Frage: Spannungsversorgung /-en (Gnd-Potential)

Hallo Arduino-Gemeinde!

Zur Erklärung:
´bin erst seit einer Woche mit einem Arduino Uno am Basteln und eigentlich Maschinenschlosser. Um mit Verbrauchern mit Spannungen von 6V (fischertechnik) oder z.B. 24V (einem Schütz) zu experimentieren möchte ich mein einstellbares Labor-Netzteil (0-30V) benutzen.

Natürlich in Verbindung mit ´nem MOSFET IRL540 oder einem Treiben ULN 2804! :slight_smile:

Frage 1:

Darf ich den 0V bzw. Gnd von meinem Netzteil mit einem der GND pins des Arduionos einfach verbinden? Oder laufen da Ströme hin und her die z.B. den USB am Laptop beschädigen können?

Dto., wenn ich das Arduino board mit einem Steckernetzteil 9V versorge und gleichzeitig mit meinem Labor-Netzteil arbeite. Also zwei verschieden Spannungsquellen am 0V Anschluss miteinander einfach verbinden?

Frage 2:

Später soll der Arduino u.a. die Spannung an meiner Auto-Batterie anzeigen. Den Arduino würde ich über einen DC/DC Wandler ans Bordnetz hängen (9-36V Eingang / 12V Ausgang) und natürlich einen hochohmigen Spannungsteiler (2 x 10 MΩ) an die beiden Batteriepole hängen.

Wo bekomme ich dann mein 0-Potential her?

Den IOREF Pin des Bords an den –Pol der Bordbatterie ist sicher falsch. So wie ich das mit den Analogeingängen verstanden habe ist IOREF nicht das 0-Potential für die Analogeingänge.

Vorab Danke für Eure Antwort!

Gruß
Wuehlmaus

Gnd immer zusammenklemmen.
Netzteil und USB gemeinsam ist keine gute Idee.
Im Auto ist Gnd auch Gnd

Hallo Klaus !

Leider werde ich aus Deinen Antworten noch nicht recht schlau.

Prinzipiell darf Arduino board + Netzteil kein Problem sein. Das Board ist ja schließlich serienmäßig mit einem Rundstecker für extern Spannungsversorgung ausgestattet.
Meinst Du zwei Netzteile vorzusehen? Eins den Arduino (z.B. 9V) und mein Labornetzteil für alles was mehr Spannung braucht? Dann GND zusammenklemmen?

Im Auto: Du meinst die Analogen Eingänge haben / erkennen das selbe 0-Potential auch wenn der Arduino an einem DC/DC Wandler hängt der ja eine galvanische Trennung hat?

Gruß
Martin

USB und PowerJack(oder der Pin VIN) können zeitgleich genutzt werden. Liegt an dem PowerJack ausreichend Spannung an, schaltet der Arduino die Spannungsversorgung vom USB ab.

Wenn du nicht vorhast, mit Optokopplern etc zu arbeiten, sollten alle GND-Kontakte miteinander verbunden sein. Die meisten mir bekannten DC/DC Wandler sind nicht galvanisch getrennt. Eine weitere Hürde wird es sein, den Arduino am Auto nicht zu grillen! Suche diesbzgl. mal nach KFZ-Netz Spannungsversorgung 5V o.ä.

Warum meinst Du das der Arduino im Auto gegrillt wird?
Temperatur im Innenraum?

Elektrisch sollte doch eigentlich nix passieren wenn der DC/DC Wandler ein konstante Ausgangsspannung von 12 V hat.

´habe bei "KFZ-Netz Spannungsversorgung" gesucht aber nicht wirklich brauchbare Info´s gefunden.

Eine Lösung zur Netzteilfrage wäre meines Erachtens noch:

Nur das Labornetzteil verwenden und wenn der Verbraucher mehr als 12V braucht einen Spannungsregler z.B. 7809 oder 7812 zwischen das Netzteil und den Arduino klemmen.
Dabei natürlich aufpassen das der 78xx aufgrund der Spannungsdifferenz / zu verbratende Leistung nicht gegrillt wird :slight_smile:

Für 6V Verbraucher: Netzteil auf 9-12V einstellen, Arduino damit versorgen und für die Verbraucher (fischertechnik) einen 7806 zwischen das Netzteil und den Verbraucher schalten.

