Hallo zusammen, nach langem, stillen Mitlesen mein erster Beitrag. Kleiner Disclaimer Vorweg, ich komme eher aus der mechanischen Welt und meine Elektronikkenntnisse entsprechen Schulniveau (und die ist schon lange her). Daher hoffe ich meine Fragen sind nicht zu trivial :) Kurz zum Projekt: Ich bastele für meine Kinder gerne individuelles Spielzeug, momentan für eine Holzeisenbahn. Dort habe ich auf Arduino Basis schon einige Dinge gemacht (z.B. automatische Weichen). Bisher war alles kabelgebunden und per Netzteil versorgt. Nun möchte ich die Flexibilität erhöhen und eine automatische Weiche auf ESP32 Basis bauen, die per Batterie versorgt wird. Somit kann die Weiche "irgendwo" sein ich muss mich nicht um Kabel kümmern. Verbaut sein wird: 1 x ESP32 (3,3V oder 5V) 1 X einfacher Anwesenheitssensor (3,3 bis 5V) 1 x SG90 Servo (4,8 bis 6V) Ich würde gerne auf 4 x AA Alkaline zurückgreifen. Die Gründe dafür sind einfach: es gibt fertige Batterieboxen dafür die ich mit eindrucken kann und die Flexibilität ist maximal weil der Zelltyp überall sofort verfügbar ist. Dilemma / Fragen: Ich habe bei frischen Batterien also ca. 6,4V die über die Zeit auf unter 5V degradieren. Wie kompensieren ich diesen Spannungsverlauf, sodass alle Bauteile über die Batterielaufzeit versorgt werden? 1. Meine erste Idee war alles auf 5V zu betreiben. Ich konnte aber keinen Step Down Converter finden bei dem Vin = Vout zulässig/möglich wäre. Gegen Ende der Batterielaufzeit wird die Spannung aber eher bei 5V liegen. Die billigen erwarten sogar Vin größer Vout+2. Gibt es sowas bzw. macht es überhaupt Sinn auf 5V zu gehen? Ich denke unterhalb von 5V sind die Zellen sowieso leer. 2. Den AMS1117 habe ich gefunden und würde ESP+Sensor mit 3,3 V betreiben. Der Servo lässt 6V zu, den würde ich einfach direkt an die Batterie anschließen und hoffen er wird bei frischen Zellen nicht gegrillt. Der AMS1117 gibt 1V Dropout an, d.h. er würde 3,3V ausgeben insofern Vin größer= 4,3V ist, korrekt? 3. Hättet ihr bei obigem Vorhaben sonstige Tipps zur Umsetzung der Spannungsversorgung? Wie gesagt, auf "exotische" Zelltypen würde ich gerne verzichten. Vielen Dank und Grüße
Wieviel Strom wird max. benötigt? Wieviel Strom wird im Standby benötigt, also der Ruhestrom?
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Jörg R. schrieb: > Wieviel Strom wird max. benötigt? ca. 800 mA Peak wenn der ESP32 gleichzeitig sendet und der Servo dreht. Wobei die Zeit für die Bewegung des Servos nur sehr kurz ist > Wieviel Strom wird im Standby benötigt, also der Ruhestrom? Ich finde leider widersprüchliche Aussagen für den Verbrauch eines ESP32 (über Bluetooth) aber gehe hier einfach mal von 100 mA aus. Weiterhin möchte ich den ESP32 in den DeepSleep schicken wenn nach Zeit X nichts mehr passiert ist. Neben der Batteriebox ist es auch die Verfügbarkeit der Zellen. Ich möchte ungern nur für dieses Projekt einen "neuen" Akkutyp bei mir einführen, der ja dann auch geladen und gepflegt werden muss. Ich bin aber nicht unbelehrbar, wenn es die Versorgung viel einfacher immer gerne her mit den Vorschlägen :)
Sebastian schrieb: > Neben der Batteriebox ist es auch die Verfügbarkeit der Zellen. Ich > möchte ungern nur für dieses Projekt einen "neuen" Akkutyp bei mir > einführen, der ja dann auch geladen und gepflegt werden muss. Ich bin > aber nicht unbelehrbar, wenn es die Versorgung viel einfacher immer > gerne her mit den Vorschlägen :) Meine Meinung: Irgendwann musst Du umstellen. Und wenn Du ein neues Projekt startest, ist das der ideale Zeitpunkt. Also typischer weise auf LiIon 18650er Zellen, einen Beutel mit anständigen Zellenhaltern einfach/mehrfach (nur Blattfedern, keine Spiralfedern!), handvoll TP4056 Modulen, dazu ggf. ein paar Buck-/Boost-Modulen.
