Ich möchte einen ESP8266 in einen Billig-Rauchmelder einbauen, in dem ein zum MC145012 kompatibler Rauchmelder-IC werkelt. Der ESP8266 soll vom 9V-Block des Rauchmelders mit Strom versorgt werden. Damit die Batterie dennoch möglichst lange hält, soll der ESP8266 nur dann überhaupt mit Strom versorgt werden, solange der Rauchmelder-Alarm aktiv ist bzw. Pin 7 des Rauchmelder-ICs ein high-Signal ausgibt. Dieser Ansatz wird in folgendem YT-Video thematisiert: https://www.youtube.com/watch?v=7ZcnPoZn_O0 Dort findet sich auch die angehängte Schaltung; die grundsätzliche Funktionsweise ist mir einigermassen klar; allerdings sind Transistoren, FETs etc. für mich immer noch ein Buch mit sieben Siegeln, daher hätte ich dazu ein paar Fragen... So möchte ich statt des dort vorgesehenen BC547 einen BC817-40 verwenden. Einerseits, weil ich den vorrätig habe; andererseits, weil ich mich frage, ob der BC547 überhaupt für den erforderten Strom geeignet ist. Nach Angaben die man im Netz findet, verbraucht der ESP alleine kurzzeitig schon über mindestens 300mA, evtl. sogar 400mA. Ist ein BC547 da überhaupt geeignet? Die diesbezüglichen Angaben in den BC547-Datenblättern verwirren mich irgendwie, hier (https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/BC546.pdf) bspw. wird als "Collector Current (Ic)" nämlich 100mA angegeben; hier (http://www.farnell.com/datasheets/59764.pdf) hingegen 500mA, und nur wenige Zeilen darüber ist von 300mA die Rede. Meistens finde ich zum BC547 aber 100mA als Angabe, was ja aber für den ESP eindeutig zu wenig sein müsste, trotzdem scheint die Schaltung aus dem YT-Video ja zu funktionieren. Wie erklärt sich das Alles? Das aber nur als grundsätzliche Verständnisfrage; beim BC817-40 den ich verwenden will sollte das ja aber kein Problem sein, da finde ich als "Collector Current (Ic)"-Angabe überall 500mA, was ja genügen sollte. Wie aber soll ich beim BC817-40 die beiden Widerstände dimensionieren, die im angehängten Schaltbild mit 580 Ohm bzw. 6.8 kOhm angegeben sind? Für den Basiswiderstand Rb (der 580 Ohm-Widerstand ist doch der sog. Basiswiderstand, oder?) habe ich folgende Formel gefunden: Ib = Ic / hFE Rb = (Ue - 0.7) / Ib Welche Werte sollte ich da für Ic, hFE und Rb einsetzen? Für Ic hätte ich, um auf Nummer sicher zu gehen, 500mA angenommen - über 400mA Peak für den ESP8266, dazu noch der Festspannungsregler etc. und ein kleiner Sicherheitspuffer. Macht das Sinn? Bei Ue bin ich mir noch weniger sicher; da würde ich instinktiv die Spannung einsetzen, die der Rauchmelder-IC als High-Signal ausgibt, minus 0.7V wegen der zusätzlichen Diode an Pin 7. Bei einer 9V-Blockbatterie also wohl 8.3V. Andererseits wird die 9V-Blockbatterie im nagelneuen Zustand ja vermutlich sogar leicht über 9V liefern und die Spannung wird mit steigender Lebensdauer absinken; der Rauchmelder-IC soll laut Datenblatt bis 6V herunter arbeiten. Also würde ich annehmen, dass das von Pin 7 ausgegebene High-Signal in der Praxis zwischen 10V und 6V liegen kann; minus der 0.7V wegen der Diode käme ich für Ue also auf 5.3V-9.3V. In das korrekt gedacht, und wenn ja, setze ich dann 5.3 oder 9.3 in die obige Formel ein? Völlig unsicher bin ich mir bei hFE. Im Datenblatt (https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ds11107.pdf) finde ich für den BC817-40 als kleinste hFE-Angabe den Wert 170. Dieser Wert muss, wenn ich (https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand) richtig verstehe, dann nochmal durch 2 bis 10 geteilt werden? Kurz gesagt: Ich wäre dankbar, wenn mir jemand mal kurz erklären könnte, wie ich bei diesem konkreten Beispiel einen sinnvollen Wert für den Basiswiderstand berechnen würde. Dann wäre noch die Frage nach dem anderen, im angehängten Schaltbild mit 6.8 kOhm angegebenen Widerstand. Welche Funktion hat der? Ist das so eine Art Pull-Down-Widerstand, der quasi dafür sorgt, dass an der Basis ein Low-Pegel anliegt, wenn Pin 7 des IC kein High-Signal ausgibt, sondern hochohmig ist? Und wie dimensioniere ich den sinnvoll? Falls Jemand noch andere Kommentare/Verbesserungsvorschläge zum angehängten Schaltbild hat, bin ich natürlich ebenfalls interessiert.
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Was passiert bei einer fast leeren Batterie? Die arme Batterie muss mit ihrem hohen Ri den Piezo und den µC versorgen.. Nimm bitte 2 Batterien!
