Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 100 Lampen getrennt ansteuern mit ESP32 - Welcher Datenbus Typ?


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von Andreas B. (andreas_del)


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Hallo,

ich habe in unserem Gewächshaus 16 Lampen für unsere Pflanzen. (je 24V / 
15W)
Diese hängen an 4 MOSFETs (CQUANZX Triggerschalter). Die MOSFETs hängen 
an den Ausgängen eines ESP32 Typ Wemos D1 mini. Gesteuert wird das Ganze 
über HomeAssistant. Funktioniert super. Soweit so gut...

Das Ganze will ich jetzt gern auf 100 Lampen erweitern. Die 100 Lampen 
sollen aufgrund der unterschiedlichen Pflanzen getrennt von einander 
steuerbar sein. Nach etwas Recharge im Netz bin ich auf die Verwendung 
eines Datenbusses gestoßen. Da es einige verschiedene Varianten gibt ist 
nun die Frage - welche man da bestenfalls verwenden könnte. Der Datenbus 
ist ca. 100m lang. Jede Lampe soll eine eigene Adresse bekommen.

Hat jemand etwas Ähnliches schon mal gebaut oder eine Idee dazu?
Vielen Dank im Voraus!

Beste Grüße

Andreas

von Helmut -. (dc3yc)


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Wenn du HomeAssistant verwendest, gibt es sicher WLAN im ganzen Bereich? 
Warum baust du die Schaltung nicht noch 8 mal auf und steuerst die 
einzelnen Gruppen per Funk? Jede Gruppe bekommt ihren eigenen Namen und 
lässt sich so getrennt ansprechen. Dann sparst du dir das lange Kabel 
und die Implementierung der Kommunikation deiner Clients. WLAN können 
die schon.

: Bearbeitet durch User
von Michael H. (mha1)


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Der Wemos D1 Mini sollte ein ESP8266 sein.

Die ESP8266 Module sind doch entsprechend günstig. Es muss nicht 
unbedingt ein original Wemos sein. Ein Clone oder ein NodeMCU gehen 
genauso gut.

Warum dann noch den Umweg über einen komplizierten Datenbus? Das wird 
nicht wirklich günstiger werden und ist entsprechend aufwendiger in der 
Programmierung. Einfach vor jede Lampe (oder eine Gruppe von Lampen) ein 
ESP8266 setzen und fertig.

Ansonsten würde ich als Bussystem RS485, CanBus oder KNX nehmen.

von Daniel S. (supernova01)


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oder DALI

https://www.beleuchtungdirekt.de/blog/dali-lichtsteuerung

gibts wohl auch etwas für 24V aber teuer...

von Andreas B. (andreas_del)


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Danke für deine Nachricht. Das hatte ich auch abgewogen. Wir haben 
mittlerweile ca. 60 WLAN Geräte in einem Gebäude und wollen etwas mit 
weniger Funkbelastung, also schon etwas weg vom Funk. Außerdem reizt 
mich auch das Thema mit dem Datenbus. :-)

von Helmut -. (dc3yc)


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Andreas B. schrieb:
> Wir haben
> mittlerweile ca. 60 WLAN Geräte in einem Gebäude und wollen etwas mit
> weniger Funkbelastung, also schon etwas weg vom Funk.

Wo ist das Problem? Evtl. hilft es, Repeater einzusetzen, die per LAN 
verbunden sind, um ein Mesh aufzubauen. Und wegen der 
Strahlungsbelastung auf WLAN verzichten? Handies strahlen wesentlich 
mehr. Und auch unser Zentralgestirn produziert bis zu 1kW/m²!

von J. S. (jojos)


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Speziell für Beleuchtung wurde DALI entwickelt, das ist ein Zweidraht 
Bus für bis zu 64 Leuchten. Dafür gibt es viele fertige Geräte, 
Selbstbau ist aber auch möglich und es gibt Module z.B. von 
https://www.codemercs.com/de/light-interface.
Bzw. findet man DALI jetzt auch unter dem neuen IEC Standard
https://www.dali-alliance.org/dali/standards.html

von Jürgen L. (temp1234)


