Stesso riferimento al potenziale terra

Ciao a tutti, Domanda semplice per molti ma che mi sta suscitando qualche dubbio sulle mie conoscenze elettroniche :fearful:!! Perché in un circuito con con vari alimentatori è necessario collegare il negativo in comune? esempio pratico in questo link a partire dal sesto minuto: http://www.youtube.com/watch?v=L2bI2A7h4sk Provo a dare una prima risposta io.... vediamo se ci azzecco! Devo collegare il negativo della batteria da 9v in comune perché esso stesso non ha un potenziale zero assoluto. Cerco di spiegarmi meglio, sappiamo bene che in un circuito si parla, sempre, di differenza di tensione tra due punti e non di tensione intesa come grandezza assoluta. Per questo motivo è possibile che due terminali negativi abbiano differenze di tensione tra di loro, il che vuol dire che i due poli negativi hanno grandezze assolute differenti. Ora se questo accade, tenendo scollegati i due poli negativi è molto probabile che vi siano delle correnti ( o tensioni) all'interno del circuito reale sfalsate rispetto alle previsioni da me fatte con carta e penna.

Dicco bene?

Yayoyoddu: Dicco bene?

Per definizione il negativo è il punto a potenziale zero, valore relativo e non assoluto, rispetto al positivo, se non colleghi assieme i negativi di diverse sorgenti di alimentazione dello stesso circuito, p.e. alimentazione di Arduino e batteria per dei servo, viene a mancare questo riferimento comune impedendo il corretto funzionamento.

Per definizione il negativo è il punto a potenziale zero, valore relativo e non assoluto, rispetto al positivo.

Ok fin qui ci sono, coincide con la mia spiegazione.

…impedendo il corretto funzionamento.

Con corretto funzionamento cosa intendi?

Io ho qualche dubbio sui pericoli a cui si va incontro nel caso di mancato collegamento in comune dei vari potenziali di terra… potete aiutarmi su questo punto.

Yayoyoddu: Con corretto funzionamento cosa intendi?

Se non colleghi i GND assieme, ove previsto, il circuito non funziona in modo corretto. Attenzione che non sempre i GND delle sorgenti di alimentazione vanno collegati assieme, p.e. è possibile che la stessa scheda integri un ponte H di potenza con la relativa elettronica di gestione tra loro galvanicamente separati tramite fotoaccoppiatori, in questo caso l'alimentazione della parte logica deve rimanere separata da quella della parte di potenza.

Ti faccio un'esempio terra-terra --- mettiamo che tu debba pilotare un motore a 12V, con il suo alimentatore, mediante arduino, che ha il proprio alimentatore ... si usa un transistor pilotato da un'uscita per comandare il motore ... il transistor lo piloti con un'uscita di arduino, tramite una resistenza, quando l'uscita va ad uno, la corrente che scorre fra base ed emettitore manda in conduzione il transistor fra collettore ed emettitore ... ma se le masse dei due circuiti non sono in comune, non potra' funzionare, perche' non ci sara' un circuito chiuso in cui scorre corrente per azionare il transistor ...

Sarebbe come cercare di accendere una lampadina usando un filo solo ... se non c'e' un circuito chiuso, la lampadina non va ...

Yayoyoddu: ... Per questo motivo è possibile che due terminali negativi abbiano differenze di tensione tra di loro, il che vuol dire che i due poli negativi hanno grandezze assolute differenti.

Sbagliato. Se due poli negativi hanno una differenza di tensione vuol dire 1) che le sorgenti di tensione sono collegato in qualche modo tra di loro (poli positivi per esempio) 2) che unendoli circola una corrente alta visto che la resistenza del conduttore di collegamento ha una resistenza bassa.

La tensione si misura sempre tra 2 poli. Se si ha 2 sorgenti di tensione, per esempio batterie i 4 poli sono totalmente isolati tra di loro. Se colleghi un tester tra un polo di una batteria e uno dell altra batteria non misurerai nulla (in pratica puoi misurare qualcosa ma sono disturbi elettromagnetici che hai anche se tieni i puntali separati in aria). Solo unendo le 2 batterie (i poli negativi oppure un polo negativo con il polo positivo dell altra per ottenere una tensione simmetrica riuscirai a misurare le tensioni delle batterie collegando un polo alla massa comune.