Was meint Ihr dazu?

Dadurch ergibt sich eine weiter Frage:

Lt. Datenblatt soll vor und hinter den 78xx ein Kondensator geschaltet werden.
Für was sind die erforderlich?
Brauch ich den wirklich wenn ich den Spannungsregler wie oben beschrieben mit geregelter Gleichspannung "füttere" ?

Hallo,

für das Auto würde ich dir die USB Ladeadapter empfehlen die man zum Handy laden nimmt. Die man in die KFZ-Zigarettenbuchse steckt. USB Kabel ran und fertig. 5V Volt. Wenn man nicht die billigsten nimmt, klappt das auch. Habe schon länger Hama Teile im Einsatz. Ist noch nichts gestorben. Die sind fürs Auto ausgelegt. USB Kabel nicht das allerdünnste.

Spannung. Als nicht Elektriker durchaus verwirrend. Mit 0V und GND ist immer das gleiche gemeint. Eine Bezugsmasse. Also ein Bezugspotential. Spannungen sind nichts weiter als Potentialunterschiede. Wenn die Potentiale verschieden sind und werden verbunden, versuchen sie sich auszugleichen. Was im Kurzschluss endet.
Zwischen 400V und 420V messe ich auch nur 20V. Greife ich jedoch auf der Erde stehend an das 400 oder 420 Potential bin ich tot. Mein Bezugspotential war dann nicht das andere Potential sondern 0V von Erde.

Deshalb können Spatzen auf Stromleitungen sitzen. Ohne Bezug zur Erde ist denen egal wieviel Volt da drauf sind.

Hat eine Spannung (Akku, Autobatterie) keinen Bezug zu unserem 0V Erdpotential, dann hängt diese quasi in der Luft. Dem Auto ist das egal. Das hängt an beiden Batteriepolen und sieht genau den Potentialunterschied von 12V.

Kommst du jetzt mit einem externen Netzteil an, zur Schaltungsstromversorgung und klemmst nur Batterie (+) vom Auto mit an Deine Schaltung beim Meßeingang an, dann hängt das Batterie (+) immer noch in der Luft. Erst wenn du Batterie (-) mit der Netzteilmasse verbindet stellst du einen Spannungsbezugspunkt her. Die Batterie falsch herum anklemmen darfste natürlich nicht. Dann wären -12V am Meßeingang. Würde aber nur deinem µC Meßeingang schaden.

Man muß da schon etwas wissen was man zusammenklemmt und was nicht.

Um von einer höheren Spannung (bsp. 15 V) auf die benötigten 5 oder 9 Volt zu kommen, ist der Einsatz eines Spannungsreglers 780x ungünstig, da dieser die Differenz in Wärme umsetzt. Nimm hierzu einen Schaltregler, die gibt es mittlerweile sehr günstig.

Hallo,

mit "im Auto grillen" meinte er Spannungsspitzen von mehr als 12V die im Auto auftreten können. Deshalb meine Empfehlung mit dem KFZ Ladeadapter.

Die Kondensatoren für 78xx sind schon erforderlich. Das Ding muß Lastströme und damit Spannungsschwankungen ausregeln. Fehlen die Kondensatoren, die nah am 78xx sein müßen, kann er sich aufschwingen und nur noch unsauber die Spannung stabil halten.

Da die Dinger aber sehr warm werden können, je nach Spannung und Strom die in Wärme verbraten werden müssen, empfehle ich moderne DC/DC Wandler. Auch in dem 3 Beinchen Format. Gibts von Traco und Recom. Reichelt und Conrad haben die Teile. Gibts mit verschiedenen Eingangsspannungsbereichen und Strombelastbarkeiten.

Ne, ne!

Das sind zwei verschiedene "Baustellen" !

Das Auto-Projekt hat nix mit einem Netzteil zu tun.

Ich habe das nur in einem Thread zusammengefasst weil sich meines Erachtens eine ähnliche Fragestellung ergibt. Wo ist 0V bzw. Gnd (natürlich dasselbe) bzw. darf man das zusammenklemmen; im Auto und bei 2 Netzteilen am Arduino.

