24V-Netzteil + Arduino = ...?

    Moin allerseits!


    Auch ich spiele in meiner Freizeit auch mal mippm Arduino herum... ;-) und obwohl ich ein durchaus respektables Elektronik-Grundwissen angesammelt habe und auch weiß, was "GND" bedeutet und was man damit machen muss und nicht machen sollte, bin ich mir hiermit doch sehr unsicher:


    Ich hatte mir vor Ewigkeiten mal den Arduino Uno angeschafft... ich hab mal nen Taster angeschlossen und hab die Information auch in LOTUS hineinbekommen, jetzt aber würde ich gerne mehr als nur eine LED anschließen und habe hier ein 24V-Netzteil und eine passende Glühbirne.


    Eigentlich ist es ja eine einfache Sache: ein Stromkreis geht vom Arduino-Pin über einen hochohmigen Widerstand zur Basis eines Transistors und führt vom Emitter wieder nach GND zurück. Der andere Stromkreis führt vom Netzteil über die Glühbirne zum Collector und von da aus über den Emitter wieder zum Netzteil.


    Aber halt: Ich darf doch bestimmt nicht einfach GND mit Minus vom Netzteil verbinden, oder doch? Immerhin schließe ich dann doch einen ziemlich großen Stromkreis: Von der Steckdose übers PC-Netzteil, das GND vom Mainboard zum USB-Kabel, in den Arduino auf den GND-Pin, zum Minuspol vom Netzteil und durchs Netzteil zurück zur Steckdose...


    Die Faktenlage ist begrenzt:

    - das 24V-Netzteil ist geerdet (Kaltgerätestecker)

    - messe ich die Spannung zwischen Minus vom Netzteil und GND vom Arduino, dann erhalte ich 40mV, messe ich die Spannung zwischen Plus vom Netzteil und GND vom Arduino erhalte ich 24V (!) (da ist es übrigens egal, wie rum der Netzstecker vom Netzteil eingesteckt ist) [beide Messungen erfolgten ausschließlich von einem Pol des Netzteiles her, der andere Pol hing jeweils in der Luft]

    - das 24V-Netzteil ist ein Schaltnetzteil mit geglättetem Ausgang


    So, ich stehe jetzt mit dem einen Kabel in der einen Hand und dem anderen Kabel in der anderen Hand und traue mich nicht, die beiden miteinander berühren zu lassen... :thunderstormy::S


    Hat irgendjemand Erfahrungswerte oder Einschätzungen und ggf. Tipps für die Lösung?


    PS: Beim Schreiben der Zeilen ist mir eingefallen: Wenn die Stromstärke nicht zu hoch ist, müsste es doch zumindest theoretisch möglich sein, wenn ich den Minus-Pol vom Netzteil offen lasse und dann den Pluspol über die Glühbirne und den Transistor zum GND vom Arduino zu führen...???

    Auch wenn das sicherlich deine Frage nicht wirklich beantwortet, würde ich die Lampe mittels eines Relais, welches den Stromkreis des Leuchtmittels mit dem Netzteil öffnet und schließt, steuern ^^

    Hallo Marcel,


    da Du keine hohen Ströme hast, solltest Du dies verbinden können... Wobei es bei einem Kurzschluss natürlich ggf auch den Rechner treffen könnte.


    Wenn Du die Lampe dimmen möchtest, ist ein Transistor an einem Analogen Ausgang eine gute Idee.

    Sollte die Lampe konstant brennen, würde ich statt einem Relais lieber ein ULN2803 empfehlen...

    Hach ja, das wäre der Vorteil eines klobigen Trafos, dass die Ausgangsspannung je nach Bauart potenzialfrei sein kann.

    Bei meinem ewigen Provisorium äh... PC-FAP habe ich definitiv alle GNDs miteinander verbunden. Wie du richtig schreibst, *kann* es ein Problem geben, wenn der Stecker des Netzteils oder der Stecker deines PCs anders herum in die Steckdose gesteckt wird, weshalb alles, was ich hier schreibe, mit Vorsicht zu genießen ist.


    Wenn du deine Lampe mit einem Transistor steuern möchtest, MÜSSEN das GND-Potenzial des Arduinos und das Minus-Potenzial des Netzteils verbunden sein. Weil sonst ja auf der Emitter-Basis-Strecke des Transistors die 0,7V nicht abfallen können, um die Kollektor-Emitter-Strecke durchzuschalten.


