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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Projekt: "Amazon Dash-Button" auf ESP8266-Basis


Autor: Oyoyo (Gast)
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Hallo zusammen,

ich hätte gerne ein paar "Amazon Dash-Button"-ähnliche WiFi-Buttons.

Statt Original Amazon Dash-Buttons zu verwenden und zu hacken, möchte 
ich dafür allerdings lieber eine eigene Schaltung/Platine auf 
ESP8266-Basis entwickeln, aus folgenden Gründen:

- Es ist zwar durchaus möglich, Amazon Dash-Buttons durch irgendwelche 
Hacks zweckzuentfremden; aber diese Hacks sind entweder unnötig 
umständlich, wenn sie nicht auf Firmware-Ebene ansetzen (da wird dann 
das Netzwerk permanent auf bestimmte Pakete gemonitored), oder, wenn sie 
tatsächlich mal auf Firmware-Ebene ansetzen, (zumindest meinem 
bisherigen Eindruck nach) noch immer nicht sonderlich weit 
fortgeschritten, sondern meist auf "eine LED blinken lassen"-Niveau
- Ein Dash-Button ähnlicher WiFi-Button auf ESP8266-Basis sollte 
grundsätzlich auch günstiger herzustellen sein als die Amazon-Hardware
- Amazon Dash-Buttons gibt es hierzulande regulär nur für Amazon 
Prime-Kunden zu kaufen; wer nicht Prime-Kunde ist, kommt nur auf Umwegen 
an Dash-Buttons heran (oder muss die AWS-Versionen benutzen, die gleich 
20 Euro pro Stück kosten)
- Es ist nicht vorgesehen, das Dash-Button-Gehäuse zu öffnen, um bspw. 
die Batterie auszutauschen; es ist schwer bis unmöglich, das Gehäuse zu 
öffnen ohne es zu beschädigen

Mein persönlicher Eindruck ist, dass es da draussen etliche Leute wie 
mich gibt, die an einem besonders günstigen, Dash-Button ähnlichen 
WiFi-Button grundsätzlich Interesse hätten - weniger, um irgendwas auf 
Knopfdruck zu bestellen, sondern für die ganz unterschiedlichsten 
Anwendungsszenarien.

Ich wollte daher einfach mal anfragen, wer hier an so etwas ebenfalls 
Interesse hätte, entweder...
- als Mitstreiter, der bereit wäre mitzuhelfen so eine 
Schaltung/Platinenlayout zu entwickeln und (bei genug Nachfrage) später 
herzustellen
oder
- als reiner Interessent, der sagt: Wenn ihr es schafft, eine 
funktionsfähige Platine für soundsoviel Euro herzustellen, dann würde 
ich vermutlich soundsoviel Exemplare abnehmen

Ich habe bereits mal angefangen, eine entsprechende Schaltung zu 
entwerfen - ausser einem ESP12-F-Modul (bei Aliexpress ab ca. 1,50 Euro 
zu kaufen) besteht sie bislang nur aus fünf Widerständen, einer Diode 
und einem Taster (siehe Anlage - ist erst mal nur der relevante Teil der 
Schaltung, das eigentliche ESP-12-F-Modul und die Batterie selbst sind 
auf der Grafik nicht zu sehen).
In einem ersten Test hat diese Schaltung auch scheinbar korrekt 
funktioniert - aber ich bin einfach ein kompletter Anfänger was 
Elektronik und Schaltungsentwurf betrifft, daher ist die Schaltung im 
jetzigen Zustand garantiert noch reichlich suboptimal (um nicht zu 
sagen: vermutlich ziemlicher Schrott).

Am wichtigsten erscheint mir die Frage, wie man es schafft, dass die 
Schaltung im inaktiven Zustand möglichst wenig Strom verbraucht. In 
meinem angehängten ersten Schaltungs-Versuch habe ich versucht, das 
einzig und alleine über die CH_PD/Chip enable-Leitung zu machen; Diese 
Lösung benötigt fast keine Bauteile und verbraucht vglw. wenig Strom 
(mein Multimeter zeigte 2 µA im inaktiven Zustand an) - aber ich nehme 
mal an, das ist immer noch zu viel, und man sollte da lieber eine Lösung 
benutzen, wo man direkt die VCC-Zuleitung schaltet...

: Verschoben durch Moderator
Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

warum nicht den ESP in DeepSleep schicken und den Taster einfach an 
Reset?
Er sendet dann eben nach loslassen des Tasters und geht dann wieder 
schlafen.

Problem ist eher die Stromversorgung, was willst Du da nehmen?

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: kleiner_mann (Gast)
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Michael U. schrieb:

> warum nicht den ESP in DeepSleep schicken und den Taster einfach an
> Reset?

Yo

> Er sendet dann eben nach loslassen des Tasters und geht dann wieder
> schlafen.

Yo

> Problem ist eher die Stromversorgung, was willst Du da nehmen?

Ne,  siehst du da ein Problem?

So macht man es:

http://battery-life.of-things.de/battery-life-calculator.php

Youtube-Video "#58 ESP8266 Sensor runs 17 days on a coin cell/transmits data to sparkfun.com and ubidots.com"

"If it transmits every 2 minutes, it ran 26 hours on a small LIR2450 
button cell. If it would transmit each hour, it would last for 17 days 
and on 2 AA batteries 425 days."

Der kleine Mann macht das so.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

kleiner_mann schrieb:
>> Problem ist eher die Stromversorgung, was willst Du da nehmen?
>
> Ne,  siehst du da ein Problem?

Jaein. Die LIR2450 hat wohl um 100mAh Kapazität. Spannung ist bei 0,2C, 
also 20mA mit 3,7V angegeben, komplettes Datenblatt habe ich noch nicht 
gesucht.
Der ESP will aktiv rund 100mA, er macht ja außer senden nicht viel.
Li-IO erfordern einen Spannungsregler auf 3,3V. Preise sind auch nicht 
so toll.