Hallo, auch eine volle 9V Batterie winkt mit der weißen Fahne wenn sie über einen Linearregler den ESP8266 versorgen soll... Der ESP8266 sieht es vermutlich genauso eng und stürzt vorsichtshalber beim WLAN-Connect erstmal ab. Wenn überhaupt so: (China-)StepDown für die 3,3V, 100µ direkt am ESP-Modul über die Betriebsspannung. Außerdem würde ich hier zur Entlasung des Melders einen FET zum Schalten nehmen. Da kommt man mit einem Widerstand Gate/Source aus. Bei mir würde es wohl ohnehin ein RFM02 mit Tiny45 werden, einfach, weil die Infra-Struktur hier für andere Sensoren schon vorhanden ist und die Schaltungen seit Jahren stabil laufen. Gruß aus Berlin Michael
Michael U. schrieb: > auch eine volle 9V Batterie winkt mit der weißen Fahne wenn sie über > einen Linearregler den ESP8266 versorgen soll... > Der ESP8266 sieht es vermutlich genauso eng und stürzt vorsichtshalber > beim WLAN-Connect erstmal ab. > > Wenn überhaupt so: (China-)StepDown für die 3,3V, 100µ direkt am > ESP-Modul über die Betriebsspannung. Außerdem würde ich hier zur > Entlasung des Melders einen FET zum Schalten nehmen. Da kommt man mit > einem Widerstand Gate/Source aus. Hallo Michael, Danke für die Antwort. Da ich von FETs und Transistoren bislang leider wirklich keinerlei Ahnung habe, habe ich leider nicht alles verstanden - z.B. wieso ein FET den Melder mehr entlasten würde, oder warum man da offenbar Widerstände einsparen würde. Was mich aber besonders verwundert hat, war der erste Teil - verstehe ich Dich richtig, dass selbst eine volle 9V-Batterie nicht in der Lage ist, einen ESP der WLAN nutzt mit vorgeschaltetem Festspannungsregler für sagen wir ca. 10 Sekunden mit Strom zu versorgen? Wenn ja, woran liegt das?
Joachim S. schrieb: > Damit die Batterie dennoch möglichst lange hält, soll der ESP8266 nur > dann überhaupt mit Strom versorgt werden, solange der Rauchmelder-Alarm > aktiv ist bzw. Pin 7 des Rauchmelder-ICs ein high-Signal ausgibt. Die schlechteste Idee ist es, das zu tun, indem die Masse irgendwelcher Schaltungsteile abgeschaltet wird. Michael U. schrieb: > stürzt vorsichtshalber beim WLAN-Connect erstmal ab. Laut Datenblatt sind das immerhin typisch um die 200mA. Joachim S. schrieb: > dass selbst eine volle 9V-Batterie nicht in der Lage ist, einen ESP der > WLAN nutzt mit vorgeschaltetem Festspannungsregler für sagen wir ca. 10 > Sekunden mit Strom zu versorgen? Wenn ja, woran liegt das? Daran, dass der typische Strom im Bereich um 200mA ist, Spitzenströme aber durchaus deutlich darüber liegen können. Das sieht man z.B. auch daran, dass die typische Stromaufnahme im Shutdown mit 0,5µA angegeben ist, woanders aber nur max. 10µA garantiert werden (also 20mal mehr). Raucher schrieb: > Was passiert bei einer fast leeren Batterie? Auch bei der verzweifelten letzten Piepsmeldung mit einer leeren Batterie soll vermutlich die Hupe hupen und der Funk funken. Der Rest ist der Phantasie des Entwicklers überlassen...
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> Da ich von FETs und Transistoren bislang leider wirklich keinerlei > Ahnung habe, habe ich leider nicht alles verstanden - z.B. wieso ein FET > den Melder mehr entlasten würde, oder warum man da offenbar Widerstände > einsparen würde. Kurz: du kannst den IO-Pin einfach ans MOSFET-Gate anschließen, und über diesen Pin fließt im An-Zustand kein Strom, im Gegensatz zur Bipolartransistor-Basis.
Lothar M. schrieb: > Joachim S. schrieb: >> Damit die Batterie dennoch möglichst lange hält, soll der ESP8266 nur >> dann überhaupt mit Strom versorgt werden, solange der Rauchmelder-Alarm >> aktiv ist bzw. Pin 7 des Rauchmelder-ICs ein high-Signal ausgibt. > Die schlechteste Idee ist es, das zu tun, indem die /Masse/ > irgendwelcher Schaltungsteile abgeschaltet wird. Soll heissen: Die Schaltung auf dem YT-Video ist Mumpitz, man sollte lieber VCC schalten, oder wie? Wenn ja, warum ist das besser? > Joachim S. schrieb: >> dass selbst eine volle 9V-Batterie nicht in der Lage ist, einen ESP der >> WLAN nutzt mit vorgeschaltetem Festspannungsregler für sagen wir ca. 10 >> Sekunden mit Strom zu versorgen? Wenn ja, woran liegt das? > Daran, dass der typische Strom im Bereich um 200mA ist, > Spitzenströme aber durchaus deutlich darüber liegen können. Das sieht > man z.B. auch daran, dass die typische Stromaufnahme im Shutdown mit > 0,5µA angegeben ist, woanders aber nur max. 10µA garantiert werden (also > 20mal mehr). Mit einem ausreichend dicken Stütz-Kondensator müsste man das Problem mit den Strom-Spitzen aber doch lösen können, oder? Oder kann der 9V-Block die "typischen" 200mA darüber hinaus eh gar nicht für 10 Sekunden liefern, ohne dass die Spannung zu weit absackt oder so? > Raucher schrieb: >> Was passiert bei einer fast leeren Batterie? > Auch bei der verzweifelten letzten Piepsmeldung mit einer leeren > Batterie soll vermutlich die Hupe hupen und der Funk funken. Der Rest > ist der Phantasie des Entwicklers überlassen... Dass die Batterie deutlich vor dem Zeitpunkt, wenn sie für den nackten Rauchmelder nicht mehr genug Saft hat, schon nicht mehr genug Saft für das ESP-Modul hat, davon bin ich ausgegangen - das hoffte ich, einfach durch frühzeitigen Batteriewechsel (sowie falls möglich: Verwendung von 9V-Akkus) lösen zu können.
