ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen.
Ich habe einen ESP32 am Taster meiner Türklingel sitzen. Diesen möchte ich nun auch gerne nutzen um das Klingelsignal zu erkennen.
Das Problem: Ich habe keinen Ground am Klingeltaster, sondern nur eine +3V Zuleitung von dem Gong. Bei Schließen des Klingeltasters wird ein Eingang am Gong auf +3V gezogen. Dies führt zum eigentlichen Klingeln. Ich gehe davon aus das der Eingang bei offenem Schalter durch einen Pull-Down auf GND gezogen wird.
Mein ESP hat jetzt aber durch eine getrennte Stromversorgung ein anderes Potenzial für GND und ich würde gerne einen Weg finden, wie ich trotzdem das Schließen des Schalters ermitteln kann.
Ich hoffe das ist soweit erstmal verständlich und ich bedanke mich im Voraus.
Justin
Ich gehe davon aus das der Eingang bei offenem Schalter durch einen
Pull-Down auf GND gezogen wird.
Miss nach
Mein ESP hat jetzt aber durch eine getrennte Stromversorgung ein anderes
Potenzial für GND und ich würde gerne einen Weg finden, wie ich trotzdem
das Schließen des Schalters ermitteln kann.
Vielleicht kannst du einen Optokoppler verwenden, dessen Sender seinen Strom über den Taster bekommt.
Vielleicht kannst du einen Optokoppler verwenden, dessen Sender seinen
Strom über den Taster bekommt.
Für den Optokoppler brauche ich doch auch das GND der Klingel, oder? Also GND und das Signal des Tasters. GND habe ich leider nicht am Klingeltaster liegen, wo ich den Optokoppler benötigen würde.
Vielleicht habe ich das aber auch falsch verstanden.
Sollte die Spannung am Eingang des Gongs nicht über 3,6 V liegen, kannst Du den Eingang des ESP einfach parallel schalten. Sonst legt man den Klingeltaster an den ESP-Eingang und steuert den Gong über einen Transistor an. Wenn die Leitung zum Klingeltaster lang ist, sollte man eine Schutzschaltung am ESP-Eingang einplanen.
Für den Optokoppler brauche ich doch auch das GND der Klingel, oder?
Ja - zwischen welchen beiden Punkten hast du denn die +3V gemessen? Normalerweise beziehen sich Spannungsangaben auf die Spannung gegenüber Ground, falls nichts weiter dazu gesagt wird.
Bei Schließen des Klingeltasters wird ein Eingang am Gong auf +3V gezogen.
Was ist mit dem von dir vermuteten Pull-Down?
Musst du jederzeit den Status des Taster abfragen können (Länge eines Tastendrucks) oder reicht es, das Drücken zu erkennen?
Beim Drücken bekommst du über dem Taster einen Spannungssprung von 3V. Den könntest du kapazitiv abgreifen und mit dem ESP auswerten.
Verbinde den IN-Eingang des Gong mit GND des ESP32 und die +3V des Gong über eine Schutzschaltung mit einem Eingang des ESP32.
Taster gedrückt = L, Taster offen = H.
Das ist natürlich problematisch, wenn der Gong über eine Knopfzelle / Batterie versorgt wird. Die ist dann wesentlich schneller leer.
Dann wäre es besser, vor dem Taster einen Shunt einzuschleifen und den Stromfluß zu detektieren.
Ich würde den ESP potentialfrei mit Strom versorgen und direkt parallel zu Taster schalten.
Du musst dann allerdings mit dem USB Anschluss vorsichtig sein. Nicht gleichzeitig an den PC anschließen, oder einen USB Isolator dazwischen packen. Diese Dinger gibt es billig bei Aliexpress.
Ich habe den Vorschlag mit dem Shunt registriert, aber bei so kleinen Strömen als ungeeignet abgetan. Das Argument der Batterie dachte ich entkräftet zu haben. Der CPC1302G hat sogar nur 70 nA im Datenblatt stehen, wenn 200 nA noch zu viel sind.
Der CPC1302G hat sogar nur 70 nA im Datenblatt
stehen, wenn 200 nA noch zu viel sind.
Vielleicht bin ich ja blind, aber wo steht diese Angabe?
Um die LED leuchten zu lassen - es soll ja der Taster ausgewertet werden (*) - , steht im Datenblatt ein Mindesstrom von 100µA (über 1000 mal mehr als deine Angabe).
Ist doch egal, ab wann genau die LED glimmt, solange der Logikpegel am Ausgang des Optokopplers sicher im Rahmen der Spec des IC ist.
