ca. 
20mA Strombedarf, insgesamt 40mA, Step/Dir Interface), wie fließt dann 
der Strom? Überlaste ich so den TLE2426, der nur 20mA liefern kann?

Viele Grüße und danke für die Hilfe!

: Verschoben durch Moderator
von g457 (Gast)


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> 0V ist geerdet.

Pöser Fehler.

> [..] wie fließt dann der Strom?

Kuckst Du Schaltplan. Oder zeigst Du Schaltplan, das geht auch.

HTH

von Theor (Gast)


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Schaltplan?

von Magnoval (Gast)


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Hat das USB-Modul eine eigene Versorgung (z.B. 5V), oder wird es aus den 
"oberen" 15V der OPV Schaltung gespeist?

Wenn getrennte Versorgung, fließen die Ströme der Ausgänge des Moduls 
auch dort hin zurück, und belasten nicht deine virtuelle Masse.

Bei Versorgung über die 15V Schiene fliesst der Strom über die virtuelle 
Masse...

von ElBarto (Gast)


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Magnoval schrieb:
> Hat das USB-Modul eine eigene Versorgung (z.B. 5V), oder wird es
> aus den
> "oberen" 15V der OPV Schaltung gespeist?
>
> Wenn getrennte Versorgung, fließen die Ströme der Ausgänge des Moduls
> auch dort hin zurück, und belasten nicht deine virtuelle Masse.
>
> Bei Versorgung über die 15V Schiene fliesst der Strom über die virtuelle
> Masse...

Vielen Dank für die Antwort.
Das USB Modul hat eine eigene Stromversorgung. Die einzige Verbindung 
zwischen USB Modul und OPV Schaltung ist die virtuelle Masse.

von Theor (Gast)


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ElBarto schrieb:
> [...]
> Das USB Modul hat eine eigene Stromversorgung. Die einzige Verbindung
> zwischen USB Modul und OPV Schaltung ist die virtuelle Masse.

Wenn das die einzige Verbindung ist, wozu existiert sie dann überhaupt? 
Die Verbindung ist sinnlos, weil damit alleine kein Stromkreis vorhanden 
ist.

Wie gesagt: Schaltplan!

von ElBarto (Gast)


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Theor schrieb:
> ElBarto schrieb:
>> [...]
>> Das USB Modul hat eine eigene Stromversorgung. Die einzige Verbindung
>> zwischen USB Modul und OPV Schaltung ist die virtuelle Masse.
>
> Wenn das die einzige Verbindung ist, wozu existiert sie dann überhaupt?
> Die Verbindung ist sinnlos, weil damit alleine kein Stromkreis vorhanden
> ist.
>
> Wie gesagt: Schaltplan!

Sie existiert weil ich sie nicht loswerde. Analoge und Digitale Masse 
des USB Moduls sind nunmal miteinander verbuden. Schaltplan mache ich 
gleich fertig, dann wird das ggf. klarer.

von Theor (Gast)


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ElBarto schrieb:
> Theor schrieb:
>> ElBarto schrieb:
>>> [...]
>>> Das USB Modul hat eine eigene Stromversorgung. Die einzige Verbindung
>>> zwischen USB Modul und OPV Schaltung ist die virtuelle Masse.
>>
>> Wenn das die einzige Verbindung ist, wozu existiert sie dann überhaupt?
>> Die Verbindung ist sinnlos, weil damit alleine kein Stromkreis vorhanden
>> ist.
>>
>> Wie gesagt: Schaltplan!
>
> Sie existiert weil ich sie nicht loswerde. Analoge und Digitale Masse
> des USB Moduls sind nunmal miteinander verbuden. Schaltplan mache ich
> gleich fertig, dann wird das ggf. klarer.

Die Frage bezog sich nicht auf die Verbindung von analoger und digitaler 
Masse des USB-Moduls sondern auf die Verbindung zwischen virtuellem 
Ground und der Masse des USB-Moduls.
Der Satz von Dir war ja: "Die einzige Verbindung zwischen USB Modul 
und OPV Schaltung ist die virtuelle Masse."

von ElBarto (Gast)


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Alles klar, falsch verstanden von mir. Das Ausgangssignal der OPV 
Schaltung geht auch ins USB Modul und wird da digitalisiert.

von Theor (Gast)


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Hm.