Ciao Uwe

Se non ho capito male il funzionamento di un transistor mosfet posso dire che anche con un solo cavo posso accendere un motore.
Per intenderci, se nella foto in allegato rimuovo il cavo parallelo alla linea rossa sono comunque in grado di comandare il mio motore con il bottone.
Potete darmi conferma? Avrei voluto provarlo direttamente con il circuito ma, ahimè, in casa non ho una batteria da 9v :blush:

Ora se quello che ho appena scritto è vero posso dire che quel connettore può anche non esserci e il circuito continuerà a funzionare… e qui nascono i miei dubbi:
Per quale motivo viene comunque messo? Quali sono i rischi a cui si va incontro senza quel cavo?

Ho la sensazione, che come ho scritto nel mio primo post, è per un discorso di correnti ( e quindi anche tensioni) all’interno del circuito reale sfalsate rispetto alle previsioni
da me fatte se mi dovessi mettere a risolvere il circuito con carta e penna.

Sbagliato.

Il mosfet, essendo un componente con un'altissima sensibilita' di gate, potrebbe accendersi lo stesso, come non accendersi, come anche accendersi a micro spento, in funzione della quantita' di disturbi elettrici che il filo connesso al gate capta dall'ambiente circostante, ma di sicuro non funzionera' correttamente, ne tantomeno sarai sicuro che funzionera' quando vuoi tu, senza il ritorno di massa.

Ma il conduttore che funge da gate è completamente isolato dai due pin rimanenti? Detto in altri termini, nel ramo che porta tensione al gate circola corrente?

Allora, come legge fondamentale dell'elettronica, in un circuito non circola corrente se non e' un circuito CHIUSO.

E da qui non ci si scappa.

Quindi si, nel conduttore che porta al gate circola corrente, attraverso la chiusura del circuito di massa ...

e no, nel conduttore che porta al gate NON circola corrente, se c'e' solo quello e quindi il circuito e' aperto perche hai tolto la massa.

OK allora se rimuovo il ramo di collegamento tra le due masse il circuito non può, assolutamente, funzionare?
Il circuito resterebbe aperto!

Quindi all’interno del transistor i tre pin sono collegati tra di loro?
Se ho corrente che passa nel gate è evidente che essa dovrà per forza passare nel circuito a cui ho collegato gli altri pin del transistor e quindi ritornare indietro con il conduttore di massa

Potete, gentilmente, darmi conferma?

Se i tre pin sono comunicanti il mio dilemma sulla presenza del collegamento tra le masse è svelato

Cercando su internet ho trovato risposta alla mi domanda qui: http://www.lungolagocapodimonte.it/progetti-esperimenti-arduino-uno-codice-programma/guida-tutorial-gestire-carichi-maggiori-motori-lampade-e-simili-con-arduino-uno-o-duemilanove

Nella parte in grassetto dice:".... Dato che il gate è isolato dal resto da uno strato di ossido di metallo."

A questo punto nel gate non circola nessuna corrente!! E in nessuna condizione di funzionamento.

Non ne vengo più a capo, vi prego prendetemi per mano e fatemi capire dove sta l'inghippo.

Yayoyoddu: A questo punto nel gate non circola nessuna corrente!! E in nessuna condizione di funzionamento.

Magari fosse così sul serio :) Il mondo reale è "un pelino" diverso dal mondo teorico, per prima cosa per quanto altissima la resistenza tra Gate e Source c'è e fa scorrere una minima corrente, tipicamente da pochi nA a qualche decina di nA, inoltre c'è la capacità parassita tra Gate e Source, da qualche pf a diverse centinaia di pf, che deve essere caricata/scaricata il che può richiedere picchi di corrente anche di centinaia di mA. Quello della capacità parassita è un problema che si fa sentire in modo particolare con i mos power (tanti Ampere) pilotati in pwm dove servono appositi driver in gradi di fornire queste correnti anche a frequenze molto alte. In tutti i casi anche parlando di un mos teorico, o un mos reale con il gate polarizzato fisso, non importa se scorre o meno corrente per stabilire una differenza di potenziale tra gate e source, la Vgs, il gate si controlla in tensione e non in corrente come la base di un transistor, da questo fatto ne scaturisce che devi collegare anche il gnd per avere una differenza di potenziale tra gate e source, se non lo fai il gate rimane flottante con tutte le conseguenze del caso.

