Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Again: ESP32 external Power funktioniert nicht


von Jörg M. (derlang)


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Hallo,

ich bastel mal wieder an meiner Funk-Zündanlage
868MHz, ESP32 + Spannungsmessungen...
Im Grunde ja keine Raketenwissenschaft.
Anbei der Schaltplan. Ich wollte den ESP32 über 3V3 betreiben.

Ich habe ein Mini-Testprogramm auf dem ESP32.
Wifi Verbindung, Debug über telnet, und togglen von 3 Pins.

Per USB bekomme ich dann auch eine IP und die Pins togglen, das Logging 
über Telnet funktioniert.

Setze ich den ESP32 auf das Board, dann geht die Spannungs-LED an aber 
nichts passiert. Spannung am 3V3 Pin nahezu stabil (flackert zwischen 
3,271 und 3,276V). Reset-Taste probiert, falls Spannungsvorsorgung 
während boot nicht stabil war.

Testweise den ESP32 vom Board genommen und nur Spannungsversorgung vom 
Board an das devkit gegeben. Keine Verbesserung.
Testweise an Vin 5V vom Board verwendet, keine Funktion.

Irgendwie verstehe ich das nicht. Gut, den Regulator betreibe ich an der 
Kapazitätsgrenze (1800uF, habe 1000uF+560uF dran).

An den fehlenden 22uF lt. Datenblatt kann das doch nicht liegen, die 
Spannung bleibt ja relativ konstant.
Im übrigen, wenn ich per USB versorge, schwankt 3V3 auf leicht. Hab halt 
nur ein Hobby-Multimeter UT139C)

Was könnte ich noch testen? Oder sieht jemand meinen Fehler?

Beste Grüße
Jörg

von Stefan F. (Gast)


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Hast du einen gute Grund für so dicke Kondensatoren? Halte dich lieber 
an die Vorgaben aus dem Datenblatt.

> An den fehlenden 22uF lt. Datenblatt kann das doch nicht liegen

Doch, durchaus. Hier gilt die Regel: Viel hilft nicht viel. Bei 
Spannungsreglern und Spannungswandlern spielt oft sogar die Bauart der 
Kondensatoren eine wichtige Rolle (Elko, Kerko, Folie, ...), sowie deren 
Innenwiderstand.

Viel sinnvoller wäre ein 100nF + 100µF direkt am ESP Modul.

Der Enable Eingang und GPIO0 des ESP müssen auf High liegen. Bist du 
sicher, dass sie das von alleine tun?

von Jörg M. (derlang)


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Nun, ich wollte die Spannungsversorgung so stabil wie möglich halten.
AUch wenn der ESP oder RFH kurzfristig richtig ziehen, sollte das stabil 
bleiben. Da ich den Platz habe, dachte ich mir in meinem jugendlichen 
Leichtsinn ein paar mehr uF kann nicht schaden. Bin ja noch unterhalb 
des Maximalen.

Gut, dann schaue ich mal nach 22uF Keramik, gar nicht so einfach in 50V 
oder 35V.

Bzgl. GPIO0 habe ich gerade nachgemessen. Der hat 3,3V auf dem Board 
(ohne Verbunden zu sein), ist ja ein Devkit, da sollte das gehen. Selbst 
wenn ich nichts anschließe und per USB betreibe geht es ja auch. Werde 
aber trotzdem mal nach dem SChaltplan des Devkits ausschau halten.

von Stefan F. (Gast)


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Jörg M. schrieb:
> Nun, ich wollte die Spannungsversorgung so stabil wie möglich halten.

Das war offensichtlich. Aber Kondensatoren dieser Größe eignen sich 
nicht gegen hochfrequente Störungen. Und niederfrequente Stabilität 
sollte der Spannungswandler von sich aus hin bekommen. In Fällen wie 
deinem Kontrolliert man das mit einem Oszilloskop.

Habe noch etwas gesehen:
An das RFM Funkmodul gehören laut Datenblatt 100nF, nicht 470µF.

von Jörg M. (derlang)


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Hallo,

ich habe in meinem Fundus noch ein paar 1206 10uF 50V gefunden.
Falls jemand ähnlich dummes wie ich vorhat, hier das Ergebnis:

Ausgangseitig habe ich 1mF entfernt (470uF noch in der Nähe vom RFM). => 
Weniger Schwankung der Ausgangspannung. ESP32 tut nichts.

Ausgangseitig 2x10uF parallel eingelötet (passte gerade so) =>
Weniger Schwankung der Ausgangspannung. ESP32 tut nichts.

470uF beim RFM entfernt =>
Weniger Schwankung der Ausgangspannung. ESP32 tut nichts.

100uF am Eingang durch 2x10uF ersetzt. =>
*ESP32 startet und toggelt die Ausgänge.*

Fazit: Wie angekündigt sollte man nicht versuchen schlauer als das 
Datenblatt zu sein...

Scheine aber noch andere Schnitzer drin zu haben, denn er startet nicht, 
wenn ich ihn einstecke, nur wenn ich die 3V3 vom der Versorgung 
verwende.
Die Begrenzung der Pins funktioniert mit der Z-Diode noch nicht. Werde 
wohl auf 4k7 als Vorwiderstand runter gehen, hoffe, dann eher stabileren 
Wert am Eingang zu haben. Im Moment mit 10K sind nur 2,3V am Pin.

Das lässt mich aber noch zu einer anderen Frage, ltspice hilft mir hier 
nicht.

