Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP gesteuerter JBC T245 Lötkolben mit USB-C PD - Schematic review


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von Thomas Ö. (thomas_609)


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Ich entwickle eine Lötstation für den JBC T245 Lötkolben, der per 
ESP8266EX gesteuert wird und über USB-C PD (20V) betrieben wird. Mit dem 
Schaltplan bin ich jetzt fertig.

Hier sind die Kern-features:

-USB-C PD mit CH224K für 20V/5A Versorgung.

-MOSFET-Steuerung (AOD403 P-Kanal, BC847 als Treiber) für die 
PWM-Heizregelung.

-Temperaturmessung mit MAX6675 und K-Typ-Thermoelement.

-Strommessung mit 5mΩ Shunt + COSINA180A3.

-OLED-Display & Rotary Encoder (KY-040, PCF8574 als GPIO-Expander).

-Erkennung, ob der Lötkolben in der Station steckt, über einen 
GND-Kontakt am Metallring.

-PCB-Antenne, nicht wirklich nötig, aber möchte ich mal probieren.

Ist mein erstes Projekt mit ESP8266EX und genrell Lötkolben ansteuerung. 
Bin für jeden Tipp/Veränderungsvorschlag dankbar, auch was die z.B. die 
leserlichkeit der Schaltpläne ansich angeht. (Die Titelblöcke rechts 
unten möchte ich noch anpassen)

von Manfred P. (pruckelfred)


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Thomas Ö. schrieb:
> Mit dem Schaltplan bin ich jetzt fertig.

Das ist kein Schaltplan, sondern eine Suchbild-Frechheit.

von Thomas Ö. (thomas_609)


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Was kann ich besser machen? Blockschaltbild eventuell? Bei Schaltungen 
mit sovielen Gruppen und Bauteilen ist es schwierig das ganze einfach 
für jemanden verständlich zu machen der keine Ahnung hat um was es 
überhaupt geht.

von Helmut -. (dc3yc)


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Manfred P. schrieb:
> Das ist kein Schaltplan, sondern eine Suchbild-Frechheit.

Da muss ich meinem Vorredner recht geben. Be so wenigen Verbindungen 
sollte es möglich sein, das ganze in einem Plan zu zeichnen. Und warum 
verwendest du kein fertiges Modul für den ESP? Da weiss man, dass das 
funktioniert und muss nicht erst Fehlersuche betreiben. Und billiger 
ist's auch. Ist zwar eine schöne Idee, aber bei der Umsetzung merkt man, 
dass du noch wenig Erfahrung hast.

von Thomas Ö. (thomas_609)


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Ich hab das mit den Nets so in der Schule gelernt und ich persönlich 
finde es so auch einfacher zu verstehen da man es schön in Blöcke 
unterteilen kann. Aber vll reden da die Fachlehrer auch Blödsinn. Und 
Ja, mit meinen 17 Jahren habe ich praktisch keine Erfahrung. ESP Modul 
hab ich schonmal verwendet und will jetzt quasi die nächste Stufe gehen. 
Ich weiß, dass das alles warscheinlich auf einem sehr niedrigen Niveau 
ist aber irgendwo muss ich anfangen...

von Wolf17 (wolf17)


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Mit 5V am Gate von Q3 sperrt der nie. Auf 20V erhöhen.

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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die Ports P0-P2 zwischen GPIO-Expander und Rotary encoder & OLED-Display 
sind irgendwie nicht konsistent?

von Thomas Ö. (thomas_609)


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Stimmt, danke!

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Wolf17 schrieb:
> Mit 5V am Gate von Q3 sperrt der nie. Auf 20V erhöhen.

Auch scheint er verkehrt herum?

von Thomas Ö. (thomas_609)


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So wie jetzt? Wieso, ich dachte bei 0V leitet ein P-Channel und bei 
Spannungen größer 0V fängt er langsam an zu sperren. Gibt es da einen 
Zusammenhang zwischen den Drain/Source spannungen und wie groß die 
Gate-Spannung zum sperren sein muss?

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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stell ihn dir einfach als PNP-Transistor vor. so ungefähr.

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Strommessung: +- vertauscht?

von Manfred P. (pruckelfred)


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Thomas Ö. schrieb:
> So wie jetzt? Wieso, ich dachte

... dass Du den P-FET verstehen musst.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Thomas Ö. schrieb:
> Aber vll reden da die Fachlehrer auch Blödsinn.