Kommt ja auch darauf an, wie groß ein "Dash-Button" werden soll.
Der ESP läuft von 3,0-3,6V, vermutlich bei üblicher Raumtemperatur auch 
noch etwas unter 3V. Eine Li-Primärzelle würde also auch passen, 
vermutlich dürfte ein dicker Elko (Baugröße, Reststrom) die Spitzen 
abfangen müssen.

Ansonsten könnte man auch einfach die BT-China-Schlüsselfinder für 1€ 
nehmen, meine liegen hier noch ungetestet rum...

Ich hätte bei solche einem "Gerät" wenig Lust, daß der Akku leer ist, 
wenn ich es benutzen will oder ich noch was hätte, wo mir FHEM eine Mail 
schicken muß, weil mein Button keinen Strom mehr hat. ;)

Ich werde am Wochennede mal meine nächste Variante der 
ESP8266-PIR-Sensoren testen. Vielleicht experimentiere ich da mal mit 
Li-Zelle, wenn ich was geeignetes zur Hand habe.
An den beiden in Betrieb befindlichen ist jeweils eine 18650 dran, war 
eben gerade zur Hand. Die laufen schon etliche Wochen, vermutlich 10-20x 
am Tag ausgelöst. Akkuspannung zur Zeit gut 3.9V.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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> Ansonsten könnte man auch einfach die BT-China-Schlüsselfinder für 1€
> nehmen, meine liegen hier noch ungetestet rum...

Von denen habe ich hier selbst noch ca. ein halbes Dutzend rumliegen. 
Zwei oder drei verschiedene Modelle mit der Bezeichnung "iTag", die von 
Verpackung etc. ununterscheidbar sind. Die verbaute Platine 
unterscheidet sich aber gewaltig - das eine Modell hat irgendeinen Bug 
und funktioniert überhaupt nicht richtig; das andere Modell funktioniert 
zwar grundsätzlich, die Knopfzelle hält aber gerade mal 1-2 Tage - 
völlig unbrauchbar.
Falls Du Deine mal testest und damit zufrieden bist, wäre ich wirklich 
interessiert, wo genau Du Deine Exemplare her hast.

Grundsätzlich scheinen mir solche BT-Schlüsselfinder allerdings eh nur 
bedingt als Ersatz für WLAN-Buttons zu taugen, denn schliesslich braucht 
man dann immer noch ein weiteres, BT 4.0-fähiges Gerät als Gegenstelle.

Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> warum nicht den ESP in DeepSleep schicken und den Taster einfach an
> Reset?
> Er sendet dann eben nach loslassen des Tasters und geht dann wieder
> schlafen.
>
> Problem ist eher die Stromversorgung, was willst Du da nehmen?

Deep Sleep hatte ich ehrlich gesagt (zu voreilig?) ausgeschlossen, weil 
ich nach Lesen dieser Tabelle:
http://bbs.espressif.com/viewtopic.php?t=133
(bzw. 
http://bbs.espressif.com/download/file.php?id=177&...)
vermutete, dass dieser Modus einfach zuviel Strom verbraucht. Dort wird 
für den "Deep Sleep"-Zustand nämlich (immerhin) 10µA angegeben - für den 
"Power Off"-Zustand hingegen nur 0.5µA.

Als Stromversorgung hatte ich ursprünglich, der Einfachkeit halber, an 
zwei in Reihe geschaltete AA oder AAA-Batterien gedacht - das hatte ich 
schon in mehreren ESP8266-Projekten gesehen, das scheint grundsätzlich 
also zu funktionieren. Da Batterien Einweg-Artikel sind und ein 
Dash-Button sich 99,9% der Zeit ja im inaktiven Zustand befindet, bin 
ich davon ausgegangen, dass 10µA für Deep Sleep schlicht zuviel sind, 
weil bei ca. 2µA im inaktiven Zustand wie bei meiner Schaltung die 
Batterien dann ja fast fünfmal so lange halten sollten. Bzw., mit einer 
besseren/stromsparenderen Schaltung, hoffentlich nochmal ein Vielfaches 
davon.

Im Eröffnungsposting dieses Threads hier:
https://forum.makehackvoid.com/t/esp8266-operating...
hat übrigens Jemand mal versucht zu testen, bis zu welcher 
Minimalspannung der ESP8266 noch stabil läuft. Er schätzt ungefähr 2.5V.

Der Umwelt etc. zuliebe wäre eine Stromversorgung mit LiPos aber 
vermutlich sinnvoller, das sehe ich ein. Ideal wäre vermutlich, dass man 
für die Stromversorgung einfach die Wahl hat zwischen zwei in Reihe 
geschalteten AA/AAA-Batterien und einer LiPo-Zelle...

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

so, mal ein Schnellschuß...

Die 2,5V kann ich zumindest für meinen ESP8266-03 etwa bestätigen, 2,42V 
war der gemeldete neidrigste Wert von ESP.getVcc().

3x AAA o.ä. sollten also auch länger kein Problem sein.
Strommessung in Ruhe habe ich noch nicht, da muß ich anders messen. Der 
Spannungsabfall am Multimeter ist schon im 20mA Bereich so hoch, daß der 
ESP nicht mehr sauber startet.

Bei üblichen AAA wären 20µA in Ruhe rechnerisch rund 5 Jahre...
Laufzeit ist knapp unter einer Sekunde mit ca. 120mA nach Tastendruck.
Der Strom steigt allerdings schon beim Drücken von Reset auf ca. 15mA 
an, der Taster sollte also besser nicht klemmen. ;)

Mit 1s wären es also rund 0,033mAh. 10x drücken am Tag also 0,3mAh.
Ich würde da also auf möglichst übliche Primärzellen setzen.
Schnell gewechselt und preiswert.