Joachim S. schrieb: > Soll heissen: Die Schaltung auf dem YT-Video ist Mumpitz Na, Anfänger-Gebastel und Murks halt. > man sollte lieber VCC schalten, oder wie? Ja. Lies mal den Kommentar von "Geert Goossens vor 1 Jahr"... > Wenn ja, warum ist das besser? Weil fast die gesamte Spec eines Bausteins auf GND bezogen ist. Und wenn du ihm diesen GND wegnimmst, dann kannst ud alles Mögliche erleben. Hier in dieser speziellen Schaltung, wo sonst kein IO-Pin des µC verwendet wird, da wird es sogar gerade noch mal gut gehen. Aber wehe, du lernst daraus: so kann man das machen, und schließt das nächste Mal noch einen IO an und schaltest dann die Masse weg, dann kommt das große Augenreiben. > (sowie falls möglich: Verwendung von 9V-Akkus) Du wirst die dann spätestens monatlich wechseln können. > Mit einem ausreichend dicken Stütz-Kondensator müsste man das Problem > mit den Strom-Spitzen aber doch lösen können, oder? Ja, das könnte man. > Oder kann der 9V-Block die "typischen" 200mA darüber hinaus eh gar nicht > für 10 Sekunden liefern, ohne dass die Spannung zu weit absackt oder so? Probier es mal mit einem neuen und einem halbwegs gebrauchten und einem fast leeren 9V-Block aus (das Eine kann man binnen Stunden aus dem Anderen machen). Und denk dann drüber nach, warum es Andere nicht so machen...
Lothar M. schrieb: >> man sollte lieber VCC schalten, oder wie? > Ja. > Lies mal den Kommentar von "Geert Goossens vor 1 Jahr"... Das (=SPX3819M5-L-3-3, LDO mit enable-Pin nehmen) ist in der Tat eine äusserst interessante Alternative, guter Hinweis! Allerdings scheint der besagte SPX3819M5-L-3-3 in Deutschland eher schwer zu bekommen zu sein; habe ihn aber gleich mal auf meine Aliexpress-Einkaufsliste gesetzt. >> Wenn ja, warum ist das besser? > Weil fast die gesamte Spec eines Bausteins auf GND bezogen ist. Und wenn > du ihm diesen GND wegnimmst, dann kannst ud alles Mögliche erleben. > > Hier in dieser speziellen Schaltung, wo sonst kein IO-Pin des µC > verwendet wird, da wird es sogar gerade noch mal gut gehen. Aber wehe, > du lernst daraus: so kann man das machen, und schließt das nächste Mal > noch einen IO an und schaltest dann die Masse weg, dann kommt das große > Augenreiben. Ok, Danke für die Erklärung; das leuchtet mir halbwegs ein, auch wenn ich nicht einschätzen kann, was für unerwartete Effekte dann auftreten könnten. In der Tat hatte ich bis eben gedacht, dass es quasi egal ist, ob man gegen VCC oder GND schaltet. >> (sowie falls möglich: Verwendung von 9V-Akkus) > Du wirst die dann spätestens monatlich wechseln können. >> Oder kann der 9V-Block die "typischen" 200mA darüber hinaus eh gar nicht >> für 10 Sekunden liefern, ohne dass die Spannung zu weit absackt oder so? > Probier es mal mit einem neuen und einem halbwegs gebrauchten und einem > fast leeren 9V-Block aus (das Eine kann man binnen Stunden aus dem > Anderen machen). Und denk dann drüber nach, warum es Andere nicht so > machen... Aber hängt das nicht alles auch ganz massiv von der verwendeten Batterie ab? Diesem Test (https://www.akkuline.de/test/9v-block-akku-batterie-vergleich.aspx) zufolge gibt es 9V-Blocks, die bei 100mA Entladestrom stolze 576 Minuten durchhalten, bis sie auf 5.6V abgesunken sind - und andere, die unter gleichen Bedingungen nur 26 Minuten durchhalten. Im Grunde geht es doch nur darum, dass die Batterie im äusserst seltenen Fall eines Rauchalarms, der vielleicht einmal in zwei Jahren vorkommt, noch genug Saft haben muss, damit sich ein ESP ganz kurz mit einem WLAN verbinden und eine Nachricht abschicken kann. Irgendwelche Testreihen zu machen möchte ich lieber vermeiden.
