Maximaler Strom über GND?

Heute ist Stammtischzeit:
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Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)
  • Hey Leute,

    mir ist bekannt, dass man über die 3.3V pins max 50mA ziehen darf und über die 5V Pins max 300mA (bei meinem Modell). Die Frage ist jetzt, wieviel Strom darf über den GND fließen? Weil ich würde aufgrund der geringen Ströme, die geliefert werden (brauche ca 600mA bei 5V), einfach eine externe 5V Quelle nehmen und meine LEDs damit Versorgen. Damit aber alles Ordnungsgemäß funktioniert, muss ich ja den GND von meiner Spannungsquelle mit dem von meinem PI verbinden. Ergo fließen die 600mA über den GND vom PI (oder zumindest ein teil davon). Deswegen die Frage, wieviel mA dürfen über den GND fließen?
    Danke für eure Hilfe!

  • Natürlich fließt über GND Strom, wo sollte der sonst hin?
    Allerdings hast Du Recht, die Ströme auf GND verteilen sich genauso wie die Ströne auf der 5Volt-Leitung, kein Netzteil bekommt mehr zurück als es geliefert hat.

    Die Beschränkung für die 3,3Volt ergibt sich aus dem maximalstrom des Spannungsreglers, da sind noch 50mA Platz, die 300mA bei 5Volt aus der Annahme daß man das vorgeschlagene 5V/1A Netzteil benutzt, dann bleiben da nach Abzug der 700mA für den PI noch 300 übrig. Außerdem ist auf dem PI eine Sicherung mit 1,2A Nennstrom. Die Rechnung paßt aber nicht, ein PI mit RaspBMC zieht beim Videozeigen gerne selbst 1,1A.

  • Hallo,

    wenn du eine reine Schaltfunktion brauchst, versuchs doch einmal über einen Optokoppler/Relais .
    So kannst du die Schaltleistungen trennen!

    Mir ist bekannt das ma pro GPIO max 16mA ziehen kannst, obwohl das auch je nach Artikel schwankt.

    Bei 50mA Gesamtlast sind das nicht ganz 3mA bei 17 GPIOs, wenn du alle nutzt.

    Viele reden auch von nur 2 - 6 mA pro GPIO.

    Bei Reiner Schaltfunktion arbeite ich mit höchsten 2 mA pro GPIO.

    cu Pfälzer

  • Die 16mA sind der Maximalstrom den ein GPIO liefern/aufnehmen darf. Bei den üblichen Systemen ist Strombegrenzung der Ports aber auf 8mA programmiert. Das kann man ändern wenn es nötig sein sollte.
    Die 50mA beziehen sich nur auf den Strom der auf den 3,3Volt-Pins zur Verfügung steht bevor der Spannungsregler überlastet ist, das hat nichts mit der Sink-Fähigkeit der GPIO oder der Stromtragfähigkeit der Masseleitungen zu tun.

  • Danke für eure vielen Antworten!
    Ein Relais kommt leider nicht in Frage, da ich hohe Schaltfrequenzen brauche (deutlich mehr als 1kHz). Aber ich habe mir mittlerweile eine neue Idee überlegt. Ich benutze weiterhin eine externe 5V Spannungsquelle und verbinde den minus bzw GND von der Spannungsquelle auch mit dem PI, allerdings über einen 1k Widerstand. Somit sind die beiden GNDs auf jeden Fall auf dem gleichen Potential und gleichzeitig fließt nur ein sehr geringer Strom über den GND des PIs. Solle doch klappen, oder?
    Die 3,3V Pins belaste ich übrigens nur absolut minimal. Mehr als 3mA brauche ich nicht.

  • Zitat von Thothothomas pid=4829 dateline=1359562459


    und verbinde den minus bzw GND von der Spannungsquelle auch mit dem PI, allerdings über einen 1k Widerstand. Somit sind die beiden GNDs auf jeden Fall auf dem gleichen Potential und gleichzeitig fließt nur ein sehr geringer Strom über den GND des PIs. Solle doch klappen, oder?