Preiswerte Li-Zellen, wären fotobatterien wie z.B. die CR123A.
Hier noch der Testsketch, nicht wundern, daß PIR drin ist...
MQTT ist bei mir für solche Sachen generell das Protokoll der Wahl.
/*--------------------------------------------------
v1.0 MSoft 18.06.2016
ESP8266-03 8MBit-Flash: 1M(64k SPIFFS), QIO, NodeMCU
--------------------------------------------------*/

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

ADC_MODE(ADC_VCC);

//#define DEBUG


// MQTT
const char* ssid = "xxxxxxxx";
const char* password = "xxxxxxxx";
const char* mqtt_server = "192.168.0.99";

void WiFiStart(void);

WiFiClient espClient;
PubSubClient mqttclient(mqtt_server,1883,0,espClient);

void setup()
{  
#ifdef DEBUG
  Serial.begin(74800);
  Serial.println("");
  Serial.println("Reset");
#endif

  WiFi.config(IPAddress (192,168,0,138), IPAddress (192,168,0,1), IPAddress (192,168,0,1));
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);

#ifdef DEBUG
  Serial.print("WiFi");
#endif

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {

#ifdef DEBUG
    Serial.print(".");
#endif

    delay(50);
  }  

#ifdef DEBUG
  Serial.println("connect");
  Serial.print("MQTT");
#endif

  mqttclient.connect("ESP-PIR-3");                // clientID,willTopic,willQoS,willRetain,willMessage

  String output = String(ESP.getVcc() / 1000.0,2); 
  mqttclient.publish("PIR-3/Spannung", output.c_str());
//  delay(100);
   
  ESP.deepSleep(0, RF_DEFAULT);       
  delay(100);
}

void loop()
{
}


Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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kleiner_mann schrieb:

> So macht man es:
>
> http://battery-life.of-things.de/battery-life-calculator.php

Danke für den Link, genau sowas habe ich eh mal gesucht. Schade nur, 
dass es da nur um LiPo-Zellen geht, hätte gerne auch mal entsprechende 
Werte für 2 AA/AAA-Zellen in Reihe gesehen.

Jedenfalls habe ich diesen Battery Life Calculator eben mal testweise 
ausprobiert, mit folgenden angenommenen Werten:
Inaktiver Zustand: 2µA Stromverbrauch
Aktiver Zustand: 170mAh Stromverbrauch, 5 Sekunden lang; Button wird 
einmal täglich aktiviert (86400 Sekunden).
Stromversorgung durch eine einzige 14500er LiPo-Zelle mit 600mAh.
Für diese Zahlen berechnet der Calculator, dass die LiPo-Zelle 1705 
Tage, also über 4,5 Jahre hält. Bei 10µA im inaktiven Zustand wären es 
immerhin auch noch 1036 Tage.

Sofern ich da bei der Berechnung nicht einfach einen Denkfehler hatte(?) 
erscheinen mir das absolut akzeptable Werte zu sein.
Wenn man eine LiPo-Zelle benutzt, braucht man aber auch noch zwingend 
einen 3.3V-Spannungsregler, oder? Wie stark steigt dadurch der 
Stromverbrauch im inaktiven Zustand an, kann man das ungefähr 
abschätzen?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Deine Rechnungen sollten schon soweit passen.
Was macht Dein ESP8266 5s lang mit 170mA?

WLAN-Connect, MQTT-Connect, absetzen der Message dauert keine Sekunde.
Mit QoS auf 1, wenn man die Bestätigung des Brokers haben will, etwas 
länger.
Stromverbrauch ist ca. 85mA mit WLAN aktiv ohne was zu machen, ca. 120mA 
im Durchschnitt hier, wo in der Wachzeit nur WLAN beschäftigt ist.

Regler bei meinen PIR ist z.Z. der MCP1703 weil er gerade da war. 
Ruhestrom ist mit 2µA angegeben.

Ich zumindest werde mal den Li-Fotobatterien nachgehen, habe nur keine 
hier rumliegen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:

> [...]

Super, Michael, da bin ich ja echt schon mal begeistert! :)

Was genau hast Du da jetzt für eine Schaltung benutzt? Einfach 2 
AAA-Batterien zur Stromversorgung, 1 ELKO als Stützkondensator, und ein 
Taster zwischen GND und RESET? Sind die nötigen Pullups/Pulldowns für 
GPIO0, GPIO2 und GPIO15 bereits auf dem ESP8266-03-Modul enthalten, oder 
sieht man die einfach auf dem Bild nicht?

Ich frage mich ja noch immer, ob es (aus Stromverbrauchs-Sicht) wirklich 
genügt, den ESP in den Deep Sleep zu schicken. Das würde das Ganze 
natürlich wirklich nochmal vereinfachen, und hätte natürlich auch den 
Vorteil, dass sich der ESP dann selbst aufwecken könnte... Wobei mir bei 
einem Dash-Button zumindest auf Anhieb keine wirklich sinnvolle 
Anwendung einfällt, wofür das praktisch wäre (Und die den damit 
verbundenen erhöhten Stromverbrauch rechtfertigen würde).

Aber ein anderer Gedanke, der mir eben noch kommt: Wenn man Deep Sleep 
benutzt, den Tester also mit dem Reset-Pin verbindet - dann ist es aber 
auch nicht mehr möglich, den Taster während des Betriebs nochmal zur 
Eingabe zu benutzen, weil man dann sofort wieder einen Reset auslösen 
würde, oder?

> Was macht Dein ESP8266 5s lang mit 170mA?

> WLAN-Connect, MQTT-Connect, absetzen der Message dauert keine Sekunde.
> Mit QoS auf 1, wenn man die Bestätigung des Brokers haben will, etwas
> länger.
> Stromverbrauch ist ca. 85mA mit WLAN aktiv ohne was zu machen, ca. 120mA
> im Durchschnitt hier, wo in der Wachzeit nur WLAN beschäftigt ist.

