Forum: Platinen Layoutuntertstützung Platine / ESP + Tempsensor


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von Andi .. (futility)


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Hallo liebe PCB-Enthusiasten,

ich habe eine kleine Platine mit einem ESP12, einem DS18B20 erstellt und 
messe damit zyklisch die Temperatur in meinen Kühlräumen. Der Chip 
befindet sich im Tiefschlaf und wird zyklisch aufgewacht, meldet sich im 
WLAN an und übermittelt die Werte an meinen Server.

Nun möchte ich das Design überarbeiten (bessere Stecker und vielleicht 
eine Alternative zum ESP12F suchen). Vielleicht hat jemand auch noch 
gute Vorschläge, was sich noch optimieren lässt. Da ich sehr viele 
Kühlstellen habe, möchte ich die Platinen von z.B. JLCPCB fertig drucken 
und bestücken lassen.

Leider kenne ich mich mit möglichen Alternativen nicht so gut aus (bin 
kein Elektroniker) und am Gesamtdesign gibt es sicher noch einiges zu 
verbessern. Daher würde ich mich über Unterstützung bei meinem Projekt 
freuen. Da ich mir die Messung der Kühlstellen Arbeit erspart (manuell 
Werte aufschreiben) würde ich natürlich auch einen Weihnachtsbonus 
springen lassen - Amazongutschein, ne Kiste Wein oder was ähnliches 
-tbd... Da bin ich offen. :)

Das bisherige Layout würde ich per PM übermitteln, dann kann man damit 
anfangen.

Freue mich über eure Rückmeldung!


VG
Andi

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Andi .. schrieb:
> und am Gesamtdesign gibt es sicher noch einiges zu
> verbessern

Zeit doch mal ein paar Screenshots.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Ist das ein kommerzielles Projekt, dessen Unterlagen du geheim halten 
willst? Wenn nicht, zeige was du hast, dann kommt Feedback.

von Andi .. (futility)


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Nein, eher aus Scham.^^ Die Programmierung habe ich nämlich nur mithilfe 
eines Freundes hinbekommen.

Bilder der Platine habe ich beigefügt.

von Andi .. (futility)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Ist das ein kommerzielles Projekt, dessen Unterlagen du geheim halten
> willst? Wenn nicht, zeige was du hast, dann kommt Feedback.

Es ist in gewisser Weise kommerziell, weil ich die Kühlstellen beruflich 
betreibe, ja. Aber das Projekt an sich ist ein Hobbyprojekt.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wenn du ein Schaltplan-/Layoutreview haben willst, solltest du zumindest 
verraten, welches ECAD du verwendest.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Von Espressif gibt es ein Hardware design Guide. Da steht etwas 
wichtiges zur Platzierung der Antenne drin. Du hast es falsch gemacht.

Die Kondensatoren für U1 gehören so nahe wie möglich an das IC. Ist der 
Spannungsregler für mindestens 500 mA ausgelegt?

Spendiere außerdem dem ESP Modul einen 100 uF Elko an VCC und Gnd, nahe 
am Modul.

Bist du sicher, dass zwischen den Anschlüssen des ESP Moduls genug Platz 
für Leiterbahnen ist? Das habe ich so noch nie gesehen. Deine Pads sehen 
ziemlich schmal aus.

Es wäre gut beide Layer als technische Zeichnung (nicht 
Foto-Realistisch) sehen zu können, sowie den Schaltplan.

: Bearbeitet durch User
von Andi .. (futility)


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Danke schon mal für eure Hilfsbereitschaft.

Schaltplan ist im Anhang. Als Layoutprogramm habe ich EasyEDA verwendet.
Wenn jemand die Muse hat, kann ich auch meinen Login zur Verfügung 
stellen.
Ist leider schon alles wieder so lange her...

Der Spannungsregler ist ein HT7333A. So wie es aktuell ist habe ich es 
schon drucken lassen und läuft seitdem. Aber wie gesagt, ich habe viele 
Kühlstellen und die jetzige Version ist anschlusstechnisch sehr 
unpraktisch und die Batterie hält auch nicht so superlange. Daher freue 
ich mich über alle Tipps! (@Sherlock).

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Andi .. schrieb:
> Der Spannungsregler ist ein HT7333A.

