Spannungsversorgung für ESP32 (extern vs. USB)

[Keith S. (ksau)]

Hallo zusammen,

ich möchte in einem Projekt ein ESP32-Board 
(https://wiki.wemos.cc/products:d32:d32_pro) im Produktivbetrieb extern 
versorgen. Allerdings möchte ich auch bedarfsweise die USB-Schnittstelle 
nutzen, ohne aktiv daran denken zu müssen, dann die externe Versorgung 
zu unterbrechen.

Im Anhang (oder hier: 
https://wiki.wemos.cc/_media/products:d32:sch_d32_pro_v2.0.0.pdf) findet 
ihr den relevanten Ausschnitt aus dem Schaltplan des Boards. Dieses kann 
über USB versorgt werden ("VBUS") oder über einen LiPo ("VBAT"). "VIN" 
ist leider auf diesem Board nicht nach außen geführt.

Mir stehen in dem Projekt bereits geregelte 5V zur Verfügung. Was sind 
meine Optionen...

1. Ich gehe mit meinen externen 5V auf "VBUS". Der ME6211 macht die 
benötigten 3,3V. Alles ist gut, bis ich gleichzeitig USB kontaktiere. 
Abhängig von den Spannungsverhältnissen kommt es potentiell zu 
Ausgleichsströmen, die man nicht haben möchte

2. Wenn ich "VIN" beschalten KÖNNTE, wäre wenigstens noch D2 dazwischen, 
um den USB-Port des Rechners zu schützen. Richtig?

3. Ich beschalte "VBUS" mit meinen externen 5V und sorge selber extern 
für einen USB-Schutz per einfacher Diode?

4. Ich verwende einen externen 3,3V-Spannungsregler und gehe mit dem 
Ausgang auf die 3,3V des Boards. Wenn ich jetzt USB kontaktiere, habe 
ich zwei Spannungsregler mit dem Ausgang verbunden. Macht man m.E. 
besser auch nicht. Oder?

Wie kann man das Problem vernünftig lösen?
Freue mich über jede Idee!

Danke und VG
Keith

[Stefan F. (Gast)]

Keith S. schrieb:
> Macht man m.E. besser auch nicht. Oder?

Das hängt sehr von den konkreten Spannungsreglern ab. Blöderweise steht 
nur selten in deren Datenblättern drin, ob diese Anwendung vom 
Hersteller vorgesehen ist.

Keith S. schrieb:
> Ich beschalte "VBUS" mit meinen externen 5V und sorge selber extern
> für einen USB-Schutz per einfacher Diode?

Rechne aus, ob an der Diode und dem USB Kabel nicht zu viel Spannung 
abfällt. Also 4,5 V - Diode - Dropout des Spannungsreglers.

Zur Not gibt es spezielle Umschalter unter dem Namen "Ideale Diode".

[InformatikStudent (Gast)]

Hallo,

ich stehe gerade vor exakt dem gleichen Problem, daher wollte ich kein 
neues Thema öffnen.
Ich konnte nirgends Antworten auf diese Fragen finden die für mich 
eindeutig sind.

Ich plane eine Platine bei der 5V DC bereits zur Verfügung stehen. Das 
ESP32-Board wird dann einfach draufgesteckt.

1. Kann ich 5V DC an den VBUS-Pin des ESP32-Board anschließen um ihn so 
mit Strom zu versorgen? (erstmal ohne gleichzeitige Verwendung von USB)

2. Kann ich gleichzeitig zu Frage 1. einen LiPo-Akku an VBAT 
anschließen?

3. Was passiert wenn ich zusätzlich zu Frage 1. und 2. ein USB-Kabel 
anschließe ohne das Kabel vorher zu modifizieren?

Wichtig wären für mich die ersten beiden Punkte zu klären, der dritte 
Punkt wäre für mich "Bonus" aber nicht zwingend notwendig. :)

Ich habe im Anhang einen Ausschnitt aus dem Schaltungsplan die Stelle 
eingezeichnet die ich gerne mit 5V anschließen möchte. In dem ersten 
Posting gibt es noch den Link zu dem kompletten Schaltbild.

MfG

[Drago S. (mratix)]

Ich bekomme die Links nicht auf, um nachzuschauen um welches Board es 
sich genau handelt.

Die Schematic im 1. Post ist eine typische von Wemos.

Ich habe euch mal die von Lolin32 angehängt. Das Board hätte sowohl den 
Vin als auch den ESD-Schutz (U2) drinnen. Q2 sorgt ja schon für die 
Trennung (wie oben der Q1). Und die Eingangsdiode ist ebenfalls 
vorhanden.

Nachtrag: Quatsch, U2 ist nicht der ESD (zu schnell geschaut und 
gefreut), das ist der Schalter für Vin/Vusb.

[InformatikStudent (Gast)]

Die Herstellerwebseite scheint wohl gerade down zu sein. Ich hänge mal 
den Schaltplan an. Die Frage bezieht sich zum "D32 PRO" welcher sich vom 
"LOLIN32" unterscheidet.

MfG

[Drago S. (mratix)]

InformatikStudent schrieb:
> "D32 PRO" welcher sich vom
> "LOLIN32" unterscheidet.
Im Eingangs- und Versorgungsbereich ist er identisch.

> 1. Kann ich 5V DC an den VBUS-Pin des ESP32-Board anschließen um ihn so
> mit Strom zu versorgen? (erstmal ohne gleichzeitige Verwendung von USB)
Ja. Bis 6.5V sind möglich.

> 2. Kann ich gleichzeitig zu Frage 1. einen LiPo-Akku an VBAT
> anschließen?
Ja. Q1 trennt den Akku von Vin, über Vusb wird er vom TP4056 geladen.

> 3. Was passiert wenn ich zusätzlich zu Frage 1. und 2. ein USB-Kabel
> anschließe ohne das Kabel vorher zu modifizieren?
wie 2. Bis 5V bendenkenlos. Alles drüber belastet/zerstört den USB-Port 
dahinter. Den am besten mit einer 5V ESD-Diode (C/L/PESD5V0,PRTR5V0,SR05 
u.ä.) schützen.

> die Stelle
> eingezeichnet die ich gerne mit 5V anschließen möchte
Ja, das passt - Anode D2. Dahinter wäre es schlecht.

[InformatikStudent (Gast)]

Perfekt! Damit kann ich arbeiten.
Danke für die gute Erklärung.