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Hallo Forum,

an der Uni bauen wir gerade einen mobilen Roboter (also keine Erdung möglich). Auf diesem werden zwei Stromkreise von Batterien (24V) gespeist (1. Kreis für Räder + Computer; 2. für Roboterarm). Die Hauptfrage ist jetzt, ob wir die Massen beider Batterien verbinden sollen oder können, oder lieber nicht?

Argumente pro Verbindung: Kann es sein dass es evtl. Potentialunterschiede zwischen den beiden Massen geben kann, die sich bei (unbeabsichtigter) Verbindung mit hohem Strom entladen (z.B. über Arm, USB (Erdung) und Computer), so dass letzterer beschädigt werden könnte? Mit einer permanenten, direkten Verbindung der Massen würde man dem vorbeugen.

Argumente contra Verbindung: Störspitzen beeinflussen den anderen Stromkreis. Sowie andere unbekannte negative Effekte!?

Vielen Dank für Eure Hilfe

PS.: Wir sind alles Informatiker, daher unser Unwissen diesbezüglich

» (1. Kreis für Räder + Computer; 2. für Roboterarm). Die Hauptfrage ist
» jetzt, ob wir die Massen beider Batterien verbinden sollen oder können,
» oder lieber nicht?


Das hängt von den Schaltungen ab. Messt, ob es einen Potentialunterschied zwischen den Massen gibt, wenn nicht, spricht nichts dagegen.

» Argumente contra Verbindung: Störspitzen beeinflussen den anderen
» Stromkreis.

Das vermeidet man durch einen zentralen Massepunkt und davon ausgehende sternförmige Verdrahtung.

» Argumente pro Verbindung: Kann es sein dass es evtl. Potentialunterschiede
» zwischen den beiden Massen geben kann, die sich bei (unbeabsichtigter)
» Verbindung mit hohem Strom entladen (z.B. über Arm, USB (Erdung) und
» Computer), so dass letzterer beschädigt werden könnte? Mit einer
» permanenten, direkten Verbindung der Massen würde man dem vorbeugen.

"Unbeabsichtigte" Verbindungen können jede Schaltung killen.
Sofern Ihr die Schaltungsteile nicht selbst entwickelt, sollte man sich schon mit deren Innenleben soweit auseinandersetzen, dass Ihr deren Schnittstelle und somit auch die Masseverhältnisse genau versteht.
Meiner Meinung nach sind undefinierte, "schwimmende" Massepotentiale so ziemlich das Schlimmste, was man sich antun kann.
Auch der Schaltungsaufwand würde m.E. steigen- wie wollt Ihr bei unterschiedlichen Massepotentialen die einzelnen Schaltungsteile informationstechnisch untereinander verbinden?

»
» Argumente contra Verbindung: Störspitzen beeinflussen den anderen
» Stromkreis.

Solche Beeinflussungen kann man regelrecht provozieren, wenn man keine klaren Masseverhältnisse hat. Also verbinden und beachten, was xy schon schrieb.

Gruß
Bernhard

Danke für Eure Beiträge

» "Unbeabsichtigte" Verbindungen können jede Schaltung killen.


» Sofern Ihr die Schaltungsteile nicht selbst entwickelt, sollte man sich
» schon mit deren Innenleben soweit auseinandersetzen, dass Ihr deren
» Schnittstelle und somit auch die Masseverhältnisse genau versteht.
» Meiner Meinung nach sind undefinierte, "schwimmende" Massepotentiale so
» ziemlich das Schlimmste, was man sich antun kann.
» Auch der Schaltungsaufwand würde m.E. steigen- wie wollt Ihr bei
» unterschiedlichen Massepotentialen die einzelnen Schaltungsteile
» informationstechnisch untereinander verbinden?

Die einzigen "gewollten" Verbindungen zwischen den beiden Stromkreisen (Arm vs. der Rest (Computer und Roboter)) sind zwei CAN-Busse. Die werden mittels USB2CAN Adaptern angeschlossen. Im Moment sind unsere ohne Optokoppler - wir informieren uns gerade ob der Arm interne Optokoppler hat oder ob wir USB2CAN Adapter mit Optokopplern kaufen müssen.

» Solche Beeinflussungen kann man regelrecht provozieren, wenn man keine
» klaren Masseverhältnisse hat. Also verbinden und beachten, was xy schon
» schrieb.

Bzgl. zentralen Massepunkt und davon ausgehende sternförmige Verdrahtung: Reicht es wenn die Massen jeweils direkt verbunden sind (Multimeter piept ) oder muss es wirklich ein zentraler Punkt sein!? Der Roboter stellt schon 24V, 12V und 5V zur Verfügung - alle Massen davon sind direkt mit der Batterie verbunden. Allein Kabeltechnisch wäre es die Hölle wenn wir für die Sensoren und Geräte die dort angeschlossen sind die Masse mittels extra-Kabel zu einem anderem (dem zentralen) Massepunkt legen müssten.

