Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultraschall ESP32 stepup Regel. Funktioniert nicht.


von Fr E. (free118)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,
ich möchte mir einen Ultraschall Füllstandsmesser für unsere Zisterne 
bauen.
Dazu habe ich mir einen ESP32 mit Batteryholder bestellt. (Wemos TTGO 
ohne Display).
Als Sensor benutze ich den Jsn-sr04t.
Laut Datenblatt soll der Ultraschall sensor auch mit 3,3V betrieben 
werden können.
Das bekomme ich aber nicht ans laufen.
Daher hatte ich die Idee einen StepUp Regler MT3608 zu nutzen um die 5V 
zu erzeugen.
Diesen Schalte ich wenn ich messen will über eine Open Collector 
schaltung ein.

Leider bricht jetzt immer die Spannung auf max. 3V ein, sobald ich den 
JSN anschließe und er misst nicht mehr richtig.
Die Open Collecotr schaltung funktioniert. Das konnte ich bereits 
verifizieren.
Den MT3608 kann ich auch belasten. (habe mal test weise eine LED 
angeschlossen, geht)
Der JSN misst stand alone an 5V ohne probleme (stromaufnahme ca. 7mA 
gemessen).

Habt ihr eine Idee woran es liegen kann?

Anbei das schaltbild.

Gruß

von Michael D. (nospam2000)


Lesenswert?

in deinem Schaltbild fehlen die Datenleitungen. Wie machst du die 
Levelanpassung von 5V auf 3.3V für die Datenleitungen?

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Es ist keine gute Idee, die Gnd-Leitung von MT3608 Modul und Jsn-sr04t 
zu schalten. Der MT3608 macht außerdem keine galvanische Trennung.

von free (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
ich nehme keine Pegelanpassung vor. Die Leitungen gehen direkt auf die 
Eingänge des ESP. Es funktioniert ja genau so, wenn ich die 
Versorgungsleitung des JSN auf den 5V Pin des Boards lege.
Der ist aber nur nutzbar wenn ich das Board über USB am PC hängen habe.
Das will ich aber nicht, da ich ja den Akku nutzen will.

@Wolfgang, danke für deine Anmerkung. Kannst du mir vielleicht genauer 
erklären warum es keine gute idee ist? Und wie ich mein Problem lösen 
kann?

Gruß

von STK500-Besitzer (Gast)


Lesenswert?

Fr E. schrieb:
> Der JSN misst stand alone an 5V ohne probleme (stromaufnahme ca. 7mA
> gemessen).

Hast du die Müglichkeit und es vielleicht schon ausprobiert, den Sensor 
stand-alone mit 3,3V zu betreiben?
Das mit der Kollektor-Schaltung solltest du sofort wieder 
rausschmeissen.
Wenn dann schaltest du die +-Seite.
Ground ist auch das Bezugspotential für die Datenleitungen - wenn das 
auf einmal "woanders" liegt, gibt es Probleme.
Für den reinen Testbetrieb solltest du die Schaltung auch erst mal 
weglassen, um eine Fehlerquelle zu eliminieren.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

free schrieb:
> Kannst du mir vielleicht genauer erklären warum es keine gute idee ist?

Du möchtest ja noch irgendwelche Datenleitungen vom ESP zum SR04T 
ziehen.
Daher ist es immer gut, einen VOLLSTANDIGEN Schalgplan zu malen.

von Fr E. (free118)


Lesenswert?

Ja, den Betrieb standalone bei 3,3v habe ich schon probiert.
Läuft leider nicht zufrieden stellend. Sonst hätte ich das ganz
IT dem step up Regler erst gar nicht angefangen.
Gut, dann Bau ich mal um und schalte die + Leitung.

Wie würdet ihr das Problem den lösen?

Gruß

von STK500-Besitzer (Gast)


Lesenswert?

Fr E. schrieb:
> Gut, dann Bau ich mal um und schalte die + Leitung.

