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2枚の基板間で信号のやり取りを行います。
電圧値がほぼ同じでも,それぞれの基板で各々の電源から電圧が供給されている場合(それぞれの基板で電源IC等を搭載している場合).GNDは基板間でつなぐべきなのでしょうか?つないではいけないのでしょうか?(電源は繋ぎません)
また、わけあってフォトカプラ等は用いた回路にはしておらず、基本的に信号は基板間で直結しております。

よろしくお願いいたします。

A 回答 (3件)

>> 2枚の基板間で信号のやり取りを行います。


ということであれば

基板Aの出力はGND Aと出力端子間です
一方基板Bの入力はGND Bと入力端子間です
ですのでGND AとGND Bは接続しないと信号の授受ができません

電源電圧の違いがなければ出力端子と入力端子も直接接続します
違いがある場合は入力側にレベルシフトを挿入して正確な授受が
できるようにします、
しかし基板間の接続には
電源電圧にかかわらずバッファを挿入することが安定な接続
のためには有効です。
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アイソレーションしていない回路、即ち、お互いに絶縁されていない回路では、GNDは必ず接続します。


GND以外の電源は、繋ぐと破壊されます。
GNDと信号の入・出力のみ繋ぎます。
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おはようございます。



GNDは繋ぐ必要があります。

各基板で電源を作っているということなので
仮に生成している電圧を3.3Vと仮定すると
基板Aは基板AのGNDに対して3.3Vを生成
基板Bは基板BのGNDに対して3.3Vを生成
となります。

しかし、基板Aと基板BのGNDが繋がっていないと
基板AのGNDと基板BのGNDは基本的に等電位にならない
ので基板Aの3.3Vは基板BのGNDに対して3.3Vに
なりません。

なので、正常な電圧値として伝送できません。
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Q電気回路のGNDとマイナスについて

工学部の3年生です、恥ずかしくて今更誰にも聞けないのでここで教えてください。

実験等で使用する直流電源のGNDとマイナスが(下図のように)繋がってるのはなんでなのでしょうか?

+  -  GND
○  ○=○

そもそもGNDとマイナスの違いがよくわかりません。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

GNDは文字通り大地です。
GNDは必ず必要ではありません、ただし弱電機器等では非常に雑音を拾いやすくなります。
極〃一般的には電源のマイナス側をアース(GND)して、0Vとするケースが多いが、例として電源を抵抗等で分割して5Vの電位をアース(GND)すれば、電源のマイナス端子はー5Vになります。
一般に+端子に対して-(端子)と表現され、-端子に対する+端子の電位差を電圧と言っています(+端子に対する-端子の電位差は-〇Vです)。
乱暴な表現ですが、各パーツが+から供給された電気をどこに落とすか(各パーツ共通の電位へ)がGNDです、さらにそれを大地に接地すれば文字通りのGNDです。

Q直流電源の配線

実験で使っている直流電源の配線についてですが,
+,-,GND と3端子あって DC5Vで使用したい場合
-とGNDはショートさせるものなのでしょうか?
+と-だけで配線しても5V出力しているので
このように使っていましたが,別の電源を借りたとき
-とGNDをつなげる金具がついていたので。
詳しい方,よろしくお願いします。

Aベストアンサー

おはようございます。
#3です。

回答...の前に、前回の回答に変換ミスによる誤字を発見してしまいました。(^^;
誤解があるといけませんので、訂正させて下さい。
>・・・、筐体が[設置]状態であれば話しは別です。
上記文中の「設置」は誤りで、正しくは「接地」です。
すみませんでした。

さて、ご質問の「接地の必要性」ですが、複数の直流電源を使用する際も、前回と同様に特に電源の精度を求めない簡易的な実験であれば、特に接地しなくても大きな問題はないものと思われます。
ですが勿論、双方を接地した方がよりよい使い方、と言えるでしょう。

電源精度を求めた場合のお話もしておきましょうか。
接地の際、注意して戴きたいのは、各電源をそれぞれ単独で接地すること、ということです。
例えばAとBの2台の電源と、接地用にGというアースがあると仮定しましょう。
接地線はそれぞれ同じGへつながるのだから、AからBそしてGへと一筆書きのように、所謂「渡り」で接続しても良さそうですよね?
しかし、この接続方法は「アンテナ効果」という外乱(ノイズや誘導)の影響を受けやすい状態になったり、迷走電流の流入を招き、折角の接地効果が低減します。
ですから、接地線はAからG、BからGというように、独立で配線する事が望ましいでしょう。
もちろん「G」のアースレベルがしっかり出ている、というのが前提条件でのお話です。

