Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Feedback zu meiner Schaltung


von Jules (mikroscience)


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Hallo an alle,

Bin an einem Projekt welches GPS Koordinaten über SMS sendet. Es muss 
SMS sein da in der gewünschten Gegend nur 2G vorhanden ist.

Es wird nur 2x eine SMS gesendet. Der Rest der Zeit ist das ganze Modul 
im Schlafmodus. D.h der Stromverbrauch ist nicht so hoch. Jedoch hat das 
SIM808 ordentliche Peaks, daher werde ich "High Discharge" Lipo 
Batterien gebrauchen, da sind kleine dabei die bis zu 4A peak können.

Wäre es bitte möglich Feedback zu meiner gesamten Schaltung zu bekommen, 
ob alles passt und/oder ob ich was vergessen haben sollte?

Die Idee ist es über SPI einen Bootloader auf den Atmega zu brennen und 
dann mittels UART und der Arduino IDE die Sketchs hochzuladen.

Herzlichen Dank
VG !

Edit: Ich sehe schonmal dass ich die 2 Leitungen "PWR ON" UND "RESET" 
für das SIM Modul nicht an den uC angeschlossen habe.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Wozu sollen in deinen ganzen Bildern die grauen Rasterlinien nützlich 
sein?
Das macht es nicht gerade übersichtlicher, die Pläne zu lesen, wenn man 
dann auch noch die ganzen Labels zusammenpuzzlen muss.

: Bearbeitet durch User
von Jules (mikroscience)


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Rainer W. schrieb:
> Wozu sollen in deinen ganzen Bildern die grauen Rasterlinien
> nützlich
> sein?
> Das macht es nicht gerade übersichtlicher, die Pläne zu lesen, wenn man
> dann auch noch die ganzen Labels zusammenpuzzlen muss.

Ich mag das, in meinen Augen ist alles schön aufgeräumt. Es steht ja 
immer dazu wofür es gut ist, das macht dann das Label finden 
normalerweise wieder einfacher. Aber ist natürlich Geschmackssache ;)

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Aber ist natürlich Geschmackssache ;)

Also mein Geschmack ist es auch nicht. Das stelle ich bei Eagle immer 
als erstes aus. Aber schoen zu sehen das es einen gibt der es nutzt. :)

Mach an dem Ausgang deines Schaltregler noch einen 0R Widerstand. So 
kannst du den Schaltregler alleine testen/inbetrieb nehmen ohne das der 
Rest der Schaltung vom Board springt wenn da was nicht stimmt. Und du 
kannst auch einen 0.1 oder 1R Widerstand einloeten um einfach den Strom 
zu messen.

Was soll der Logicshifter von 3V3 auf Batterie? Eigentlich reichen TTL 
mit 3V3. Wenn sie nicht reichen weil man echte RS232 braucht, dann 
braucht es auch einen Inverter. Also besser gleich einen MAXxyz

Vanye

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jules schrieb:
> Ich sehe schonmal
Und was sagt der DRC?

> Feedback
Die Pinreihenfolge ist erst im Layout interessant. Im Schaltplan werden 
Symbole nach Funktionen (Ports, Versorgung,  Ein- und Ausgänge) 
gruppiert, sodass der Signalfluss grundlegend von links nach rechts ist 
und die Versorgung oben und/oder unten. Sieh dir einfach mal andere gut 
lesbare Schaltpläne an.

Ich finde es holprig, wenn mitten in den Portpins ein Versorgungspin 
sitzt.

Dass durch dieses "Layout im Schaltplan" der uC so unheimlich sperrig 
wird, tut sein eigenes.

von Jules (mikroscience)


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Vanye R. schrieb:

> Mach an dem Ausgang deines Schaltregler noch einen 0R Widerstand. So
> kannst du den Schaltregler alleine testen/inbetrieb nehmen ohne das der
> Rest der Schaltung vom Board springt wenn da was nicht stimmt. Und du
> kannst auch einen 0.1 oder 1R Widerstand einloeten um einfach den Strom
> zu messen.
>

Oh sehr guter Tipp ! Danke , habe ich eingepflegt.

