Elektronik in Alu-Gehäuse - was mit dem GND machen

[Aluhut (Gast)]

Hallo zusammen,

ich habe einen Raspberry PI und eine eigene kleine Auftseckplatine 
entwickelt. Diese möchte ich nun in ein Alu-Gehäuse bauen.

Die Aufsteckplatine hat den RPI GND.

Nun stellt sich mir die Frage, ob ich den GND der Spannungsversorgung 
(5V) auch auf das Alu Case legen soll.

Elektrisch isoliert dürfte beim Case schwer werden, denn die HDMI 
Anschlüsse und USB/LAN haben ja Kontakt zum Gehäuse.
Sollte ich da eine Isolierung vorsehen?

Aus EMV Sicht (will ich nicht prüfen, ist nur ein Hobby Projekt, aber 
ich will auch keinen Sender bauen, der alle daheim lahm legt) sollte ja 
ein GND Gehäuse besser sein.

Muss ich dann auch meine Aufsteckplatine noch mit dem Gehäuse verbinden, 
oder reicht die Verbindung zum RPI aus?
Sollte die GND Verbindung zum Case also eher an einem zentralen Punkt 
stattfinden (z.B. direkt am Power-Connector), oder lieber wild verteilt 
überall im System, wo es eben Sinn macht und geht.

Was passiert mit ESD?
Ist da eine GND Verbindung ins System gut? Die Pulse werden ja 
abgeleitet, aber können eben auch in das System gelangen, was bei einem 
isolierten Gehäuse nur kontaktlos gehen würde. Was hat hier die Nase 
vorn?

Vielen Dank!

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Für solche Fälle sollte es einen 'FrameGround' geben, der z.B. auch an 
der metallischen Hülle der HDMI anliegt. Dieser kann auf das Alugehäuse 
gelegt werden. Das gilt genauso für die Hülle der USB Buchsen.

Oft ist FG direkt mit GND verbunden, aber es gibt auch Varianten mit C 
und R zwischen FG und GND.
Welche Variante der RPi benutzt, ist leicht zu messen.

[Peter R. (Gast)]

Das Gehäuse mit der internen Masse zu verbinden ist eine ordentliche 
Lösung.
Ein "frei schwebendes" Gehäuse würde externe Störsignalfelder 
unkontrolliert in die Schaltung einkoppeln.
IN EMV-Hinsicht ist allerdings die Wahl des Verbindungspunkts zur 
internen Masse kritisch.


VDE  und Co schreiben vor: Bei der Schutzklasse , bei der der 
Schutzleiter verwendet wird, müssen alle berührbaren Metallteile mit dem 
Schutzleiter verbunden sein. z.B. auch Türen oder Klappen. Das 
Metallgehäuse gehört selbstverständlich dazu.

Wenn Verbindung vom Gehäuse zum Masseleiter innerhalb des Geräts 
besteht, etwa durch Steckbuchsen am Gehäuse oder Abschirmung, muss das 
ganze System im Netzteil der Einzelgeräte so vom Netz getrennt sein, 
dass seine Masse nicht mit dem Schutzleiter verbunden ist (also alte 
Kleinspannung oder Schutzisolierung) Der Leistungsteil des internen 
Netzgeräts muss also incl. Schutzleiter durch doppelte Isolierung vom 
System getrennt sein.

Andersrum heißt es praktisch: Alles was durch Signalleitungen, Busse 
usw. verbunden werden kann muss der Schutzklasse ohne PE entsprechen.


Anm: Ich bin kein VDE-Experte, deshalb dürft Ihr alle besserwissen. Zum 
Beispiel bin ich mir nie sicher, was Schutzklasse I und was II ist

[Peter R. (Gast)]

Wegen der EMV-Geschichten ist der oben genannte "frame gnd" eine gute 
Lösung.

[Aluhut (Gast)]

Hallo und vielen Dank!

Ich habe Lösungen gesehen, wo z.B. das Housing von einem LAN Port über 
einen 1nF 2kV Kondensator mit dem GND verbunden war.
Mein Verständnis hier ist, dass Störungen/peaks gegen Masse abgeleitet 
werden, aber es DC keine Verbindung zwischen beiden gibt.
Schließt man so üblicherweise den Schirm der Kabel an?
USB/HDMI/DP Verbinder waren aber normal mit GND verbunden, auch deren 
Gehäuse. Liegt das vielleicht daran, dass ETH galvanisch getrennt ist 
und die anderen Interfaces nicht?

Wenn ich also mein Case sauber von aller Elektronik isolieren kann und 
das Case dann über einen 1nF 2kV mit dem GND des RPI verbinde, ist es 
die sauberste Lösung hinsichtlich Masseschleifen, EMV und ESD?

Ich habe also eine Lötfahne verschraubt am Case, die dann über einen Cap 
mit dem RPI möglichst nah am Power Connector verbunden ist, korrekt?
Oder welche Widerstände verwendet man für einen solchen "Frame Ground" 
zu "GND" Übergang? Hochohmig?

Vielen Dank!

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Aluhut schrieb:
> Oder welche Widerstände verwendet man für einen solchen "Frame Ground"
> zu "GND" Übergang? Hochohmig?

Meist hochohmig (220k - 1M). Parallel zu dem 2kV Kondensator entladen 
sie diesen auch.