Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP8266 - 30V/20ma switch


von Phil (Gast)


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Hallo zusammen

Ich bin High-Level Informatiker. Also sorry für die möglichweise etwas 
dumme Frage.

Ich habe einen Schalter an einem Gerät, welches ich gerne mit einem 
ESP8266 (oder vergleichbar) schalten möchte.
Der bestehende Schalter hat im Hintergrund ein mechanisches Relay (man 
hört es klicken).
Wenn ich messe, kommt auf dem Schalter 30V DC. Sobald ich ihn "drücke", 
habe ich einen current von 20ma.

Nun, was brauche ich zusätzlich zu meinem ESP01 board, um diesen 
Schalter über den GPIO Pin zu drücken?
Ich werde wohl auch eine separate Stromversorgung benötigen für den ESP. 
Gibt es da sachen zu beachten?

Vielen Dank für eure Hilfe & Beste Grüsse
Phil

von c-hater (Gast)


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Phil schrieb:

> Ich bin High-Level Informatiker. Also sorry für die möglichweise etwas
> dumme Frage.

Nö, no mercy.

Auch Informatiker müssen durch das Grundlagenstudium. Und was da 
vermittelt wird, sollte weit mehr als ausreichend sein, um so ein 
triviales Problem selbstständig lösen zu können.

von Patrick (Gast)


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Ist dein Schalter ein echter "Schalter" der einrastet oder ein Taster? 
In beiden Fällen ist die einfachste Lösung, mit deinem ESP ebendiesen 
Schalter zu überbrücken (Schließerkontakt des Relais parallel zum 
Schalter). Bei einem Schalter mit Rastfunktion musst du das Relais für 
den Betrieb dauerhaft ansteuern. Alternativ bei einem Taster bspw. 500 
ms Impulse ausgeben. Wenn du dir in dem Gerät eine Versorgungsspannung 
abgreifen kannst, dann ist der Einbau deiner Schaltung in das Gerät 
möglich. Ggf. Noch einen Spannungsregler für 3,3 Volt einbauen. Da du 
das Gerät aber möglicherweise komplett abschaltest, ggf. Noch ein 
kleines Netzteil im Dauerbetrieb einbauen.

von Patrick (Gast)


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Also dein ESP sollte über eine Transistorstufe (Ausgang ESP - 
Vorwiderstand - Basis eines NPN Transistors, z.B. BC547 oder BC337) ein 
eigenes Relais schalten. Das kann ruhig ein Miniaturrelais sein bei der 
Leistung. Für das Relais ggf. 12 Volt Nennspannung. Dann brauchst du ein 
12 Volt Netzteil (kann auch unstabilisiert sein) für das Relais und 
einen 3,3 Volt Spannungsregler den du aus den 12 Volt versorgst.

Dein Problem ist mMn kein Informatisches, sondern ein elektr(on)isches.

von Phil H. (philhalter89)


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Besten Dank Patrick für deine hilfreiche Antwort. Mir ist bewusst, dass 
mir in diesem Umfeld etwas die Grundlagen fehlen.

Es handelt sich um einen Taster, welchen ich je nach Verwendung kürzer 
oder länger (1-20sek) drücken muss. Das Relay schaltet wieder aus, wenn 
ich den Taster loslasse.
Ein weiteres Ziel wäre, dass der bestehnde Taster auch an das ESP kommt, 
so dass er weiterhin verwendet werden kann, ich aber die Möglichkeit 
habe seine funktion Softwaretechnisch zu unterbindinden (über MQTT).

Das Gerät ist eine Blackbox, wo ich kaum reinkomme. Der Schalter ist 
allerdings mit einem RJ11 Stecker angeschlossen, weshalb ich mich da 
Problemlos dazwischenschalten kann.