> Was soll der Logicshifter von 3V3 auf Batterie? Eigentlich reichen TTL
> mit 3V3. Wenn sie nicht reichen weil man echte RS232 braucht, dann
> braucht es auch einen Inverter. Also besser gleich einen MAXxyz

Ich dachte ich füge ein Logicshifter ein falls es probleme geben sollte 
da da die Spannung des Sim Modul variieren kann bedingt durch die 
Batterie Spannung. Der Mikrocontroller bekommt fixe 3V3.
Das heißt Du sagst es ist unnötig?

Lothar M. schrieb:
> Jules schrieb:
>> Ich sehe schonmal
> Und was sagt der DRC?

ERC = gut
Board layout habe ich bis jetzt die Bauteile platziert aber nicht 
geroutet, da ich erst die schematics 100% fertig haben möchte.

von Jens G. (jensig)


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Warum muss ein Schaltplan immer ein Fragmentplan sein? Gerade bei diesem 
einfachen Ding gibs keinen Grund, das so zu zerstückeln.
Mit "einfach" meine ich, dass da nicht viele Teile existieren, 
kompliziert wird die Schaltung für den Betrachter erst durch die 
Zerstückelung (und die Rasterung).

von Jules (mikroscience)


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Das ist wie gesagt Geschmackssache, aber ich kann natürlich verstehen 
dass es schwieriger ist sich zurecht zu finden. Ich habe daher nochmal 
den Schaltplan überarbeitet und alles zusammen verbunden.

Meine Fragen:
- Passt es von der elektrischen Seite her ?
- Ist alles richtig angeschlossen, vor allem auch das Sim Karten Slot ?
- Bei den Entkopplungskondensatoren für das SIM808 Modul: Für C3 lieber 
Elektrolyt oder Keramik nehmen?

Vielen Dank fürs Feedback.
lG

von Bruno V. (bruno_v)


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Jules schrieb:
> Das ist wie gesagt Geschmackssache, aber ich kann natürlich verstehen
> dass es schwieriger ist sich zurecht zu finden.

Bei einem Schaltplan geht es nur darum, sich zurechtzufinden. Es ist 
eine mögliche formale Sprache für Netzlisten. Wenn man riesige FPGAs mit 
wenig Glue-Logik hat, dann werden die teils auch direkt als txt-Datei 
erstellt (ohne grafische Repräsentation).

Bei Net-Labeln im Schaltplan kann man NIE sicher sein, ob das Signal 
woanders verwendet wird (wie globale Variablen in einer SW).

Pins werden typisch in Blöcke angeordnet, so wie Funktionen Aufgaben 
gruppieren.

Typische Aufgaben werden typisch angeordnet, z.B. Signaltechnisch von 
links nach rechts und elektrisch von oben (+) nach unten (-).

Nichts von diesen Vereinbarungen ist bindend oder wird geprüft. So wie 
man eine Laufvariable auch "KONSTANTE_27" nennen darf.

Je mehr "typische" angeordnet, je weniger globale Variablen, je weniger 
Spaghetti-Wires, umso eher lassen sich Funktionen erkennen bzw. erahnen.

Deine Pegelwandler als Beispiel: Man erkennt sie sofort im ersten 
Ansatz, auch ohne Beschreibung (im zweiten hättest Du Sie besser nicht 
umgezeichnet). Aber wofür brauchst Du sie? Sind beides bidirektionale 
Signale? Warum nicht per Uart? Warum nicht als RX/TX (wie es im oberen 
IC ja möglich scheint). Vielleicht sogar die Frage, warum überhaupt 3.3V 
und nicht VBat? Und wenn als Pegelwandler, eher 1MBaud oder eher 
10kBaud?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Offenbar ist die Belegung des ISP-Steckers völlig egal. Meiner Meinung 
nach ist die neue Variante allerdings die richtigere, aber dennoch nicht 
korrekt. Wenn damit der AVR programmiert werden soll, wird der 
Reset-Anschluss des Controllers benötigt. Außerdem benötigen viele 
Programmer die Betriebsspannung des Controllers um ihre Pegelwandler 
damit zu betreiben. Und: GND auf Pin 6
(Bild)

Wenn ich das richtig sehe, benutzt Du für die Kommunikation mit dem 
GSM808 eine soft-UART, da Du beide HW-UARTs mit Programmieranschlüssen 
verkleistert hast?
Sage Deinem Bootloader, dass er UART 1 benutzen soll, damit UART 0 für 
den GSM808 frei wird und lege J6 mit an das ISP Interface oder benutze 
nur die entsprechenden Pins des ISP Connectors.
Ich persönlich würde den Bootloader gar ganz weg lassen und nur ISP 
benutzen, wenn schon vorhanden.