Tun sie. Bei größeren Blöcken machen Funktionseinheiten Sinn, aber nicht 
für jeden einzelnen Chip/Widerstand/Kondensator.

Thomas Ö. schrieb:
> Was kann ich besser machen?
z.B.
Alle Stromversorgungen auf einem Blatt zusammenfassen.
Kleinkram (Buttons ect.) zum uC sheet.
den USB Kram (incl. USB-UART bridge) auf ein Blatt.
So etwas wie einem Spannungteiler als Funktionseinheit zu separieren ist 
komplett albern.

Generell sollte man den Schaltplan in logische Blöcker aufteilen, die 
gerade noch auf ein Blatt passen. Hier sollten die Leiterbahnen auch 
gezeichnet werden. Labels verwendet man i.A. nur, wenn der Signalpfad 
auf einem anderen Blatt fortgesetzt werden soll. Nur dort macht es Sinn.
Ausnahmen sind erlaubt wenn der Schaltplan dadurch übersichtlicher wird, 
aber eben auch nur dann.

Thomas Ö. schrieb:
> Bei Schaltungen
> mit sovielen Gruppen und Bauteilen ist es schwierig das ganze einfach
> für jemanden verständlich zu machen der keine Ahnung hat um was es
> überhaupt geht.
Nö, wenn ein Fachmann es nicht versteht, dann stimmt was mit der 
Zeichnung nicht. Das gilt im übrigen für jede Art der Dokumentation.

Bei gut gezeichneten Schaltplänen sieht man auf den ersten Blick, was 
los ist.
GND sollte man übrigens immer nach unten gehen lassen und die 
Spannungsversorgungen nach oben.

Es gibt bestimmt noch einige Regeln mehr, aber das ist das was mir 
spontan dazu einfällt.

Noch etwas: C16 gehört direkt an den uC. Dahinter dann C15. Wenn die 
(überflüssige) Drossel unbedingt dahin soll, dann nicht dazwischen.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Thomas Ö. schrieb:
> So wie jetzt? Wieso, ich dachte bei 0V leitet ein P-Channel und bei
> Spannungen größer 0V fängt er langsam an zu sperren. Gibt es da einen
> Zusammenhang zwischen den Drain/Source spannungen und wie groß die
> Gate-Spannung zum sperren sein muss?

Relevant ist die Spannung zwischen Source und Gate. Lies meinen Aufsatz 
zu MOSFET: http://stefanfrings.de/transistoren/index.html#mosfet

Mir leuchtet nicht ein, wozu ein Lötkolben WLAN braucht. Oder wozu man 
eine programmierbare WLAN Schnittstelle dafür missbraucht, wenn es doch 
zahlreiche Mikrocontroller ohne WLAN gibt, die so ziemlich alles besser 
können.

Zum Vergleich: Ich hole meine Tochter nicht mit einem Bagger von der 
Schule ab.

: Bearbeitet durch User
von Thomas Ö. (thomas_609)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Mir leuchtet nicht ein, wozu ein Lötkolben WLAN braucht. Oder wozu man
> eine programmierbare WLAN Schnittstelle dafür missbraucht, wenn es doch
> zahlreiche Mikrocontroller ohne WLAN gibt, die so ziemlich alles besser
> können.

Wie gesagt, ich möchte es einfach mal probieren und schauen ob es 
überhaupt funktioniert. Am Ende werde ich die Schnittstelle 
warscheinlich eh nicht verwenden aber es geht mir einfach ums 
ausprobieren. Ich denke das der Mikrocontroller für das was ich habe 
perfekt geeignet ist, bzw. defenitiv nicht zu schlecht ist, wieso sollte 
ich einen anderen verwenden der besser ist und warscheinlich auch 
teuerer sein wird?

Dein Aufsatz über Mosfets hat mir sehr geholfen, danke!