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zu 1. gehe ruhigen Gewissens mit 6.4V ran da braucht es keinen Converter. Die LED hat einen 2k Vorwiderstand. zu 2. korrekt, kannst Du so machen. zu 3. Vorsicht beim flashen, es ist nur eine Spannungsquelle erlaubt. Da der AMS1117 auch im Deep Sleep Strom verbraucht werden die Batterien keine Woche halten. Besser wäre ein für Akkubetrieb geeigneter Converter den Du direkt an den 3v3 Pin anschließen kannst. Beitrag "ESP32-C6 an 18650 Akku betreiben"
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Sebastian schrieb: > Jörg R. schrieb: >> Wieviel Strom wird max. benötigt? > ca. 800 mA Peak wenn der ESP32 gleichzeitig sendet und der Servo dreht. > Wobei die Zeit für die Bewegung des Servos nur sehr kurz ist Dein Vorhaben 4xAA zu verwenden ist nicht die beste Lösung. Der AMS1117 benötigt bis zu 10mA Ruhestrom. Bei 800mA Peek des ESP plus Servo plus Sensor hat er einen Dropout von bis zu 1,2V. Mit abnehmender Kapazität, und damit sinkender Spannung, steigt der Innenwiderstand der Zellen und die Spannung bricht unter dem Peek stärker ein wie mit frischen Zellen, evtl. soweit das der ESP resetet. Ralf X. schrieb: > Sebastian schrieb: >> Neben der Batteriebox.. > Irgendwann musst Du umstellen. > Meine Meinung: Ja, sehe ich auch so. Alexander schrieb: > (..) > Da der AMS1117 auch im Deep Sleep Strom verbraucht werden die Batterien > keine Woche halten. Wie oben geschrieben, bis zu 10mA, bis zu 240mAh am Tag.
Bei 5 Volt Spannungsversorgung passen vier NiMH-Akkus ziemlich genau. Weiterer Vorteil neben Umweltgesichtspunkten: Sie sind in der Regel auslaufsicher gegenüber Alkaline-Zellen. Mit eneloop-Zellen macht man nix verkehrt. Bei mir haben sich außerdem die Akkus von Lidl bewährt.
Sebastian schrieb: > macht es überhaupt Sinn auf 5V zu gehen? Ich denke unterhalb von 5V sind > die Zellen sowieso leer. Alkalines sind offiziell erst mit 0,9V leer, und daran würde ich mich ausrichten. Was auf 3,3V für die Elektronik hinaus läuft. Der ESP braucht zeitweise 500 mA. Dazu kommt, dass du bei >= 800 mA mit einem beträchtlichen Spannungsabfall in den Batterien rechnen musst. Wenn die Kontakte des Batteriehalters wie üblich aus Eisen sind, tun die auch noch ihren Teil dazu. Für den Servo bleibt arg wenig übrig. Modellautos setzen auf 7,2V Akkus und 5V Regler.
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Danke schonmal für den vielen Input. Ich muss jetzt aber nochmal nachfragen was Li-Ion oder NiMH angeht: das Problem welches ich habe, dass die Komponenten unterschiedliche Spannungen benötigen und die Batterie über die Zeit Spannung verliert habe ich dann doch trotzdem oder? Klar, 2x 18650 einsetzen und auf 7,2V gehen würde mit einem LOD konstante 5V bedeuten. Zwei solcher großer Zellen einzubauen in ein Gerät mit so wenig "Inhalt" ist aber schon viel. Ich habe jetzt ehrlich gesagt noch nicht ganz gecheckt, warum andere Zellen besser sind (mal von Wiederaufladbarkeit etc. abgesehen sondern rein von der Entladungskurve). > Für den Servo bleibt arg wenig übrig. Modellautos setzen auf 7,2V Akkus > und 5V Regler. meine Kids haben günstige Modellautos. Die werden entweder mit 4x AA oder einer (!) 14500 Zelle betrieben. Und halten dafür sehr lange. Da kann ich mir kaum vorstellen, dass der sporadische Betrieb von einem SG90 Servo das nicht mitmacht. Der hohe Strombedarf ist ja nur bei der Bewegung (also vielleicht 200 ms). Alexander schrieb: > (..) > Da der AMS1117 auch im Deep Sleep Strom verbraucht werden die Batterien > keine Woche halten. > Wie oben geschrieben, bis zu 10mA, bis zu 240mAh am Tag. Ich würde einen Schalter mit einbauen. Wenn das Gerät nicht benutzt wird, wird es ausgeschaltet. Ich habe hier zum Glück nicht die Anforderungen wie bei manchen ESP32 Projekte eine möglichst lange Laufzeit zu erzielen weil es dauerhaft anbleibt. Das Nutzungsprofil ist eher: anmachen, spielen (1-2h max), ausschalten. Ggf. auch mal sowas wie: anmachen, spielen, nach 10 min vergessen es angemacht zu haben, DeepSleep enable, Papa macht es nach 1-2h Stunden aus weil keiner mehr spielt :) Trotzdem die Frage: kennst du Bauteile die mir günstig auf 3,3V wandeln und geringeren Strombedarf haben?