Alternativ kann man auch UART 1 mit dem GSM808 verbinden. Q3 und Q4 
werden dann eben erst nach dem flashen des Bootloaders eingelötet. Halte 
ich aber für die schlechtere Wahl, da eben immer gelötet werden muss, 
wenn man an den Bootloader ran muss. Oder man packt Widerstände 1k-4k7 
in die beiden Leitungen.

Bevor ich einen Stecker auflöte, den ich später wieder ablöten will, 
benutze ich TAG-Connect.

ARef wird nicht an VCC gelegt! Sondern bekommt nur einen Kondensator 
gegen GND.

Wozu ist C13 da, wenn C12 dichter am µC sitzen soll? (C13 kann weg!)
Pin 18 würde ich bei TQFP noch einen 2. 100n spenden.

Da Du UART verwendest, würde ich zumindest Pads für die Bestückung eines 
Quarzes (+Cs) vorsehen.

Gruß
Jobst

von Florian L. (muut) Benutzerseite


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warum eigentlich ein Boost-Converter?
Sowohl SIM als auch ATmega laufen direkt von einer LiPo Zelle.

von Michael B. (laberkopp)


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Jules schrieb:
> Wäre es bitte möglich Feedback zu meiner gesamten Schaltung zu bekommen

Wie viele TPS61200 Schaltregler hast du selber schon erfolgreich 
aufgebaut ?

C9 an R5 eher kritisch zu sehen.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Florian L. schrieb:
> warum eigentlich ein Boost-Converter?
> Sowohl SIM als auch ATmega laufen direkt von einer LiPo Zelle.

In der Tat.
Und wie Boost von 3,7V auf 3,3V ?
Down-Boost? :-/

Und wenn der weg ist, können die beiden Pegelwandler auch entfallen.

Q1 und Q2 können dann auch weg. Das kann der AVR auch selber.


Gruß
Jobst

von Jules (mikroscience)


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Hallo,

Vielen Dank an alle für die guten Tipps.
Ich lasse mir das durch den Kopf gehen und melde mich Morgen Nachmittag 
nochmal mit einem neuen Schaltplan.

Viele Grüße

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Jobst M. schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, benutzt Du für die Kommunikation mit dem
> GSM808 eine soft-UART,

Das ist IMO eine schlechte Idee. Mobilfunk-Module können spontan 
zwischendurch Nachrichten senden. Insbesondere die GPS-Daten. Die möchte 
man empfangen können, bei einem Soft-UART müsste man permanent in der 
Software den RX-Pin überwachen und kann dann nichts anderes machen. 
Während man das zuletzt empfange Byte verarbeitet müsste man 
gleichzeitig schon das nächste einlesen... Ziemlich kompliziert. Für den 
Energieverbrauch ist es auch nicht toll wenn der Prozessorkern in 
Endlosschleife permanent den RX-Pin überwachen muss, statt in den 
Sleep-Mode zu gehen während der Empfang in Hardware geht. Ein 
Pin-Change-Interrupt hilft vielleicht teilweise, aber auch nicht 
optimal. Selbst mit Hardware-UART ist das Handling der AT-Commands nicht 
trivial.

Jobst M. schrieb:
> da Du beide HW-UARTs mit Programmieranschlüssen verkleistert hast?

Es gibt jede Menge Mikrocontroller mit 3 und mehr UARTs, und welche mit 
USB und USB-Bootloader im ROM zum direkten Programmieren. Warum 
Klimmzüge machen wenn es einfacher und effizienter geht...

: Bearbeitet durch User
von Jules (mikroscience)


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Jobst M. schrieb:
> Offenbar ist die Belegung des ISP-Steckers völlig egal. Meiner
> Meinung
> nach ist die neue Variante allerdings die richtigere, aber dennoch nicht
> korrekt. Wenn damit der AVR programmiert werden soll, wird der
> Reset-Anschluss des Controllers benötigt. Außerdem benötigen viele
> Programmer die Betriebsspannung des Controllers um ihre Pegelwandler
> damit zu betreiben. Und: GND auf Pin 6
> (Bild)

Danke. Die Idee ist ein Arduino als Programmer zu benutzen um den 
Bootloader  über SPI auf den Atmega zu setzen.