Was mir einfach fehlt, ist, wie ich mit den 30V umgehen muss, ohne dass 
es mir den ESP grillt. Ich nehm an, ich muss da einen Transistor 
reinhängen. Was aber irgendwie wieder kompliziert ist (für mich 
zumindest), wegen den zwei verschiedenen Stromkreisen. Und was ich 
definitiv nicht möchte, ist das gerät zerstören..
Ich hätte BC547B oder 2N2222A gefunden.. Aber halt keinen plan -.-

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Nimm einen Optokoppler, z.B. H11G1, H11G2, H11G3.

von Patrick (Gast)


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Wenn du wie ich geschrieben habe ein Relais nimmst, dann sieht der ESP 
gar nichts von den 30 Volt. Ist zwar eine "Brecheisenmethode", aber 
nichts eignet sich besser als ein echter Schaltkontakt (vom Relais), um 
einen Schalter vorzugaukeln. Der erwähnte Transistor wird lediglich als 
"Verstärker" genommen, damit der ESP das Relais steuern kann. 
Freilaufdiode über der Relaisspule nicht vergessen!
Hol dir ein einfaches 12 Volt Steckernetzteil für ESP und Relais, dann 
hast du hier deine eigene Versorgung und bist komplett getrennt von 
Gerät.

von Phil H. (philhalter89)


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Besten dank :)
Werde das so machen. Ihr habt mir geholfen!

von Stefan F. (Gast)


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Relais mit Transistor und Freilaufdiode kann man fertig als Modul 
kaufen. Es gibt auch Module, wo ein ESP8266 und 2 Relais schon zusammen 
auf einem Board sitzen. Das würde ich nehmen.

von s.c.n.r. (Gast)


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Phil schrieb:
> Ich bin High-Level Informatiker.

Das merkt man, wäre mir auch peinlich ...

> ... Relay ...
> ... einen current von 20ma.
>
> Gibt es da sachen zu beachten?

von Stefan F. (Gast)


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s.c.n.r. schrieb:
>> ... Relay ...
>> ... einen current von 20ma.
>>
>> Gibt es da sachen zu beachten?

Der Cashflow für die Stakeholder muss unter den Limits bleiben damit zur 
Deadline alles sauber durch die Acceptance geht.

von Phil H. (philhalter89)


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> Es gibt auch Module, wo ein ESP8266 und 2 Relais schon zusammen auf einem Board 
sitzen. Das würde ich nehmen.

Das ist so die einfachste Lösung. Allerdings habe ich 4 Kanäle die ich 
abdecken möchte und irgendwie fand ichs etwas übertrieben dafür 4 Relais 
zu verwenden (und dann fehlen mir bei den 2-Relais-ESP-Versionen meist 
noch die Eingänge für die bestehenden Taster). Werde aber wohl darauf 
zurückfallen.

@All haters here
Ich hoffe es macht euch Freude. Meine Talente liegen halt nun mal etwas 
höher im Stack. Finde das ist kein Grund so zu antworten wie ihr es tut.
Da ich halt meistens english arbeite, sind mir einige englische Wörter 
reingerutscht.

EDIT:
Habe grad bemerkt, dass wohl das "High-Level" einigen in den falschen 
Hals geraten ist. Damit meinte ich den Stack wo ich normalerweise 
arbeite. War absolut nicht wertend.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Phil H. schrieb:
> Allerdings ... and ichs etwas übertrieben dafür 4 Relais
> zu verwenden

Guck doch mal, wie billig die sind! Mit Transistorschaltungen oder 
Optokopplern wird es nicht wirklich günstiger, dafür aber empfindlicher.

Es gibt auch ESP-Boards mit mehr Relais und Eingämgen. Warum hast du 
nicht gleich von Anfang an gesagt, wie viele Ein- und Ausgänge du 
benötigst?

von Patrick (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hallo nochmal. Ich hab dir mal eine Schaltung skizziert, wie es gehen 
könnte. Da der ESP laut meinen Recherchen ca. 90 mA Strom braucht mit 
Spitzen, müsstest du bei Verwendung eines 12 Volt Relais sehr viel 
Leistung im 3,3 Volt Spannungsregler verbraten und das wird schnell 
heiß. 5 Volt sind besser - da kannst du dann einfach ein altes 
Handynetzteil nehmen. Ich hab da mal was rausgesucht, steht in der 
Schaltung und lässt sich so bei Reichelt finden. Für die Diode kannst du 
"irgendeine" Gleichrichterdiode nehmen, falls du da schon was rumkullern 
hast.

von Wolfgang (Gast)


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Patrick schrieb:
> Da der ESP laut meinen Recherchen ca. 90 mA Strom braucht mit
> Spitzen, müsstest du bei Verwendung eines 12 Volt Relais sehr viel
> Leistung im 3,3 Volt Spannungsregler verbraten und das wird schnell
> heiß.