Zu schwach, der ist nur für 250 mA ausgelegt. Espressif empfiehlt, 
mindestens 500 mA (Peak) bereit zu stellen, und das deckt sich mit 
meiner Erfahrung. Nimm einen HT7833, das Ding läuft sonst nicht stabil.

> die Batterie hält auch nicht so superlange.

Jetzt kommen die Salami-Scheiben.

WLAN ist eine ungünstige Wahl für Batteriebetrieb. Es gibt andere 
langsamere Funkmodule, die viel weniger Strom aufnehmen.

: Bearbeitet durch User
von Andi .. (futility)


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Danke für den Tipp mit dem Spannungsregler und den Abständen. Und der 
Padgröße.

> WLAN ist eine ungünstige Wahl für Batteriebetrieb. Es gibt andere
> langsamere Funkmodule, die viel weniger Strom aufnehmen.

Ja, das stimmt grundsätzlich. Lösungen mit einer Bridge gibt es ja auch 
schon fertig. Ich möchte aber bewusst bei WLAN bleiben und muss dann 
wohl auch mit dem Energieverbrauch leben. Das ist bisher auch der Grund, 
weshalb ich da immer noch den ESP12 drin habe und nicht einen ESP32. 
Aktuell komme ich mit 4x1,5V auf ca. 1 Jahr.
Vielleicht gibt es hier noch Alternativen?

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Andi .. schrieb:
> Aktuell komme ich mit 4x1,5V auf ca. 1 Jahr.

Das ist doch schon gut. Anstatt andere WLAN Module zu suchen würde ich 
eher größere Batterien verwenden.

von Andi .. (futility)


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Hmm, ok. Hatte gedacht, das sich da zwischenzeitlich was getan hat. 
Glaube, das Ursprungsdesign hatte ich 2020 gemacht...

Mal noch ne Frage zu den Steckanschlüssen. Momentan verwende ich eine 
Buchsenleiste und verbinde die über Jumperkabel mit dem Sensor und den 
Buttons für WPS und Ein/Aus sowie Batterie. Ist leider ne wackelige 
Angelegenheit. Welche Stecker/Buchsenkombi würdet ihr empfehlen? Gibt es 
da bewährte Standards? JST?

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Andi .. schrieb:
> Welche Stecker/Buchsenkombi würdet ihr empfehlen?

Ich finde Micro-Match ganz gut. Die sind klein und rasten recht stabil 
ein. Ich habe sie hier verwendet:
Beitrag "Vorstellung Drehzahlregler mit Triac in Steckergehäuse"

von Frederic S. (frederics)


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Man versucht meistens Kabelverbindungen innerhalb des Geräts zu 
vermeiden, da diese Aufwändig, schwierig automatisiert zu fertigen und 
anfällig für Fehler sind.

Also die Sensor und Serial Stecker und die Hohlbuchse für 12V direkt in 
die Platine, so dass Sie durchs Gehäuse schauen. Hier könnten Molex 
Stecker oder M8 Rundsteckverbinder eine gute Option sein.
Taster und LED kannnst Du auf der Rückseite der Platine Montieren, 
sodass die durch ein Loch/Fenster durch das Gehäuse zu bedienen sind.

Buzzer gibt's auch in platinenmontierbarer Bauform.
Dann brauchst Du kaum noch interne Stecker, Batterienkästchen bits auch 
zum in die Platine einlöten.

Die Anschlüssen die nach draußen geführt sind solltest Du mit einem 
entsprechenden Überspannungschutz ausstatten.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> WLAN ist eine ungünstige Wahl für Batteriebetrieb.

Nicht notwendigerweise.

Wenn der use-case passt, ist da z.B zu lorawan und nb-IOT kein riesen 
Unterschied zu sehen. Heute, mit wifi6, gibt's da noch ganz andere 
Stromsparmodi als ich ursprünglich getestet habe. Die Infrastruktur muss 
aber passen!

Was ich damit sagen will: das kann durchaus eine Option sein, wenn man 
die passende Infrastruktur ohnehin hat und man nicht auf einstelligen uA 
Verbesserungen angewiesen ist.

Da gibt's z.b ein paar Zahlen:
https://github.com/roblatour/SolarWeatherStationII?tab=readme-ov-file

Zu bedenken ist dabei, dass da eine rote LED und ein nur bedingt 
stromsparender LDO verbaut sind....

73

von Andi .. (futility)


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Micro-Match kannte ich noch nicht. Lässt sich aber scheinbau auch nicht 
bei JLCPCB bestücken (oder ich finde das einfach nicht in der 
Bauteilelistung).