Hallo,

am besten immer eine klare Frage, dann gibts klare Antworten, sonst wird der Thread verkompliziert. Wenn eins geklärt ist nächste Frage stellen. Halte ich zumindestens für sinnvoll. Auch wenn man es nicht immer so einhalten kann. Ich weis.

Hallo Doc!

´werde Deine Rat gerne beherzigen!
Also bei Gelegenheit eine neuen Eintrag hier schreiben mit dem Titel "Arduino im Auto KFZ" oder so ähnlich.

Die Idee mit dem USB Zigarettenanzünder Adapter ist genial einfach !

Allerdings muss der Arduino dann im Auto noch ein paar Jobs mehr erledigen:

  • Anzeige Außentemperatur
  • Neigungswinkel in 2 Richtungen
  • ...

Deshalb brauche ich die stabilisierte Spannung vom DC/DC-Wandler von 12V auch noch für die Versorgung der anderen Sensoren. Den Typ TRACO POWER TEN 6-2412 WIN habe ich mir schon ´mal besorgt.

Zur Erklärung:

Bei dem "Auto" handelt es sich um einen Landrover Defender. (Für die Fachleute unter Euch: Ein 110er, TD4) Bordcomputer und so Zeugs gibt es da nicht. Die Anzeige der Seitenneigung ist ganz hilfreich, interessant und unter Umständen "kriegsentscheidend". Bevor ich mir das Cockpit mit Zusatzanzeigen zubaue habe ich mir gedachst, dass so ein Arduino mit einem LCD-Display das alles sehr elegant erledigen und kompakt darstellen kann.

Gruß
Wuehlmaus

Wuehlmaus:
Bei dem "Auto" handelt es sich um einen Landrover Defender.

Den kenne ich nicht, aber ich gehe mal von einem "normalen" Auto aus.

Grundsätzlich ist es einfach, weil Masse = Karosserie = Minus der Batterie. Ein großer Stromverbraucher ist der Starter. Wenn der Strom zieht, fließt nicht nur viel in seine Richtung, sondern über Masse auch zurück. Je nach Leitungsquerschnitt, Korrosion und weiteren Eigenschaften wirst Du zwischen Masse am Starter und Masse an der Batterie einen Spannungsabfall messen. Was ist also die "richtige" Masse?

Wenn Du die Spannung an der Batterie messen möchtest, ist Dein Bezugspotential die Masse der Batterie. Also zwei Kabel von der Batterie direkt zum Arduino. Natürlich kannst Du auch die Masse vom Zigarettenanzünder am Armaturenbrett nutzen, aber hat die immer und in jeder Situation das selbe Potenzial wie die Masse der Batterie? Wie genau willst Du messen? Welchen Filter verwendest Du, um die Spannungsspitzen vor dem analogen Eingang des Arduino abzufangen?

Gerne würde ich jetzt ein paar Antworten liefern, habe ich aber leider nicht. Ich hoffe, meine Fragen hefen Dir trotzdem weiter.

Hallo Agmue!

Ob das ein normales Auto ist weiß ich auch nicht :slight_smile:

Bösen Zungen behaupten:

"Der wird seit 1948 unverändert gebaut..."

"3 Dinge kann man vom Weltall aus sehen:

  • Die Chinesische Mauer,
  • Rainer Kalmund
  • Die Spaltmaße an meinem Defender..."

" Ein Auto von Bastlern für Bastlern.."

Aber Spaß bei Seite:

Unter dem Fahrersitz ist erst einmal eine ganz normale Autobatterie. Ich habe schon festgestellt dass die Spannung am Zigarettenanzünder nicht dieselbe ist wie direkt an den Batterie Polen gemessen. Ich würde grundsätzlich schon separate Kable direkt von der Batterie zum Arduino legen. Dazwischen eine Sicherung und o.g. Spannungswandler. Der kann für eine Sekunde auch mal 50V am Eingang verkraften.

Die Frage ist muss ich zusätzliche Sicherungsmaßnahmen (z.B. den von Dir erwähnten Filter / einen Elko ) vorsehen?

Gruß vom Bodensee!

Der USB Zigarettenanzünder Adapter dient ja nur der Spannungsversorgung, nicht aber der Spannungsmessung. Den analogen Eingang des Arduino mußt Du auf jeden Fall ebenfalls schützen. Mir würde zusätzlich noch Z-Diode einfallen. Aber da kennen sich andere im Forum besser aus. ElEspanol weiß nicht, was Regen ist :smiley: hat aber Elektronik in seinem Spaßmobil.