Genau, in Spitzen braucht der ESP 350mA. Darum tut man gut daran, C1 
nahe dran zu montieren und z.B. auf 100µF zu vergrößern. Ein gängiger 
Step-Down Wandler kostet vielleicht 80ct. Der wird auch bei 12V nicht 
heiß.

von Stefan F. (Gast)


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Patrick schrieb:
> Da der ESP laut meinen Recherchen ca. 90 mA Strom braucht mit
> Spitzen

Einschließlich Spitzen braucht er etwa 400 mA. Die 90 mA sind der 
Mittelwert, der für die thermische Auslegung relevant ist.

Bei den Kondensatoren um den Spannungsregler herum halte dich an die 
Vorgaben aus dem Datenblatt. Zusätzlich kommt ein 100µF (oder 220µF) 
Elko direkt an die Versorgungspins des ESP Moduls.

Dann läuft das stabil. Und nur dann. Glaube es mir, wir hatten das hier 
schon zig fach.

Die Relaiskontakte halten meist länger, wenn man Snubber einbaut. 
Entweder parallel zu den Kontakten, oder (besser) parallel zur Last.

von Stefan F. (Gast)


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Phil schrieb:
> Nun, was brauche ich zusätzlich zu meinem ESP01 board, um diesen
> Schalter über den GPIO Pin zu drücken?

Phil H. schrieb:
> Allerdings habe ich 4 Kanäle die ich abdecken möchte
> ... und dann fehlen mir ... noch die Eingänge für die bestehenden Taster

Du solltest erwägen, ein ESP-12F Modul zu verwenden, weil das ESP-01 
wohl nicht genügen I/O Pins hat.

Wenn du unbedingt beim ESP-01 bleiben willst, brauchst du wohl einen 
Port-Expander, zum Beispiel den PCF8574.

von MaWin (Gast)


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Phil schrieb:
> Wenn ich messe, kommt auf dem Schalter 30V DC. Sobald ich ihn "drücke",
> habe ich einen current von 20ma.
> Nun, was brauche ich zusätzlich zu meinem ESP01 board, um diesen
> Schalter über den GPIO Pin zu drücken?
1
        +-------------+    BC547 +---o
2
        |             |          |
3
ESPStromversorgung  ESP01--2k2--|<  bisheriger Taster
4
        |             | GPIO     |E
5
    GND +-------------+----------+---o
> Ich werde wohl auch eine separate
> Stromversorgung benötigen für den ESP. Gibt es da sachen zu beachten

Ihr Masseanschluss ist mit dem negativeren Pol des Tasteranschlusses zu 
verbinden.

Phil H. schrieb:
> Allerdings habe ich 4 Kanäle die ich abdecken möchte und irgendwie fand
> ichs etwas übertrieben dafür 4 Relais zu verwenden (und dann fehlen mir
> bei den 2-Relais-ESP-Versionen meist noch die Eingänge für die
> bestehenden Taster).

Die obige einfache Schaltung bedient genau 1 Taster eines Fremdgerätes.
Wenn das mehrere Taster sein sollen, funktioniert sie nur, wenn in dem 
Gerät sämtliche negativeren Tastenkontakte miteinander verbunden sind, 
z.B. mit Masse der Geräteversorgung.

Ist das nicht der Fall, benötigst du eine ANDERE Schaltung, z.B. die 
aufwändige Relaislösung, eine Optokopplerlösung, eine PhotoMOS Lösung 
oder eine Analogschalterlösung.

Bedanke dich also bei deiner eigenen Dummheit, Salamischeiben 
nachzuliefern obwohl du schon vorher wusstest dass du mehr als 1 Taster 
hast. Diese Mindestanforderung an Forenfragen, schon zu Beginn alles 
aufzuschreiben was man über das Problem weiss, dürfen auch abgehobene 
Programmierer haben.

von Stefan F. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Wenn das mehrere Taster sein sollen

Es sollen 4 sein, und außerdem will er den Zustand von (einer 
unbekannten Anzahl) vorhandenen Tastern abfragen.

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