Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromversorgung für ESP32 aus 13V Quelle


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von Bernhard E. (montolio)


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Ich muss für ein Projekt einen ESP32 von einer 13V Quelle versorgen.

Laut Doku soll man den ESP32 mit mindestens 500mA Versorgen. Mit einem 
Linear Regler auf die benötigten 3.3V werden im schlimmsten Fall fast 5 
Watt verbraten.

Aktuell hätte ich einen UA78M33 als Regler angedacht.
Ist das eine gute Lösung? Wird mir das zu heiß oder ist das eh nicht so 
wild?

Oder sind da fix fertige DC-DC Wandler wie zB ein TR05S3V3 eine bessere 
Wahl?

Vielen Dank!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bernhard E. schrieb:
> Ist das eine gute Lösung?

Es werden weniger als 5W weil die 500mA ja nur nur Spitzenwerte sind.

Ein Step-Down Wandler hätte weniger Verlustwärme, ist aber potentiell 
Fehleranfälliger, da mehr Bauteile dran sind.

Was ist Dir wichtiger, Stromaufnahme minimieren, oder Zuverlässigkeit. 
Oder gibt es vielleicht einen wichtigen Grund, die Abwärme zu vermeiden? 
Danach würde ich entscheiden.

: Bearbeitet durch User
von Bernhard E. (montolio)


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Ich hab leider überhaupt kein Gefühl dafür.
Sind die worst case 5 Watt viel? Auf einer ca 50x80cm Platine?

Verbaut/Versteckt wird das Projekt in einem Kabelkanal, also mit eher 
wenig Belüftung.

von Wolfgang (Gast)


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Bernhard E. schrieb:
> Sind die worst case 5 Watt viel? Auf einer ca 50x80cm Platine?

Wie sehr die worst case Verlustleistung bei dir zu Buche schlägt, hängt 
davon ab, wie du den ESP32 betreibst (Anteil Sleep/Run/WLAN).

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bernhard E. schrieb:
> Sind die worst case 5 Watt viel?

Das hängt eigentlich nur davon ab, ob due die Wärme ausreichend 
ableitest, also vom Kühlkörper. Ohne Kühlkörper sind maximal 1 Watt 
denkbar - aber auch nur dann, wenn man die Wärme über Kupfer auf der 
Platine verteilt.

> Verbaut/Versteckt wird das Projekt in einem Kabelkanal

Da würde dringend zu einem Step-Down Wandler raten.

: Bearbeitet durch User
von Matthias U. (smurf)


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5 Watt sind im Zweifelsfall zu viel. Außerdem, hier 5 Watt und da 10 … 
auch der Strom ist nicht umsonst.

Stepdown-Regler gibt es günstig zu kaufen, fertig zusammengebaut, oder 
du holst dir ein paar Einzelteile und machst selber. Siehe 
Beispielschaltung (stammt aus dem SmartEVSE-Projekt).

: Bearbeitet durch User
von Frederic S. (Gast)


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Nimm einen fertigen Step Down Wandler, z.B. den Traco TSR1, von Würth 
gibts was ähnliches, die kannst Du in die Platine einlöten.

Alternativ ein China Stepdownmodul, immernoch besser als ein 
Linearregler.

von Chris (Gast)


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Die Würth FDSM sind super und großteils Pin-kompatibel mit den üblichen 
LM78xx:
https://www.we-online.de/katalog/de/MAGIC_FDSM_FIXED_OUTPUT_VOLTAGE/

von Bernhard E. (montolio)


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Vielen Dank für die Antworten, es wir dein fertiger von Würth. Das ist 
am einfachsten für mich.

Noch eine Frage: Wenn ich den ESP32 programmiere muss ich ja USB 
anstecken -> zweite Stromquelle.
Muss ich da irgendwas beachten? Eine Diode beim Step Down Wandler die 
den Rückfluss verhindert? Oder ist das eh in den Modul von Würth 
integriert und ich muss mich um nichts kümmern?

In den Unterlagen vom ESP32 steht man soll nur eine Stromquelle 
anschließen um Probleme zu vermeiden.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bernhard E. schrieb:
> Muss ich da irgendwas beachten?

Von welchen konkreten Produkten redest du da? Hast du dir ein Modul von 
Würth ausgesucht, wo ein ESP32 drin ist (kann ich mir kaum vorstellen)?

von Bernhard E. (montolio)


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Sorry, war zu genau.

Es ist ein ESP32 Dev Board.
https://www.az-delivery.de/products/esp32-developmentboard?variant=36542176914&gclid=CjwKCAjw2uf2BRBpEiwA31VZjykhT4ynQETU6KC6qfTowzPuW-PLosI_QwYZCpdYbPP5EobG9M7EHxoC4nAQAvD_BwE

Der ESP32 braucht 3,3V, deshalb würde ich ein 3.3 V, 1 A, MagI3C Power 
Modul von Würth nehmen. Zusätzlich noch ein 10uF Kondensator neben das 
Modul.

