Cuando una batería es su fuente de energía, ¿qué es tierra?

En aras de no conectar incorrectamente mi fuente de alimentación y dañar mi placa, haré una pregunta relativamente tonta. ¿La conexión a tierra en mi placa es el terminal negativo de mi batería? ¿Debería conectar explícitamente la tierra al terminal negativo de la batería?

Sí, solo recuerde que su terreno en ese caso solo será relativo a la batería. Si va a conectar esto a otro dispositivo (interfaz en serie, etc.), necesita vincular las líneas de tierra para que sean una tierra común.

Mientras esté aislado, estás bien.

El pin de tierra en el microcontrolador es dos cosas: (1) una referencia de voltaje y (2) un retorno de corriente.

Referencia de voltaje: los voltajes realmente no existen en puntos individuales, los voltajes son diferencias entre puntos. Esto significa que para hablar con sensatez acerca de que un punto único en un circuito tiene un voltaje dado, tiene que ser relativo a algún otro punto en el circuito. La convención común es elegir un nodo en el circuito y llamarlo 'tierra', y luego todos los voltajes se especifican en relación con eso. Con un microcontrolador, el pin de tierra es la referencia contra la cual las entradas se 'miden' para determinar si son altas o bajas.

Retorno de corriente: toda la corriente que fluye hacia un microcontrolador tiene que volver a fluir en algún lugar. Sin duda sabe que la corriente fluye hacia el pin de + 5V. Tenga en cuenta que parte de la corriente fluirá a través de varios pines como salidas de señal, pero algunas salidas admitirán la corriente en el chip. Los pines de entrada también pueden generar o hundir corriente. En cualquier caso, se espera que la corriente que sobra fluya por el pin de tierra del microcontrolador. En esencia, la corriente de suministro se devuelve al suministro a través de la conexión a tierra.

Entonces, cuando su fuente de alimentación es una batería, tiene mucho sentido conectar el lado (-) de la batería al pin de tierra de su sistema. Tenga en cuenta que esto no es solo una referencia de voltaje; También es el retorno de la oferta. En términos prácticos, lo que esto significa es que el cable que utiliza para conectar (-) a la tierra de la placa debe tener el mismo tamaño que el cable que utiliza para conectar (+) a la entrada de alimentación de la placa.

El potencial es relativo. El suelo es una designación arbitraria. -Nombre falso

Esto es algo que resolví recientemente, y me di cuenta por qué la analogía hidráulica me estaba causando disonancia cognitiva. Si un "suministro de voltaje" era una cascada, la imagen de una cascada de arriba a abajo de 12 m atrapada en medio del cielo, en algún lugar por encima de mi cascada de 5 m que comenzó a 5 m sobre el "suelo" simplemente no tenía sentido.

Y luego até el pin negativo de mi Arduino (alimentado por una verruga de pared de 12V) al drenaje de los transistores que estaba usando para cambiar la corriente a mis tiras de LED y el circuito funcionó.