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Für so etwas triviales bietet sich hardwaremässig so was wie bei Midi an 
nur mit noch geringerer Baudrate. Da reichen ein paar Wald- und 
Wiesenoptokoppler und man hat gleichzeitig den Vorteil einer robusten 
Datenübertragung und einer galvanischen Trennung. Soll das alles mit 
einem Netzteil versorgt werden oder haben die jeweils abgesetzten 
Stationen eigene Stromversorgung?
Pro Station den billigsten µC mit genügend io und UART. Ob man das dann 
als Stern verkabelt oder hintereinander spielt kaum eine Rolle.

von Michael B. (laberkopp)


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Andreas B. schrieb:
> welche man da bestenfalls verwenden könnte. Der Datenbus ist ca. 100m
> lang. Jede Lampe soll eine eigene Adresse bekommen.

DMX ? Dali ? Es gibt viele etablierte Standards, man muss es nicht neu 
erfinden.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ich bin da an etws dran, das du recht einfach adaptieren kannst.
Der WS2814 ist der Nachfolger vom WS2811, der in zahllosen LED Pixeln 
vom Typ 2812 verbaut ist. der WS2811 hat 3 LED Ausgänge für RGB, die 
Weiterentwicklung WS2814 hat 4 Ausgänge für RGBW.
da bei derlei Pixeln die Datenbuslänge auf wenige cm limitiet ist, wenn 
e stabil laufen soll, habe ich RS485 Treiber dahinter geschaltet.
Auf die Boards warte ich noch vom Chinafertiger, wenn die sich nach dem 
Bestücken als fehlerfrei ausstellen, wollte ich das Projekt ohnehin hier 
vorstellen.
Der Testaufbau sieht schonmal vielversprechend aus und läuft erzstabil.
ich verlinke mal meinen Thread auf Ledstyles:
https://www.ledstyles.de/index.php?thread/28731-ws2814-basierter-power-led-treiber-via-rs485/
Scrolle da mal runter, da habe ich den Stromlauplan.Entweder du gehtst 
wie ich mit einem pnp Transistor auf den LED Ausgang oder nimmst 
Optokoppler. Auf das Dimmen wirst du vermutlich verzichten können, aber 
pro IC hast du 4 Ausgänge. Davon kannst du weit über 100 Stck 
kaskadieren und zwischen den einzelnen Pixeln mehrere hundert Meter 
Kabel haben.

von Andreas B. (andreas_del)


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Jürgen L. schrieb:
> Soll das alles mit
> einem Netzteil versorgt werden oder haben die jeweils abgesetzten
> Stationen eigene Stromversorgung?
> Pro Station den billigsten µC mit genügend io und UART. Ob man das dann
> als Stern verkabelt oder hintereinander spielt kaum eine Rolle.

Wir haben alle 12 Lampen ca. ein Netzteil (LED-Trafo 230/V24V). Die 
galvanische Trennung: das machen wir über die MOS-FETs.
Klingt gut. Es sollte nicht teuer sein :-)
Danke !

von Harald K. (kirnbichler)


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Andreas B. schrieb:
> Die galvanische Trennung: das machen wir über die MOS-FETs.

Warum nur bereitet mir dieser Satz so ein Unbehagen?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Andreas B. schrieb:
> Die
> galvanische Trennung: das machen wir über die MOS-FETs.

Also nicht. ;)

Und: Warum die 24V-Seite schalten?
Wenn wirklich nur geschaltet werden soll und nicht gedimmt, sollte man 
das aus Ruhestrom und Lebensdauergründen vielleicht an der 230V-Seite 
tun.
Aber bitte nicht mit 3,99-Modulen vom Ali, sondern vernünftige Hardware.
Aber: die brauchts es sowieso, dieser Bastelkram der da jetzt drin ist 
ist für ernsthafte Anwendungen außerhalb des Makerspaces ungeeignet.

von Daniel S. (supernova01)


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Michael B. schrieb:
> DMX ? Dali ? Es gibt viele etablierte Standards, man muss es nicht neu
> erfinden.