Schalte die doch erst mal gar nicht.
Oder ist dein Programm fertig?

von Fr E. (free118)


Lesenswert?

@stk500 danke für deinen Post. Er hat mich nochmal motiviert. Ich habe 
den step up rausgeworfen und den Sensor direkt an 3,3V gelötet und tada 
es geht.
War wohl wieder mal alles ein Wackler auf meinem breadboard. Das kommt 
jetzt weg.

Danke nochmal.
Und ja mein Programm steht schon. Es schickt  die Testwerte bereits per 
mqtt zu meinem Home assistant.
Jetzt geht's an schalten
Gruß

von Si Oe (Gast)


Lesenswert?

Der Stepupwandler ist warscheinlich überfordet, da die Stromaufnahme 
wärend des Tonpulses stark ansteigt. 7 mA ist ein Mittelwert. Vielleicht 
hilft ein dicker Elko.

Gruß
SiOe

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

In dem Moment, wo der Transistor einschaltet, lädt sich der Kondensator 
am Eingang des Spannungswandlers auf. Der sehr hohe Ladestrom 
überfordert den 3,3V Spannungsregler auf deinem ESP Modul.

Wenn du das so machen willst, musst du den Ladestrom auf ein akzeptables 
Maß begrenzen, was einen Transistor erfordert, der als Strombegrenzer 
taugt, also thermisch höher belastbar ist. Da steht aber nur wenig Strom 
zur Verfügung (typischerweise weniger als 200mA). Damit kannst du den 
Kondensator nur langsam aufladen, was wiederum einen Fehlstart des 
Spannungswandlers auslösen kann.

Wenn der Transistor abgeschaltet ist, hat dein Ultraschall-Modul keinen 
GND mehr. Alle Signale "hängen in der Luft" sagt man. Aus Sich des ESP 
sind dann alle Spannungen weit über Null Volt, also High Pegel.

Die Eingänge des ESP Chips vertragen keine 5V. Irgendwo oberhalb von 
3,6V (der maximal zulässigen Spannung) greifen Schutzmaßnahmen gegen 
elektrostatische Entladungen. Diese sind aber nicht für Dauerstrom 
aufgelegt und gehen dann kaputt. Die Folge ist, dass der I/O Pin von da 
an völlig ungeschützt ist.

Bessere Alternative: Schließe das Ultraschall-Modul an einen 
Spannungswandler an, der direkt am Netzteil (bzw der Batterie) hängt. Es 
gibt auch welche mit Steuer-Eingang zu ein/aus schalten.

Für die Signale vom Ultraschall Modul zum ESP hin brauchst du 
Spannungsteiler, um auf 3,3V herunter zu kommen.

von Fr E. (free118)


Lesenswert?

Hey, alles klar. Danke für die Info, ich weiß jetzt was ich zu tun habe. 
Danke an alle die Erklärung eingebracht haben und nicht nur meinen das 
es so nicht geht.

Gruß

von Fr E. (free118)


Lesenswert?

@stefanus, hast du ein paar Bezeichnungen bzgl. Dc Dc Wandler mit 
steuereingang?  Habe auf die schnelle nichts gefunden.
Gruß und danke

von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

Schau mal bei espeasy Projekt - da gubts das was Du bauen willst fix und 
fertig, der ESP8266 ist auch 5V-tolerant

Grüße

Heinz

von Fr E. (free118)


Lesenswert?

Hallo Heinz, ja ich weiß. Nur, so weit ich weiß unterstützt espeasy den 
deep sleep Mode des 8266 nicht. Damit ist eine Akku Nutzung nicht so 
prall.

von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

Habe mich mit deep sleep nie beschäftigt, alle meine Batteriesensoren 
laufen als Homematic-Nachbauten

Aber laut
https://www.letscontrolit.com/wiki/index.php/SleepMode

kann ESPEasy das schon

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.