前回のご質問も踏まえた上で、直流電源を一般的なスイッチング電源としてお話します。
各メーカや電源の機種によって、接地端子の設け方や扱いには様々です。
例えば「FG」端子であれば「フレームグランド」のことで、筐体(簡単に言えば「外箱」ですね)を接地状態にし、感電防止が主な目的になります。
「ACG」であれば「入力側接地」でスイッチングノイズの流入防止が目的です。
そして、接地線と-ラインを共通化するのは、0電位をグランドレベルとの協調をとることで、出力電流を安定(固定)させるのが目的です。

ですから、GND端子と-端子の間に短絡金具が付いていた意図は、上記の目的を簡易的に一括処理しやすいように付属している訳です。
いちいち短絡配線を作る必要がないように、ということですね?

少々長くなりましたが、参考になりましたら幸いです。
よい実験ができますように。(^^)

おはようございます。
#3です。

回答...の前に、前回の回答に変換ミスによる誤字を発見してしまいました。(^^;
誤解があるといけませんので、訂正させて下さい。
>・・・、筐体が[設置]状態であれば話しは別です。
上記文中の「設置」は誤りで、正しくは「接地」です。
すみませんでした。

さて、ご質問の「接地の必要性」ですが、複数の直流電源を使用する際も、前回と同様に特に電源の精度を求めない簡易的な実験であれば、特に接地しなくても大きな問題はないものと思われます。
ですが...続きを読む

Q「グランド間の電位差」で電子機器が壊れる

(3芯の電源で)相互に接続された電子機器が「グランド間の電位差」で
壊れたりすることがある、、という話を聞いたことがあります。

機器が破壊するほどの「グランド間に電位差」を生じさせる要因として、
どんなことが考えられるでしょうか ?

ご存知の方がいらっしゃいましたら教えて頂ければあり難いです。( 「雷」 は除きます )

環境としては、家庭内というよりは、会社社屋、ホールなどをイメージしています。

直感的な推測ではなく、ある程度の裏づけのある情報が頂ければ、
なお、あり難いです。

Aベストアンサー

迷走電流
http://www.kdh.or.jp/safe/document/by_es/low_file02.html
http://www.kdh.or.jp/safe/document/by_es/low_file18.html
http://hikoichiro.sakura.ne.jp/denki/d-42.html

一般的には迷走電流は電車の線路付近や落雷が原因が多いのですが
工場とかで使う大きなインバータからも発生します
何百Aとか巨大な電流でなくてせいぜい数百ミリアンペア程度です
(漏電ブレーカはそれでは飛ばない)
誘導電流とか漏れ電流とか色々有りますが特定不能

それなりに大きな工場(数十メートル以上)の
東面の鉄骨と西面の鉄骨の間の電圧を測定すると
数十Vくらい有るのは珍しくありません(もちろん漏電はしてません)
(あくまで鉄骨ですよ鉄骨!、電線ではなくて)


ホールの電源と接地(アース)
http://www.seas.or.jp/datafile/public-hall%20soundsystem/earth.html
6、接地線の配線例

ここに記載のように所謂1点接地になるように接地線を敷設すると解消されます

迷走電流
http://www.kdh.or.jp/safe/document/by_es/low_file02.html
http://www.kdh.or.jp/safe/document/by_es/low_file18.html
http://hikoichiro.sakura.ne.jp/denki/d-42.html

一般的には迷走電流は電車の線路付近や落雷が原因が多いのですが
工場とかで使う大きなインバータからも発生します
何百Aとか巨大な電流でなくてせいぜい数百ミリアンペア程度です
(漏電ブレーカはそれでは飛ばない)
誘導電流とか漏れ電流とか色々有りますが特定不能

それなりに大きな工場(数十メートル以上)の
東面の鉄骨...続きを読む

Qプルアップ抵抗値の決め方について

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調節していって電圧降下が0.9Vとなるように設定するのでしょうか。どうぞご助力お願いします。