Wegen dem Trennen der GND Verbindung: In der Elektronik beziehen alle Spannungsangaben (bis auf ganz wenige Ausnahmen) auf GND. GND wird als Null Volt definiert. Wenn du irgendwo eine GND Verbindung unterbrichst, während irgendwo ander Spannung anliegt, dann hast du zwei unterschiedliche GND Potentiale. GND ist nun nicht mehr Null Volt. Wenn du nicht ganz besonders aufpasst, zerstörst du Bauteile, weil nun Spannungen außerhalb der zulässigen Bereiche liegen und Ströme über Wege fließen, wo es nicht sein soll. Außerdem wirst du falsche Werte messen. Kleine Beispiel:
1 | |
2 | Batterie 3V |
3 | +-------------------||----------+ |
4 | | + - | |
5 | | | |
6 | Taster ____|______ | |
7 | ____ | | | |
8 | +---- -------| Mikrochip |-----[Motor]------------+ |
9 | | |___________| | |
10 | | | | |
11 | | | | |
12 | | Unterbechung | |
13 | | | | |
14 | +------------------+-------------------------------+ |
15 | GND ? |
Aufgrund der Stromaufnahme des IC wird dessen GDN Anschluss ungefähr auf 3V anstatt 0V liegen. Wenn du jetzt den Taster drückst, sieht er eine Eingangsspannung von -3V. Für negative Eingangsspannungen ist er aber sicher nicht konzipiert. Wenn dies eine Fehlfunktion auslöst, die den Motor-Ausgang mit dem unterbrochenen GND Anschluss verbindet, fließt der gesamte Motor-Strom womöglich nicht unten raus, sondern über den Taster. Damit wird der Eingang auch noch Strom-mäßig total überlastet. Solche Fehler vermeidet man am besten, indem man niemals die GND Leitungen unterbricht. Beim PC sind die ganzen Stecker (für Modem, Drucker, USB, etc.) so geformt, dass GND immer zuerst verbunden wird. Dadurch werden vorzeitige Defekte durch das Anstecken/Abstecken von Geräten vermieden.
Spinnen wir das Szenario noch etwas weiter:
1 | Batterie 3V |
2 | +-------------------||----------+ |
3 | | + - | |
4 | | | |
5 | Taster ____|______ | |
6 | ____ | | Bat 12V | |
7 | +---- -------| Mikrochip |-----[Motor]-----||-----+ |
8 | | |___________| + - | |
9 | | | | |
10 | | | | |
11 | | Unterbechung | |
12 | | | | |
13 | +------------------+-------------------------------+ |
14 | GND ? |
Der Motor soll mit 12V betrieben werden. Sobald das IC versucht, den Motor bei geöffnetem Taster zu bremsen (mit GND verbinden) fließt ein falscher Strom vom Motorausgang hoch zum 3V Versorgungsanschluss. Die 3V Batterie wird dann mit 12V aufgeladen - das kann nicht gut gehen. Außerdem sehen andere Mikrochips, die auch an der 3V Batterie hängen nun eine überhöhte Versorgungsspannung. Mit dieser Methode kann man in Sekundenschnelle einen kompletten PC zum Totalschaden bringen.
Lothar M. schrieb: > Laut Datenblatt sind das immerhin typisch um die 200mA. Beim Senden springt die Stromaufnahme kurzzeitig auf 380mA.
@stefanus: Danke für die ausführliche Erklärung, jetzt ist mir das noch ein bisschen klarer. Ansonsten: Aus den bisherigen Antworten meine ich folgendes herausgelesen zu haben: - Gegen GND zu schalten ist grundsätzlich keine gute Idee - in diesem konkreten Beispiel wird es aber vermutlich dennoch funktionieren - einen ESP8266 aus einem 9V-Block zu speisen, ist grundsätzlich ebenfalls keine gute Idee, und in diesem Fall ganz besonders. Die Schaltung aus dem YT-Video wird zwar vermutlich eine gewisse Zeit wie gewünscht funktionieren, aber nur noch einen Bruchteil der Zeit, den die Batterie normalerweise halten würde. Wie lange weiss man nicht so genau, kann man im Grunde nur raten/ausprobieren. Die Idee, statt dieser Schaltung einfach einen LDO mit enable-Pin zu nehmen, finde ich jedenfalls hervorragend, das reduziert die zusätzlichen Bauteile auf ein absolutes Minimum. Ich werde daher in den nächsten Tagen bei Aliexpress den besagten LDO bestellen. Bis der eintrifft, wird es ein paar Wochen dauern - so lange werde ich noch warten, bis ich mir tatsächlich eine Platine ätze und in den Rauchmelder einbaue. Bis dahin werde ich mich wohl trotzdem an dem Schaltplan aus dem YT-Video orientieren und testweise eine Schaltung auf einem Breadboard aufbauen, an den Rauchmelder anschliessen und mal schauen, ob das mit der 9V-Batterie irgendwie geht, oder eine gemeinsame 9V-Batterie tatsächlich nicht realistisch in Frage kommt. Daher nun nochmal zur anderen Frage aus dem Eröffnungsposting: Wie berechne ich sinnvolle Werte für den Basiswiderstand und den anderen Widerstand, wenn ich statt des im Schaltbild eingezeichneten BC547 einen BC817-40 benutzen möchte? Welche Werte setze ich für hFE, Ic und Ue ein?
Joachim S. schrieb: > Der ESP8266 soll vom 9V-Block des Rauchmelders mit Strom versorgt > werden. Damit die Batterie dennoch möglichst lange hält, soll der > ESP8266 nur dann überhaupt mit Strom versorgt werden, solange der > Rauchmelder-Alarm aktiv ist bzw. Pin 7 des Rauchmelder-ICs ein > high-Signal ausgibt Vernünftig, aber: Vergiss diese Anfängerschaltung, nutze einen abschaltbaren (3.3V) Spannungsregler, wie MCP1802-3.3 (es gibt dutzende funktionsgleiche).