Sebastian schrieb: > Die werden entweder mit 4x AA > oder einer (!) 14500 Zelle betrieben. Und halten dafür sehr lange. Du hast aber mit dem ESP32 ein anderes Problem, der selbst verbraucht ziemlich viel Strom, wenn er "empfangsbereit" sein soll. Und da hilft ein "deep sleep" nicht, denn dann ist er nicht "empfangsbereit" und bekommt also nicht mit, daß ihm ein Kommando geschickt werden soll. Und da es um das Stellen einer Weiche geht, mithin das recht zeitkritische Aktionen sind (was nützt es, wenn die Weiche zehn Sekunden später umschaltet?), solltest Du Deinen Ansatz überdenken und ein anderes, sparsames Funkmodul verwenden, das dauerhaft empfangsbereit sein kann und dann den das Servo steuernden µC aufweckt. Der muss dafür kein so fetter Brocken wie ein ESP32 sein, sondern kann irgendws kleines gemütliches aus der Arduino-/AVR-Schublade sein.
Sebastian schrieb: > 2x 18650 einsetzen und auf 7,2V > gehen würde mit einem LOD konstante 5V bedeuten. Zwei solcher großer > Zellen einzubauen in ein Gerät mit so wenig "Inhalt" ist aber schon > viel. Dann nimm halt kleinere. Amazon ist voll davon https://www.amazon.de/Lithium-Akku-SM-4P-USB-Ladekabel-RC-Spielzeugauto-Elektro-Gelball-Blaster/dp/B0F5J1QK8G
Nemopuk schrieb: > Für den Servo bleibt arg wenig übrig. Modellautos setzen auf 7,2V Akkus > und 5V Regler. Wie haben damals bloß all die Funktfernstuerungen mit 4x NiCd-Akkus funktioniert? Freie Energie? Die höheren Spannugen werden verwendet, um die Motoren der Servos schneller drehen zu lassen. Das ist bei sportlichem Modellflug notwendig. Die 7,2V (NiCd oder NiMH) wurden für die Antriebsmotren (z.B. Mabuchi 540 - Standard bei Tamiya) verwendet. Jetzt werden dafür 7,4V LiPo verwendet.
Rahul D. schrieb: > Wie haben damals bloß all die Funktfernstuerungen mit 4x NiCd-Akkus > funktioniert? Mit 3 Tonfrequenzen und wenigen Transistoren haben die früher keine 500mA Ruhstrom benötigt. Damals hatten die AA-Akkus nur 500 mAh. Das heißt, nach 1h war der Akku mit 500mA Belastung garantiert leeer. Die Rechnung ist heute noch genauso möglich. 2 Ah und 500mA Belastung sind garantiert nach 4h leer oder früher. Das heißt 4 Alkali-AA für 1€ kann TO Seb dann wegwerfen. Hinzu kommt, das auch ein Servo Strom braucht und seinen ESP32 stören kann. Bis Weihnachten ist noch etwas Zeit den Stromverbrauch zu reduzieren oder einige 100er-Packs AA zu bestellen :-)
Lu schrieb: > Mit 3 Tonfrequenzen und wenigen Transistoren haben die früher keine > 500mA Ruhstrom benötigt. Tipp-Anlagen zählen wohl eher zu Antiquitäten - die verwendet man nicht mehr unbedingt. > Damals hatten die AA-Akkus nur 500 mAh. > Das heißt, nach 1h war der Akku mit 500mA Belastung garantiert leer. Weil man ja auch nur einen Satz Empfängerakkus mit hatte, wenn man mit seinem Modellboot auf dem Teich war. Das hat mal wieder nichts mit meiner (rhetorischen) Frage zu tun: Die bezog sich auf die Aussage, dass bei 6V nicht mehr viel für das Servo vorhanden sei. Das ist mal wieder eine unnötige, falsche Verallgemeinerung.
Sebastian schrieb: > Trotzdem die Frage: kennst du Bauteile die mir günstig auf 3,3V wandeln > und geringeren Strombedarf haben? Ja, siehe anderer Thread. Allerdings nur bis max 5.5V daher wäre in deinem Fall besser beim AMS1117 zu bleiben. Da Du keine besonderen Anforderungen hast, einfach loslegen über VIN. Der Stromverbrauch mit WLAN liegt übrigens bei um die 130-150mA im Mittelwert. Dein Servo ist hier definitiv der größere Verbraucher.