Was fraglich macht, warum es die virtuelle Masse überhaupt gibt.
Es wird wohl in Ordnung sein, aber wie gesagt: Schaltplan bitte.

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


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Du solltest dir die Masseverhältnisse mal deutlich aufzeichnen. Und die 
"virtuelle Masse" dabei nicht "Masse" nennen, sondern ihr die Spannung 
geben, die sie tatsächlich hat: 15V.

ElBarto schrieb:
> Die analoge Masse des USB Moduls ist also mit der virtuellen Masse
> verbunden. Das funktioniert so auch wunderbar.
Weil vermutlich diese "Massen" bisher potentialfrei waren. Jetzt hat 
allerdings die USB-Masse ein Potential von +15V.

> Analoge und digitale Masse des USB Moduls sind intern miteinander
> vebunden, hängen also beide an der virtuellen Masse.
Und damit auf +15V.

> Wenn ich nun die digitalen Ausgänge benutze um die Optokoppler zu
> schalten (jeweils ca. 20mA Strombedarf, insgesamt 40mA, Step/Dir
> Interface), wie fließt dann der Strom?
Weil Strom immer nur im Kreis fließt: aus dem USB Modul heraus in das 
USB-Modul zurück. Wie verschlungen der Weg dorthin zurück ist, kann man 
am besten in einem Schaltplan sehen. Zeichne einfach einen, du brauchst 
ihn sowieso zur Fehlersuche oder Dokumentation oder zur Nachschauen, was 
du denn da jetzt gerade machst.

Der eigentliche Knackpunkt an dieser ganzen Gechichte ist: wie wird denn 
das USB-Modul versorgt? Worauf bezieht sich die Masse dieses Moduls? Ist 
das Ding tatsächlich potentialfrei?

von Udo S. (urschmitt)


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Re: Wie fließt hier der Strom?

auf dem Schaltplan von oben links erst nach rechts, dann nach unten und 
am Ende nach links

SCNR

von Sebastian S. (amateur)


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Sehr viel Prosa - wenig Info!

Bin ja mal gespannt, wann sich der TO dazu herablässt ein Schaltbild - 
von mir aus auch eine Handskizze - zu senden.

... muss aber nicht sein, wir können ja auch raten.

von ElBarto (Gast)


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Sebastian S. schrieb:
> Sehr viel Prosa - wenig Info!
>
> Bin ja mal gespannt, wann sich der TO dazu herablässt ein Schaltbild -
> von mir aus auch eine Handskizze - zu senden.
>
> ... muss aber nicht sein, wir können ja auch raten.

Nicht so anal bitte, danke.

Ich hoffe, dass das etwas Klarheit bei meinem popeligem Problem schafft 
und nicht für noch mehr Verwirrung sorgt.

von Udo S. (urschmitt)


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Entscheidend ist hier das was man nicht sieht

von Kriebel (Gast)


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ElBarto schrieb:
> Sebastian S. schrieb:
>> Sehr viel Prosa - wenig Info!
>>
>> Bin ja mal gespannt, wann sich der TO dazu herablässt ein Schaltbild -
>> von mir aus auch eine Handskizze - zu senden.
>>
>> ... muss aber nicht sein, wir können ja auch raten.
>
> Nicht so anal bitte, danke.
>
> Ich hoffe, dass das etwas Klarheit bei meinem popeligem Problem schafft
> und nicht für noch mehr Verwirrung sorgt.

Wie ist der GND Anschluss von deinen "+5V POTENTIALFREI" mit dem Rest 
verbunden. Wenn es den nicht gibt, fließt auch kein Strom.

von MaWin (Gast)


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ElBarto schrieb:
> Ich hoffe, dass das etwas Klarheit bei meinem popeligem Problem schafft
> und nicht für noch mehr Verwirrung sorgt.

Der Schaltplan ist Unsinn, die 5V können nicht potentialfrei sein, du 
musst auch zeigen, wo die Masse der 5V angeschlossen sind

An DGND ? Dann fliesst der LED-Strom nicht über den TLE2426.

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


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Kriebel schrieb:
> Wie ist der GND Anschluss von deinen "+5V POTENTIALFREI" mit dem Rest
> verbunden.
Oder andersrum: wie kann der Strom, der aus "+5V POTENTIALFREI" 
herausfließt, dorthin wieder zurück? Gibt es auch einen zugehörigen "GND 
POTENTIALFREI"? Wo ist der angeschlossen?