:P tipico esempio di tutorial incompleto ;)

Il mosfet, e' molto piu complesso di cosi ... e' vero che il gate richiede correnti bassissime per funzionare, perche' l'innesco del componente avviene tramite effetto di campo, ma comunque ci devi applicare una differenza di tensione sul gate, differenza che e' fra gate e source, normalmente, e non una qualsiasi tensione riferita a nulla (te la sto semplificando al massimo, perche' per spiegare correttamente come funziona un mos con zone di svuotamento e cariche libere, dovrei scriverci un'articolo :P) ... inoltre non stiamo parlando di un componente "ideale" con perdite nulle ed isolamenti infiniti, quindi un minimo di corrente fra il gate ed il resto dei terminali ci sara' sempre, per quanto basso ... questa corrente sara' sufficente, anche se dopo un certo tempo, ad azzerare la differenza di tensione fra gate e source, se non compensata da altra tensione, compensazione che non ci potra' mai essere senza una differenza di potenziale (come per la lampadina, che non potrai mai accendere con un solo filo, non importa quanta tensione tu gli applichi :P).

Inoltre non basta dire "applicare una tensione" ... la tensione e' una differenza di potenziale fra due punti, se non vi sono due punti con potenziali diversi, non vi e' tensione, semplicemente ... quindi puoi applicare una tensione solo se hai un riferimento a massa ( o ad un qualsiasi altro potenziale ) diverso da quello del punto su cui la applichi.

Se tu ti limiti ad applicare un singolo conduttore al gate, senza ritorno di massa (a proposito, lo schema che hai postato e' incompleto, ci vorrebbe sempre una resistenza dal gate alla massa, di valore alto, per sicurezza) , possono verificarsi 3 condizioni: o non si accende anche pilotato, o si accende a caso, o si accende anche senza pilotaggio, perche' mancherebbe, appunto, un riferimento a massa, e la tensione sarebbe quella captata dalla parte di circuito senza connessione di massa, come se fosse un pezzo di filo che fa da antenna, captando disturbi a caso...

EDIT: ecco, uno sta a scrivere un romanzo, e poi Astro lo frega sul tempo ... vergognati ! (sto scherzando, ovviamente :P XD XD XD)

Etemenanki: EDIT: ecco, uno sta a scrivere un romanzo, e poi Astro lo frega sul tempo ... vergognati ! (sto scherzando, ovviamente :P XD XD XD)

Lo sanno tutti che ha la tastiera più veloce di tutto il West :grin:

Ok, forse ci siamo.

Per far funzionare un mos devo avere una differenza di potenziale tra il gate e il pin del souce. Senza Vgs non comando un bel niente.

Fatta questa precisazione mi è possibile capire la presenza del ramo che collega i due poli negativi infatti:

Per ottenere una differenza di potenziale tra source e gate collego un connettore che dal source va al gnd di arduino e infine il circuito interno di arduino mi collegherà al mio gate. Fatto questo collegamento,ottengo ( fisicamente), la mia Vgs e il mio mos funzionerà a modino!

Ho interpretato bene le vostre considerazioni?

Yayoyoddu:
Fatto questo collegamento,ottengo ( fisicamente), la mia Vgs e il mio mos funzionerà a modino!

Ni, devi anche tenere conto di quanto deve essere la Vgs per aprire completamente il canale, in molti modelli di mos servono 10V, e va inserita una resistenza di limitazione della corrente per evitare di far scorrere più di 30-35 mA sul pin, questo se il mos lo usi come semplice switch, se lo devi usare tramite un pwm quasi sempre ti servità un opportuno driver.

astrobeed: Ni, devi anche tenere conto di quanto deve essere la Vgs per aprire completamente il canale, in molti modelli di mos servono 10V, e va inserita una resistenza di limitazione della corrente per evitare di far scorrere più di 30-35 mA sul pin, questo se il mos lo usi come semplice switch, se lo devi usare tramite un pwm quasi sempre ti servità un opportuno driver.

Ok, ora mi è tutto più chiaro!

Grazie a tutti per la pazienza e per le varie risposte.... le vostre conoscenze sono state fondamentali.