Hallo,

agmue, du kennst den Defender nicht? Das ist der Geländewagen schlecht hin. :slight_smile:

Weil der nun wirklich auslaufen soll, wird der wegen erhöhter Nachfrage länger produziert.

Den µC Spannungsmeßeingang muß man schützen. Ist etwas aufwendiger. In meinem Datalogger habe ich sowas verbaut. Für mein Auto. Den “High-Side” Mosfet, falls die Bezeichnung dafür paßt, kann man auch weglassen wenn man ständig messen will. Da ich selten messen lasse, schalte ich die Bordspannung damit komplett weg. Aufwendige Vorsichtsmaßnahme meinerseits. Das Teil läuft jetzt schon über eine Viertel Jahr im Auto.

Die 5V für den Arduino könntest Du auch direkt von der Batterie nehmen mit DC/DC Wandler. Traco/Recom. Wenn man schon den Luxus hat und die Batterie unterm Hintern. Also im Innenraum.

Wie gesagt, für ständige Messungen kann man den gesamten Mosfet Schaltungsteil auch weglassen. Dann muß nur der Meßspannungsteiler entsprechend dimensioniert sein + Schutzdioden + Filter C.

Kannst ja mal rechnen welche Spannung anliegen darf bis am Meßausgang zum A/D maximale 5V erreicht werden. Ich habe einen externen A/D Wandler dran. Ansonsten wäre der Spannungsteiler zu groß bzw. die Messungen zu grob.

Ansonten finde ich das Projekt sehr schön mit dem Display und den Informationen die drauf sollen. Damit wirst du sicherlich eine Weile beschäftigt sein. Unterschätze das programmieren nicht. Der Datalogger war mein erstes großes Projekt mit dem Arduino. Hat fast 2 Jahre gedauert bis zur endgültigen Fertigstellung und Einbau. Die meiste Zeit ging mit programmieren drauf, weil auch ständig neues rein mußte. :slight_smile: Aber du hast ein feste Ziel vor Augen. Das wird. Keine Sorge. Immer in Etappen. Ich würde mir aktuell erstmal keine Sorgen um die Spannungen machen. Sondern mit programmieren anfangen. Wenn das Display läuft und deine Sensoren, kann man langsam an die Spannungsversorgung im Auto denken und Schaltpläne erweitern. So wäre mein Plan.

Hallo Doc!

Erst ´mal vielen Dank für Deine Aufmunternden Worte! Die kann jeder Anfänger sehr gut gebrauchen! (Das das leider keine Selbstverständlichkeit ist konnte man heute im Thread „ Re: Taster, 1ten drücken AN, 2ten drücken AUS“ lesen.)

Zweitens (auch wenn das nicht zwingend hier her gehört)
Schön dass es auch hier Defender-Freunde gibt! Übrigens ein Super Artikel! Endlich ein Schreiberling der nicht ohne Sachverstand von seinen Kollegen ab pinselt. Hier wird z.B zum ersten Mal erklärt warum man sinnvoller Weise wie eine Sardine in der Dose an der Fahrertür klebt.
Und die streng ökologisch Denkenden werden es mir verzeihen: Ein Spritverbrauch von 10 -11 Liter für solch ein „Arbeitsgerät“ mit 2,2 to Leergewicht und dem cw-Wert einer Wohnzimmerschrankwand ist gar nicht so schlecht. Da gibt es andere Beispiele.

Drittens: (zurück zum Thema)
Deine Hinweise waren echt hilfreich und haben mich auch auf neue Ideen gebracht.
Ich werde als blutiger Anfänger natürlich nicht erst alles programmieren und dann das Ding in´s Auto einbauen. Ich werde Stück für Stück alle Schritte (Hard- und Software) einzeln testen. Deshalb auch schon jetzt meine Fragen wegen der Spannungsversorgung. Nicht dass ich in ein paar Wochen den fliegenden Versuchsaufbau zum Testen in,s Auto provisorisch verpflanze; mich wundere das nix geht; um dann nach endloser Suche festzustellen dass es kein Programmierfehler ist sondern ich aus Unkenntnis den Adruino verheizt habe.