Wenn am AGND/DGND/+15V Node: dann geht das schon. Du musst allerdings 
beim Messen mit einem Oszilloskop aufpassen, denn du darfst dann die 
Masseklemme nicht einfach an diesen "virtuellen Masse-Sternpunkt" 
anschließen, weil diese Masseklemme ja über die Erde 0V-Potential hat...

: Bearbeitet durch Moderator
von Theor (Gast)


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ElBarto schrieb:
> Sebastian S. schrieb:
>> Sehr viel Prosa - wenig Info!
>>
>> Bin ja mal gespannt, wann sich der TO dazu herablässt ein Schaltbild -
>> von mir aus auch eine Handskizze - zu senden.
>>
>> ... muss aber nicht sein, wir können ja auch raten.
>
> Nicht so anal bitte, danke.
>
> Ich hoffe, dass das etwas Klarheit bei meinem popeligem Problem schafft
> und nicht für noch mehr Verwirrung sorgt.

Leider ja.
Es hilft nicht, wenn Du die Prosa nun in einen Schaltplan schreibst.

Sieh mal. Das Problem für mich ist, dass es schwer einzuschätzen ist was 
ich voraussetzen darf und was nicht.

Für mich bist Du erstmal ein Unbekannter der an sich eher eine 
Grundlagenfrage stellt; wobei es durchaus möglich ist, dass auch ein 
Fortgeschrittener bei so etwas grundlegendem mal ratlos ist oder nur mal 
eben einen Knoten im Hirn hat.

Ein Fortgeschrittener wird in der Regel so einen Blockschaltplan im 
Bewusstsein, welche Frage er gestellt hat, soweit wie möglich 
vollständig zeichnen. Schon um sich selbst weiter zu helfen. (Lothar hat 
das oben auch erwähnt).

Das ist bei Deiner Zeichnung leider nicht der Fall und wirft damit 
wieder Zweifel auf und provoziert Nachfragen.

Das Dumme ist, dass ich nicht einschätzen kann, ob diese Nachfragen 
überflüssig sind, weil Du einfach in Profi-Manier das 
Selbstverständliche weggelassen hast oder ob das Weggelassene gerade den 
Kern des Problems betrifft und daher ausdrücklich hingezeichnet werden 
muss.

von Theor (Gast)


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Man kann das auch von einer anderen Seite aus sehen:

Wenn Du selbst keinen Schaltplan hast, dann ist es klar, das Du Dir 
diese Frage nicht selbst beantworten kannst. Den eben dieser Schaltplan 
ist die Grundlage für die Antwort.

Etwas kondensierter: Weder Du noch ich können die Frage ohne Schaltplan 
beantworten.

von ElBarto (Gast)


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Erstmal vielen Dank für die Antworten. Ich denke, dass ich die 
Problematik die eine direkte Antwort meiner Frage verhinder jetzt 
verstanden habe. Ich werde mir die Schaltung nochmal genau ansehen und 
die Potentiale der Spannungsversorgungen messen. Wenn ich dann die 
Lösung weiß sag ich wieder bescheid!

Danke an Alle!

von Sebastian S. (amateur)


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In dem Moment, in dem Du "potentialfrei" irgendwo anschließt, ist es aus 
mit der Potentialfreiheit.
Den zugehörigen Bezug kannst Du nicht einfach unter den Tisch kehren.
Wenn Deine OVP-Schaltung irgendwas an Ain liefern soll, so braucht’s 
auch einen Bezug.

von ElBarto (Gast)


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Hallo,

ich hab jetzt nochmal über die ganze Sache nachgedacht und mit einem 
Elektriker drüber gesprochen. Die Fragestellung konnte ich damit 
eingrenzen/vereinfachen. Es ist wohl sinnvoller die ganze Erdung zu 
verschieben, auf die "virtuelle Masse"
Dann ergibt sich der angehängte "Schaltplan". Meine Frage ist jetzt nur 
noch: Ist es richtig, dass durch U1 und U2 kein Strom fließt und der 
Optokoppler alleine aus U3 versorgt wird?

von BS (Gast)


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U1 und U2 sind nur an einer Seite angeschlossen, sind also nicht Teil 
eines Stromkreises und können ignoriert werden.
U3 bildet mit dem Optokoppler einen Stromkreis. Hier fehlt ein 
Widerstand zur Strombegrenzung, der Optokoppler wird sofort 
durchbrennen.

von ElBarto (Gast)


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Danke für den Hinweis, ich werde das mal schnell vervollständigen.

von ElBarto (Gast)


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So ist es hoffentlich besser. Der invertierender Verstärker soll nur die 
OPV Schaltung und ihre Spannungsversorgung verdeutlichen.