Was passiert nun wenn der ESP32 mit Strom versorgt wird und ich USB 
anstecke?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bernhard E. schrieb:
> Was passiert nun wenn der ESP32 mit Strom versorgt wird und ich USB
> anstecke?

Ergibt sich aus dem Schaltplan. Ich suche den jetzt nicht für dich. 
Offenbar hat der Hersteller ihn versteckt.

von Bernhard E. (montolio)


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Das Problem ist das ich nicht weiß worauf ich schauen muss.

Der DC-DC Wandler hat keine Diode drinnen, der ESP32 hat eine beim 5V 
vom USB.
Schaltpläne finde ich schon, aber ich was sind die Probleme bei zwei 
Spannungsquellen und wie kann ich diese Lösen?

von Joachim B. (jar)


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Frederic S. schrieb:
> Nimm einen fertigen Step Down Wandler, z.B. den Traco TSR1,

Chris schrieb:
> Die Würth FDSM sind super und großteils Pin-kompatibel mit den üblichen
> LM78xx:

muss alles nicht sein Recom R78 usw. sieht alles gleich aus und gibt es 
günstiger ohne Bezugshürden:
Ebay-Artikel Nr. 362510024192

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bernhard E. schrieb:
> was sind die Probleme bei zwei Spannungsquellen

Das unter Umständen die eine Spannungsquelle die andere Füttert, und 
diese das nicht verträgt.

Es hängt also auch von den Spannungsquellen ab.

von MaWin (Gast)


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Bernhard E. schrieb:
> Oder sind da fix fertige DC-DC Wandler wie zB ein TR05S3V3 eine bessere
> Wahl?

Wenn 13V aus Batterie kommen: sicherlich (es gibt auch im Leerlauf 
sparsamere szep down Wandler).

Wenn man Energie ohne Ende hat: dann tut es ein Linearregler, die 500mA 
sind peak, im Mittel nur 100mA, 1W, und so viele Ausgänge an denen man 
nochmal 100mA ziehen könnte hat er ja auch nicht.

von Manfred (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Hast du dir ein Modul von
> Würth ausgesucht, wo ein ESP32 drin ist (kann ich mir kaum vorstellen)?
Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ergibt sich aus dem Schaltplan.

Manche Postings von Dir verursachen Kopfschütteln, vorher den Thread 
lesen?

Bernhard E. schrieb:
> Das Problem ist das ich nicht weiß worauf ich schauen muss.

Im Referenzdesign von Espressif sehe ich auf der 3V3-Seite keine 
Trennung.
Die 3V3 werden vom USB aus über einen AMS1117-33 erzeugt, 
erfahrungsgemäß hat der kein Problem mit Rückenwind. Ob umgekehrt Dein 
Schaltwandler ein Problem hat, weiß ich nicht, würde aber hoffen, dass 
nein.

Am USB-Interface CP2102 sehe ich, dass der die 5V vom USB sehen will, 
diese abzutrennen fällt damit leider aus. Bleibt Dir nur, die externe 
Speisung abzuklemmen und für den Flashvorgang den ESP nur per USB zu 
versorgen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Manfred schrieb:
> Manche Postings von Dir verursachen Kopfschütteln,

Dito. Du hast den Schaltplan von einem anderen Produkt herausgesucht. 
Das ist mehr irreführend als hilfreich.

Hier ist der richtige Schaltplan: 
https://www.smart-prototyping.com/image/data/2_components/development_board/101839%20NodMCU-32S/1.png

Für den Fall, dass am 5V Stift eingespeist wird:

Hier können wir sehen, dass die Spannung von der USB Buchse über eine 
Diode zum 3,3V Regler geht. Der Eingang des Reglers ist offenbar mit dem 
5V Stift verbunden.

Da kann man also 5V oder etwas mehr anlegen, es wird kein Strom falsch 
herum in das USB Kabel fließen. Die Speisung wird bevorzugt von dort 
bezogen, wenn  das USB Kabel gleichzeitig angeschlossen ist.

Komplizierter ist der Fall, wenn das USB Kabel mit dem eingeschalteten 
PC verbunden ist, aber das Netzteil am 5V Stift nicht eingeschaltet ist. 
In diesem Fall Strom vom PC über das USB Kabel durch das Board zum 
Netzteil hin fließen. Es hängt nun vom Netzteil ab, ob das harmlos ist.