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Thomas Ö. schrieb:
> wieso sollte ich einen anderen verwenden

Weil der ESP8266 mit der heißen Nadel gestrickt wurde und ohne das 
(wackelige) Framework des Herstellers unbenutzbar ist. Den zu 
programmieren ist mit einigen Hürden/Fallstricken verbunden, im 
Gegensatz zu einem kleinen AVR oder STM32L0.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Thomas Ö. schrieb:
> Ich denke das der Mikrocontroller für das was ich habe
> perfekt geeignet ist,

Bestimmt nicht, wenn Du schon I/O Erweiterungen dazu benoetigst.

von Gerd E. (robberknight)


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Muss es unbedingt eine Eigenentwicklung von Null auf sein?

Es gäbe z.B. das hier als Open Source:
https://github.com/AxxAxx/AxxSolder

Du könntest das nachbauen und Deine Zeit dann z.B. in Verbesserung der 
Firmware oder ähnliches investieren.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Einen Drehencoder über einen I2C-IO-Expander ohne Interruptleitungen 
auslesen zu wollen, ist auch recht ambitioniert, oder?

von Keks F. (keksliebhaber)


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Ich glaube viele vergessen, dass das hier ein 17 jähriger mit (oder 
trotz) Schulwissen macht.
Das soll kein perfektes, zugeschnittenes Produkt sein, sondern ist eine 
Lernerfahrung. Für einige Forenteilnehmer hier ebenso, da dieses Thema 
scheinbar Leute mit mangelnden Sozialkompetenzen anlockt.

Gebt doch mal vernünftige Verbesserungsvorschläge, anstatt zu zeigen, 
dass ihr schlichtweg asozial seid. So toll scheinen die Poster hier doch 
nicht zu sein, wie sie von sich halten. Entweder gewisse Leute hier sind 
verhaltensauffällig und/oder man muss sich gegenüber einem 17 jährigen 
Schüler, der sich an euch für Hilfe wendet, profilieren. Ziemlich 
erbärmlich.

Grundsätzlich sollte man Motivation und Hilfegesuch loben und fördern. 
Er besitzt schonmal damit eine Eigenschaft, die ihr selber in all den 
Jahren nicht gelernt habt.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Keks F. schrieb:
> Gebt doch mal vernünftige Verbesserungsvorschläge,

Ich bin auf deinen gespannt

von Keks F. (keksliebhaber)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Keks F. schrieb:
>> Gebt doch mal vernünftige Verbesserungsvorschläge,
>
> Ich bin auf deinen gespannt

Sich von sozialer Inkompetenz anderer in seinen Zielen nicht abschrecken 
zu lassen und sich bei anhaltenden Störungen gleichzeitig in anderen 
Foren umzusehen (evtl. eevblog) um mal unter andere Sozialkulturen zu 
kommen.

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Sebastian R. schrieb:
> Einen Drehencoder über einen I2C-IO-Expander ohne Interruptleitungen
> auslesen zu wollen, ist auch recht ambitioniert, oder?

Genau das dachte ich mir auch.

von Markus M. (adrock)


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Also wurde ja schon gesagt: Der Mosfet scheint falsch herum drin zu 
sein, so wie er im Schaltbild ist würde die Body-Diode ja immer leiten.

Außerdem muss das Gate zum Sperren auf die 20V hochgezogen werden, bei 
den 5V würde der Mosfet ständig leiten, auch wenn Q4 offen ist, da Ugs 
immer noch -15V wären.

=> Mosfet richtig rum rein und den Pullup auf die 20V Schiene legen 
würde ich sagen.

: Bearbeitet durch User
von Keks F. (keksliebhaber)


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Kann es sein, dass beim USB Eingang eine Sicherung fehlt?

von Markus M. (adrock)


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Müsste man eigentlich bei der Heater Mosfet-Ansteuerung noch einen 
Gatewiderstand vorsehen? Oder steckt der BC847 den Strom zum (Ent-)Laden 
des Gates locker weg?

von Gerd E. (robberknight)


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Thomas Ö. schrieb:
> Lötstation für den JBC T245 Lötkolben
[...]
> -Temperaturmessung mit MAX6675 und K-Typ-Thermoelement.

T245 Kartuschen haben zwar ein integriertes Thermoelement, aber nicht 
Typ K. Das ist was eigenes von JBC. Schau Dir z.B. die verschiedenen 
Threads im eevblog-Forum zum Thema JBC-Technik durch.

Von daher müsstest Du die Thermospannung mit einem Opamp+ADC selbst 
messen, umrechnen und evtl. auf die Umgebungstemperatur kompensieren.

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