以下、理解の補足です。
・理解その1
ふつう、こういう場合は抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が決まっていることが前提だと考えていました。V=IRを計算するためには、この変数のうち2つを知っていなければならないからです。
また、例えば5V/2Aの電源を使った場合、マイコン周りは電源ラインからの分岐が多いため、この抵抗に2A全てが流るわけではないことも理解しています。

電源ラインからは「使う電流」だけ引っ張るイメージだと理解しているのですが、その「使う電流」が分からないため抵抗値を決定できません。(ポート入力電流の最大定格はありますが…)


・理解その2
理解その1で書いたように、抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が必要だと理解しています。図2を例に説明します。Rの値を決めたいとします。
CD間の電圧降下が5Vであることと、回路全体を流れる電流が2Aであることから、キルヒホッフの法則より簡単にRの値とそれぞれの抵抗に流れる電流が分かります。今回の例もこれと同じように考えられないのでしょうか。

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調...続きを読む

Aベストアンサー

NO1です。

スイッチがONした時に抵抗に流れる電流というのは、最大入力電流や最大入力電圧
という仕様から読めば良いのでしょうか。
→おそらくマイコンの入力端子の電流はほとんど0なので気にしなくてよいと思われます。
入力電圧は5Vかけても問題ないかは確認必要です。

マイコンの入力電圧として0Vか5Vを入れたいのであれば、抵抗値は、NO3の方が
言われているとおり、ノイズに強くしたいかどうかで決めれば良いです。
あとは、スイッチがONした時の抵抗の許容電力を気にすれば良いです。
例えば、抵抗を10KΩとした場合、抵抗に流れる電流は5V/10kΩ=0.5mAで
抵抗で消費する電力は5V×0.5mA=0.0025Wです。
1/16Wの抵抗を使っても全く余裕があり問題ありません。
しかし、100Ωとかにしてしまうと、1/2Wなどもっと許容電力の大きい抵抗を
使用しなければいけません。
まあ大抵、NO3の方が書かれている範囲の中間の、10kΩ程度付けておけば
問題にはならないのでは?

Q可変抵抗器には何故足が3本あるのでしょうか?

基本的な部分で理解できません。

Aベストアンサー

http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/sei/letselec/letselec7.htm

両端の抵抗値は変わりません。両端と中心の端子の間の抵抗値が変わるようです。


+----+----+
4Ω 4Ω
両端は8Ω 中心と両端は4Ω4Ω

可変抵抗をまわして左にする
++--------+
0Ω 8Ω
両端は8Ω 中心と両端は0Ω8Ω

可変抵抗をまわして右にする
+--------++
8Ω 0Ω
両端は8Ω 中心と両端は8Ω0Ω

Q抵抗の1/2W、1/4Wの違いについて

 クルマのLED工作で抵抗を使おうと思っています。

 その時 抵抗には、〇Ω以外にも
1/2W、1/4W等の規格があるのですが、よくわかりません
調べてみたところ<電力消費>という
キーワードが分かりましたが他がサッパリ・・・・

・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?
 1/2Wの場合 〇Ωになるのでしょうか?

・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
判別がつくのでしょうか?

Aベストアンサー

抵抗が焼ききれずに使用できる or 性能を保証できる電力です。

例えば1kΩの抵抗に24Vの電圧を与えると、抵抗はP=V*I=(V^2)/R=0.576Wの電力を熱として消費します。
1/2W抵抗は0.5Wまでしか持たないので1W抵抗を使用することになります。
一瞬でも定格を越えるとダメなので、通常は余裕を持って考えます。

>・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
>抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?

定格を満たしているため問題ありません。

>・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
>判別がつくのでしょうか?