Für den Fall, dass am 3,3V Stift eingespeist wird:

Sofern die externe Spannung etwas höher ist, als die 3,3V vom 
Spannungsregler auf dem Board, wird das Board die Versorgung von extern 
beziehen. Der Regler verträgt das (weiß ich aus Erfahrung). Wenn die 
externe Spannung geringer ist, wird die Speisung von 3,3V Regler bezogen 
und Strom in das externe 3,3V Netzteil hinein fließen. Es hängt wieder 
vom Netzteil ab, ob das harmlos ist.

Zusammengefasst: Die einzige Rückspeisung, die das Board verhindert ist 
zum PC hin durch das USB Kabel.

> Am USB-Interface CP2102 sehe ich, dass der die 5V vom USB
> sehen will, diese abzutrennen fällt damit leider aus.

Das trifft wohl auch auf das ESP32 NodeMCU Board zu.

> Bleibt Dir nur, die externe Speisung abzuklemmen und für
> den Flashvorgang den ESP nur per USB zu versorgen.

Dafür sehe ich beim ESP32 NodeMCU Board keine Notwendigkeit.

: Bearbeitet durch User
von Marius W. (marwin)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ein Step-Down Wandler hätte weniger Verlustwärme, ist aber potentiell
> Fehleranfälliger, da mehr Bauteile dran sind.

Herr, lass Hirn regnen! Und du, beschäftige dich mal mit den Faktoren, 
die für die Alterung von elektronischen Geräten verantwortlich sind.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Bernhard E. schrieb:
>> Sind die worst case 5 Watt viel?
>
> Das hängt eigentlich nur davon ab, ob due die Wärme ausreichend
> ableitest, also vom Kühlkörper. Ohne Kühlkörper sind maximal 1 Watt
> denkbar - aber auch nur dann, wenn man die Wärme über Kupfer auf der
> Platine verteilt.

Wenn du schon pauschalisierst, dann schreib doch, ohne Wärmeableitung 
ist 1 mW zu viel. Das ist wenigstens richtig.

>> Verbaut/Versteckt wird das Projekt in einem Kabelkanal
>
> Da würde dringend zu einem Step-Down Wandler raten.

Und ich würde dir dringend dazu raten, ohne vorhandenes Fachwissen keine 
Beratung zu leisten!

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Von welchen konkreten Produkten redest du da? Hast du dir ein Modul von
> Würth ausgesucht, wo ein ESP32 drin ist (kann ich mir kaum vorstellen)?

Typisches ucnet-Verhalten. Wenn man keine Ahnung und keine Argumente 
hat, stellt man unbedeutende Fragen, um vom Thema abzulenken und den TE 
daran zu hindern, sich aufs Wesentliche zu konzentrieren.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ergibt sich aus dem Schaltplan. Ich suche den jetzt nicht für dich.

Wenn du nicht helfen will, dann lass es!!! Aber mach nicht einen auf 
hilfsbereit!

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das unter Umständen die eine Spannungsquelle die andere Füttert, und
> diese das nicht verträgt.
>
> Es hängt also auch von den Spannungsquellen ab.

Fass dich doch einfach mal kurz: It depends. Könnte übrigens deine 
Standardantwort sein. Lässt den TE in deinen Augen dumm dastehen, und du 
fühlst dich gut.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Hier ist der richtige Schaltplan:
> 
https://www.smart-prototyping.com/image/data/2_components/development_board/101839%20NodMCU-32S/1.png

Was interessiert mich mein Geschwätz von gestern? Du wolltest den nicht 
raussuchen.

>
> Für den Fall, dass am 5V Stift eingespeist wird:
>
> Blödsinn
>
> Für den Fall, dass am 3,3V Stift eingespeist wird:
>
> Der gleiche Blödsinn in grün
>
> Zusammengefasst: Blödsinn^2
>

> Dafür sehe ich beim ESP32 NodeMCU Board keine Notwendigkeit.

Zum Glück steht es jedem frei, nicht auf dich zu hören.

von Bernhard E. (montolio)


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Danke für die Antworten.

Ich werde einen Schalter einbauen mit dem ich vor dem flashen den ESP32 
von der anderen Stromquelle nehme (trenne die Versorgung vom DC-DC)

von my2ct (Gast)


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Bernhard E. schrieb:
> Ich werde einen Schalter einbauen mit dem ich vor dem flashen den ESP32
> von der anderen Stromquelle nehme (trenne die Versorgung vom DC-DC)

Vergiß es nicht - sonst könntest du dir den Schalter sparen ;-)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Marius W. schrieb:
> Herr, lass Hirn regnen!

Du hast vergessen, deinem Beitrag sinnvollen/hilfreichen Inhalt zu 
geben. Kann ich Dir irgendwie helfen oder reicht es, deine Kotze weg zu 
wischen?

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