Prinzipiell ist es wohl so dass im Idealfall beide Szenarien (strikte Trennung vs. Masseverbindung) funktionieren würden?

Ich bin halt auch Verfechter der Massenverbindung, mein Prof. aber dagegen. Er befürchtet Störungen und meint, dass das Batterie-technisch gefährlich, bzw. nicht sauber wäre. Was meint Ihr dazu?

Besteht bei strikter Trennung die Gefahr dass dennoch Ströme z.B. über die Metallgehäuse des Armes, zu Metallgehäusen von Sensoren und dann zum PC fließen, oder kann man so was (im Normalfall) ausschließen?

Vielen Dank

schwerti

» Danke für Eure Beiträge
»
» » "Unbeabsichtigte" Verbindungen können jede Schaltung killen.
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» » Sofern Ihr die Schaltungsteile nicht selbst entwickelt, sollte man sich
» » schon mit deren Innenleben soweit auseinandersetzen, dass Ihr deren
» » Schnittstelle und somit auch die Masseverhältnisse genau versteht.
» » Meiner Meinung nach sind undefinierte, "schwimmende" Massepotentiale so
» » ziemlich das Schlimmste, was man sich antun kann.
» » Auch der Schaltungsaufwand würde m.E. steigen- wie wollt Ihr bei
» » unterschiedlichen Massepotentialen die einzelnen Schaltungsteile
» » informationstechnisch untereinander verbinden?
»
» Die einzigen "gewollten" Verbindungen zwischen den beiden Stromkreisen (Arm
» vs. der Rest (Computer und Roboter)) sind zwei CAN-Busse. Die werden
» mittels USB2CAN Adaptern angeschlossen. Im Moment sind unsere ohne
» Optokoppler - wir informieren uns gerade ob der Arm interne Optokoppler hat
» oder ob wir USB2CAN Adapter mit Optokopplern kaufen müssen.
»
» » Solche Beeinflussungen kann man regelrecht provozieren, wenn man keine
» » klaren Masseverhältnisse hat. Also verbinden und beachten, was xy schon
» » schrieb.
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» Bzgl. zentralen Massepunkt und davon ausgehende sternförmige Verdrahtung:
» Reicht es wenn die Massen jeweils direkt verbunden sind (Multimeter piept
» ) oder muss es wirklich ein zentraler Punkt sein!? Der Roboter stellt
» schon 24V, 12V und 5V zur Verfügung - alle Massen davon sind direkt mit der
» Batterie verbunden. Allein Kabeltechnisch wäre es die Hölle wenn wir für
» die Sensoren und Geräte die dort angeschlossen sind die Masse mittels
» extra-Kabel zu einem anderem (dem zentralen) Massepunkt legen müssten.
»
» Prinzipiell ist es wohl so dass im Idealfall beide Szenarien (strikte
» Trennung vs. Masseverbindung) funktionieren würden?
»
» Ich bin halt auch Verfechter der Massenverbindung, mein Prof. aber dagegen.
» Er befürchtet Störungen und meint, dass das Batterie-technisch gefährlich,
» bzw. nicht sauber wäre. Was meint Ihr dazu?
»
» Besteht bei strikter Trennung die Gefahr dass dennoch Ströme z.B. über die
» Metallgehäuse des Armes, zu Metallgehäusen von Sensoren und dann zum PC
» fließen, oder kann man so was (im Normalfall) ausschließen?
»
» Vielen Dank
»
» schwerti

Dann soll dein Prof es machen, wie er es für richtig hält.
Da isse wieder die hohe Kunst der Masse
Grundsätzlich macht man immer eine Masse-Sternverbindung, bzw achtet darauf so niederohmig wie möglich zu arbeiten, auch Masseschleifen sollten vermieden werden.
Ich habe Steuerschränke für 110 KV-Anlage gebaut, da war alles geschirmt auch die Versorgungsleitungen, dort gab es einen gemeinsamen Massepunkt. Nur so war eine Fehlfunktion zu vermeiden. Im übrigen wird man während der Bauphase und Testphase erst Feststellen werden welche, Masseführungen notwendig sind und welche nicht.

Spätestens, wenn zwecks Fehlersuche mal ein Oszi angeklemmt wird und dann die Tastkopfmasse die beiden Kreise verbindet, wird der Sinn einer Sternenförmigen Masseverteilung und einer Kopplung der beiden Stromkreise schlagartig deutlich werden. Auch die beliebten JTAG-Debugginganschlüsse sind eine tolle Möglichkeit ehemals getrennte Stromkreise wieder zu verbinden