    Nein, das ist, gelinde gesagt, Unsinn.
    Die beiden GND sind damit eben nicht auf einem Potential und haben nichtmal eine konstante Differenz. Massepotentiale gehören Niderohmig verbunden. Unterschiedliche 'Massen' benutzt man nur, wenn man Störungen erwartet, wie z.B. bei Analog/Digital-Mischschaltungen. Aber auch da sind die an einer Stelle direkt verbunden.

    Was willst Du denn überhaupt wie schalten?

  • Du benötigst kein Widerstand zwischen den beiden Grounds. Der Strom kann auch nichts kaputt machen, dazu benötigst du Leistung und die wandeln die LEDs in Licht.

    Das Netzteil kann 1A liefern, wenn aber nur 700mA fließen wird der Rest, entweder im Netzteil verballert oder anderweitig geregelt.

    Mit einem Schaltplan währe das einfacher.

    Wie viel Strom zieht denn nun eine LED?

    Als Beispiel mal eine Schaltung die rund 3A pro Kanal schalten kann (Angehängte Datei). Solltest du weniger als 500mA pro Kanal benötigen, kannst du anstelle der FETs auch ein ULN2802 verwenden.

  • Zitat von Illuminus pid=4835 dateline=1359568216


    1. Du benötigst kein Widerstand zwischen den beiden Grounds. Der Strom kann auch nichts kaputt machen, dazu benötigst du Leistung und die wandeln die LEDs in Licht.

    2. Das Netzteil kann 1A liefern, wenn aber nur 700mA fließen wird der Rest, entweder im Netzteil verballert oder anderweitig geregelt.

    3. Mit einem Schaltplan währe das einfacher.

    4. Wie viel Strom zieht denn nun eine LED?

    5. Als Beispiel mal eine Schaltung die rund 3A pro Kanal schalten kann (Angehängte Datei). Solltest du weniger als 500mA pro Kanal benötigen, kannst du anstelle der FETs auch ein ULN2802 verwenden.

    1. Da gebe ich dir fast recht. Die Leiterbahnen auf dem Raspi werden auf jeden Fall irgend mal zu dünn sein.
    Irgendwo im Forum steht das zusätzliche Geräte bis zu 300 mA angeschlossen werden dürfen, unter Berücksichtigung der GPIO Ströme.
    Ein Widerstand zwischen den GNDs währe eine Reihenschaltung.

    2. Bei Schaltnetzteilen hast du Recht.

    3. Jau

    4. Standart 2V / 20 mA

    5. siehe 3.

    Einmal editiert, zuletzt von pfaelzer (30. Januar 2013 um 21:09)

  • Ein bis zwei Anmerkungen:
    Die BSP78 sind keine reinen FETs, die haben noch eine Treiberschaltung eingebaut. Die Ausgänge des PI sind nicht in der Lage reine FETs schnell zu schalten.
    Der ULN2802 ist für höhere Eingangsspannungen ausgelegt, der ULN2803 währe besser (eigendlich ist der für 5Volt gebaut, funktioniert aber auch mit 3,3 sauber).

    Zitat


    Der Strom kann auch nichts kaputt machen, dazu benötigst du Leistung und die wandeln die LEDs in Licht.


    Häääähhhhh????

    Zitat


    Das Netzteil kann 1A liefern, wenn aber nur 700mA fließen wird der Rest, entweder im Netzteil verballert oder anderweitig geregelt.


    Die Netzteile für den Pi sind (wie die meisten) Spannungsstabilisiert, da wird kein Strom verballert oder geregelt, die liefern soviel wie benötigt wird oder das Netzteil liefern kann.

    Einmal editiert, zuletzt von orb (31. Januar 2013 um 07:37)

  • Zitat von pfaelzer pid=4842 dateline=1359576095

    Irgendwo im Forum steht das zusätzliche Geräte bis zu 300 mA angeschlossen werden dürfen, unter Berücksichtigung der GPIO Ströme.


    Die zusätzlichen Geräte beziehen sich auf Versorgung über den microUSB-Stecker, bei mehr bricht die Spannung zusammen. Wenn du eine eigene Spannungsversorgung bereitstellst ist das nicht gültig.

    Zitat von pfaelzer pid=4842 dateline=1359576095

    Ein Widerstand zwischen den GNDs währe eine Reihenschaltung.


    Die Widerstandsidee kam Thothothomas.