@ Frederic S.

Ich habe ein Bild vom Gehäuse beigefügt. Die Batterien sind im Gehäuse 
und nur der Sensor und die Buttons gehen nach draußen. Ich hatte damals 
überlegt, zumindest den Sensor direkt auf die Platine zu löten, um mir 
die Kabelage dafür zu ersparen. Bin da aber nicht weit gekommen, da die 
Entfernung zu groß war. Der Sensor muss nach außen schauen, da ein 
innenliegender Sensor zu träge erfassen würde.

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Andi .. schrieb:
> Ich habe ein Bild vom Gehäuse beigefügt

Sieht doch gut aus. Für eine Kleinserie finde ich deinen Ansatz gar 
nicht schlecht. Zur Fixierung taugt Heißkleber.

Schau mal, das würde doch gut passen: 
https://de.aliexpress.com/item/32964549472.html
Die gibt es bestimmt auch mit mehr Kontakten.

: Bearbeitet durch User
von Andi .. (futility)


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Oh fein, gute Idee. XH Buchsen lassen sich automatisiert bestücken und 
ich spare mir das Lötgefrickel. Ist auch nicht gerade eine Inselbegabung 
bei mir.^^
Nachteil: der Sensor und die Buttons müssen irgendwie ans andere 
(offene) Ende des Kabels :(
Aber zumindest sehen die Stecker und Buchsen viel robuster aus.

Interessantes Projekt mit der von Hans verlinkten Wetterstation. Der BME 
ist auch ziemlich interessant, allerdings würde der nur die Temp. im 
Gehäuse messen. Kann man aber sicher durch DS18B20 o.ä. ersetzen. Oder 
ginge das auch z.B. mit einem NTC Thermistor?

Was ist ein LD0?

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Andi .. schrieb:
> Oder ginge das auch z.B. mit einem NTC Thermistor?

Mit NTC kann man auch gut Temperaturen messen. Die liefern aber kein 
lineares Signal. Das müsste man per Software umrechnen - wobei der ESP 
dafür locker genug Power hat.

von Rainer W. (rawi)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Zu schwach, der ist nur für 250 mA ausgelegt. Espressif empfiehlt,
> mindestens 500 mA (Peak) bereit zu stellen

Das hat auch seinen guten Grund. Beim Senden hat der ESP8266 eine 
Stromaufnahme von fast 400 mA. Die Verlustleistung des Spannungsreglers 
muss man bei Versorgung mit 12V auch im Auge behalten. Ein kleiner 
Schaltwandler ist vielleicht sinnvoller.

von Stephan S. (uxdx)


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Ich habe gute Erfahrungen mit dem MP2307 gemacht, ist zwar oversized, 
aber regelt von 19 V auf 3V3 für meine ESP32C3 sehr gut und sauber 
runter.

Ich habe es mit dem ESP32C3 zwar noch nicht probiert, evtl wäre BT auch 
was für Dich.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Stephan S. schrieb:
> Ich habe gute Erfahrungen mit dem MP2307 gemacht, ist zwar oversized,
> aber regelt von 19 V auf 3V3 für meine ESP32C3 sehr gut und sauber
> runter.

Den wird man allerdings nur während des Wachzustandes benutzen wollen. 
Eine Dauerlast von mehr als 1mA will man bei Batteriebetrieb nicht. Da 
wäre eine AAA nach etwa einem Monat leer.

: Bearbeitet durch User
von Stephan S. (uxdx)


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Da hast Du allerdings recht, habe den Batteriebetrieb überlesen.

von Cyblord -. (cyblord)


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Stephan S. schrieb:
> Da hast Du allerdings recht, habe den Batteriebetrieb überlesen.

WLAN und Batteriebetrieben will man sowieso nicht. Außer in Nischen wo 
man das Gerät Großteils der Zeit schlafen legen kann.

von Rainer W. (rawi)


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Cyblord -. schrieb:
> WLAN und Batteriebetrieben will man sowieso nicht. Außer in Nischen wo
> man das Gerät Großteils der Zeit schlafen legen kann.

Richtig - offensichtlich handelt es sich hier um so eine 
Nischenanwendung. Ein Jahr aus AAA-Zellen ist doch schon etwas.
LoRa mit Gateway ins WLAN dürfte allerdings sparsamer sein.

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