> Wenn ich das richtig sehe, benutzt Du für die Kommunikation mit dem
> GSM808 eine soft-UART, da Du beide HW-UARTs mit Programmieranschlüssen
> verkleistert hast?

Richtig !

> Sage Deinem Bootloader, dass er UART 1 benutzen soll, damit UART 0 für
> den GSM808 frei wird und lege J6 mit an das ISP Interface oder benutze
> nur die entsprechenden Pins des ISP Connectors.
> Ich persönlich würde den Bootloader gar ganz weg lassen und nur ISP
> benutzen, wenn schon vorhanden.

Gute Idee. Bin gerade die Foren zu durchforsten: ein Bootloader auf den 
Atmega 328 PB zu setzen ohne Quarz ist wohl problematischer als den 328 
P.
Muss noch recherchieren. Ansonsten ist das eine gute Idee.


>
> Bevor ich einen Stecker auflöte, den ich später wieder ablöten will,
> benutze ich TAG-Connect.
>
> ARef wird nicht an VCC gelegt! Sondern bekommt nur einen Kondensator
> gegen GND.
> Wozu ist C13 da, wenn C12 dichter am µC sitzen soll? (C13 kann weg!)
> Pin 18 würde ich bei TQFP noch einen 2. 100n spenden.

Oh, dann habe ich das irgendwo falsch gelesen. Gut ist notiert.

> Da Du UART verwendest, würde ich zumindest Pads für die Bestückung eines
> Quarzes (+Cs) vorsehen.

Was ist der genaue Grund? Wegen dem Bootloader oder wirklich für die 
UART Schnittstelle? Ich brauche keine Hohen datenrate, also die internen 
8 MHz (oder gar 1 MHz) reichen locker aus.


Bezüglich dem TPS Schaltregler:
Das SIM Modul kann während eines SMS Vorgangs bis zu 2A ziehen. Ich muss 
wegen Platzmangel und Gewicht eine kleine Lipo Zelle benutzen, max 150 
mAh, aber eine "High Discharge" mit 20C/40C. Meine Befürchtung ist dass 
die Batterie Spannung sehr stark schwanken wird und dem uC das nicht so 
gut gefallen könnte. Müsste die BrownOut Spannung auch runtersetzen.. 
Was denkt Ihr?

Den Schaltplan für den TPS Regler habe ich von Sparkfun. Würde das 
Layout auch so übernehmen bzw. das Layout aus dem Datasheet anpassen.


> Das ist IMO eine schlechte Idee. Mobilfunk-Module können spontan
> zwischendurch Nachrichten senden. Insbesondere die GPS-Daten. Die möchte
> man empfangen können, bei einem Soft-UART müsste man permanent in der
> Software den RX-Pin überwachen und kann dann nichts anderes machen.
> Während man das zuletzt empfange Byte verarbeitet müsste man
> gleichzeitig schon das nächste einlesen... Ziemlich kompliziert. Für den
> Energieverbrauch ist es auch nicht toll wenn der Prozessorkern in
> Endlosschleife permanent den RX-Pin überwachen muss, statt in den
> Sleep-Mode zu gehen während der Empfang in Hardware geht. Ein
> Pin-Change-Interrupt hilft vielleicht teilweise, aber auch nicht
> optimal. Selbst mit Hardware-UART ist das Handling der AT-Commands nicht
> trivial.

Ich frage die GPS Daten an und bekomme die auch sofort. Allerdings frage 
ich periodisch ab ob er seinen 3D Fix hat oder nicht, dafür werte ich 
die Rückmeldung der AT Commands aus.
Ich verstehe was du meinst aber das SIM Modul + uC bekommen keine Daten 
von außen (SMS zBsp).

> Jobst M. schrieb:
>> da Du beide HW-UARTs mit Programmieranschlüssen verkleistert hast?
>
> Es gibt jede Menge Mikrocontroller mit 3 und mehr UARTs, und welche mit
> USB und USB-Bootloader im ROM zum direkten Programmieren. Warum
> Klimmzüge machen wenn es einfacher und effizienter geht...

