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http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=247635

Ach ja..

Signale haben einen Pegel (eine Spannung), - in der digitalen Anwendung gibt es zwei diskrete Zustände, z.B. <=0,8V == LOW, >0.8V == HIGH.

Gleich vorweg: Masseschleifen und ihre Wirkung sind nicht auf digitale Signale beschränkt, sie sind ebenso in der analogen Welt wirksam.

Es gibt nun zwei Arten, um eine Spannung als Signal auf Leitungen von A nach B zu bringen:
- single-ended
- differential-ended

Leider haben wir bisher nur single-ended Anwendungen im R/C, abgesehen vom CANbus (NAZA), der ist differential.

Single-ended heißt, wir haben einen Draht, auf dem das Signal in Form einer Spannung übertragen wird.
Der zweite Draht, den wir brauchen, gegen den wir eine Spannung feststellen, - ist die Masse.

Wir müssen also davon ausgehen, dass das Spannungspotential der Masse konstant Null ist.
Ändert sich das Potential der Masse, dann ändert sich die Spannung, die wir am Signal-Draht messen, - die Spannung auf Masse (Störgröße) addiert sich zur Signalmessung, - je nach Vorzeichen der Masse-Spannung veringert sich der Signalpegel oder erhöht sich.

Sogenannte "Gleichtaktstörungen" machen uns Kopfschmerzen.

Dagegen heben sich bei differential-ended Gleichtaktstörungen einfach auf, unsere "schwimmende Masse" als Bezugspotential der Signalmessung bewegt sich mit.
s. Attachment

Zurück zu single-ended und "Masseschleife":

Ich habe zwei Drähte, die ich als Masse (Null-Spannung) betrachte, beide gehören aber zu unterschiedlichen Kabeln: Über das eine Kabel fließt viel Strom, somit durch seine beiden Leitungen rot und schwarz (Masse), außerdem hat es Steckverbinder dran. Was passiert? U=I*R, Spannungsabfall = Strom * Widerstand. Widerstand ist die Summe aus Leitungs- und Kontaktwiderstand.

Auf dem zweiten Kabel fließt weniger oder nix, - bei annähernd gleichem Widerstand fällt also weniger oder keine Spannung ab auf dem schwarzen Draht == Masse.

Ihr seht schon.., was passiert? Bei dem einen Kabel ist der schwarze Draht gar nicht mehr unsere Masse, denn seine Spannung ist größer Null. Anders gesagt: Zwischen beiden schwarzen Masse-Drähten messen wir eine Spannung. Oops, nicht im Sinne der Erfindung der Masse in single-ended..

Nun bringen wir irgendwo wieder beide Massen zusammen, - wohlgemerkt, die haben unterschiedliches Spannungspotential. Was passiert? Es fließt Strom, I=U/R, also auch Strom auf der anderen, bisher nicht tangierten Masseleitung.

--> Masseschleife

Spannungen auf der Masse, die eigentlich Null Volt haben soll, addieren sich auf die Nutzspannung. Wirkungen:

- Ein digitales Signal könnte unlesbar werden. LOW wird nicht mehr oder stochastisch erreicht oder "simuliert", - dasselbe mit HIGH.

- Rührt die Spannung auf Masse von stark veränderlichem Strom her, könnten in der digitalen Welt Zombie-Impulse erkannt werden. Das stört z.B. am liebsten CLL (Castle Link Live).

- Auch die analoge Welt findet das Merde: Will ich eine Spannung messen oder eine Temperatur via eine analoge Spannung oder ..., dann versaut die Spannung auf Masse natürlich meine Messungen, weil sich das Bezugspotential Masse, was eigentlich konstant Null Volt sein sollte, ständig bewegt oder statisch verschoben ist.
Beispiel: Einige Castle ESCs zeigen den Effekt, dass die im ESC gemessene Spannung Ubat (Antriebsspannung) steigt mit steigendem Strom, obwohl sie eigentlich real sinkt durch den Spannnungsabfall am Innenwiderstand des Akkus. Außerdem bewegt sich die gemessene Temperatur in Abhängigkeit vom fließenden Strom.
Ursache: Masseschleife. Das Massepotential hebt sich durch fließenden Strom an (geht über Null), weil Castle Low Side (in der Masseleitung zum Akku) den Strom mit einem Shunt mißt, ein Widerstand, der Spannungsabfall über ihm ist ja das Maß für gemessenen Strom.
Daher gibt es alternativ auch in der analogen Welt die Möglichkeit des differentiellen Messens.

Was sollten wir daraus lernen?
Das Funktionieren unserer Modellelektronik beruht auf Signalspannungen, die single-ended übertragen werden.
Daher ist es existentiell für unseren Kram, dass wenigstens Masse==Masse ist, wenn schon nicht komplett auf Null-Potential. Massepotentialdifferenzen sind zu vermeiden! Wir müssen lernen, nach dieser Betrachtungsweise beim Verkabeln zu denken.
Daraus folgt auch: Master/Slave BEC-Ausgang, bisher nur eine Erfindung von Kontronik (zum Glück), sind ein absolutes NoGo, wenn die beiden Strippen an unterschiedlichen Stellen in's Gekröse führen! (Der Gedanke war Halbierung des Kontakt- und Leitungswiderstandes. (2*1)/2 =1. Wenn ich am ESC auch einen Steckverbinder habe, dann reduziert sich der Effekt auf halbierten Leitungswiderstand. Man hätte besser daran getan, eine dicke Leitung an den BEC zu löten, oder zwei Leitungen (halber Kontaktwiderstand) mit einem Anwendungshinweis wider die Masseschleife.)

Was glaubt Ihr wohl, weshalb in einem Auto (1:1) alles differential ist, CANbus feiert Orgien.

Habe ich nun die Wahl zwischen Pest und Cholera, was Spannungsabfälle an Leitungen und Kontakten und damit das Unterspannungsproblem betrifft?
Siehe auch hier: http://j-log.eu/forum/viewtopic.php?f=9&t=757
Mit Servosteckern bin ich eh längst auf verlorenem Posten mit heutigen Servos und mehr oder weniger sinnvollen HV-Orgien. Solange sich nicht ein neues Stecksystem flächendeckend verbreitet (Oh, Futaba würde frohlocken (S.Bus Kabelei).), muss man andere Wege gehen, der Unterspannung an sensibler Elektronik Herr zu werden.

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"Humble" Opinion eben.
Der Begriff wird nicht "entfremdet". Es spielt keine Rolle, welcher Gestalt der zweite (dritte, ...) Masseweg ist, ob "Masse" oder "Erde", - das Prinzip ist immer dasselbe.
Ich mache seit 46J das


Was glaubst Du, was da mit den Massen abgeht.. Das ist überhaupt das Hauptproblem. Wenn man mit richtig Leistung arbeitet und vielleicht noch ein paar stehende Wellen auf dem Koax-Mantel hat (Masse), dann wird's echt lustig.

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Tom

Hallo Tom,

vielen Dank für diese Info. Wusste ich so bis jetzt nicht.

Manny