大抵の場合大きさで分かります。長さも太さも違います。
同一シリーズであれば確実にワット数の大きいほうがサイズがでかいです。
(1/2W>1/4W)

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1314083328

Q異なる電圧の出力を合成した出力の電圧について

下記図における回路において,異なる電源電圧DC6V/DC12Vの出力OUT_A,OUT_Bが
1本のケーブルで合成されてOUT_Cの出力となった場合,OUT_Cの電圧は,次のどれに
なるのでしょうか。私は大きい電圧の出力に小さい電圧の出力が吸収される(下記(1))と
考えています。本件について,ご教授頂きたく宜しくお願い致します。

 (1) DC12V(下図)
 (2) DC18V(12+6=18V)
 (3) DC12V,DC6V(合成されない)

Aベストアンサー

双方の電源の内部抵抗が同じ場合、電源側の還流により12Vと6Vの中間の9Vになります。

内部抵抗が異なる場合(6Vの内部抵抗がR6、12Vの内部抵抗がR12とすれば)、6+6×R6/(R6+R12)がOUT_Cになります。
(回路図書いて確かめてください)

Q電気機器のノイズ対策について

EMC試験などで、イミュニティ/エミッションともに、ノイズの影響を抑えるために、シールディングを行うと思います。
その際に、シールドに使用した金属をグランドに落とす(接地する)のとしないのとでは、その効果にどのような違いがあるのでしょうか?
私の認識では、接地すると金属に吸収されたノイズ(電波/電磁界)が接地線によって大地に逃げる・・・という感じになるのですが、それは正しい認識なのでしょうか?
また、シールド線のシールドを、片側のみ接地した場合と両側のみ接地した場合、さらにいずれも接地しなかった場合の効果の違いについても教えてください。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

1点アースは、グランドの抵抗により各グランド間に電位差が生じるのを防ぐ目的で行います。

回路を組む場合、物理的に面積(距離)が必要になります。回路図上では、この距離は全く無視され、どのグランド点でも同じ電位(0V)となるように計算して設計を行います。

そして多くの場合、回路は複数の基本回路を組み合わせたものになります。
また信号線を伝って流れ出た電流は、グランドを通って元の位置に戻ってきます。

例えば3つの回路を組み合わせた場合、

回路A→回路B→回路C
 ↓   ↓   ↓
 G1--G2--G3

回路Aから流れ出た電流は、G2を通りG1へ戻ってきます。同様に回路Bの電流はG3を通ってG2へ・・・等等、沢山考えられますね。
この時、グランド間に小さな抵抗値が有るので、各回路のグランドには電位差が生じます。G1・G2・G3では、それぞれ電圧が異なるわけです。(完全な電圧駆動であれば、電流が流れないので電位差は生じませんが・・・)

1点アースにすると、G1・G2・G3が一つになるわけですから、いくら電流を流しても電位差が発生しません。このため1点アースを利用するのです。


デジタル回路の場合、信号にノイズマージンを多くとっていますので、各回路のグランドに多少電位差が有ったとしても、ほとんど問題になりません。
各回路のグランドに発生する電圧降下は、デジタル回路のノイズマージンより少ないからです。


デジタル回路は、前述した通りにグランドの電圧降下が問題にならないので、パターン設計の効率化を優先させます。(1点アースなんか気にしない)
アナログ回路はグランドの電圧降下が問題になる場合は、1点アース等を用いて精度を優先させます。1点アースできない場合は、ベタアース。

★ここまでのまとめ---------------------
・デジタル回路ではグランドに電位差があり、それが気にならない。
・アナログ回路では、1点アースやベタアース等を行い、グランド間の電位差を小さくしている。
---------------------------------------

このとき、2つ以上でアナログとデジタルを接続すると、電流が回り込んだりする場合があります。グランドのループ。
2点以上でグランドを結合すると言う事は、アナログ回路は1点アースではなくベタアース等を行っている場合ですね。

アナログ回路
↑    ↓
1    2
↑    ↓
デジタル回路

1では、デジタル回路グランドが1mV。
2では、デジタル回路グランドが0mV。
・・・だったとしたら、アナログ回路のグランドは同電位なので、1からアナログ回路を通って2へ電流が流れてゆきます。
そしてそのグランド間の電位差は、信号により随時変化しています。つまりノイズです。
デジタル信号のノイズがアナログ回路を通る事になるので、性能が劣化します。

アナログ回路



デジタル回路

結合グランドを1点にすると、グランドのループが無くなり(回路が切れる)、上記問題が解消されます。
アナログとデジタルのグランド電位は同じになりますが、グランドを回り込む経路(回路)は無くなってしまいますので、デジタル回路のグランドに発生するノイズの影響が極力少なくなります。