Jou, aber Andreas interessieren die meisten Antworten und Fragen 
anscheinend nicht ebenso wenig wie die Zitatfunktion hier im Forum.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (andreas_del)


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J. S. schrieb:
> Speziell für Beleuchtung wurde DALI entwickelt, das ist ein Zweidraht
> Bus für bis zu 64 Leuchten. Dafür gibt es viele fertige Geräte,
> Selbstbau ist aber auch möglich und es gibt Module z.B. von
> https://www.codemercs.com/de/light-interface.
> Bzw. findet man DALI jetzt auch unter dem neuen IEC Standard
> https://www.dali-alliance.org/dali/standards.html

Vielen Dank für die Info. Ich hab mir das mal angeschaut. Eine 
interessante Sache. Leider sind die Einzelteile relativ preisintensiv. 
Wir machen das als Projekt für Schüler und haben da kein großes Budget.

von Andreas B. (andreas_del)


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Gerald B. schrieb:
> Ich bin da an etws dran, das du recht einfach adaptieren kannst.
> Der WS2814 ist der Nachfolger vom WS2811, der in zahllosen LED Pixeln
> vom Typ 2812 verbaut ist. der WS2811 hat 3 LED Ausgänge für RGB, die
> Weiterentwicklung WS2814 hat 4 Ausgänge für RGBW....


Das sieht super aus! So oder ähnlich hatte ich mir das vorgestellt. Das 
wede ich mal ausprobieren. Vielen Dank!

von Andreas B. (andreas_del)


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Jens M. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Die
>> galvanische Trennung: das machen wir über die MOS-FETs.
>
> Also nicht. ;)
>
> Und: Warum die 24V-Seite schalten?
> Wenn wirklich nur geschaltet werden soll und nicht gedimmt, sollte man
> das aus Ruhestrom und Lebensdauergründen vielleicht an der 230V-Seite
> tun.
> Aber bitte nicht mit 3,99-Modulen vom Ali, sondern vernünftige Hardware.
> Aber: die brauchts es sowieso, dieser Bastelkram der da jetzt drin ist
> ist für ernsthafte Anwendungen außerhalb des Makerspaces ungeeignet.

Also wir müssen unbedingt auf der Sekundärseite schalten (die 24V nach 
den Netzteilen). Einfach zur Sicherheit. Die 230V schalten wir mittels 
fertiger intelligenter Steckdose von Shelly.
Auf der 24V Seite soll es ein reines Bastelprojekt bleiben wo auch gern 
immer mal etwas kaputt sein darf. Es geht vordergründig gar nicht so um 
die Effizienz, sondern mehr um den Bastel - und Lerngedanken.
Vielleicht hätte ich das gleich mit am Anfang dazu schreiben sollen... 
Wir bauen solche Dinge mit Schülern die sich interessieren und damit 
einen kleinen Einblick in Steuerung, Bauteile und Programmierung 
erhalten. Bei Fehlern oder Defekten lässt sich das gut nutzen um 
zusammen auf Fehlersuche zu gehen und Interesse an der Technik zu 
wecken. Die Teile selbst müssen wir preiswert einkaufen, einfach wegen 
der geringen Budgets. Die Sache mit dem Datenbus oder Ähnlichem soll 
dazu kommen um auch in diese Richtung etwas Einblick zu erhalten. Dali 
ist leider raus weil zu teuer...

Zur galvanischen Trennung: 230V auf 24V mittels Netzteilen. Also die 
24V, mit denen die Pflanzen über MOSFETs geschalten und gedimmt werden, 
die könnten wir auch nochmal hinter Relais packen. Die Frage ist ob das 
notwendig ist? Vor den MOSFets hängen bisher nur die ESP32 Platinen mit 
einem DC-Power-Shield. (Huckepack-Platine für die ESP8266 D1 Mini 
Boards). Ich hänge mal ein Foto mit ran.

LG Andreas

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