PI Zero mit Pi pico via UART verbinden(mit zwei unterschiedlichen Spannungsquellen)

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  • Hi ich möchte mir einen Robotor mit Master(PI Zero 2 W) und Slave (PI pico) aufbauen. Die Kommunikation soll über die UART-Schnittstelle realisiert werden.

    Ich habe vor 2 unterschiedliche Spannungsquellen zu verwenden!!!!!

    Eine für PI Zero und eine andere für den Pico und die Motoren.

    Ist das überhaupt möglich? Und wenn wie.

    In meiner Naivität würde ich einfach beide über Ground, TX,RX verbinden und hoffen, dass nichts passiert. Aber irgendwie befürchte ich, dass ich durch den Aufbau auch ungewollt den beiden Akkus zu einem ungewollten Spannungsausgleich verhelfen könnte.


    Bitte helft mir. Danke schonmals StMo

    Edited once, last by StMo (May 5, 2024 at 4:28 PM).

  • PI Zero mit Pi pico via UART verbinden(mit zwei unterschiedlichen Spannungsquellen)? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • StMo May 5, 2024 at 4:27 PM

    Changed the title of the thread from “PI Zero mit Pi pico via UART verbinden” to “PI Zero mit Pi pico via UART verbinden(mit zwei unterschiedlichen Spannungsquellen)”.
  • Moinsen,

    Den UART auf dem PI musst du erst in der Raspi-Config aktivieren.
    Grundsätzlich, wenn eine gemeinsame Masse besteht, funktioniert eine UART Verbindung GPIO to GPIO zwischen einem PI und einem PICO einwandfrei. Beide System verwenden die gleiche Pegelspannung.
    Allerdings gibt es in der Richtung zum PICO eine Besonderheit, welche unter Python / µPython auftritt.
    Wenn du als Sendetext eine String ( eigentlich ein "Array ob Char" ) als Datenblock versendest, empfängt es das PICO als "Array of Byte". Dieses musst du erst wieder in eine eine solche String-Zeichenkette umwandeln, damit du dem eingehenden Datenblock, wahrscheinlich mit einer eigenen Datenblock-Codierung wieder encodieren kannst. Falls du nur reine Meldungstexte von A nach B schickst ist das weniger von Bedeutung. Allerdings, wenn du einen Codierung der Daten wie :

    <Trennzeichen><Zahlen codiertes Befehlswort><Trennzeichen><Übergabeparameter> [usw ] <Zeilenende>

    verwendest, solltest du einige Übertragungstests machen, um wirklich die Recodierung aus dem empfangenen ByteArray sicherstellen zu können.

    Franky

  • Danke für die Anrwort. Nur leider ist mein Problem nicht bei der Kommunikation sondern den beiden Stromquellen. Das bedeutet sie besitzen keine gemeinsame Masse.

    Meine Bedenken liegen darin, dass ich beim Verbinden beider Ground-pins nen Kurzschluss erzeuge.......und das ist bestimmt nicht gut.

  • Danke für die Anrwort. Nur leider ist mein Problem nicht bei der Kommunikation sondern den beiden Stromquellen. Das bedeutet sie besitzen keine gemeinsame Masse.

    Meine Bedenken liegen darin, dass ich beim Verbinden beider Ground-pins nen Kurzschluss erzeuge.......und das ist bestimmt nicht gut.

    Wenn Du die beiden GND Anschlüsse verbindest, erzeugst Du keinen Kurzschluß. Maximal könnten je nach verwendeter Spannungsquelle(n) evt. Ausgleichsströme fließen. Normaler Weise ist das Verbinden zweier verschiedener Massen zur Schaffung eines gemmeinsamen Bezugspotenials, eher die Regel als die Ausnahme. Wenn es aber unbedingt nötig sein sollte, dass es keine galvanische Verbindung zwischen zwei Geräten geben darf, kann man die serielle Verbindung auch isoliert mit Optokopplern aufbauen. Dann muss man aber auf die max. Strombelastbarkeit der GPIO's achten, oder ggf. einen USB Adapter mit Optokoppler verwenden.