Zur Berechnung der Widerstände würde ich von 0 uA ausgehen, also einfach nur mit dem CTR rechnen. Ggf. kann man den Arbeitswiderstand des Optokopplers verringern, wenn man auf seiner Eingangsseite Bauteile sparen will.
Für den Optokoppler brauche ich doch auch das GND der Klingel, oder?
Nein.
Entweder (natürlich mit Vorwiderstand) parallel zum Taster oder alternativ in Reihe zum Taster.
Das Problem ist nur: in beiden Fällen änderst du durch den Optokoppler massiv das Verhalten der Tasterschaltung der Klingel, was dazu führen kann, dass sie schlicht nicht mehr als solche funktioniert.
Benutze einfach mal die Strommessung eines Multimeters, um den Taster zu überbrücken. Wenn man weiß, welcher Strom dann fließt, kann man grob beurteilen, ob der Ansatz mit einem Optokoppler überhaupt zielführend ist.
Auch wieder so eine Aussage, die fraglichh ist.
Bloß, weil die Pegel nicht "deinem" Logikverständnis entsprechen, bedeutet das nicht, dass weitere Bauteile sinnvoll sind.
Eine Invertierung in der Software ist ja auch wahnsinnig umständlich.
Man könnte natürlich auch einfach mal die Polung am Klingeltaster feststellen.
Bloß, weil die Pegel nicht "deinem" Logikverständnis entsprechen,
bedeutet das nicht, dass weitere Bauteile sinnvoll sind.
Es ging nicht um die Pegel sondern um die von Justin L. (justin_l) ausdrücklich gewünschte Potentialtrennung. Der Vorschlag von Andrea B. (stromteam) war gut, aber beinhaltete den ESP32 auf das IN Potential zu bringen.
Es ging nicht um die Pegel sondern um die von Justin L. (justin_l)
ausdrücklich gewünschte Potentialtrennung. Der Vorschlag von Andrea B.
(stromteam) war gut, aber beinhaltete den ESP32 auf das IN Potential zu
bringen.
Der OP scheint recht wenig Ahnung von Elektrotechnik zu haben.
Der OP scheint recht wenig Ahnung von Elektrotechnik zu haben.
... und auf Vorschläge zu irgendwelchen weiterführenden Messungen reagiert er nicht :-(
Wahrscheinlich soll die vorhandene Klingelsteuerung weiterhin funktionieren, so dass man bei irgendwelchen Basteleien auch auf die Schaltschwelle der vorhandenen Auswerteeinheit Rücksicht nehmen muss.
Kurz: Ab welcher Spannung am Eingang erkennt die einen Tastendruck?
Von "saugen" kann hier keine Rede sein. Richtige Wortwahl hat auch schon
seinen Sinn.
Welches Wort würdest du denn für einen Verbraucher vorschlagen, der eine Energieversorgung (möglicherweise eine Batterie, da von 3V geschrieben wurde) belastet?
... und auf Vorschläge zu irgendwelchen weiterführenden Messungen
reagiert er nicht :-(
Vielleicht haben Mami und Papi was gegen seine Bastelei ;)
Wahrscheinlich soll die vorhandene Klingelsteuerung weiterhin
funktionieren, so dass man bei irgendwelchen Basteleien auch auf die
Schaltschwelle der vorhandenen Auswerteeinheit Rücksicht nehmen muss.
Da bin ich mir sicher.
Kurz: Ab welcher Spannung am Eingang erkennt die einen Tastendruck?
Ja...
Meine Haustürklingel funktioniert übrigens mit 8VAC. Da hängt aber auch (noch) kein ESP dran, der das Signal dann im (W)LAN verteilt, damit man auch im Garten mitbekommt, dass da wer an der Tür steht.
Mal kurz gerechnet mit 39k... auf jeden Fall würde ich bei ~ 4 Monaten
nicht von einer "Belastung" sprechen.
Sondern?
Vier Monate im Gegensatz zu mehreren Jahren? Wenn der Gong mit dem Taster eingeschaltet wird, ist das die einzige Belastung zu der dann noch die Selbstentladung kommt.
Es gab leider einiges zu tun und ich konnte mich bisher noch nicht mit euren umfangreichen Impressionen beschäftigen. Ich bedanke mich jedoch für die vielen Antworten.
Zunächst einmal möchte ich ein paar Unklarheiten beseitigen.
Der Gong (Klingel im Schaubild) hat natürlich einen GND, welcher aber intern liegt und nicht von außen erreichbar ist.