Was die 170mA betrifft: Da habe ich einfach mal den maximalen Wert aus 
der oben verlinkten Tabelle genommen, es ging mir eh nur um einen 
Schätzwert.
Ähnlich bei den 5 Sekunden: Das war einfach eine grobe Schätzung, wie 
lange mein ESP8266 ungefähr für WLAN-Connect, Zuweisung einer IP per 
DHCP, MQTT-Connect und Absetzen einer MQTT-Message mit QOS braucht. Ich 
habe zwar nie die Zeit gestoppt, aber das war schon mehr als eine 
Sekunde. Daher habe ich mit 5 Sekunden einfach mal einen grosszügigen 
Worst Case-Schätzwert benutzt.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

GPIO15 hat hinten einen 15k gegen GND rangelötet bekommen, die anderen 
(wichtigen) incl. Reset haben vom ESP generell interne aktive PullUps 
zur Bootzeit.

Ruhestrom messe ich am Wochenende mal. Der ist mir auch nur in Grenzen 
wichtig, ob eine Batterie 5 Jahre, 3 Jahre oder nur 1,5 Jahr hält, ist 
mir relativ egal. Ich will nur nicht alle paar Wochen Batterien wechseln 
oder Akku laden.

DHCP kostet etliche Zeit, der Router muß ja erstmal antworten.
Ohne DHCP mit fester IP geht es wesenlich schneller.
MQTT-Broker läuft hier auf einem RasPi mit FHEM, der reagiert sehr 
schnell.

Taster als Eingabe geht da natürlich so nicht, das hätte ich da aber 
auch im Moment nicht vor.

Ich habe jetzt mal den PIR rangehängt, allerdings an Enable wegen des da 
passenden Pegels.

Macht auch, was er soll, beim PIR (HC-SR501) natürlich Spannungsregelr 
runter und die Diode gebrückt, so daß er auch mit den 3V läuft.
Da kann ich dann wenigstens in FHEM mal schnell schauen, wann er sich 
das letzte Mal mit welcher Spannung gemeldet hat.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:

> GPIO15 hat hinten einen 15k gegen GND rangelötet bekommen, die anderen
> (wichtigen) incl. Reset haben vom ESP generell interne aktive PullUps
> zur Bootzeit.

Wie, der ESP8266 braucht gar keine externen Pullups für GPIO0 und GPIO2, 
um von Flash zu booten?!?

> Ruhestrom messe ich am Wochenende mal. Der ist mir auch nur in Grenzen
> wichtig, ob eine Batterie 5 Jahre, 3 Jahre oder nur 1,5 Jahr hält, ist
> mir relativ egal. Ich will nur nicht alle paar Wochen Batterien wechseln
> oder Akku laden.
>
> DHCP kostet etliche Zeit, der Router muß ja erstmal antworten.
> Ohne DHCP mit fester IP geht es wesenlich schneller.
> MQTT-Broker läuft hier auf einem RasPi mit FHEM, der reagiert sehr
> schnell.

Bei den Anwendungsfällen, die ich persönlich momentan im Kopf habe, ist 
es etwas anders, denn in denen wird der Dash-Button teilweise nur sehr 
selten betätigt.
Beispielsweise möchte ich meinem pflegebedürftigen Vater einen 
WiFi-Button als Notruf-Taster um den Hals hängen, der mich und andere 
Angehörige informieren kann. Wenn der mal wieder in der Wohnung stürzt, 
dann kommt er nicht mehr hoch - das passiert, wenn's hochkommt, aber 
Gott sei Dank maximal einmal im Monat.
Daher lag mein Augenmerk bislang vor Allem auf dem Stromverbrauch im 
inaktiven Zustand...

> Taster als Eingabe geht da natürlich so nicht, das hätte ich da aber
> auch im Moment nicht vor.

Kann man sicher auch drauf verzichten, erschien mir einfach als 
potentiell recht nützliches Feature - schon deshalb, weil man dann mit 
einem einzigen Button zwischen mehreren Aktionen wählen könnte.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Oyoyo schrieb:
> Wie, der ESP8266 braucht gar keine externen Pullups für GPIO0 und GPIO2,
> um von Flash zu booten?!?

ich müßte jetzt Datenblatt- oder Bestückungsstudien betreiben, um sicher 
zu gehen.
Die von mir bisher benutzten Module (ESP8266-01, -03, -07, -12E und -12F 
jedenfall brauchen extern keine.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:

> ich müßte jetzt Datenblatt- oder Bestückungsstudien betreiben, um sicher
> zu gehen.
> Die von mir bisher benutzten Module (ESP8266-01, -03, -07, -12E und -12F
> jedenfall brauchen extern keine.

Interessant, muss ich bei Gelegenheit doch mal ausprobieren...
Habe eben mal den Schaltplan des ESP-12F-Moduls angeschaut - da sind 
zumindest keine integrierten Pullups für diese Pins zu sehen, die werden 
offenbar 1:1 vom ESP8266EX nach aussen durchgeleitet.

Andere Frage: Wie gross sollte der Stützkondensator bei 
Akku/Batterie-Betrieb wohl dimensioniert sein, kann man das 
ausrechnen/abschätzen?

Autor: kleiner_mann (Gast)
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Oyoyo schrieb:
> .. braucht man aber auch noch zwingend
> einen 3.3V-Spannungsregler, oder?

HT7333 voltage regulator
Beispiel: 
http://www.aliexpress.com/item/10PCS-HT7333-A-SOT8...

Datenblatt studieren und in die ( guter Ansatz ) Rechnung mit einbauen.

