Fehlersuche - Platine ESP 8266 - 5 Relais - 12 V NT

OP #6104628
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Hallo zusammen,

aktuell betreibe ich ein ESP8266 (Wemos D1 Mini) zur Steuerung von fünf 
12 V Verbrauchern (1 x Pumpe, 4 x Magnetventile) als Blumengießanlage 
auf einer Lochrasterplatine. Relativ unspektakulär und funktional, aber 
unansehnlich.

Das Projekt soll nun die nächste Stufe erreichen (Platinendesign und 
Gehäuse aus Holz mittels CNC-Fräse), was für mich überwiegend Neuland 
ist. Dazu habe ich mit EasyEDA eine Platine entworfen. 
(https://easyeda.com/bod955/giessomat) Das Konzept: ESP soll aufgesteckt 
und bei Bedarf mit neuer Software aufgespielt oder gänzlich getauscht 
werden können.

Auf der Lochrasterplatine verwende ich teilweise andere Teile:
5 x Transistor  PN2222A
5 x 220 Ohm Widerstand

Nun zum Problem: Die Platine scheint Fehler zu haben, die sich wie folgt 
äußern:
Der ESP startet, schaltet die Relais mit HIGH (3.3 V) durch. Wenn die 
Ausgänge auf LOW (0.09 - 0.2 V je nach Pin) sind, fangen einige Relais 
nach kurzer Zeit (unterschiedliche zwischen 1 - 5 min) zu klackern an, 
als würden sie angesteuert werden. Wenn ich die Platine nicht vom Strom 
nehme, endet das in einem toten ESP...

Ich habe größere Vorwiderstände getestet, selbiges Problem.
Der ESP läuft während dem Klackern einfach weiter und reagiert auf 
Signale, bis er schließlich irgendwann aufgibt.

Liegt es am anderen Transistor?
Habe ich beim Platinen-Design Fehler gemacht?
Können irgendwo Hotspots entstehen, die zu Fehlverhalten führen?

Ich freue mich auf die Rückmeldungen!

Viele Grüße und schönen Abend,
bod

Ansonsten: Ich bin offen für Ratschläge und Tipps was die Platine im 
Allgemeinen angeht. Ich werde diese wohl noch optimieren (Schalter für 
Stromzufuhr, Buttons zum manuellen Ansteuern der Relais).
Gast #6105106
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Das wird mehr eine allgemeine Kritik, weil so ganz konkret nicht sicher 
ist, was da falsch ist...

Du hast auf jeden Fall unnötig dünne Leiterbahnen. Die Platine ist doch 
riesig, da kannst du mit 2mm breiten Leiterbahnen arbeiten und hast noch 
Platz. Besonders da, wo hohe Strompulse fließen (Relaisansteuerung, 
Freilaufdiode).

Und ein Blick ins Datenblatt des 78S05 - soll der wirklich ohne 
Kondensatoren arbeiten?

Das könnte dein Problem lösen, denn dass da Störungen Chaos verursachen 
und den Regler durcheinander bringen, ist nicht ausgeschlossen. Muss 
aber nicht.

Mein nächster Schritt in der Fehlersuche wäre eine Brücke zwischen GND 
und Basis der Transistoren. Wenn die Relais dann immer noch schalten, 
ist auf der Leistungsseite etwas faul, wenn nicht, auf der Steuerseite.

Zum Schaltplan noch zwei Tipps:
- Benutze Power-Symbole (GND, VCC, 12V) statt alles zu verbinden. Deine 
GND-Schleife von der Hohlsteckerbuchse einmal um alles herum zum 78S05 
verwirrt nur unnötig.
- Gewöhn dir an, Bauteile und Baugruppen mit VCC nach oben und GND nach 
unten zu zeichnen bzw. zu belassen. Nicht so wie der 7805. Und auch bei 
den Freilaufdioden musste ich 5x die Verbindungen nachverfolgen, bis ich 
gesehen habe, dass sie nicht die Relaisspulen kurzschließen.

MfG, Arno
OP #6105794
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Hallo zusammen,

Rock R. schrieb:
> Google mal: 7805 Kondensatoren

Arno schrieb:
> Und ein Blick ins Datenblatt des 78S05 - soll der wirklich ohne
> Kondensatoren arbeiten?
>
> Das könnte dein Problem lösen, denn dass da Störungen Chaos verursachen
> und den Regler durcheinander bringen, ist nicht ausgeschlossen. Muss
> aber nicht.

Jörn P. schrieb:
> Abgesehen davon sehe ich keine Kondensatoren am Regler.

Der Fehler lag an den fehlenden Kondensatoren. Nur ein 
Pull-Down-Widerstand tat es nicht.

Danke vor allem an Arno für die Tipps. Für die Zukunft werde ich 
Konventionen für das Erstellen von Schaltungen beachten und mich 
allgemein ausgiebiger mit elektronischen Schaltungen auseinander setzen.

Die Kritik am Link zu einer externen Seite kann ich nicht ganz 
nachvollziehen, aber akzeptieren. Daher werde ich Dokumente auch in 
Zukunft direkt hier hochladen.

Vielen Dank an alle, die sich beteiligt haben.
Ich setze mich mal ran :)

Schönen Abend,
Max
Gast #6107155
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Warum machst du R1 so klein?
Mit dem Basisstrom gehst du unnötig an den Maximalwert des GPIO.

Das Relais HF49FD-05 zieht einen Strom von 25mA. Selbst wenn man für den 
BC817 mit einer worst-case Stromerstärkung von nur 50 rechnet, reicht 
ein viertel des Basisstromes voll aus.
Gast #6107163
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Wolfgang schrieb:
> Das Relais HF49FD-05 zieht einen Strom von 25mA. Selbst wenn man für den
> BC817 mit einer worst-case Stromerstärkung von nur 50 rechnet, reicht
> ein viertel des Basisstromes voll aus.

Allerdings rechnet man mit 10-20, man will ja auch 12V am Relais haben 
und nicht zur 7V (hFE wird meist bei einer UCE von 5V spezifiziert).
Gast #6107218
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MaWin schrieb:
> Allerdings rechnet man mit 10-20, man will ja auch 12V am Relais haben
> und nicht zur 7V (hFE wird meist bei einer UCE von 5V spezifiziert).

Die Relaisspule hängt lt. Schaltplan an 5V.
Die Spannung an den Relaiskontakten ist doch egal ;-)
Und jetzt kannst du mal aus Fig. 7 U_CE bei 25mA ablesen ...

Wenn im Datenblatt steht, dass der hFE bei 1V spezifiziert ist, glaube 
ich das erstmal (S.7).
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/BC817_SER.pdf

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