1 | +9V ---+---------+ |
2 | | |MCP1802 |
3 | +----+ +---------+ |
4 | |Pin7|--|SHDN OUT|-----+ |
5 | +----+ +---------+ | |
6 | | | +-------+ |
7 | | | |ESP8266| |
8 | | | +-------+ |
9 | | | | |
10 | GND ---+---------+----------+ |
Joachim S. schrieb: > Ich werde daher in den nächsten Tagen bei Aliexpress den besagten LDO > bestellen. Nimm doch irgend einen anderen den man hier zeitnah ran bekommt. Microchip hat gute Regler die man auch bei den hiesigen Versendern kriegen kann. Ganz andere Baustelle: Ist das Zeitverhalten des Rauchmelders festgelegt? Bzw. was macht der, wenn die Batterie leer wird? Nicht das der Melder aufgibt und der ESP eigentlich noch 2-3 Sekunden gebraucht hätte um seine Meldung los zu werden.
Joachim S. schrieb: > Daher nun nochmal zur anderen Frage aus dem Eröffnungsposting: Wie > berechne ich sinnvolle Werte für den Basiswiderstand und den anderen > Widerstand, wenn ich statt des im Schaltbild eingezeichneten BC547 einen > BC817-40 benutzen möchte? Welche Werte setze ich für hFE, Ic und Ue ein? Laut meinem Datenblatt ist DC-current Gain bei 500mA deutlich unter 100. Mir etwa 50 bist du auf der sicheren Seite. Ic ist dann 500mA. Ue ist die mindestspannung der Batterie bei der es noch funktionieren soll. Ich kann dir aber nur sagen das, wenn der 9V Block nur mehr 8V hat, du von 500mA nur träumen kannst. Das ist bei einer vollen Batterie schon grenzwertig. Der Innenwiderstand so eines 9V Blocks steigt beim Entladen rasant an. Daher auch der Hinweis auf einen FET anstelle des Transistor. Auch wenn die ~10mA Basisstrom weniger das Kraut auch nicht mehr fett machen.
Ich würde sagen, dass ein 9V Block wegen der Stromstärke ungeeignet ist. Mit viel Mut zur Lücke könnte man einen Step-Down Wandler mit Enable-Eingang versuchen.
Ich möchte einen Satz in meiner Erklärung zur GND Unterbrechung korrigieren: > Sobald das IC versucht, den Motor bei geöffnetem Taster *zu bremsen* > (mit GND verbinden) fließt ein falscher Strom vom Motorausgang > hoch zum 3V Versorgungsanschluss. Sollte heissen: > Sobald das IC versucht, den Motor bei geöffnetem Taster *einzuschalten* > (mit GND verbinden) fließt ein falscher Strom vom Motorausgang > hoch zum 3V Versorgungsanschluss. Die Problematik bleibt allerdings die selbe.
Michael B. schrieb: > Vergiss diese Anfängerschaltung, nutze einen abschaltbaren (3.3V) > Spannungsregler, wie MCP1802-3.3 (es gibt dutzende funktionsgleiche). Ich schätze Du (und die anderen, die sinngemäss das gleiche sagen) hast Recht - falls ich recht günstig hierzulande an ein Exemplar komme, dann macht es vermutlich keinen Sinn überhaupt Zeit für diese Transistorschaltung zu verschwenden. Kennt jemand einen zufällig einen passenden 3.3V Spannungsregler mit enable-Pin, den man bei Conrad bekommt?
https://www.conrad.de/de/gaptec-lmt78-03-05r-dcdc-wandler-smd-24-vdc-33-vdc-500-ma-165-w-anzahl-ausgaenge-1-x-1613110.html Ich fürchte allerdings, das dessen Ruhestromaufnahme schon "etwas" hoch ist.
Hubert G. schrieb: > Joachim S. schrieb: > >> Daher nun nochmal zur anderen Frage aus dem Eröffnungsposting: Wie >> berechne ich sinnvolle Werte für den Basiswiderstand und den anderen >> Widerstand, wenn ich statt des im Schaltbild eingezeichneten BC547 einen >> BC817-40 benutzen möchte? Welche Werte setze ich für hFE, Ic und Ue ein? > Laut meinem Datenblatt ist DC-current Gain bei 500mA deutlich unter 100. > Mir etwa 50 bist du auf der sicheren Seite. > Ic ist dann 500mA. > Ue ist die mindestspannung der Batterie bei der es noch funktionieren > soll. Vielen Dank für Deine Antwort. Ich werde die Transistorschaltung jetzt zwar vermutlich doch komplett sein lassen, aber weil ich wie gesagt so null Ahnung von Transistoren etc. habe fand ich es trotzdem sehr interessant mal zu hören, mit welchen Werten man hier zur Berechnung einen sinnvollen Basiswiderstandes rechnen würde. Kannst Du mir rein interessehalber zufällig auch sagen, wie es sich mit dem anderen, im Schaltbild mit 6.8 kOhm angegebenen Widerstand verhält? Habe ich das einigermassen richtig interpretiert, dass der eine Funktion ähnlich einem Pull-Down-Widerstand erfüllt, weil das Signal auf Pin 7 im Normalzustand keinen Low-Pegel ausgibt, sondern hochohmig ist?