    Wenn ein Relais aufgrund der Geschwindigkeit (vermutlich PWM?) nicht nutzbar ist, gäbe es als potenzialtrennende Steuerung noch Optokoppler.


    Tante Edit(h) meint: Wenn du zwischen dem Arduino-GND und dem Netzteil-Plus ca. 24V misst, ohne, dass die beiden offensichtlich verbunden sind, könnte das darauf hindeuten, dass Arduino-GND (=USB-GND) und Netzteil-Minus über das Steckdosen-PE bereits verbunden sind. Eine direkte Verbindung zwischen Arduino-GND und Netzteil-Minus wäre damit für ein Funktionieren nicht zwingend erforderlich, kann aber den Arbeitspunkt des Transistors beeinflussen. Hast du zufällig eine Logfile äh Datenblatt des Netzteils zur Hand?


    Meine persönliche (!) Meinung (!!!) ist, dass man derartige Anbauten an den perifären PC-Stromkreis idealerweise mit schwebenden Potenzialen realisiert, damit man dann mit geringer Gefahr ein gemeinsames GND-Potenzial für alle Komponenten etablieren kann. Damit man eben den USB-Port des PCs nicht grillt.

    Soweit schon mal vielen Dank für Euer Feedback! :-)

    • Ben: Der ULN2803 ist doch aber nicht potentialfrei, oder?
    • Busfanat: "Alle" GNDs - also auch die der externen Netzteile? ;-)
    • Wenn also die Stecker gleichsinnig eingesteckt sind, dann sollte technisch Arduino-GND an Netzteil-Minus sein? Ich hab ja ne Messung durchgeführt, und die ergab zwischen Arduino-GND und Netzteil-Minus immer 40mV, egal, wie rum ich den Netzteilstecker eingesteckt habe...
    • Optokoppler hab ich auch schon überlegt, aber wenn ich den Aufwand nicht brauche, wäre das natürlich feiner! ;-)

    I also wondered about this back when I was building my bus dashboard. I got around half a volt between the USB GND and my 24VDC power supply. My issue wasn't with this, that means almost nothing. But I was afraid what if something goes wrong on the power supply part, that could have an impact on my PC motherboard (sure that's got a very little chance and USB buses have fuses built in, which should limit the current to 500mA, but what if...).


    Anyway the simpliest method if you use optocouplers. They are relatively cheap (one IC is maybe 0.5-1€ maximum) and easy to use (they have 2 input and 2 output - the inputs need to be hooked up like an LED, since they actually are, and the outputs can be used as switches). That way you have your Arduino coupled to your PC via GND (and the rectified 5V and 3,3V too, which come from the USB 5V pin) and their outputs are used to switch the 24VDC power supply stuff. There's almost no way it will ever have any impact on your PC, only at very high voltage (since there's no physical contact between the sides).


    Sure it's maybe a bit overkill, but that's the safest and easiest way I can imagine of, and I would never harm my motherboard because of a wrongly hooked up cable or anything like that...



    Edit:

    Just a few things came to my mind. Power supplies don't always have their ground hooked up to "real ground" through power network. Just imagine a simple battery, its terminals are floating, they are initially not connected to anywhere. But some power supplies have their negative pin hooked up to GND. That doesn't mean it's the same potential as the GND pin on USB. The reason is the wire resistance of the components, that's the reason for the little voltage difference between the GND pins. If you would measure the voltage between the GND of the USB and let's say a grounded metal pipe in your house, there also would be a little difference for the same reason.


    Arduinos don't like high back current (back EMF) from loads like coils (motors or even like relais). In needed cases you can just hook up a diode to output this risk (which will conduct the back current, but have no impact on the circuit at normal states).


    By the way you can even use optocouplers at PWM or "analog" outputs. The cut-off frequency of the optocouplers are in the kHz spectrum, but that's not an issue. If you have let's say a gauge which need analog voltage between 0-24V, that will just work as a very crappy low pass filter (the DC part still "gets through"), and due to the "high" frequency of the PWM signal and the physical inertia of the moving parts of the gauge you won't see the needle shaking.. Also if you have a gauge which works according to the frequency of it's signal (engine rev meters eg.), it's still not an issue, because they usually need a few 10kHz maybe (it depends on the meter of course) and usually those frequencies are not cut to zero.

    Thank you very much, Bzmot332, for your detailed instructions! :-D


    I think I will try it with optocouplers, that sound's really easy! :-D


    Thank you very much!


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    Ich werde dann einfach mal Optokoppler ausprobieren! :-) Danke allerseits für die Tipps! :-D