  • Ah danke das hilft mir weiter. Mein Plan war jeweils einen 3.7v lipo zu verwenden . Dann sollte es also keine Probleme geben wenn sie unterschiedlich geladen sind und der zero auf 5v vom Lipo gespeist wird und der pico vom 3.7v Lipo versorgt wird

    Nochmals Dank StMo

  • Moinsen,

    Wenn es aber unbedingt nötig sein sollte, dass es keine galvanische Verbindung zwischen zwei Geräten geben darf, kann man die serielle Verbindung auch isoliert mit Optokopplern aufbauen. Dann muss man aber auf die max. Strombelastbarkeit der GPIO's achten,

    Dann erzähle bitte dem TO auch die ganze Wahrheit, und wirf bitte nicht nur mit Schlagworten um dich.
    Grundsätzlich ist der Ruhepegel bei RS232 / UART eine High-Pegel, was bei nicht permanenter Benutzung der Übertragung dazu führt, das auch ein erhöhte Ruhestrom ( Senderseitig ) auftritt, wenn man keine Pegelinvertierung durchführt. Somit wäre erst einmal um die Akkus zu schonen eine beidseitige Invertierungsstufe ( vor und nach dem Optokoppler ) zwingend angebracht. Um die Flankensteilheit zu garantieren, und damit ungewollte Übertragungsfehler auszuschließen, sollte die Sende-LED im Optokoppler mit mind. 75 % ihres Nennstroms betrieben werden, was wiederum den schon von dir erwähnten Punkt GPIO-Belastbarkeit in den Fokus rückt. Weiterhin kommt hinzu, das nicht jeder Optokoppler für dieses Vorhaben geeignet ist. Wenn man bedenkt welche Flankenwechsel allein schon bei 9600 Baud anfallen, fallen alle Optokoppler mit einer Bandbreite / Schaltfrequenz unter 120 kHz schon erst einmal aus. Für höhere Übertragungsraten schnellt der Kostenfaktor für solche Optokoppler ganz schnell überproportional in die Höhe.

    Franky

  • Maximal könnten je nach verwendeter Spannungsquelle(n) evt. Ausgleichsströme fließen.

    Das sind ja wieder Weisheiten hier... Der TO verwendet zwei Akkus innerhalb (wenn das nicht völlig missverständlich ist) eines Gerätes (Roboter). Es gibt ja nach allem Erkennbaren keine elektrische Verbindung zur Außenwelt (schon gar nicht zu unterschiedlichen Potenzialen). Wie soll es also zu Ausgleichsströmen kommen? Bei zwei Akkus hat das eine GND ja nicht irgendwie eine höhere Spannung als das andere, so dass da ein Strom fließen könnte. Gerade durch die Verbindung wird ja gesetzt, dass GND das gemeinsame, einzige und gleiche Bezugspotenzial ist.

    In besonderen Fällen kann das bei irgendwelchen speziellen Kostellationen der Spannungsversorgung vielleicht anders aussehen, aber der TO hat ja angegeben, dass er Akkus verwendet. Und selbst bei üblichen Schaltnetzteilen (die galvanisch getrennt sind) ist das kein Problem. Verwirrt doch nicht immer die Leute mit solchen Dingen.

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  • Moinsen,

    In besonderen Fällen kann das bei irgendwelchen speziellen Kostellationen der Spannungsversorgung vielleicht anders aussehen, aber der TO hat ja angegeben, dass er Akkus verwendet.

    Auch hier gilt wir wissen zu wenig ! Mit ist kein Akku bekannt, welcher ohne Zusatzschaltung direkt dazu verwendet werden kann, um eine Rapi Zero mit der geforderten VCC direkt zu betreiben. Das Pico ist da etwas toleranter und kann an verschiedenen Akkustypen, und Zellenkonstellationen direkt betreiben werden, denn der VCin am PICO via Pin 39 beträgt 1,8 V bis 5,5 V.
    Allerdings wenn man davon ausgeht, das wie geschrieben:

    Eine für PI Zero und eine andere für den Pico und die Motoren.

