Wie kann ein Stromkreis mit höherer Leistung die Masse mit einem Stromkreis mit niedrigerer Leistung teilen?

Aufgrund einer Grundregel der Elektrizität fließt Strom nur um Kreisschleifen herum.

Wenn Sie zwei Stromkreise ohne andere Verbindung zwischen ihnen haben, können Sie sie an JEDEM Punkt zusammenbinden, um eine gemeinsame Referenzspannung zu bilden, wie unten gezeigt. Kein Strom wird tatsächlich durch diese Verbindung ohne eine zweite Verbindung fließen, um eine Schleife zu vervollständigen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Sobald Sie diese gemeinsame Referenz erstellt haben, können Sie Signalspannungen wie hier gezeigt zwischen den beiden Seiten übertragen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Wie Sie bemerken, kehrt der Strom, der die Lampe antreibt, nur auf der 60-V-Seite zurück, während der Basisstrom auf der Arduino-Seite zurückkehrt.

Das ist ziemlich sicher und normal.

Das Problem mit dem Mischen von Erdungen tritt auf, wenn Sie den zurückkehrenden hohen Strom durch die Niederstromkreise der Steuerseite leiten, wie unten gezeigt.

Das erzeugt Rauschen und Änderungen des Referenzpegels auf der Steuerseite, die ein unvorhersehbares Verhalten in der Niederspannungselektronik verursachen können.

Die Schaltung in Ihrem Bild fällt in die richtige Verdrahtungskategorie.

ERGÄNZUNG ZUR VOLLSTÄNDIGKEIT.

Beachten Sie, dass ich sagte ... "An jedem Punkt". Die folgende Schaltung ist AUCH akzeptabel.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Im Allgemeinen sollte dies funktionieren, ohne den Arduino zu beschädigen. Wichtig ist, dass beide Schaltungen die gleiche Bezugsmasse verwenden. Sie müssen nicht vollständig isoliert sein, aber sie müssen dieselbe Masse verwenden. Der Grund für das Isolieren von Schaltkreisen besteht darin, elektrisches Rauschen in einem davon abzuhalten, den anderen zu beschädigen oder anderweitig zu beeinflussen. Hochleistungsschaltungen (im Gegensatz zu Hochspannung) neigen dazu, einen höheren Strom zu haben, höhere Ströme sind induktiven Rauschspitzen ausgesetzt. Eine Rauschspitze von 2-3 V hat möglicherweise keine Auswirkungen auf eine 100-V-Schaltung, aber das reicht aus, um den Eingang eines Arduino zu ändern. Eine 10-V-Spitze, egal wie kurz, kann einen 3,3-V-Eingang beschädigen.

Erstens müssen Hochspannungsschaltkreise nicht von den Niederspannungsschaltkreisen isoliert werden, mit denen sie interagieren können, wenn sie gut ausgelegt sind. Es empfiehlt sich jedoch, Hochspannungsschaltkreise von Niederspannungsschaltkreisen zu trennen, um die Benutzer zu schützen und Stromschläge zu vermeiden.

Zweitens gibt es keinen Grund, warum diese Schaltung nicht funktioniert, da kein Strom von der +60-V-Schiene zum Arduino fließt. Ich gehe davon aus, dass ihre Notation wie folgt implizierte: 0-60 V + = Stromschiene irgendwo zwischen 0 und 60 V 0-60 V- = Rückkehr für 0-60 V +

Der Strom fließt von der +60-V-Schiene durch die Lampe vom Drain zur Source des MOSFET zur Rückleitung. Denken Sie daran, dass das Gate von Drain zu Source isoliert ist (solange die MOSFET-Spezifikationen nicht verletzt werden).

Dann wird vom Arduino das Gate des MOSFET angesteuert, da die Ausgangsspannung des Arduino auf die Masse des Arduinos bezogen ist und der MOSFET sich um die Spannung über den Drain- und Source-Anschlüssen kümmert, daher muss die Source des MOSFET auf die referenziert werden Arduinos Boden. In diesem Pfad fließt Strom vom Arduino-Pin durch den Pulldown zurück zum Arduino-Boden.