¿Es necesario el suelo compartido?

Pregunto esto principalmente por curiosidad y no estoy tratando de hacer atajos para proyectos reales.

Tengo un par de dispositivos (placas de desarrollo mcu) que se conectan entre sí mediante varios buses de comunicación. Uno de los cuales es UART.

Para situaciones normales, necesita un terreno común como referencia, como se dice aquí: https://stackoverflow.com/questions/27138706/does-ardunino-serial-need-a-common-ground

Sin embargo, todos mis dispositivos en mi configuración de prueba obtienen energía de USB desde la misma computadora. Accidentalmente, desconecté uno de los cables de tierra entre dos dispositivos y todo siguió funcionando.

¿Es esto solo 'suerte' o se debe a que la fuente de voltaje para todos los dispositivos es la misma?

Todavía hay una ruta de conexión a tierra a través de los otros dispositivos porque todas las conexiones a tierra se encuentran en la PC
Eso es lo que pensé también, pero también hay convertidores de 5V a 3.3V, así que no sé cuánto aguanta.
Los reguladores de 5 voltios a 3,3 voltios normalmente utilizan una conexión a tierra de entrada/salida común.
Accidentalmente, desconecté uno de los cables de tierra entre dos dispositivos y todo siguió funcionando. Eso es posible, la conexión a tierra podría hacerse en otro lugar (un camino que no pensaste). Si la conexión a tierra está realmente abierta, las cosas aún pueden funcionar. Si una de las señales está conectada a tierra (salida = 0 voltios), entonces a través de los diodos de protección ESD (presentes en casi todas las entradas de IC) esa salida puede acercar la otra tierra lo suficiente al nivel del suelo. Video relacionado donde el suministro no está conectado pero las cosas aún funcionan: youtube.com/watch?v=2yFh7Vv0Paw

Respuestas (1)

Sí, necesitas un suelo compartido. La razón por la que funciona es porque todo está conectado a su PC y comparte terrenos de suministro. Pero también significa que la conexión a tierra será la referencia para todas sus señales, lo cual no es lo ideal.

Idealmente, todas las líneas de comunicación incluyen una tierra de señal, que está conectada a la tierra principal de cada PCB a través de un diseño de PCB apropiado. De esa manera, no tiene que preocuparse por la calidad de la conexión a tierra, donde podría haber corrientes de tierra que estropeen los potenciales, EMI, etc.

Esa distinción no es tan buena como la pintas. Obtendrá corrientes de energía que fluirán a través de su tierra de señal, o si su impedancia es comparativamente lo suficientemente alta como para que en su mayoría no lo hagan, entonces obtendrá las diferencias impulsadas por energía que aparecerán a través de él como si no estuviera allí...
Sí, conectar dos placas a la misma PC a través de USB conectará sus conexiones a tierra en la PC si no están aisladas. Pero como los cables de tierra de cada dispositivo USB pueden tener diferente resistencia y diferente corriente a través de ellos, puede haber una diferencia de voltaje entre las conexiones a tierra de la placa. La conexión de un cable de tierra adicional entre las placas igualará el potencial, pero puede crear un bucle de tierra, lo que puede provocar que la corriente de retorno de una placa pase por otra placa. Pero para las comunicaciones de datos, es mejor tener un retorno directo a tierra para las corrientes de datos para que no pasen por los cables USB y se irradien.
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