Der Gong ist, wie schon richtig vermutet wurde, batteriebetrieben. Dementsprechend sind Lösungen, die dauerhaft Leistung benötigen ungeeignet, solange diese merkbar die Batterielaufzeit verringert.
Wie komme ich auf 3V? Indem ich die Hinführung zum Taster und die Rückführung gegeneinander messe. Wenn ich mit der Annahme des Pull-Downs richtig liege, sollte ich damit gegen GND messen. Es könnte natürlich auch sein, dass es genau invertiert ist und durch den Taster der Input am Gong auf GND gezogen wird (Also durch einen Pull-Up). Hier wüste ich aber nicht wie ich das ohne Schaltbild herausfinden kann. Sollte aber bzgl. der Aussage mit den 3V keinen Unterschied machen.
Um sicherzugehen, dass es wirklich 3V sind, habe ich nochmal gegen den tatsächlichen GND (also innerhalb des Gongs) gemessen.
Was ich nicht wissen kann ist wie stabil die 3V wirklich sind, weil das unter Umständen vom Batterieladestand abhängen kann. Aber es scheint zumindest irgendeine Schaltung dazwischenzuliegen, weil die Gesamtspannung der Batterien aktuell bei über 5V liegt.
Ich würde den ESP potentialfrei mit Strom versorgen und direkt parallel
zu Taster schalten.
Wie versorge ich denn einen ESP potentialfrei mit Strom?
Ich fasse einmal die bisherigen Vorschläge zusammen, so wie ich sie verstehe:
Optokoppler parallel zum Taster.
Dies würde bedeuten, dass der Optokoppler dauerhaft aktiv ist, wenn der Taster offen ist. Damit hätte ich einen dauerhaften Energieverbrauch. Hier wäre nur die Frage ob dieser überhaupt bemerkbar wäre.
Optokoppler in Reihe hinter dem Taster.
Dies würde bedeuten, dass der Optokoppler nur aktiv ist, wenn der Taster betätigt wird, hat aber zur Folge, dass die Spannung sich verändert und damit nicht garantiert werden kann, dass der Gong noch auslöst.
In beiden Fällen steht auch noch die Frage aus, ob überhaupt genügend Strom für den Optokoppler fließt, bzw. wie groß der Widerstand ist. Ich habe mal ein Multimeter dazwischen geklemmt und dieses zeigt mir 0.5 mA an. Allerdings löst auch hier schon der Gong nicht mehr aus.
Ich verbinde den ESP ohne Trennung parallel zu dem Taster.
Worauf muss ich hier achten, kann ich das einfach so wie im Vorschlag von Andrea B.
(stromteam) verbinden?
Wieviele Threads ESP an Klingel gibt es eigentlich in diesem Forum, von denen keiner Erfolg vermeldet hat? Es wird immer über die "Arduinos" (Person) gelästert - ich glaube, die "ESPs" toppen das noch.
Ich würde den ESP potentialfrei mit Strom versorgen und direkt parallel
zu Taster schalten.
Wie versorge ich denn einen ESP potentialfrei mit Strom?
Diese Formulierung vom Stefan klingt halt wichtig, aber mehr auch nicht. Der ESP bekommt eine Stromversorgung, üblich wäre ein Netzteil.
Ich fasse einmal die bisherigen Vorschläge zusammen, so wie ich sie
verstehe:
Optokoppler parallel zum Taster.
Dies würde bedeuten, dass der Optokoppler dauerhaft aktiv ist
Optokoppler in Reihe hinter dem Taster.
Ich verbinde den ESP ohne Trennung parallel zu dem Taster.
Kann es sein, dass Dir jegliche Grundlagen fehlen? Das ist alles Quatsch, weil die Leitung zum Taster keinen verwertbaren Strom liefert. Die ist recht hochohmig und sobald Du da eine Last anklemmst, wird der Gong zum Dauerdudler. Etwas in Reihe zum Taster wird auch in die Hose gehen, weil kaum Strom fließt und die Spannung gering ist.
Ich sehe nur einen Weg: Der Klingeltester wird vom Gong getrennt und direkt an den ESP geklemmt. Ein Ausgang des ESP steuert den Optokoppler, oder besser ein Kleinrelais, was dann der Taster am Gong ist.
Nur so eine Hirngespinst (ungetestet):
Du könntest über Kondensatoren an den Taster gehen. In dem Moment, wo der Taster gedrückt wird, bricht über dem Taster die Spannung zusammen und entsprechend sollte man einen Puls bekommen (Dauer abhängig von R3), den man auswerten könnte.