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


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ElBarto schrieb:
> So ist es hoffentlich besser.
Sind deine 30V tatsächlich potentialfrei? Ganz oben hat es sich so 
gelesen, als ob das Netzteil, das die 30V macht, die 0V auf Erde legt...

ElBarto schrieb:
> Meine Frage ist jetzt nur noch: Ist es richtig, dass durch U1 und U2
> kein Strom fließt und der Optokoppler alleine aus U3 versorgt wird?
Spiel doch selber mal "Strom" und machs wie jünst in der 
Rätselzeitschrift in der Kinderecke: finde einen Weg dorthin zurück, wo 
du hergekommen bist. Fahre keinen Weg zweimal (ein Strom hin und der 
selbe zurück heben sich nämlich auf). Dann hast du mit hoher 
Wahrscheinlichkeit den Weg des Stroms.

von Theor (Gast)


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Hmmm. Jetzt wird es langsam kompliziert, mein Lieber.

Es hilft nicht, wenn Du den Schaltplan vereinfachst.

Mein Problem ist nicht, dass mir das zu kompliziert war, sondern, dass 
zu wenig Einzelheiten sichtbar waren (und nun noch weniger).

Mit der nun zusätzlichen Erde wird das ganze Ding nun auch noch bezogen 
auf den Erdpunkt. Dein PC dürfte auch eine Erde haben. Das geht nur 
glatt, wenn das Netzteil oder die Netzteile selbst nicht geerdet sind. 
Kommt darauf an, von wo das Erdpotential oder die Erdpotentiale kommen. 
Im Fehlerfall wird es hübsch knallen.

Ich gebe zu, dass solche Angelegenheiten im Einzelfall etwas schwierig 
zu überblicken sind. Aber wie das Wort schon sagt: Man braucht zuerst 
Überblick und nicht Reduktion.

Anstatt nun der Forderung nach einem ausführlicheren Plan nachzukommen, 
ziehst Du noch Dritte hinzu (deren Grundlage für ihre Aussagen wir nicht 
kennen) und reduzierst den Plan und fügst ein neues Element hinzu - und 
das ohne jede Begründung.
Wenn Du mir eine persönliche Bemerkung dazu gestatten willst: Ich fühle 
mich da auch ein wenig an der Nase herumgeführt.

Ich werde vorläufig hier nicht mehr antworten, solange nicht ein 
kompletter Schaltplan vorliegt. Einschliesslich aller Netzteile und 
Angaben dazu und Angaben zur Erdung. Ich will einfach keinen Rat geben, 
der unnötig viele Annahmen voraussetzt und dann evtl. schief geht.

von ElBarto (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> ElBarto schrieb:
>> So ist es hoffentlich besser.
> Sind deine 30V tatsächlich potentialfrei? Ganz oben hat es sich so
> gelesen, als ob das Netzteil, das die 30V macht, die 0V auf Erde legt...
>
> ElBarto schrieb:
>> Meine Frage ist jetzt nur noch: Ist es richtig, dass durch U1 und U2
>> kein Strom fließt und der Optokoppler alleine aus U3 versorgt wird?
> Spiel doch selber mal "Strom" und machs wie jünst in der
> Rätselzeitschrift in der Kinderecke: finde einen Weg dorthin zurück, wo
> du hergekommen bist. Fahre keinen Weg zweimal (ein Strom hin und der
> selbe zurück heben sich nämlich auf). Dann hast du mit hoher
> Wahrscheinlichkeit den Weg des Stroms.

Ja, sie sind wirklich potentialfrei. Die 0V waren auf Erde gelegt 
allerdings wurde das willkürlich so bestimmt und lässt sich ändern.
Denke ich habe es jetzt endlich geschnallt, vielen Dank an Alle für die 
Hilfe!
Und Entschuldigung an Theor. Ich wollte dich nicht ärgern, sehe aber 
ein, dass meine Kommunikation verbesserungswürdig ist, wird beim 
nächsten mal anders laufen.

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