Welche zBsp ?

Vielen Dank nochmal, da sind sehr viele gute Tipps dabei, die ich 
berücksichtigen werde.

Die größte Frage ist:
TPS Regler lassen oder raus ?

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Jules schrieb:
> Das SIM Modul kann während eines SMS Vorgangs bis zu 2A ziehen.

Das passiert schon beim Einbuchen ins Netz.

Jules schrieb:
> Ich muss wegen der Größe eine kleine Lipo Zelle benutzen, max 150 mAh,
> aber eine "High Discharge" mit 20C/40C

Das könnte eventuell so gerade eben klappen, oder eben auch nicht. Da 
musst du eine Versuchsreihe machen mit welchen Zellen das geht und wie 
lange. Sonst wird gerade bei Alterung der Zelle und auch niedrigen 
Temperaturen die Spannung zu sehr einbrechen. Außerdem haben viele 
Zellen eine Schutzschaltung die bei Überstrom/Unterspannung abschaltet. 
Die Verbrauchs-Peaks von 2G sind lang genug, um diese typischerweise 
verwendeten Schaltungen auszulösen. Ohne solch eine Schaltung gibt's 
kein CE-Kennzeichen, und die Akkus können schnell mal per Tiefentladung 
zerstört werden, wenn du nicht selber eine clevere Abschaltung einbaust 
oder penibel darauf achtest die Geräte schnell genug wieder einzusammeln 
und aufzuladen. So ab ca 250mAh funktioniert 2G dann sicher. Es 
empfiehlt sich ein hochqualitatives Mobilfunk-Modul zu nehmen welches 
mit geringer Spannung auskommt und energieeffizient ist. Ob das SIM808 
dazu gehört, naja...

Jules schrieb:
> Meine Befürchtung ist dass die Batterie Spannung sehr stark schwanken
> wird und dem uC das nicht so gut gefallen könnte.

Der Controller kann bis 1.8V runter. Das ist völlig unkritisch. Nur das 
Mobilfunk-Modul wird abstürzen.

Jules schrieb:
> dafür werte ich die Rückmeldung der AT Commands aus

Die Module schicken aber auch spontan Informationen raus, genannt 
unsolicited result code (URC). Es kann sein dass es irgendwie möglich 
ist, aber es ist auf jeden Fall sehr umständlich und auch 
energieintensiv.

Parallel musst du auch per ADC die Versorgungsspannung überwachen, um 
das Mobilfunk-Modul abzuschalten wenn sie zu niedrig wird.

Jules schrieb:
> Welche zBsp ?

Unter den Ultra-Low-Power STM32 mit Cortex-M3 oder höher gibt es 903 
Exemplare mit 3 und mehr UARTs. Allerdings reicht da sogar ein UART, 
denn Debug-Daten kann man da auch super über SWO ausgeben, und 
programmieren kann man direkt über integrierten USB-Bootloader.

: Bearbeitet durch User
von Bruno V. (bruno_v)


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Jules schrieb:
>> Da Du UART verwendest, würde ich zumindest Pads für die Bestückung eines
>> Quarzes (+Cs) vorsehen.
>
> Was ist der genaue Grund? Wegen dem Bootloader oder wirklich für die
> UART Schnittstelle? Ich brauche keine Hohen datenrate, also die internen
> 8 MHz (oder gar 1 MHz) reichen locker aus.

Die maximale Abweichung (<=3%) ist weitgehend unabhängig von der 
Datenrate.

Es geht um die Genauigkeit des internen Takts (über Temperatur, 
Exemplarstreuung , etc.) und die Auflösung der Baudratenregister. Beides 
lässt sich per Quarz problemlos nachträglich justieren.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Niklas G. schrieb:
> Jobst M. schrieb:
>> [...] soft-UART,
>
> Das ist IMO eine schlechte Idee.

Finde ich auch. Auch wenn es nicht ganz so dramatisch, wie von Dir 
geschildert ist. Auch eine Soft-UART lässt man im IRQ laufen (TimerIRQ) 
und kann zwischendurch schlafen.


Niklas G. schrieb:
> Jobst M. schrieb:
>> da Du beide HW-UARTs mit Programmieranschlüssen verkleistert hast?
>
> Es gibt jede Menge Mikrocontroller mit 3 und mehr UARTs

Ich finde, dass die Anzahl der UARTs ausreichend ist. Sogar nur eine 
würde ausreichen. Nur das Konzept, alle verfügbaren UARTs zu 
Programmierzwecken zu belegen, finde ich unsinnig.