Die Details hängen davon ab, wie deine Klingel wirklich geschaltet ist.
Man wäre allerdings gut beraten, sich die Sache mit einem Oszi anzugucken.
Kann es sein, dass Dir jegliche Grundlagen fehlen? Das ist alles
Quatsch, weil die Leitung zum Taster keinen verwertbaren Strom liefert.
Die ist recht hochohmig und sobald Du da eine Last anklemmst, wird der
Gong zum Dauerdudler. Etwas in Reihe zum Taster wird auch in die Hose
gehen, weil kaum Strom fließt und die Spannung gering ist.
Die Methoden 1 und 2 habe ich ja bereits in Frage gestellt. Es wurde hier aber diskutiert und habe ich deshalb aufgenommen.
Ich sehe nur einen Weg: Der Klingeltester wird vom Gong getrennt und
direkt an den ESP geklemmt. Ein Ausgang des ESP steuert den Optokoppler,
oder besser ein Kleinrelais, was dann der Taster am Gong ist.
Stimmt den Weg habe ich vergessen. Dies ist aber für mich nicht zuverlässig genug. Wenn der ESP mal den Geist aufgibt, würde die Klingel nicht mehr funktionieren.
Du könntest über Kondensatoren an den Taster gehen. In dem Moment, wo
der Taster gedrückt wird, bricht über dem Taster die Spannung zusammen
und entsprechend sollte man einen Puls bekommen (Dauer abhängig von R3),
den man auswerten könnte.
Das klingt schonmal sehr interessant. Ich werde mir die Schaltung nochmal im Detail ansehen. Danke :)
Der "Pulldown" bzw. der Strom bei gedrücktem Taster ist ja nach wie vor
geheim...
Justin L. schrieb:
Ich habe mal ein Multimeter dazwischen geklemmt und dieses zeigt mir 0.5 mA
an. Allerdings löst auch hier schon der Gong nicht mehr aus.
Ich denke mal ich sollte das Geheimnis damit schon gelöst haben.
Der Strom ist doch eh egal, wenn man keinen Optokoppler an der Stelle verwenden will (weil der die Batterie leer saugen / unnötig Energie verplempern würde).
Die Schaltung von Rainer
Rainer W. schrieb im Beitrag #7958023:
Was heißt "dazwischen geklemmt". Das Multimeter im Strommessbereich soll den Taster überbrücken. Jedes Mal, wenn man den Taster derart überbrückt, muss es klingeln. Eventuell muss man in einen unempfindlicheren Messbereich schalten, damit der Spannungsabfall über dem Multimeter nicht zu hoch wird.
Das Multimeter im Strommessbereich soll
den Taster überbrücken.
Genau das habe ich getan, aber der Innenwiderstand meines Multimeters scheint auch im kleinsten Messbereich zu hoch zu sein, sodass die Klingel nicht auslöst.
Das Multimeter im Strommessbereich soll
den Taster überbrücken.
Genau das habe ich getan, aber der Innenwiderstand meines Multimeters
scheint auch im kleinsten Messbereich zu hoch zu sein, sodass die
Klingel nicht auslöst.
Gerade im kleinsten Bereich ist der Innenwiderstand hoch!
sorry habe nur die ersten paar Kommentare gelesen und nicht alles ... aber mir wäre gleich beim ersten Bild ein Reed-Relay eingefallen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Reed-Relais
Einfach in die Leitung der Klingel klemmen. Bei Stromfluss zieht das Relay an und am ESP habe ich dann zwei Kontakte zur Verfügung.
Man muss nur das passende Reed-Relay aussuchen ...
Auf jeden Fall löst die Klingel auch im kleinsten Messbereich nicht aus.
Was meinst du mit "kleinstem Messbereich" - "Messbereich mit den wenigsten mA" oder "geringste Empfindlichkeit"?
Falls die Klingel auch im 2A Messbereich (oder was auch immer dein Messgerät kann) nicht auslöst, ist vielleicht die Sicherung in deinem Messgerät durchgebrannt.
Der Widerstand des Messgerätes in den verschiedenen Strommessbereichen sollte in den technischen Daten aufgeführt sein.
Ich sehe nur einen Weg: Der Klingeltester wird vom Gong getrennt und
direkt an den ESP geklemmt. Ein Ausgang des ESP steuert den Optokoppler,
oder besser ein Kleinrelais, was dann der Taster am Gong ist.