Autor: Oyoyo (Gast)
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kleiner_mann schrieb:

> HT7333 voltage regulator
> Beispiel:
> 
http://www.aliexpress.com/item/10PCS-HT7333-A-SOT8...
>
> Datenblatt studieren und in die ( guter Ansatz ) Rechnung mit einbauen.

Danke für den Hinweis. Preislich ist das ja echt okay, zumindest wenn 
man bei Ali bestellt.
Als 3.3V Spannungsregler habe ich bislang immer LD1117/AMS1117 benutzt - 
meine aber irgendwo gelesen zu haben, dass die für Batteriebetrieb eher 
ungeeignet sind, weil sie im Leerlauf vglw. viel Strom verbraten würden, 
und es da bessere Alternativen gäbe. Gilt der von Dir verlinkte 
Spannungsregler als so eine gut geeignete Alternative?

Eine andere Lösung, die ich irgendwo gesehen habe: Da hat Jemand einfach 
den Spannungsabfall einer Diode benutzt. Das erschien mir auf Anhieb 
recht clever, weil eine LiPo-Zelle ja 3,7V Nennspannung und eine 
Ladeschlussspannung von 4,2V hat. Bei einer Diode mit 0,7V 
Spannungsabfall käme man damit auf 4,2 - 0,7 = 3,5V Spannung im voll 
geladenen Zustand, und 3,7 - 0,7 = 3,0V Spannung wenn die Spannung der 
LiPo-Zelle auf Nennspannung abgesackt ist. Das scheint mir ziemlich 
perfekt zur empfohlenen Betriebsspannung des ESP8266 zu passen, die in 
den Datenblättern (wie ich mittlerweile nachgeschaut habe) mit 3,0V - 
3,6V angegeben wird...
Diese Lösung erscheint mir auf den ersten Blick auch den Vorteil zu 
haben, dass man über die Abfrage der VCC-Spannung per Software 
vermutlich den aktuellen Ladezustand des Akkus besser einschätzen kann - 
denn ein 3.3V-Spannungsregler wird ja vermutlich die ganze Zeit 3.3V 
melden, und erst wenn der Akku schon fast leer ist, unter 3.3V absinken, 
oder?

Autor: Chr. M. (snowfly)
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Der ESP32 soll doch bald kommen.
Bezüglich Stromsparen kann der einiges mehr soviel ich gelesen habe.

Du könntest dir auch mal die Selbstabschaltung vom Transistortester
anschauen.
Bei meinem hält der 9V Block nun schon 3 Jahre.

Grundsätzlich bin ich allerdings der Meinung solche Knöpfe
müssen ihre eigene Energie erzeugen um brauchbar zu sein.
Mich nerven schon ständig die Rauchmelder.

Autor: Dirk K. (dekoepi)
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Der HT73xx war nicht so der Knaller.

Zum Stromsparen aus der Praxis mal hier:
http://blog.koepi.info/2016/08/further-improving-p...

Die unterschiedlichen LDOs angetestet hier:
http://blog.koepi.info/2016/09/power-supply-for-cs...

Der HT78xx war schon besser, aber bislang bleibt der MCP1700 
nonplusultra.
Die 3,0V-Varianten funktionieren hervorragend und lassen die Nutzung des 
vollen LiIon-Spannungsbereiches (3,0-4,2V) zu.

Der Quatsch mit der Diode ist hier im konkreten Fall ebensolcher - 
Quatsch. Der Spannungsabfall ist lastabhängig. Im DeepSleep beträgt der 
nur noch 0,3V statt 0,7V. Du verschenkst zudem ordentlich Kapazität 
durch "Ende" bei 3,7V - da ist der LiIon noch halbvoll. Mach' es richtig 
mit sparsamen LDO. Der LM/AMS1117 verbrät im Leerlauf schon 5mA+. Da 
sind die 1-2µA der ordentlichen Regler deutlich besser für den 
Batteriebetrieb.

: Bearbeitet durch User
Autor: Toralf W. (willi)
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Moin,

man könnte ja auch "Hardware deep stand by" machen.
Batterie -> P-Fet -> Regler (o.sonst was) -> ESP
Der ESP hält per GPIO den Fet on (solange er was zu tun hat), der Taster 
überbrückt zum starten nur kurz den Fet.

Das verbraucht dann überhaupt keine Energie mehr im stand by.

Autor: F. F. (foldi)
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Oyoyo schrieb:
> Autor:
>
>         Oyoyo (Gast)

Melde dich mal an. Deine Grundidee ist richtig gut.
Ich habe nur einen anderen Ansatz dazu.

Da ließe sich richtig Geld mit verdienen.

Oder melde dich mal per PN.

Würde mich heute Abend melden.

: Bearbeitet durch User
Autor: kleiner_mann (Gast)
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@TO

Muss für deinen Zweck der ESP  "deepend sleep" Aufgaben erledigen?

Du brauchst eigentlich überhaupt kein Deep Sleep.
Mach doch einfach ein Brückenglied mit Selbsthaltung über ein GPIO in 
deine Schaltung, die den ESP dann mit Power versorgt. Sobald die Aufgabe 
erledigt ist, "switched" der GPIO zurück und das Brückenglied ( Reseter, 
HoldOnRelaise, oder was auch immer deine Vorzüge sind "Brückenglied" 
steht hier für alles mögliche ) trennt die ganze Schaltung vom Supply.

Dein Dash Button ist dann "Einschalter" und "SendButton" zugleich.

Taster gedrückt:
-> der ESP startet
-> Connect Wifi  Router  Internet
-> setzt seinen Vorkonf. Button Click ab
-> schaltet über GPIO das Brückenglied wieder zurück
-> der ESP ist aus und bleibt aus bis zum nächsten Click

Es wird nur Strom verbraucht, wenn der ESP startet,
sobald er sich wieder ausschaltet, ist die Schaltung auch
ohne Verbrauch. Es gibt keinen Standby.