1点アースは、グランドの抵抗により各グランド間に電位差が生じるのを防ぐ目的で行います。

回路を組む場合、物理的に面積(距離)が必要になります。回路図上では、この距離は全く無視され、どのグランド点でも同じ電位(0V)となるように計算して設計を行います。

そして多くの場合、回路は複数の基本回路を組み合わせたものになります。
また信号線を伝って流れ出た電流は、グランドを通って元の位置に戻ってきます。

例えば3つの回路を組み合わせた場合、

回路A→回路B→回路C
 ↓   ↓   ↓...続きを読む

Qユニバーサル基板の切断方法

車のLEDルームランプを自作するための部品としてサンハヤトのICB-96と言う型のユニバーサル基板を購入しましたが、
どうやって切断するのか分からず基板の加工が全くできません。
材質は紙フェノールと言うものらしいんですが結構硬いです。はさみでは割れてしまい、カッターでは歯が立ちません。

どんな工具を使えば切断できますか?
自分なりに調べるとHOZANの基板カッターやサンハヤトのハンドカッターなどが出てきたんですが予算を大幅にオーバーして買えません。

http://www.sunhayato.co.jp/products/details.php?u=82&id=07002

Aベストアンサー

私はカッターナイフと金属定規と紙ヤスリを使っています。
 (1) ユニバーサル基板をカッティングマット(http://minkara.carview.co.jp/userid/202348/blog/3135001/)の上に置く。
    カッティングマットはカッターナイフで机を傷つけないようにするものなので、下地に傷がついてもいいのなら不要です。
 (2) アルミやステンレスでできた定規(直線部分があるなら定規でなくてもいい)の直線部分をユニバーサル基板の穴列と平行になるように置く。
 (3) 定規が動かないようにしっかり押さえながら、ユニバーサル基板の穴列の中心に沿ってカッターナイフで何度も傷をつける(怪我をしないように充分気をつけてください)。カッターナイフの傷は基板の端から端まで入れてください。
 (4) 傷の深さがユニバーサル基板の厚さの1/3程度にまで達したら、一方を万力に挟むか、あるいはラジオペンチを使って基板を割る。
 (5) そのままでは切断面が凹凸になっていて汚いので、穴列がなくなって滑らかになるまで、切断面を紙やすりで研磨する。
     このとき、平坦な面に紙ヤスリを置き、基板を紙ヤスリ面に垂直に立てた状態で研磨するといいです。
 (6) 同じ紙やすりで研磨面端を軽く面取りした後、水道水で基板についた研磨粉を洗い流し、乾いたタオルで水をふき取る。

私はカッターナイフと金属定規と紙ヤスリを使っています。
 (1) ユニバーサル基板をカッティングマット(http://minkara.carview.co.jp/userid/202348/blog/3135001/)の上に置く。
    カッティングマットはカッターナイフで机を傷つけないようにするものなので、下地に傷がついてもいいのなら不要です。
 (2) アルミやステンレスでできた定規(直線部分があるなら定規でなくてもいい)の直線部分をユニバーサル基板の穴列と平行になるように置く。
 (3) 定規が動かないようにしっかり押...続きを読む

Q逆起電力防止用ダイオードについて

モーターやリレー等、コイルを使う場合、逆起電力で部品が壊れるのを防ぐために
ダイオードを使うと思いますがダイオードの選択方法がわかりません。
例えば3V、2AをDCモータに流すとしてこのモータの逆起電力を防止するためには
どのくらいの定格のダイオードを利用すればいいのでしょうか?
計算方法があれば教えてください。
またダイオードにも小信号用やショットキー、整流用等、色々種類がありますが
どのタイプを選択すればいいんですか?

Aベストアンサー

モータなどのインダクタンス成分をもっている回路での還流ダイオードでは、モータやリレーなどの通電電流をバイパスすることができるだけの電流容量と、駆動時の電圧に耐えるだけの逆対電圧、(もうひとつ、高速にスイッチングするときには、逆回復特性も)を基準にして選定することになるかと思います。

3V2Aで駆動しているモータの場合だと、電流容量が2A以上の(高速整流用)ダイオードを選べばよいかと思います。
耐電圧の3V以上は、まず問題になることはないでしょう。


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