    verwendet werden, könnte man spekulieren, das aus dem wahrscheinlich Nennspannungs-höhren Akkus via eines Spannungswandlers 7-regler die VCC für das Pico gewonnen wird. Verwendet der TO in diesem Falle eine Buck-Converter ( StepDown-Regler ) wohl möglich auch noch das gleiche Modell wie für den PI Zero, takten diese, wenn nicht über diese abgezweigte Nebenspannungsanschluss die Motoren mit der gleichen VCC betrieben werden sehr unterschiedlich. Das macht erst einmal soweit nichts. Dennoch je nach Bauart des oder der potentielle genutzten StepDownWandler kann es zu einer gegenseitigen Beieinflussung beider Regler kommen ( Ausnahme Linear-Regler ) wenn die Ausgansseitige Gleichspannungsglättung nicht ausreichend erfolgt. Dann können diese Selbstentladungsimpulse an der Drossel und sofern keine Ausgangsseitig richtungsbestimmende Diode verbaut ist trotz Massegleichheit verschiedene Fehler hervorrufen. Da auch der Onboardregler auf dem Pico-Board eine high-Site gesetzte Induktivität verwendet:

    das Pico aber auch und möglicher Weise über Pin39 gespeist werden kann, hast du in diesem Fall eine Parallelschaltung von 2 Buck-Converter mit einer Einzelfall-Kombination aus einer Reihenschaltung zwei dieser Spannungswandlungs-Glieder ohne Schutzdiode, die ein Rückkopplung auf externen Regler verhindern würde. Das ist nicht oder muss nicht zwangsläufig zu Problemen führen. Aber wie schon gesagt, beim genaueren Nachdenken wie die Stromversorgung gelöst sein könnte, wird man auf einige Punkte stoßen, die zu ganz anderen Problemen führen könnten, und definitiv nicht durch eine Potentialausgleich = gemeinsame Masse zu beseitigen wären. Zumal der Pico dafür bekannt ist, an StepDown Convertern Probleme zu verursachen. Denn im Gegensatz zu einem ESP sind hier keine Linearregler wie der LM1117 verbaut.

    Ich wiederhole mich, wir können hier nur spekulieren, aber auch nicht vor vornherein irgendwelche Konfigurationssonderfälle konsequent ausschließen.

    Franky

  • Du hast offenbar keierlei Einsehen. Glaubst du wirklich, du tust dem TO irgendwas Gutes, wenn du darüber spekulierst, dass "es zu einer gegenseitigen Beeinflussung beider Regler kommen kann", dass "diese Selbstentladungsimpulse [...] verschiedene Fehler hervorrufen können ", dass man "auf Punkte stoßen [wird], die zu ganz anderen Problemen führen könnten", dass "der Pico dafür bekannt ist, an StepDown Convertern Probleme zu verursachen"...
    Alles wohlbedacht in Konjunktive gehüllt... um dich hinterher rauswinden zu können, dass du das ja nie gesagt hast?

    Du beklagst, dass man nur speklieren könne, weil man ja keine Informationen hat... Aber DU SELBST spekulierst in einem Fort, erzählst Dinge, die niemanden interessieren, verbreitest bei arglosen Bastlern Angst und Schecken und möchtest offenbar den Eindruck erwecken, dass DU mit deinem profunden Wissen die Tüftlergemeinde vor Schlimmerem bewahren kannst. Du hältst dich für einen ausgemachten Fachmann der Elektronik und Elektrotechnik... Die Wahrheit ist, wie du kürzlich eindrucksvoll selbst unter Beweis gestellt hast, dass du nicht mal das Stromverhalten einer Spule oder die Temperaturabhängigkeit eines ohmschen Widerstandes richtig einschätzen kannst.

    Kennst du eigentlich den Dunning-Kruger-Effekt?

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  • Meine Idee für den Aufbau war dieser:

    Auf Seite des Pico's:

    -Stromkreis auf Seiten des Picos ist ein 3.7V Lipo der den Pico direkt versorgt und parallel ist ein StepUp Modul (auf 6V) verbaut, welches zwei 6V Motoren und einen Motortreiber versorgt.