Jules schrieb:
> Danke. Die Idee ist ein Arduino als Programmer zu benutzen um den
> Bootloader  über SPI auf den Atmega zu setzen.

Dennoch ist es ratsam, sich an den Anschlussstandard für AVR ISP zu 
halten.


Jules schrieb:
> ein Bootloader auf den
> Atmega 328 PB zu setzen ohne Quarz ist wohl problematischer als den 328
> P.

Sollte eigentlich nicht. Aber ich würde auch noch immer ISP anstelle 
Bootloader empfehlen. Es sei denn, ein Kunde soll später Updates machen 
können.


Jules schrieb:
> Oh, dann habe ich das irgendwo falsch gelesen.

Einzig bindend ist das Datenblatt! Und dort steht geschrieben:

"AVCC is connected to the ADC through a passive switch. The internal 
1.1V reference is generated from the internal bandgap reference (VBG) 
through an internal amplifier. In either case, the external AREF pin is 
directly connected to the ADC, and the reference voltage can be made 
more immune to noise by connecting a capacitor between the AREF pin and 
ground. VREF can also be measured at the AREF pin with a high impedance 
voltmeter. Note that VREF is a high impedance source, and only a 
capacitive load should be connected in a system."

Wenn man den ADC nicht benutzt, kann man Vref auch komplett unbeschaltet 
lassen.
Das ist bei Dir vermutlich sogar der Fall.


Jules schrieb:
> Was ist der genaue Grund? Wegen dem Bootloader oder wirklich für die
> UART Schnittstelle?

Beide!? Es sind doch beides UARTs.

> Ich brauche keine Hohen datenrate, also die internen
> 8 MHz (oder gar 1 MHz) reichen locker aus.

Unwichtig. Es kommt auf die Präzision an. Der interne Takt ist nicht 
zuverlässig genau genug.


Jules schrieb:
> Den Schaltplan für den TPS Regler habe ich von Sparkfun.

Auch hier wieder: Das Datenblatt ist bindend. Von dem Teil gibt es 
außerdem ein Evaluation Module von TI: 
https://www.ti.com/tool/TPS61200EVM-179
Dort findest Du neben dem Datenblatt für den Chip das "EVM User's guide" 
für das Board.
DANACH kannst Du Dich richten.

Aber dennoch ist es noch immer der falsche Wandlertyp!


Gruß
Jobst

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Jules schrieb:
> Bin an einem Projekt welches GPS Koordinaten über SMS sendet. Es muss
> SMS sein da in der gewünschten Gegend nur 2G vorhanden ist.

Bist Du Dir da ganz sicher?

Meine Empfehlung: probier dort mal NB-IoT aus. Das ist extra für 
niedrige Datenrate und große Reichweite optimiert. Die meisten 
NB-IoT-Modems haben auch gleich nen GPS mit an Board. Braucht deutlich 
weniger Strom als 2G oder 4G, dann sparst Du Dir die Klimmzüge mit 
speziellen Akkus. Und Du bekommst normales TCP/IP, halt nur mit 
niedriger Datenrate und kannst damit z.B. nen Webservice ansprechten.

Die ersten Mobilfunkanbieter hier fangen schon an über eine Abschaltung 
von 2G nachzudenken. Telekom 2028, Vodafone 2030 ist momentan die 
Planung. Das heißt Deine Lösung wird mit 2G nicht lange laufen. NB-IoT 
ist dagegen Teil von LTE und wird daher voraussichtlich deutlich länger 
laufen. Braucht auch im Zweifel nur sehr wenig Bandbreite.