    Wenn du nur LEDs 20mA bei 2V verwendest kannst du die auch, anstelle des FETs, mit jeweils einem BC337 Transistor schalten.

    Aber eigentlich wollte ich nur sagen, dass du dir über den Ground bei 600mA keine Sorgen machen musst.

  • Hey Leute, sorry für die späte Antwort. Hatte viel um die Ohren...
    Danke wieder für die vielen Beiträge! Und die Antwort, die ich gesucht habe, ist auch dabei. Ich werde die Schaltung so aufbauen, wie Ordoban gezeigt hat. Nur wird die "fette halogonlampe" ersetzt durch vorerst 27 LEDs für einen LED cube. Diese Steuere ich mit einem Schieberegister IC an (74164). Benötige also keinen mosfet bzw Pegelwandler. Wenn alles funktioniert folgt ein 5x5x5 LED cube.
    Wenn Interesse besteht, kann ich auch meine Schaltung noch genauer vorstellen, sobald die Pläne fertig sind. Momentan bin ich noch am testen, ob es mit dem Schieberegister so klappt wie gewünscht.

    Eine Frage noch zu dem GND: Wieso fließt ein Teil des Stroms (eigentlich die Hälfte) nicht über den PI zurück? Der Strom teilt sich doch an Knotenpunkten auf. Kirchhoffsche Gesetz nannte sich das glaube ich....

    Gesendet von meinem HTC One X mit Tapatalk 2

  • Da hast du an der 1.Kirchhoffschen Regel wohl was missverstanden. Die lautet auf gut deutsch gesagt, daß alles was in den Knoten rein geht auch irgendwo wieder rauskommt. Das ist keinesfalls ein starres "halbieren" sondern hängt von den beteiligten Stromkreisen ab.

    ACHTUNG:
    Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung. Es sollte mindestens ein Vorwiderstand an die Basis des Transistors gesetzt werden. Noch eleganter wär natürlich der Einsatz von FET's.

    Edit: gerade gelesen, daß du an den GPIO den Eingang eines anderen TTL-Schaltkreises hängst. Da kann man sich das ganze Transistorgelärch natürlich sparen.

    Einmal editiert, zuletzt von Ordoban (1. Februar 2013 um 13:04)

  • Moin,

    das kommt drauf an welche Schaltung du vom Ordoban nehmen willst.
    Kirchoff einfach: Ströme die reingehen müssen auch wieder raus!
    Und Wichtig: Du verbrauchst keinen Strom ( I in Ampere ) sonder die Arbeit die dieser verrichtet.

    Bei der ersten Schaltung nimmst du die Spannungsversorgung und die Ansteuerung über den Raspi.
    Bei der zweiten Steuerung nimmst du nur die Steuerspannung vom Raspi der Rest kommt direkt vom Netzteil.

    Ich würde mir ausrechnen wie viel du brauchst und dann bauen.

    Braucht so ein Cube nicht eine Höhere Spannung? Habe was von 36V gelesen weiß aber nicht wofür.
    Interressiere mich auch dafür, muss demnächst wohl 2 Monate mit Hobby überbrücken :-~
    Falls du uns auf dem Laufenden halten würdest, würde ich mich sehr freuen.

    cu Pfaelzer

  • Gut Okay, dann werde ich jetzt mal drauf vertrauen, dass der GND von meinem PI nicht überbelastet wird, so wie der 1. Schaltplan es auch gezeigt hat.
    Werde warscheinlich leider nicht um Transistoren an den Ausgängen des Schieberegisters herum kommen, da die LEDs zu viel Strom ziehen, aber naja was solls. Momentan experimentiere ich noch mit einem einzelnen Register sowie Java.

    pfaelzer: Ich besitze schon einen 3er Cube, den ich in meiner Ausbildung gemacht habe und der läuft problemlos mit 5V. Sollte also auch mit dem PI dann klappen. Sobald ich fertig bin mit meinem Testen, werde ich einen Schaltplan für den 3er Cube machen und auch ausprobieren. Wenn es soweit ist, kann ich gerne die Schaltpläne hier hochladen. Hatte sowieso vor, einen eigenen Thread mit meinem Projekt zu öffnen :)

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