    -Stromkreis auf Seiten des Zeros ist ein 3.7V Lipo der mit einem StepUp Modul den Zero mit 5.2V versorgt.

    Für einfache kommunikation sollen der Pico und der Zero die UART Schnittstelle nutzen. Die einzige Verbindung zwischen beiden ist also ein Ground-Kabel zwischeb beiden und die RX/TX-Kabel.


    Ich hoffe ich konnte die aufgetretene Fragen klären. Außerdem hoffe ich mein Plan ist nicht zu doof.


    Gruß StMo

  • Moinsen,

    Du beklagst, dass man nur speklieren könne, weil man ja keine Informationen hat... Aber DU SELBST spekulierst in einem Fort, erzählst Dinge, die niemanden interessieren, verbreitest bei arglosen Bastlern Angst und Schecken und möchtest offenbar den Eindruck erwecken, dass DU mit deinem profunden Wissen die Tüftlergemeinde vor Schlimmerem bewahren kannst. Du hältst dich für einen ausgemachten Fachmann der Elektronik und Elektrotechnik... Die Wahrheit ist, wie du kürzlich eindrucksvoll selbst unter Beweis gestellt hast, dass du nicht mal das Stromverhalten einer Spule oder die Temperaturabhängigkeit eines ohmschen Widerstandes richtig einschätzen kannst.

    Im Gegensatz zu dir sage ich das ich spekuliere um einen möglichen Schaden abzuwenden.
    Falls es dir noch nicht passiert sein sollte, was sich aber ist der der Antwort des TO #12 eindeutig geklärt hat, wenn man in Reihe 2 Step- Converter verwendet, dann wirst du eigenartig hohe Spannungsspitzen auf den Data-Kanälen mittels eines Oszilloskops feststellen können. Da es mir aber darum geht , dem TO wirklich zu einer Lösung verhelfen zu wollen, ohne das ihm seine Schaltungsaufbau nach einigen Betriebsstunden auffällt oder um die Ohren fliegt, sage ich das auch so.
    Es gibt immer verschiedene Lösungsmöglichkeiten, aber ohne zu wissen was oder wie der Aufbau in der Realität vom TO geplant ist, kannst du auch genauso wenig eine 100 % verbindliche Aussage treffen, das eine Lösung mit gemeinsamer Masse zu einer dauerhaft funktionierenden und stets fehlerfreien Funktion führen wird. Man muss nur mal ein klein wenig über den Tellerrand hinaus denken, und verschiedene Kombinationsmöglichkeiten beim Aufbau einer Spannungsversorgung mit in die Betrachtung einbeziehen.
    Ob sich eine Vermutung als unbegründet herausstellt, kannst nur der TO beantworten. Aber definitiv du nicht ohne das seitens des TOs seine Pläne als Information geteilt wurden.
    Ich erinnere dich an deine andauernde und uneinsichtige Diskussion bezüglich einer LI- Akku Spannung, und warum schlußendlich die Schaltung dennoch nicht funktionieren konnte, weil der damalige TO das PICO via Pin39 aus einem Akku versorgt, aber sein an Pin 40 angeschlossenes Display nur dann funktionierte wenn er das Pico zusätzlich via USB mit Strom versorgte. Auch in diesem Historischen Fall war diese Diode D1 der Verursacher, weshalb im reinen Akku-Betrieb das Display stromlos blieb und der TO damals über eine Fehlfunktion des PICOs klagte. Da waren deine ganzen Äußerungen bezüglich einer Akku-Nennspannung verschiedener Li- basierenden Akku-Typen auch nur Gewäsch am Rande, und du hattest dich auch auf die Spannung eingeschossen, ohne zu erkennen , das bei einer Vcc Einspeisung am PICO via vom TO genannt Pin 39 keine Stromversorgung für 5 V Endgeräte möglich ist, die an Pin 40 angeschlossen sind, dann aber nur im USB gespeisten Betrieb fehlerfrei funktionierten.
    Man kann an einem PICO ohne zusätzliche externe Beschaltung eingespeist über Pin 39 nunmal keine 5 Volt machen, auch noch durch eine Diode hindurch das an Pin 40 5 Volt herauskommen.
    Lieber eine Nachfrage mehr gestellt, als wie von dir praktiziert, über mehrere Beiträge über Nenn- und Ladeschlußspannungen an Li-Akkus zu diskutieren, obwohl das in dem einen ehemaligen Fall keinerlei Bedeutung hatte. Auch du hast schon Dinge übersehen, was auch passieren kann, aber trotzdem kein Einsehen zeigen wolltest das es schlußendlich doch nicht an den Akkus lag, sondern an der Versorgungseinspeisung am Pico selber.