Nachteil von NB-IoT ist dass man extra Verträge dafür braucht. Die gibt 
es z.B. hier:
https://1nce.com/de-de/1nce-connect/10-euro-fuer-10-jahre

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Gerd E. schrieb:
> Braucht deutlich weniger Strom als 2G oder 4G

NB-IoT ist 4G (LTE) 😉

Die Diskussion hatten wir schon:

Beitrag "Re: Sim808- Schaltplan : Regler und GPS Antenne"

Aber er möchte 2G. Ist halt extrem auf Kante genäht, professionelle 
Hersteller von GPS-Trackern haben jedenfalls ziemliche Probleme mit 
Akkus in der Größe 2G zu machen. Da muss man schon sehr genau wissen was 
man tut. Dazu das Problem mit dem Software-UART und der allgemein 
schwachbrüstige AVR der in Echtzeit String-Verarbeitung machen muss. 
Aber es ist nicht sicher ausgeschlossen dass es (eine Zeit lang) geht.

Man könnte sich auch mal ausrechnen wie viele SMS man mit einer 
Akkuladung absenden kann, unter der Annahme dass man sich für jede SMS 
neu ins Netz einwählt und dann wieder trennt. Viele werden es nicht 
sein. Insbesondere bei schlechtem Empfang (=> hohe Sendeleistung). Man 
kann auf einem Evalboard den Stromverbrauch messen, z.B. mit dem Nordic 
Power Profiler Kit. Natürlich wird bei derart hoher Belastung die 
Nennkapazität des Akkus nicht erreicht.

Jobst M. schrieb:
> Auch eine Soft-UART lässt man im IRQ laufen (TimerIRQ)

Wie oft muss man den Timer-Interrupt kommen lassen damit man kein 
Startbit verpasst? Bei 20 MHz CPU-Takt und 115200 Baud ca alle 50-150 
Takte. Na hoffentlich kann man da was mit einem Pin-Change-Interrupt 
machen...

: Bearbeitet durch User
von Jules (mikroscience)


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Hallo,

Ich hoffe ihr habt schöne Tage mit gutem Essen verbracht.

Ich habe nochmal einiges angepasst. Hier meine Anpassungen:
1. Bild: Batterie anschluss + SIM808 Modul
2. Bild: Mikrocontroller + Druck sensor(und LDO) + TAG Anschluss
3. Bild: Sim Karten Modul
Es sind 3 getrennte Bilder sonst wäre es schwer da was zu erkennen.

- Entfernt: 3V3 Boost für den uC (uC wird direkt an VBAT angeschlossen)
- Entfernt: UART logic shifter

- Angepasst: Decoupling Caps für SIM808. Laut Datenblatt kommt da auch 
ein 100 uF Tantalum C hin.
- Angepasst: Programmier anschluss: Header gegen TAG-Connect 
ausgetauscht. Gefällt mir sehr, danke für diesen tollen Tipp ! (der uC 
wird über ISP programmiert, dafür muss C10=0 Ohm sein, es besteht aber 
falls nötig die Möglichkeit mittels bootloader UART1 mitzubenutzen, dann 
wird C10 =100 nF )

- Hinzugefügt: 4 MHz Quarz mit jeweils 22 pF falls es Probleme mit dem 
Internen Oszillator geben sollte.

Das sind so die wesentlichen Änderungen.

Dann habe ich mich noch entschlossen einen Druck Sensor zu 
implementieren, nämlich der BMP390 über I2C. Da dieser eine Maximale 
Eingangsspannung von 3,6V toleriert, und eine Lithium Zelle jedoch voll 
aufgeladen über 4V haben kann, wird der BMP über einen kleinen LDO der 
3V3 ausgibt, betrieben. Das ist der LDO:
https://www.mouser.lu/ProductDetail/Torex-Semiconductor/XC6206P332MR-G?qs=AsjdqWjXhJ%2FXxNpRY3zZ8g%3D%3D&srsltid=AfmBOoqeD-DvAPLxADJdi48J4_oGWab_oNI6MaCKLBb2t5vY4dUnPZ9H
Hat nur 1 uA Ruhestrom.

Meine Frage an euch:
Passt das so, gibt es noch Fehler ?

Vielen Dank

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Du hast sehr große Komponenten ausgesucht. Du kannst viel Platz sparen 
bei:
- Mikrocontroller 7×7mm - es gibt viele unter 5×5
- GSM-Modul 24×24mm - es gibt welche mit 16×16mm (ohne GNSS) oder auch 
15×18mm (mit GNSS), beides mit 2G+4G
- MicroSIM - NanoSIM oder eSIM (MFF2) sind kleiner
- Antennenstecker - einfache Drahtantennen könnte man einfach anlöten 
und Platz für den Stecker sparen
- Akku kann man auch löten

Den eingesparten Platz+Gewicht nutzt du für einen größeren Akku. Dadurch 
gewinnst du mehr Spielraum und die Wahrscheinlichkeit dass es überhaupt 
funktioniert wächst stark, und die Akkulebensdauer an sich natürlich 
auch.

von Jules (mikroscience)


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Danke für deine Ideen aber das Thema Platz/Gewicht steht nicht mehr zur 
Debatte.
Mir geht es jetzt bei meiner Komponenten Auswahl um den jetzigen 
Schaltplan.