Stimmt den Weg habe ich vergessen. Dies ist aber für mich nicht
zuverlässig genug. Wenn der ESP mal den Geist aufgibt, würde die Klingel
nicht mehr funktionieren.
Das kann man mit einem zusätzlichen Relais lösen, was bei Ausfall des ESP den Taster umschaltet.
Welches Sicherheitsniveau gemäß Maschinenrichtlinie muß denn erfüllt werden?
Ich hätte da auch noch eins, ohne Schaltplan: Einen N LowLevel MOS-FET über den Taster. Solange da Spannung liegt, ist der offen. Man muß gucken, bis zu welcher Spannungs-Untergrenze der Gong noch spielt und ob der FET da noch offen genug ist.
Der Gong ist, wie schon richtig vermutet wurde, batteriebetrieben.
Damit ist der Drops doch schon gelutscht, denn dann hat der Gong mit einiger Wahrscheinlichkeit keine gemeinsame Masse mit dem ESP.
Einfach das negativere Potential am Taster auf ESP-GND legen und das positivere über einen Schutzwiderstand von ein paar hundert Ohm an einen GPIO. Zusätzliche in kleiner Kondensator (ein paar nF) von dem GPIO nach GND erhöht die Sicherheit gegen eine Fehlauslösung durch ESD.
Damit ist der Drops doch schon gelutscht, denn dann hat der Gong mit
einiger Wahrscheinlichkeit keine gemeinsame Masse mit dem ESP.
Einfach das negativere Potential am Taster auf ESP-GND legen und das
positivere über einen Schutzwiderstand von ein paar hundert Ohm an einen
GPIO. Zusätzliche in kleiner Kondensator (ein paar nF) von dem GPIO nach
GND erhöht die Sicherheit gegen eine Fehlauslösung durch ESD.
Verbinde den IN-Eingang des Gong mit GND des ESP32 und die +3V des Gong
über eine Schutzschaltung mit einem Eingang des ESP32.
Taster gedrückt = L, Taster offen = H.
Ganz bescheuerte Idee:
Man könnte den Klingeltaster durch einen 2xEIN-Taster ersetzen. Dann hat man zwei potentialgetrennte Stromkreise, und müsste sich keinen Kopf um irgendwelche Spannungen machen (außer denen für die der Taster ausgelegt ist).
Der Gong ist, wie schon richtig vermutet wurde, batteriebetrieben.
Dementsprechend sind Lösungen, die dauerhaft Leistung benötigen
ungeeignet, solange diese merkbar die Batterielaufzeit verringert.
OK kann meinen Beitrag davor nicht mehr löschen.
Also muß ein geringer Strom am Klingeltaster vorbei geleitet werden um festzustellen das der Taster nicht gedrückt ist durch Messung der Spannungsdifferenz. Einen Tod muß man immer sterben, das Konzept ist brocken by Design
Also muß ein geringer Strom am Klingeltaster vorbei geleitet werden um
festzustellen das der Taster nicht gedrückt ist durch Messung der
Spannungsdifferenz.
Du vergisst, dass MOSFETs ein isoliertes Gate besitzen und spannungsgesteuert sind. Es gibt also Alternativen zu deinem vorbeigeleiteten Strom.
Also muß ein geringer Strom am Klingeltaster vorbei geleitet werden um
festzustellen das der Taster nicht gedrückt ist
Naja, was so ein GPIO, das PCB und die Verkabelung durch die endlichen Isolationswiderstände halt an Leckströmen zieht. Ganz sicher deutlich unter 1nA.
Also muß ein geringer Strom am Klingeltaster vorbei geleitet werden um
festzustellen das der Taster nicht gedrückt ist durch Messung der
Spannungsdifferenz.
Du vergisst, dass MOSFETs ein isoliertes Gate besitzen und
spannungsgesteuert sind. Es gibt also Alternativen zu deinem
vorbeigeleiteten Strom.
Ich würde mich nicht darauf verlassen wollen, dass ein Eingang des ESP ebenso sicher stromfrei ist wie ein diskreter FET. Was tut der ESP, wenn die Batterie des Gongs in Richtung Leer geht, wird High noch erkannt?
Was tut der ESP, wenn
die Batterie des Gongs in Richtung Leer geht, wird High noch erkannt?
Ja. Selbst wenn der Gong wegen der ausgelutschten Batterie schon sehr lange nicht mehr funktioniert, würde es immer noch locker ausreichen, um vom ESP aus den Tasterzustand sicher erkennen zu können.
Man könnte sogar fast auf die Idee kommen, einfach den ESP gongen zu lassen...
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