Du drückst und stösst damit den "Firmware" Prozess an und lässt den 
Prozess einfach selber seinen Lauf, auch das Ausschalten folgt 
automatisch.

Stell dir das einfach vor:
Power an , der ESP läuft
Power aus, der ESP ist aus, kein Deep Sleep, kein Standby.

Du schaltest also nicht nur den Power EN sondern auch den Vcc.
Nur den Power En zu schalten wäre wieder Standby, DeepSleep, 
Hintergrundaktivitäten und somit "Stromverbrauch".

Für einen "Dash Button" braucht es keinen Deep Sleep, es sei denn, du 
brauchst RTC.

Autor: kleiner_mann (Gast)
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Toralf W. schrieb:
> Moin,
>
> man könnte ja auch "Hardware deep stand by" machen.
> Batterie -> P-Fet -> Regler (o.sonst was) -> ESP
> Der ESP hält per GPIO den Fet on (solange er was zu tun hat), der Taster
> überbrückt zum starten nur kurz den Fet.
>
> Das verbraucht dann überhaupt keine Energie mehr im stand by.

Sry - Oh - den Beitrag habe ich übersehen.
Genau so.

Autor: kleiner_mann (Gast)
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F. F. schrieb:

> Melde dich mal an. Deine Grundidee ist richtig gut.
> Ich habe nur einen anderen Ansatz dazu.
>
> Da ließe sich richtig Geld mit verdienen.

LoL

Die sind jetzt alle reich:

13 Mai 2015:
http://hackaday.com/2015/05/13/an-amazon-dash-like...

und auch die anderen:
https://hackaday.io/project/5673-esp8266-dash-button
https://github.com/DeqingSun/ESP8266-Dash-Button
https://www.hackster.io/noelportugal/esp8266-ifttt...

und weitere mehr.

Autor: Michael L. (michaelx)
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Michael U. schrieb:
> Hallo,
>
> warum nicht den ESP in DeepSleep schicken und den Taster einfach an
> Reset?
> Er sendet dann eben nach loslassen des Tasters und geht dann wieder
> schlafen.

Warum nicht mit dem Taster die Versorgung des ESP einschalten, und über 
eine Selbsthaltung vom ESP so lange den Taster überbrücken, bis er seine 
Arbeit getan hat, und dann schaltet er sich selbst wieder ab.

Grüße

Autor: Dirk K. (dekoepi)
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DeepSleep ist getestet und erprobt. Man kann Daten im RTC-Speicher 
ablegen und nach dem Aufwachen wiederverwenden. Verbindungsaufbau im 
WLAN so deutlich fixer als aus dem Kaltstart (selbst mit statischer IP 
sind das >2,5s vs 600ms). Dafür kann ich seeehr lange DeepSleep machen. 
Selbsthaltung könnte etwas frickelig werden, da der ESP so 100-150ms zu 
aufwachen braucht - und da wäre der FET dann im Zweifel wieder "zu". 
Nicht unlösbar.

: Bearbeitet durch User
Autor: Michael L. (michaelx)
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@Dirk Kam mir in den Sinn, weil ich das schon für dieverse kleine Geräte 
so realisiert hab. Aber ok, wenn du das schon durchgerechnet hast, dann 
ist in deisem Falle halt nicht brauchbar.

Danke.

Autor: Oyoyo (Gast)
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Toralf W. schrieb:
> Moin,
>
> man könnte ja auch "Hardware deep stand by" machen.
> Batterie -> P-Fet -> Regler (o.sonst was) -> ESP
> Der ESP hält per GPIO den Fet on (solange er was zu tun hat), der Taster
> überbrückt zum starten nur kurz den Fet.
>
> Das verbraucht dann überhaupt keine Energie mehr im stand by.

Genau so etwas erscheint mir instinktiv auch die letztlich ideale Lösung 
zu sein, im Sinne der Minimierung des Stromverbrauchs im inaktiven 
Zustand.

Nur leider sind jegliche Transistor-, FET- etc. -Schaltungen für mich 
immer noch ein Buch mit sieben Siegeln - die Schaltung im 
Eröffnungsposting war im Grunde mein Versuch einer "poor 
man's"-Umsetzung des gleichen Grundgedankens, ohne tatsächlich eine 
Transistor-/FET-Schaltung einsetzen zu müssen, von der ich keine Ahnung 
habe ;-) .

@kleiner_mann:
Die von Dir geposteten Links zu vergleichbaren Projekten scheinen fast 
alle die gleiche Schaltung zu beschreiben, nämlich die hier:
https://github.com/DeqingSun/ESP8266-Dash-Button
Das ist aber auch wirklich ein sehr interessantes Projekt, das meinen 
Vorstellungen schon sehr nahe kommt. In diesem Projekt wird, soweit ich 
das beurteilen kann, auch tatsächlich so eine oben erwähnte Schaltung 
benutzt, um den Stromverbrauch im inaktiven Zustand zu minimieren.
In der Anlage dieses Postings findet sich eine Grafik mit der dort 
verwendeten "Selbsterhaltungsschaltung"; über GPIO12 wird offenbar die 
Selbsterhaltung gesteuert, über GPIO14 wiederum kann offenbar der 
Zustand des Tasters abgefragt werden, wenn ich das richtig sehe?. Nur, 
wie das Ganze im Detail funktioniert, die Funktion jedes einzelnen 
Bauteils etc., verstehe ich einfach nicht 100%ig... :-(