    Franky

  • Hör doch auf mit deinen Märchenstunden. Deine ganzen Ausführungen hier interessieren keine Sau!

    Der TO hat gefragt, ob er GND verbinden darf/muss und ob der damit nicht was zerstört. Ja, er MUSS GND verbinden und nein, er zerstört damit nichts. Das ist alles! Dannkommt einer und labert was von Ausgleichsströmen. Spielt hier überhaupt keine Rolle. Und weil das nicht zieht, kommt der nächste und bringt was Neues auf den Tisch, um den TO zu verunsichern und sich selbst als Helden darzustellen. Den ganzen anderen Müll, den du und andere hier verbreiten, hat niemand gefragt und er ist auch völlig irrelevant. Diese Wichtigtuerei von ein paar Blendern geht mir mächtig auf die Eier!

    "[...] ohne das ihm seine Schaltungsaufbau nach einigen Betriebsstunden auffällt oder um die Ohren fliegt [...]" ist genau die Aussage, um die es geht: Angst machen, Leute verunsichern und sich selbst als den Meister und Guru darstellen. Du musst es echt nötig haben!

    Es wir ihm exakt gar nichts um die Ohren fliegen, wenn er GND verbindet. Es wird aber nicht funktionieren, wenn er es nicht tut. Also hört endlich aufmit dem Unsinn!

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  • Hör doch auf mit deinen Märchenstunden. Deine ganzen Ausführungen hier interessieren keine Sau!

    Der TO hat gefragt, ob er GND verbinden darf/muss und ob der damit nicht was zerstört. Ja, er MUSS GND verbinden und nein, er zerstört damit nichts. Das ist alles! Dannkommt einer und labert was von Ausgleichsströmen. Spielt hier überhaupt keine Rolle. Und weil das nicht zieht, kommt der nächste und bringt was Neues auf den Tisch, um den TO zu verunsichern und sich selbst als Helden darzustellen. Den ganzen anderen Müll, den du und andere hier verbreiten, hat niemand gefragt und er ist auch völlig irrelevant. Diese Wichtigtuerei von ein paar Blendern geht mir mächtig auf die Eier!

    "[...] ohne das ihm seine Schaltungsaufbau nach einigen Betriebsstunden auffällt oder um die Ohren fliegt [...]" ist genau die Aussage, um die es geht: Angst machen, Leute verunsichern und sich selbst als den Meister und Guru darstellen. Du musst es echt nötig haben!

    Es wir ihm exakt gar nichts um die Ohren fliegen, wenn er GND verbindet. Es wird aber nicht funktionieren, wenn er es nicht tut. Also hört endlich aufmit dem Unsinn!

    :conf: Gut zu wissen, dass Du eine funktionierende Glaskugel hast. Aber vielleicht solltest Du dich bzgl. des Heldentums bzw. der Wichtigtuerei, der gepflegten Ausdrucksweise mal an die eigene Nase fassen und ggf. über Hilfe nachdenken.

    Um die gegebenen Hinweise und Aussagen richtig einzuordnen, sollte man auch die Informationen in der Reihenfolge der entstandenen Beiträge beachten!

  • Hört doch endlich auf mit dem Scheiß - ihr macht euch doch alle zum Affen! Der TO fragt, ob er GND verbinden kann/muss oder ob ihm dann was abfackelt.

    JA, er kann, er muss es sogar verbinden!

    NEIN, es fackelt nichts ab!

    Ende der Diskussion! Alles andere ist nur Wichtigtuerei!

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