Stefanus F. schrieb: > https://www.conrad.de/de/gaptec-lmt78-03-05r-dcdc-wandler-smd-24-vdc-33-vdc-500-ma-165-w-anzahl-ausgaenge-1-x-1613110.html > > Ich fürchte allerdings, das dessen Ruhestromaufnahme schon "etwas" hoch > ist. Vielen Dank für den Tipp, Stefan. Aber Holla die Waldfee, das Ding ist ja ganz schön teuer, und für mich im ersten Moment unerwartet gross. Gehe ich recht in der Annahme, dass das kein "gewöhnlicher" Spannungsregler wie der AMS1117 ist, sondern so ein Step-Down-Wandler, von dem Du vorher gesprochen hast? Wenn ja: Vermute ich richtig, dass so ein Step-Down-Wandler gegenüber einem gewöhnlichen Billig-Spannungsregler wie dem AMS1117 den Vorteil hat, dass die Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung nicht einfach als Hitze verbraten wird und somit quasi effizienter arbeitet? (Man verzeihe mir die vermutlich blöde Frage - wie man leicht sieht, habe ich von sowas wirklich herzlich wenig Ahnung)
> Gehe ich recht in der Annahme, dass .. ein Step-Down-Wandler (ist)
Ja, das hättest du aber selbst in der Artikelbeschreibung bzw. der
bereit gestellten Doku lesen können. Da steht auch drin, wie effizient
er ist. 80% bedeutet, dass die Abwärme nur 20% ist. Während ein Linear
Regler von 9 auf 3 Volt satte 200% Verluste hat.
Wobei du mit einem Linerar Regler sicher nicht glücklich wirst, weil 9V
Block Batterien für gewöhnlich nicht 3x so viel Energie liefern können,
wie der ESP Chip benötigt. Und dann kommt ja auch noch Piezo Signalgeber
dazu!
Der Wandler mag größer sein, dafür braucht er keinen Kühlkörper.
Letztendlich ist er also doch kleiner.
Hallo, noch eine Anmerkung von mir: in der konkreten Anwendung sehe ich kein Problem darin, GND zu schalten. Es gibt keine weitere verbindung zwischen dem abgeschalteten ESP zum Rest der Schaltung. Ansonsten sind die Hinweise zum Thema GND schalten voöölig berechtigt. Zum ESP in der konkreten Schaltung: der ESP wird vermutlich auch mit 9V Block und Linearregler starten und senden. Zumindest, solnage diese noch voll ist und kein Spezialtyp für lange Lebensdauer und geringe Dauerentladeströme. Der ESP läuft noch mit rund 2,6V stabil, also vor dem Regler um 3,2V. Problem dabei:der Rauchmelder kann "leere batterie" melden wenn der ESP sendet. Außerdem mag es der ESP garnicht, wenn sich bei den Stromspitzen beim Senden die Spannung ändert, auch wenn sie innerhalb seines Funktionsbereiches bleibt. Er stürzt dann ab und bootet neu. Man kann das mit einem 100µ Elko direkt em ESP-Modul abfangen. Für hat die Schaltung zuviele unberechenbare Zustände, wo sie nicht funktioniert. Das allein wäre für mich bei einem Rauchmelder ein ko-Kriterium. Speziell wenn die Batterie eben schon länger drin ist und der Rauchmelder damit klarkommt, hätte ich Sorge, daß er garnichts mehr meldet mit der ESP-Schaltung dran. Gruß aus Berlin Michael
Stefanus F. schrieb: >> Gehe ich recht in der Annahme, dass .. ein Step-Down-Wandler (ist) > > Ja, das hättest du aber selbst in der Artikelbeschreibung bzw. der > bereit gestellten Doku lesen können. Im bereitgestellten Datenblatt steht kein Wort von "Step Down". In der Artikel-Beschreibung ebenfalls nicht, da steht nur "Schaltregler" - falls das ein Synonym für "Step-Down-Wandler" ist, dann war mir das schlicht nicht bekannt. > Da steht auch drin, wie effizient > er ist. 80% bedeutet, dass die Abwärme nur 20% ist. Während ein Linear > Regler von 9 auf 3 Volt satte 200% Verluste hat. Wären das nicht eher 66% Verlust? Anyway, tatsächlich steht in der Artikelbeschreibung: "Wirkungsgrad ( MAX ): 80%" - er hat also nur unter idealen Bedingungen nur 20% Verlust; wenn er bei der Wandlung von 9 auf 3 Volt ebenfalls 66% Verlust hätte, würde das dieser Angabe ja keineswegs widersprechen. > Der Wandler mag größer sein, dafür braucht er keinen Kühlkörper. > Letztendlich ist er also doch kleiner. Kühlkörper für einen Spannungsregler, der in diesem Fall nur für ca. 20-30 Sekunden eingeschaltet sein wird? Das erscheint mir irgendwie unnötig. Ich habe mal einen ESP an einem AMS1117 ohne Kühlkörper betrieben, den ich mit 12V gespeist habe, weil ich ein 12V-Netzteil gerade auf meinem Schreibtisch liegen hatte. Der AMS1117 wurde irgendwann zwar sehr heiss, funktionierte aber auch nach Stunden noch ohne erkennbare Probleme.