@Alle:
Mich würde ja übrigens mal interessieren, was für persönliche 
Feature-Wünsche/-Ideen andere Leute an die Hardware so eines 
WiFi-Buttons hätten.
Bei mir z.B. wäre das:
- Taster ist während des Betriebes auch als Eingabegerät verwendbar 
(z.B. um in einen "Konfigurationsmodus" zu schalten oder um zwischen 
mehreren Aktionen zu wählen)
- eine RGB-LED zur Anzeige (praktisch für visuelles Feedback etc., und 
bspw. eine 5050 RGB LED gibt's bei Aliexpress für unter 2 Cent pro 
Stück)
- evtl. noch ein Photowiderstand oder etwas ähnliches (zur besonders 
einfachen Konfiguration bspw. der WLAN-Zugangsdaten, ähnlich, wie der 
Original Amazon Dash-Button über sein integriertes Mikrofon konfiguriert 
werden kann. Der WiFi-Button könnte dann z.B. umkonfiguriert werden, 
indem man ihn an einen Computer-/Smartphone-Bildschirm hält, der die zu 
konfigurierenden Daten als "Blink-Folge" kodiert ausgibt. Erscheint mir 
als potentiell sehr nützliches, und gleichzeitig sehr günstig 
umzusetzendes Feature, denn Photowiderstände gibts bei Aliexpress schon 
für unter 3 Cent das Stück)

Autor: Ludwig (Gast)
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Na das ist ja ein super Projekt!

Ich würde gerne 20 Teile (oder mehr) -zu einem leistbaren Betrag- 
nehmen.

Meine Vorstellung wäre, je Produkt einen Datensatz an einen Raspberry Pi 
zu senden, um eine Einkaufsliste zusammen zu stellen.

Die Idee von Amazon finde ich gut, aber ich kann Amazon nicht leiden und 
hätte gerne eine Enkaufsliste, wo ich mir den Laden selbst ausuchen 
kann.

Gruß
Ludwig

Autor: 345gtdg (Gast)
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Was ich an der Schaltung nicht verstehe:
Wenn der Schalter gedrückt wird, schaltet Q1 durch und Vcc == Vbat.
Damit Q1 nicht wieder sperrt, muss der uC schnell genug Q2 durchschalten 
um das Gate von Q1 auf GND zu halten.

Wenn man nun zu schnell/kurzt drückt, dürfte das nicht funktionieren, 
oder?

Autor: Oyoyo (Gast)
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345gtdg schrieb:
> Was ich an der Schaltung nicht verstehe:
> Wenn der Schalter gedrückt wird, schaltet Q1 durch und Vcc == Vbat.
> Damit Q1 nicht wieder sperrt, muss der uC schnell genug Q2 durchschalten
> um das Gate von Q1 auf GND zu halten.
>
> Wenn man nun zu schnell/kurzt drückt, dürfte das nicht funktionieren,
> oder?

Ich schätze ja, der Taster muss bei dieser Schaltung wohl zumindest so 
lange gedrückt werden, wie der ESP8266 vom Anlegen der Betriebsspannung 
bis zur Codeausführung braucht.
Müsste man wirklich mal in der Praxis testen, instinktiv würde ich aber 
vermuten dass das kein sooo grosses Problem darstellt:
- letztlich dauert das nicht allzu lange, und die Betätigung des Tasters 
braucht ja auch eine gewisse Zeit
- In der Regel wird man ja über eine LED Feedback geben - sobald die 
Code-Ausführung beginnt und die Stromzufuhr per Software aktiviert 
wurde, lässt man eine Status-LED aufleuchten - dann weiss man, dass man 
loslassen kann

Falls man dieses Problem vglw. einfach reduzieren oder gar eliminieren 
kann (z.B. mit einem zusätzlichen Kondensator oder so?), wäre es aber 
sicherlich sinnvoll, das auch zu tun.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Oyoyo schrieb:
> - In der Regel wird man ja über eine LED Feedback geben - sobald die
> Code-Ausführung beginnt und die Stromzufuhr per Software aktiviert
> wurde, lässt man eine Status-LED aufleuchten - dann weiss man, dass man
> loslassen kann

dann braucht es auch keinen zusätzlichen Aufwand. Taster in die 
Betriebsspannungsleitung und LED + Vorwiderstand an einen GPIO.
Taste drücken und festhalten bis die LED angeht und fertig.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:

> dann braucht es auch keinen zusätzlichen Aufwand. Taster in die
> Betriebsspannungsleitung und LED + Vorwiderstand an einen GPIO.
> Taste drücken und festhalten bis die LED angeht und fertig.

Das ist für mich keine Option, weil ich wie gesagt die Möglichkeit haben 
möchte, den Taster während des Betriebes zur Eingabe benutzen zu können; 
bspw. um zwischen mehreren Aktionen zu wählen.

Autor: Oyoyo (Gast)
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Das Projekt macht Fortschritte, ich habe mittlerweile mal den ersten 
Prototypen einer Platine entworfen (siehe Anlage).

Nun bin ich aber auf ein Phänomen gestossen, dass ich mir momentan nicht 
erklären kann. Die Schaltung im Eröffnungsposting verhält sich nämlich 
in der Praxis leicht anders, als man es instinktiv erwarten würde:
Es war zumindest bei meinem Breadboard-Testaufbau gar nicht nötig, den 
Button zumindest so lange gedrückt zu halten, bis nach dem Booten GPIO12 
auf high-Level gesetzt und so die Selbsthalte-Funktion aktiviert wird. 
Selbst, wenn ich ganz bewusst versucht habe, den Button so kurz wie nur 
irgend möglich zu betätigen, und GPIO12 zum Zeitpunkt des Loslassen 
definitiv noch nicht aktiviert war, schaltete sich die Schaltung nicht 
sofort wieder ab, sondern funktionierte jedes Mal tadellos - keine 
Ahnung, warum!?!

Als ich die Schaltung jedoch wie in der angehängten Grafik erweitert 
habe (mit den Intention, den High-Pegel von GPIO12 gleichzeitig als 
Spannungsquelle für einen Spannungsteiler am ADC zu nutzen), veränderte 
sich das Verhalten: Wenn man den Button zu kurz betätigt, und zum 
Zeitpunkt des Loslassens der Bootvorgang noch nicht so weit 
fortgeschritten ist, dass die Selbsthaltefunktion aktiviert wurde, 
zeigte sich das eigentlich erwartete Verhalten und der ESP schaltete 
sich sofort/vorzeitig ab.