Zum Testen der Zündkreise lege ich eine kleine Spannung an den Zündkreis 
und begrenze den Strom auf max. 10mA (siehe unten). Wenn ich aber scharf 
schalte, dann liegt am Zündkreis ~12V an. Das würde meinen 
Spannungsmesser MCP3428 zerstören. Daher habe ich mir folgendes 
überlegt, bin mir aber nicht sicher
1
12V-------------PMOS------------|
2
3V3-PMOS--1N4148--1N4148--180R--|---------|
3
                                |         |
4
                               10K        Zünder (bspw. 0,8Ohm)
5
                                |         |
6
               MCP CH1+ --------|         NMOS
7
                                Z3V0      |
8
               MCP CH1- --------|---------|-----------GND
Die ~10mA gehen ja hier zu 99,9% durch den Zünder. Der Strom durch die 
Z-Diode sollte nicht ausreichen um den Durchbruch zu schaffen. Vorher 
sollte theoretisch die Z-Diode einen unendlichen Widerstand haben, 
sodass die 10K nicht ins Gewicht fallen, Uzünder = Uzener. Theoretisch 
wie praktisch korrekt?

: Bearbeitet durch User
von AufArbeit (Gast)


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Wie soll eigentlich Q2, Q5 und Q8 bei diesen kleinen Spannungen und 
Spannungteiler am Gate noch durchschalten? Die werden irgendwo in ihrer 
linearen Kennlinie liegen und Q2 wird beim Laden der Kondensatoren und 
beim Starten der Regler die Spannung abwürgen.
Besorgt die ein einfaches Scope!

von Joachim B. (jar)


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Jörg M. schrieb:
> Scheine aber noch andere Schnitzer drin zu haben, denn er startet nicht,
> wenn ich ihn einstecke, nur wenn ich die 3V3 vom der Versorgung
> verwende.

als ich den ersten CAM ESP ohne Programmierschnittstelle am FTDI 
programmieren wollte auf dem Steckbrett musste ich lernen das die 
billigen Eisenjumperkabel nicht genug Strom durchlassen, ich musste die 
gesamte Versorgung 2x doppeln
Arduino am USB 2xJumper VCC + 2x Jumper GND zum ESP
FTDI am USB 2xJumper VCC + 2x Jumper GND zum ESP

Später kaufte ich passende Automatik(ohne Schalter) Programmier Module 
mit USB Buchse

https://www.ebay.de/itm/175340316484

: Bearbeitet durch User
von Jörg M. (derlang)


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AufArbeit schrieb:
> Wie soll eigentlich Q2, Q5 und Q8 bei diesen kleinen Spannungen und
> Spannungteiler am Gate noch durchschalten? Die werden irgendwo in ihrer
> linearen Kennlinie liegen und Q2 wird beim Laden der Kondensatoren und
> beim Starten der Regler die Spannung abwürgen.
> Besorgt die ein einfaches Scope!

Jepp, da hat sich der Copy-Paste Fehler eingeschlichen. Auf dem Board 
habe ich die Widerstände korrekt gesetzt. Habe die 47K und 10K auf dem 
Schaltplan vertauscht. Damit schalten die PMOS korrekt durch, Q5 
Widerstandswerte waren in der Tat vollkommen falsch. Werde PMOS tauschen 
zu BSS84 und R10K und R220 ändern.

Das ist erstmal unkritisch, liegt eher an Bauteiletausch und kein 
Layoutfehler wir bei der Spannungsversorgnung.

von Jester (Gast)


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Jörg M. schrieb:
> AufArbeit schrieb:
>> Wie soll eigentlich Q2, Q5 und Q8 bei diesen kleinen Spannungen und
>> Spannungteiler am Gate noch durchschalten?

An den meisten Stellen wäre der TO mit BJTs weitaus besser bedient. 
Aber, einfach machen lassen ...

von Jörg M. (derlang)


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Vielleicht, vielleicht auch nicht.

von AufArbeit (Gast)


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Weia,
was für ein Gebastel. Wenn nicht mal der Schaltplan stimmt, siehts auf 
dem Board wohl auch nicht besser aus. Naja...
Btw: Zenerdioden mit kleinen Spannungen sind nur in Reihe geschaltete 
SI-Dioden. Da ist nix mit Knickkennlinie. Die haben einen relevanten 
Strom auch schon weit unter den 3.3V. Mit dem 10k davor wird das 
höchstens eine Schätzung aber keine Messung. Als Temperatursensor wirds 
wohl ganz tauglich sein :)

von Jörg M. (derlang)


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AufArbeit schrieb:
> Weia,
> was für ein Gebastel. Wenn nicht mal der Schaltplan stimmt, siehts auf
> dem Board wohl auch nicht besser aus. Naja...
> Btw: Zenerdioden mit kleinen Spannungen sind nur in Reihe geschaltete
> SI-Dioden. Da ist nix mit Knickkennlinie. Die haben einen relevanten
> Strom auch schon weit unter den 3.3V. Mit dem 10k davor wird das
> höchstens eine Schätzung aber keine Messung. Als Temperatursensor wirds
> wohl ganz tauglich sein :)

Ich sag nur Hobby. Hat schon seinen Grund, warum kommerzielle > 1000€ 
kosten.
Ich komme auf weit weniger, nichts was ich verkaufe, einfach nur für 
mich.

Hab den Schaltplan geändert, diesmal mit "hoffentlich" korrekten Werten.

Die Widerstandmessung sollte so funktionieren. Habe eben eine Schaltung 
einer OS Anlage gefunden. Dort ist es genauso gemacht, anderer 
Prozessor, anderes Funkmodul, Professioneller. Wird auch so verkauft. 
D.h. liege ich gar nicht so falsch mit meiner Schaltung.

Bezüglich Layout => Autorouter => Nicht schön, funktioniert aber. Das 
ist mir wichtig, aussehen und das letzte bisschen Performance raus holen 
ist mir nicht wichtig => Hobby, kein Kommerz!

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