Jetzt hast du was dazu gelernt. Der Step-Down Wandler ist eine Variante von Schaltreglern. Das gegenteil wäre der Step-Up Wandler. Und dann gibt es noch welche, die die Spannung sowohl hoch als auch runter setzen können, die nennt man Buck-Boost Wandler. > Wären das nicht eher 66% Verlust? Nein. Für Lineare Spannunsregler gilt in deinem Fall: Herein gehen: 9V * 500mA = 4,5 Watt Heraus kommen: 3V * 500mA = 1,5 Watt Die Differenz (Verluste) sind 3 Watt. 3 Watt sind doppelt so viel wie 1,5 Watt. Also 200% Verlust. > er hat also nur unter idealen Bedingungen nur 20% Verlust Das ist wohl richtig. Unter realen Bedingungen werden die Verluste wohl etwas höher ausfallen. > Kühlkörper für einen Spannungsregler, der in diesem Fall nur für > ca. 20-30 Sekunden eingeschaltet sein wird? Ja, den brauchst du. So ein winziges Bauteil (AMS1117) kann die 3 Watt nicht so lange aufnehmen. Nichtmal für 5 Sekunden - schätze ich. Man kann allerdings eine großzügige Kupferfläche auf der Platine zur Wärmeableitung verwenden. Nur braucht die halt auch Platz.
Joachim S. schrieb: > Kannst Du mir rein interessehalber zufällig auch sagen, wie es sich mit > dem anderen, im Schaltbild mit 6.8 kOhm angegebenen Widerstand verhält? > Habe ich das einigermassen richtig interpretiert, dass der eine Funktion > ähnlich einem Pull-Down-Widerstand erfüllt, weil das Signal auf Pin 7 im > Normalzustand keinen Low-Pegel ausgibt, sondern hochohmig ist? Es sollte ein PullDown Widerstand sein. Ich kenne den IC nicht, aber es könnte sein das trotz hochohmig ein geringer Strom herauskommmt der dann durch den 6,8k Widerstand abgeleitet wird.
Michael U. schrieb: > Zum ESP in der konkreten Schaltung: der ESP wird vermutlich auch mit 9V > Block und Linearregler starten und senden. Zumindest, solnage diese noch > voll ist und kein Spezialtyp für lange Lebensdauer und geringe > Dauerentladeströme. Laut diesem Test: https://www.akkuline.de/test/9v-block-akku-batterie-vergleich.aspx gibt es 9V-Blockbatterien ja mit mindestens 3 verschiedenen Technologien: - Zink-Kohle mit 150 bis 300 mAh - Alkali-Mangan mit 450 bis 600 mAh - Lithium mit 850 bis 1200 mAh Kannst Du oder ein anderer hier mir sagen, welche dieser Batterie-Technologien besonders gut oder schlecht für den hier angedachten Verwendungszweck mit über 200mA Entladestrom geeignet sind? > Der ESP läuft noch mit rund 2,6V stabil, also vor dem Regler um 3,2V. > Problem dabei:der Rauchmelder kann "leere batterie" melden wenn der ESP > sendet. Außerdem mag es der ESP garnicht, wenn sich bei den Stromspitzen > beim Senden die Spannung ändert, auch wenn sie innerhalb seines > Funktionsbereiches bleibt. Er stürzt dann ab und bootet neu. Man kann > das mit einem 100µ Elko direkt em ESP-Modul abfangen. Einen Elko mit mindestens 100µF vor dem ESP-Modul hatte ich ja eh vorgesehen. > Für hat die Schaltung zuviele unberechenbare Zustände, wo sie nicht > funktioniert. Das allein wäre für mich bei einem Rauchmelder ein > ko-Kriterium. Speziell wenn die Batterie eben schon länger drin ist und > der Rauchmelder damit klarkommt, hätte ich Sorge, daß er garnichts mehr > meldet mit der ESP-Schaltung dran. Vielleicht unterschätze ich die Probleme/Nachteile dieser Lösung, gut möglich dass ich die Probleme nicht recht sehen will. Aber auf Anhieb scheint mir das Alles kein K.O.-Kriterium zu sein. Meinem Test zufolge wird der High-Pegel auf Pin 7 auch erst ausgegeben, nachdem der Piezo bereits kurze Zeit piept; solange die Batterie noch genug Saft hat, um den den ursprünglichen Rauchmelder-Teil mit Strom zu versorgen, sollte der Rauchmelder also zumindest noch kurzzeitig laut piepen, bevor er dann durch den zusätzlichen Strombedarf des hinzugeschalteten ESP mglw. in die Knie geht, oder? Die andere Option die ich mir überlegt hatte war übrigens, den Rauchmelder einfach als Sensor mit meiner OBI-ESP8266-Steckdose mit Sonoff-Tasmota-Firmware zu verbinden. Wäre auch eine nette Lösung, die erstens keine Bauteile benötigt und wo die Stromversorgung des ESP per se keinerlei Problem ist. Da ich keine Steckdose an der Decke habe, müsste ich dann aber ein Kabel an der Wand und Decke entlang verlegen, was ich grundsätzlich lieber vermeiden möchte.