Wie wär's mit Infrarot und einem sparsamen uC? Zumindest in Innenräumen sollte das mit wenigen µA funktionieren und dabei dauernd empfangsbereit sein. Damit könnte der Ausschalter entfallen. Der Rückkanal braucht keinen Spannungsregler und wird nur bei Bedarf für wenige ms benutzt und nicht gleichzeitig mit dem Servo. Die Stromversorgung richtet sich dann hauptsächlich nach dem Anwesenheitssensor, notfalls mit einem extra Spannungsregler mit Enable-Eingang.
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Harald K. schrieb: > Sebastian schrieb: >> Die werden entweder mit 4x AA >> oder einer (!) 14500 Zelle betrieben. Und halten dafür sehr lange. > > Du hast aber mit dem ESP32 ein anderes Problem, der selbst verbraucht > ziemlich viel Strom, wenn er "empfangsbereit" sein soll. Und da hilft > ein "deep sleep" nicht, denn dann ist er nicht "empfangsbereit" und > bekommt also nicht mit, daß ihm ein Kommando geschickt werden soll. > > Und da es um das Stellen einer Weiche geht, mithin das recht > zeitkritische Aktionen sind (was nützt es, wenn die Weiche zehn Sekunden > später umschaltet?), solltest Du Deinen Ansatz überdenken und ein > anderes, sparsames Funkmodul verwenden, das dauerhaft empfangsbereit > sein kann und dann den das Servo steuernden µC aufweckt. Der muss dafür > kein so fetter Brocken wie ein ESP32 sein, sondern kann irgendws kleines > gemütliches aus der Arduino-/AVR-Schublade sein. Danke, kannst du mir hierzu ein paar konkretere Bauteile nennen die das leisten können? Arduino hatte ich bisher immer, aber die wollen ihre 7V am Eingang sehen. Auch für das Funkmodul wäre ich über konkrete Tipps dankbar > Dann nimm halt kleinere. Amazon ist voll davon > https://www.amazon.de/Lithium-Akku-SM-4P-USB-Ladekabel-RC-Spielzeugauto->; > Elektro-Gelball-Blaster/dp/B0F5J1QK8G Naja sorry aber 700mAh Kapazität bringen mich nicht weiter. Sehe hier wie gesagt den Vorteil nicht weil ein LiIon auch seine knapp 1V Spannungsabfall von voll nach leer hat. > Bis Weihnachten ist noch etwas Zeit den Stromverbrauch zu reduzieren > oder einige 100er-Packs AA zu bestellen :-) wie kommmst du auf 500 mA? Der ESP32 wird der größte Dauerverbraucher sein. Ich würde ihn aber nur über Bluetooth und nicht Wlan benutzen. Da sind um die 100 mA realistisch lt Recherche. Zum Servo muss ich glaube ich kurz aufräumen: der MAXIMALE (danach wurde ich oben gefragt) Strom sind hier 700 mA. Die sind aber nicht dauer-praxisrelevant weil es sich dabei um die Stall Current handelt, also was anliegt wenn ich das Servo überlaste/blockiere. Ruhestrom sind 10mA und normaler Lastbetrieb sind 250 mA und das für die Dauer des Schaltens. Das Servo wird also zu 90% seines Daseins mit um die 10mA rumdümpeln und halt ab und an mal für wenige ms 250mA benötigen. Eine Lebensdauer von 20h Stunden würde mir auch tatsächlich erstmal reichen, das würde in Spielzeit mehrere Wochen bedeuten, da wir eine große Bahnstrecke meist nur am Wochenende aufbauen.
Über Bluetooth brauchst Du für jedes Endgerät eine Anwendung die im Zweifelsfall erst programmiert werden muss. WLAN hat den Vorteil dass Du alles über einen Webserver bereitstellen kannst.
Sebastian schrieb: > Arduino hatte ich bisher immer, aber die wollen ihre 7V > am Eingang sehen Man muss diesen Eingang nicht verwenden, sondern kann direkt 5V einspeisen. Wenn Du den Atmega328 aus seinem Sockel rausholst, und in eine eigene Platine steckst, kannst Du ihn auch mit 3.3V versorgen, solltest allerdings die Taktfrequenz von 16 auf 8 MHz reduzieren.
Harald K. schrieb: > Sebastian schrieb: >> Arduino > > Wenn Du den Atmega328 aus seinem Sockel rausholst, und in eine eigene > Platine steckst, kannst Du ihn auch mit 3.3V versorgen, solltest > allerdings die Taktfrequenz von 16 auf 8 MHz reduzieren. Kann man als Pro-Mini-Clone fertig kaufen, 328 mit 8 MHz. Da ist allerdings ein 3V3-LDO drauf, wenn man den auslötet, könnte man direkt aus drei Alkali oder NiMH versorgen. Das geht aber nur für simple Spielereien, da es kaum Peripherie gibt, die in diesem Spannungbereich arbeitet.
Manfred P. schrieb: > da es kaum Peripherie gibt, > die in diesem Spannungbereich arbeitet. Ach? Wie kommt's?
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