´mal sehen ob sich noch weitere Leute hier für das Thema interessieren. Sonst werde ich mich mit Dir per PM weiter unterhalten und Dich auf dem Laufenden halten wenn Du einverstanden bist. Du hast ja richtig Erfahrung auf dem Gebiet ! :slight_smile:

Gruß
Wuehlmaus

Hallo,

ja, arbeite dich erstmal in Ruhe weiter vorwärts.
Per PM ist keine gute Idee. Nur wenn etwas ganz persönlich sein soll.
Ich finde es immer besser es im Forum zubelassen. Dadurch können mehr Augen drüberschauen, Fehler finden und ganz wichtig mehr Verbesserungen einbringen mit Hinweisen. Egal wie lange der Thread wird. Man sollte wenn möglich nur nicht so wild hin und herspringen. Sonst blickt ab Seite 3 niemand mehr durch.
Oder man macht bei nächsten großen Abschnitt, wenn bis dahin alles läuft einen neuen Thread auf mit passenden Namen.

Doc_Arduino:
agmue, du kennst den Defender nicht? Das ist der Geländewagen schlecht hin. :slight_smile:

Ich hoffe, Ihr könnt mir das nachsehen ::slight_smile:

Mit dem Satz "Den kenne ich nicht, aber ich gehe mal von einem "normalen" Auto aus." meinte ich aber, daß ich von der Verkabelung wie in einem mir bekannten Auto ausgehe. Bei VW gibt es beispielsweise ein Kabel "die Lichtmaschine produziert Saft", das bei einigen (?) Japanern fehlt. Ich bin halt ein vorsichtiger Mensch.

Aber Danke für die Aufklärung, man lernt jeden Tag dazu :slight_smile:

Doc_Arduino:
Per PM ist keine gute Idee. Nur wenn etwas ganz persönlich sein soll.

Sehe ich auch so, dann kann ich auch mitlesen.

Hallo Doc, Hallo agmue!

Bzgl. PM werde ich mich gerne an eure Tipps halten.

´habe inzwischen verstanden das das hier anders läuft als z.B. im Landrover-Forum. (blackllandy.eu)
Hier wird ein Thema nicht vertieft sondern ruck zuck ein neues Thema aufgemacht, kurz und knapp durchdiskutiert und das war´s dann. Der Thread rutsch dann ganz, ganz weit nach hinten. Auch gut.

Bei der Suche nach Schlüsselwörtern im Forum scheint das auch anders zu laufen. ´habe ´mal spaßeshalber nach "Defender" gesucht und eigentlich erwartet dass hier dieser Beitrag irgendwo auf den ersten Seiten erschein, da ja noch ganz frisch.

P.S.: Da der Defender "seit 68 Jahren unverändert" (s.o.) gebaut wird :slight_smile: gibt es keinen Airbag (nicht mal gegen Aufpreis) und auch keine Spezialkabel "Lichtmaschine runterregeln zur Energieeinsparung". Das macht es mir sicher einfacher.

Für alle die hier mitlesen und evtl. auf den Geschmack gekommen sind-> Es gibt definitiv keine Defender mehr zu bestellen. Ihr könnt nur noch kaufen was bei den Händlern auf dem Hof steht. Alternative: Mercedes G-Klasse. Kostet halt 3 bis 4x soviel :frowning:

Das war´s jetzt, werde ab nun auch nur noch kurz und knapp bzw. mit einem neuen Thread hier einsteigen. :wink:

Schönen Abend noch Euch allen!

Wuehlmaus:
´habe inzwischen verstanden das das hier anders läuft als z.B. im Landrover-Forum. (blackllandy.eu)
Hier wird ein Thema nicht vertieft sondern ruck zuck ein neues Thema aufgemacht, kurz und knapp durchdiskutiert und das war´s dann.

Ich sehe nicht wieso das je nach Thema nicht möglich sein sollte. Der Grund weshalb du das nicht oft siehst liegt eher daran dass dies ein Forum für Anfänger und nicht für Spezialisten ist. Die meisten Leute haben grundlegende Fragen. Leute die sich mehr auskennen brauchen auch mal Tipps. Aber dann reicht es meistens einen Anstoß zu geben und sie können das Problem selbst lösen.