Niklas G. schrieb:
> - Mikrocontroller 7×7mm - es gibt viele unter 5×5
> - GSM-Modul 24×24mm - es gibt welche mit 16×16mm (ohne GNSS) oder auch
> 15×18mm (mit GNSS), beides mit 2G+4G

2G + GNSS bei 15x18mm ? Was für ein Modell ist das denn?

lG

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Jules schrieb:
> Danke für deine Ideen aber das Thema Platz/Gewicht steht nicht mehr zur
> Debatte

Na dann viel Glück mit den 150mAh... Berichte mal ob und wie lange es 
funktioniert und mit welchem Akkutyp die Spannung wie weit einbricht.

Jules schrieb:
> 2G + GNSS bei 15x18mm ? Was für ein Modell ist das denn?

Telit ME310G1-WW, Semtech HL7812

von Jobst M. (jobstens-de)


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Fehler sehe ich derzeit nicht, habe aber noch Vorschläge:

Jules schrieb:
> dafür muss C10=0 Ohm sein, es besteht aber
> falls nötig die Möglichkeit mittels bootloader UART1 mitzubenutzen, dann
> wird C10 =100 nF )

C10 mit 100nF bestücken und einen Lötjumper dazu parallel.

Bei ausreichend geringer Stromaufnahme des BMP390 könntest Du überlegen, 
IC5 alternativ über einen Jumper mit einem Portpin des AVR zu versorgen. 
Dann wird der ganze Zweig abschaltbar und geht bei Unterspannung (Brown 
out) gleich mit aus. Evtl. einen kleinen R in Reihe, damit C17 beim 
einschalten nicht den AVR zurücksetzt. Du könntest auch einen 
Spannungsregler mit Enable verwenden.

Zu Q1 und Q2 hatte ich schon etwas geschrieben. Aber Du kannst es auch 
so lassen.

Außerdem kannst Du nun noch feenhaft Testpunkte über die Platine 
streuen.

Die nächsten Fehler sehen wir dann im Layout. :-)


Gruß
Jobst

von Bruno V. (bruno_v)


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R14 oder R15 sollte sicher an Clk.

Aref (Pin20) ist eine interne Referenz, die einen externen Kondensator 
benötigt? Zeichne das dann lieber z.B. getrennt, damit es nicht so 
aussieht als habe es irgendwas mit GND2 zu tun.
1
    |
2
Gnd2|-----|GND
3
    |
4
Aref|-----+
5
    |     |
6
    |     =
7
    |    _|_
8
    |    GND

Wenn ARef keine interne Referenz ist, dann solltest Du V3.3 irgendwo an 
den ADC legen.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Bruno V. schrieb:
> R14 oder R15 sollte sicher an Clk.

An SCL - stimmt. Nicht beide an SDA.


Bruno V. schrieb:
> Wenn ARef keine interne Referenz ist, dann solltest Du V3.3 irgendwo an
> den ADC legen.

Wozu? Er misst nicht!
Ich habe doch schon aus dem DaBla zitiert:

Jobst M. schrieb:
> Einzig bindend ist das Datenblatt! Und dort steht geschrieben:
>
> "AVCC is connected to the ADC through a passive switch. The internal
> 1.1V reference is generated from the internal bandgap reference (VBG)
> through an internal amplifier. In either case, the external AREF pin is
> directly connected to the ADC, and the reference voltage can be made
> more immune to noise by connecting a capacitor between the AREF pin and
> ground. VREF can also be measured at the AREF pin with a high impedance
> voltmeter. Note that VREF is a high impedance source, and only a
> capacitive load should be connected in a system."
>
> Wenn man den ADC nicht benutzt, kann man Vref auch komplett unbeschaltet
> lassen.


Gruß
Jobst

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