9V Block Alkaline sind schlecht geeignet. Zink Kohle noch schlechter. Und die Lithium Batterien, die ich kenne, sind gar nicht geeignet. Aber da gibt es ein recht vielschichtiges Angebot. Lithium ist nicht gleich Lithium. Tu Dir selbst einen Gefallen: Verwende für den ESP lieber zwei Alkaline Einwegbatterien in Größe AA (ohne Spannungsregler). Wenn du die Unterbrechung der Stromversorgung korrekt machst, wird er damit 5 Jahre einsatzbereit sein ohne die Funktion des Rauchmelder zu gefährden.
Mal blöd gefragt: Was soll denn das Senden des Alarms ins WLan bringen? Wie sieht denn die weitere Meldekette aus?
Joachim S. schrieb: > Kennt jemand einen zufällig einen passenden 3.3V Spannungsregler mit > enable-Pin, den man bei Conrad bekommt? Wie wäre es mit MCP1802-3302I/OT ? (manchmal frage ich mich wirklich...)
Stefanus F. schrieb: >> Wären das nicht eher 66% Verlust? > > Nein. Für Lineare Spannunsregler gilt in deinem Fall: > > Herein gehen: 9V * 500mA = 4,5 Watt > Heraus kommen: 3V * 500mA = 1,5 Watt > Die Differenz (Verluste) sind 3 Watt. > > 3 Watt sind doppelt so viel wie 1,5 Watt. Also 200% Verlust. Nein, 3 Watt sind 2/3 von 4,5 Watt. Also 66% Verlust. ;-) Das sind doch nur nur mathematische Spielereien; du definierst Dir den prozentualen Verlust in Relation zur Ausgangsleistung, ich zur Eingangsleistung bzw. als Differenz zum Wirkungsgrad. Wobei ich den Eindruck habe, dass Du nach Belieben, manchmal von einem zum nächsten Satz, zwischen beiden Definitionen wechselst: > Da steht auch drin, wie effizient er ist. > 80% bedeutet, dass die Abwärme nur 20% ist. > Während ein Linear Regler von 9 auf 3 Volt satte 200% Verluste hat. Ein Wirkungsgrad von 80% wären bei Deiner obigen Definition ja nicht 20% Abwärme/Verlust, sondern 25%... ;-) > Ja, den brauchst du. So ein winziges Bauteil (AMS1117) kann die 3 Watt > nicht so lange aufnehmen. Nichtmal für 5 Sekunden - schätze ich. Man > kann allerdings eine großzügige Kupferfläche auf der Platine zur > Wärmeableitung verwenden. Nur braucht die halt auch Platz. Ich habe das eben nochmal ausprobiert: Bei 12V Eingangsspannung dauert es in der Tat weniger als eine halben Minute, bis ein AMS1117 ohne Kühlkörper und Kupferfläche, an den ein per WLAN verbundener ESP8266 angeschlossen war, bereits unangenehm heiss wurde. Allerdings hat er auch dann noch mindestens 5 Minuten lang problemlos gearbeitet, dann habe ich ihn abgeschaltet. Dass ein Kühlkörper natürlich besser wäre, sehe ich ein, aber zur Not scheint es durchaus auch ohne zu gehen.
Michael B. schrieb: > Joachim S. schrieb: >> Kennt jemand einen zufällig einen passenden 3.3V Spannungsregler mit >> enable-Pin, den man bei Conrad bekommt? > > Wie wäre es mit MCP1802-3302I/OT ? (manchmal frage ich mich wirklich...) Oops, Asche auf mein Haupt. Weil eine schnelle "Google Shopping"-Suche nach dieser Bezeichnung keine Ergebnisse geliefert hat, bin ich vorschnell davon ausgegangen, dass man den in Deutschland auch schlecht bekommt; bei Conrad habe ich daraufhin erst gar nicht mehr geschaut. Wenn man nach der korrekten Bezeichnung MCP1802 T -3302I sucht, sieht die Sache schon ganz anders aus. :) Danke für den Hinweis, ich werde es wohl erst einmal mit dem probieren, auch wenn er nur 300mA liefert.
Der Andere schrieb: > Mal blöd gefragt: > Was soll denn das Senden des Alarms ins WLan bringen? Wie sieht denn die > weitere Meldekette aus? Das Ganze ist natürlich eher Spielerei. Mit 99%iger Wahrscheinlichkeit wird der Rauchmelder losgehen, wenn ich eh gerade zuhause bin, und dann genügt der laute Piepton. Ein denkbares Szenario, in dem so etwas tatsächlich nützlich sein könnte, wäre aber bspw. folgendes: Weil ich in grosser Eile bin, verlasse ich hastig da Haus und vergesse vorher den Herd abzuschalten, auf dem noch eine Pfanne mit Fett steht, in der ich mir direkt vor'm Weggehen noch fix was gebrutzelt habe. Per SMS werde ich kurz darauf auf meinem Smartphone über den Rauchmelder-Alarm informiert, und gehe entweder selbst zurück, oder rufe meinen Nachbarn, der einen Schlüssel für meine Wohnung hat, an.
Ich glaube, dass der Wirkungsgrad 80% bei einem Schaltregler besagt, dass von der aufgenommenen Energie 80% am Ausgang genutzt werden und 20% in Form von Wärme und anderen parasitären Formen verloren geht. Dementsprechend hat ein Linear-Regler, der 6V 500mA (=3W) verheizt und 3V 500mA (=1,5W) am Ausgang bereit stellt einen Wirkungsgrad von 33%. Ich stimme Dir also zu, du hast mich beim "schön" rechnen erwischt. War keine Absicht.
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