Kann sich das irgendwer erklären? Und weiss vielleicht sogar eine 
leichte Lösung, wieder das unerwartete (aber letztlich noch 
vorteilhaftere) Verhalten zu erhalten?
Wenn ich als Spannungsquelle für die ADC-Schaltung einfach einen anderen 
GPIO-Pin nehme, dann funktioniert es wieder. Aber da GPIO12 durch die 
Selbsthaltefunktion ja eh permanent auf high-Level ist, würde ich 
ungerne noch einen weiteren GPIO-Pin verbraten, falls es sich vglw. 
einfach vermeiden lässt.

Autor: Oyoyo (Gast)
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Und noch eine Frage, die ich eben leider vergessen habe:
An GPIO15 schliesst man ja üblicherweise einen Pulldown-Widerstand an, 
damit der ESP8266 bei Start vom Flash bootet.
Wenn GPIO15 in der Schaltung sonst aber gar nicht benutzt wird - könnte 
man GPIO15 dann alternativ auch einfach direkt mit GND verbinden, oder 
gibt es dann irgendwelche Probleme/Nachteile?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

hast Du Dir das Verhalten von GPIO13 und GPIO12 zur Bootzeit mal 
angeschaut?
GPIO12/13/14 und 15 sind der Hardware-SPI des ESP. Vermutlich wirst Du 
tief in das SDK einsteigen müssen, um rauszufinden, was der ESP da 
treibt...

Damit ist auch die Frage zu GPIO15 beantwortet; wenn Du sicher bist, daß 
GPIO15 beim Booten nicht zeitweise auf Output High gesetzt wird, kannst 
Du ihn direkt auf GND legen.

Bisher habe ich nur GPIO4 und 5 als unbeeinflußt beim Booten gefunden.
Alle anderen haben entweder aktive Zusatzfunktionen für den Bootmode 
oder wackeln zumindest mal mit den Pegeln.

Ansonsten bleibt meine Anmerkung: ich habe GPIO0 und 2 noch nie mit 
externen PullUp beschaltet, bei keinem Modul.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
Autor: Oyoyo (Gast)
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Michael U. schrieb:

> Damit ist auch die Frage zu GPIO15 beantwortet; wenn Du sicher bist, daß
> GPIO15 beim Booten nicht zeitweise auf Output High gesetzt wird, kannst
> Du ihn direkt auf GND legen.

GPIO15 hat noch diverse andere Funktionen, ich werde da auf Anhieb nicht 
so richtig schlau draus. Aber der Tipp war trotzdem hilfreich, ich 
schliesse einfach mal ein Oszi an und schaue ob sich beim Booten was auf 
GPIO15 tut...

Und in noch einer Hinsicht hast Du mich damit auf eine interessante Idee 
gebracht: Ich werde morgen mal ausprobieren, zum Steuern der 
Selbsterhaltungs-Funktion GPIO16 statt GPIO12 zu benutzen. Deep Sleep 
plane ich ja eh nicht zu benutzen, und GPIO16 unterscheidet sich meines 
Wissens nach ja von allen anderen GPIOs dadurch, dass es standardmässig 
und auch schon direkt beim Booten auf Output high steht. Damit müsste 
es, falls ich nicht gerade einen Denkfehler habe, ja eigentlich perfekt 
zum Steuern der Selbsterhaltungsfunktion sein...

> Ansonsten bleibt meine Anmerkung: ich habe GPIO0 und 2 noch nie mit
> externen PullUp beschaltet, bei keinem Modul.

Das habe ich dank Deines Posting dann auch gleich mal an meinem Design 
geändert. Vielen Dank dafür, das hat mir im vorliegenden Fall echt 
geholfen.

Auch den Pullup am RESET-Pin lasse ich seitdem weg und lasse den 
Reset-Pin momentan einfach komplett unbeschaltet. Funktioniert bisher 
auch tadellos.

Autor: Nosnibor (Gast)
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Kann es sein, daß die GPIOs beim Reset erstmal auf "weak pull-up" gehen 
anstatt komplett hochohmig zu werden? Das würde erklären, warum GPIO12 
ohne weitere Beschaltung genug H-Pegel liefert, mit dem Photowiderstand 
dran aber nicht mehr (bzw. nur noch im Dunkeln).

Autor: Oyoyo (Gast)
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Nosnibor schrieb:
> Kann es sein, daß die GPIOs beim Reset erstmal auf "weak pull-up"
> gehen
> anstatt komplett hochohmig zu werden? Das würde erklären, warum GPIO12
> ohne weitere Beschaltung genug H-Pegel liefert, mit dem Photowiderstand
> dran aber nicht mehr (bzw. nur noch im Dunkeln).

Das klingt in der Tat plausibel - und jetzt, wo Du's sagst, meine ich 
auch, mal etwas in der Richtung gelesen zu haben... Danke für den guten 
Hinweis!

Autor: Christian S. (solder)
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Vielen Dank an alle für die Vorarbeit. Wie habt Ihr denn nun das 
Batterieproblem gelöst? Wenn der ESP bis 2,5V herunter arbeitet, müsste 
doch ein LiFePo4-Akku am besten gehen oder? Ich wollte einen in AA-Größe 
nehmen und zusammen mit dem ESP in solch' einen Kasten für 2xAA stecken:

Ebay-Artikel Nr. 161772668722

Ein Fach für die Zelle, das andere für die Schaltung.

Zur Quittung aber keine LED sondern (oder zusätzlich) einen 
Piezo-Summer, der einen kurzen Piep abgibt. Dann muss man nach dem 
Drücken gar nicht mehr hinsehen.

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