Elektroniktaster an ESP32

[Michael (michael_dlh)]

Hallo zusammen,

ich möchte den Busch-Jaeger Elektroniktaster an einen Mikrocontroller 
anbinden. Ziel ist es, das Drücken der Tasten zu detektieren sowie die 
Status-LEDs zu steuern. Später soll die Kommunikation per ESP-Now 
erfolgen, deshalb plane ich den Einsatz eines ESP32-C3. Das ganze Setup 
soll Unterputz eingebaut werden.

Hier sind ist der Verdrahtungsplan 
(https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=2CKA000073B5087) 
und die Dokumentation für den Taster 
(https://library.e.abb.com/public/76e5025045094b54bf3d9e070f65eb7a/9AKK108471A3684_de_A_HowTo%20-%20Elektronic%20switch%2024V.pdf?x-sign=stWkg0O%2bhnZsGZBEtTr667CMj1ieuchXbP6oetn4xXhQyfnT30EeHmwMxlrhF30H#page=3).

Ich bin neu in der faszinierenden Welt der Mikrocontroller und würde 
gern wissen, ob das so technisch sinnvoll und sicher ist:

* Netzteil 230VAC -> 12VDC (z.B. 
https://www.reichelt.at/at/de/shop/produkt/led-netzteil_12_w_12_v_dc_1_a_ip40-248041) 
extern

Lochrasterplatine zum Löten von
* ESP32-C3 und
* Buck-Konverter 12VDC -> 3.3VDC (z.B. 
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/schaltregler_step-down_3_3v_1a_4_75-40vi_to220-5-255420) 
für den ESP32.

Dazu bräuchte ich auch noch ein Gehäuse.

Kann ich die Pins des Tasters einfach an die GPIOs des ESP32 hängen?

Danke und Gruß
Michael

[H. H. (hhinz)]

Michael schrieb:
> Das ganze Setup
> soll Unterputz eingebaut werden.

Einschließlich des Netzteils?

[Michael (michael_dlh)]

Ja, genau. Es gibt meines Wissens viele Netzteile für LED-Leuchten, die 
auch unterputz oder in Zwischendecken eingebaut werden. Gibt das ein 
Problem?

[H. H. (hhinz)]

Michael schrieb:
> Gibt das ein
> Problem?

Baugröße.

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/netzteil_outdoor_12_w_5_v_2_a_kabelleitung_ip67-394066

Die üblichen ESP32 Platinchen haben ja einen 3,3V Regler drauf.

Ansonsten brauchst du noch einen Treiber für die LEDs, der ESP liefert 
ja nur 3,3V. Da könnte man einfach einen 74HCT04 nehmen.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Bei den üblichen ESP32-Boards braucht man 5V (oder 3,3V) und nicht 12V. 
Ein 12V->3,3V Wandler ist daher schon sehr sinnvoll, 12V schafft der 
Linearregler auf dem ESP32-Board wahrscheinlich wegen der 
Verlustleistung nicht und ich weiß auch nicht, ob da 5V-Schaltungen 
drauf sind (USB?), die an 12V dampfförmig das Board verlassen.

[Dieter S. (hotsystems)]

Michael schrieb:
> Buck-Konverter

Statt dessen würde ich einen fertigen verwenden, wie z.B. diesen:
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/dc_dc-wandler_2_5_w_5_v_500_ma_sil-242834
Den gibt es auch in anderen Bauformen und Stromstärken.

[Michael (michael_dlh)]

Super, vielen Dank für eure Hilfe!

Dieter S. schrieb:
> Statt dessen würde ich einen fertigen verwenden, wie z.B. diesen:
> 
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/dc_dc-wandler_2_5_w_5_v_500_ma_sil-242834
Sieht super aus, danke!

H. H. schrieb:
> Die üblichen ESP32 Platinchen haben ja einen 3,3V Regler drauf.
Sehe ich das richtig, dass z.B. diese Platine 
(https://www.reichelt.at/at/de/shop/produkt/xiao_esp32c3_wifi_bt_mit_header-406869) 
keinen 3,3V Regler hat, d.h. 3,3V direkt haben will?

Welche Platine würdet ihr mir empfehlen? Ich habe gerade festgestellt, 
dass ich keine starke Präferenz für das C3 Modell habe. Wichtig ist nur 
die Unterstützung von ESP-Now. Ich brauche dann auch noch ein RTC-Modul 
- vielleicht gibt es das bereits alles auf einer Platine?

H. H. schrieb:
> Ansonsten brauchst du noch einen Treiber für die LEDs, der ESP liefert
> ja nur 3,3V. Da könnte man einfach einen 74HCT04 nehmen.
Damit bekomme ich dann 5V (also die Spannung meines Netzteils), oder? 
Denkt ihr, dass die LEDs damit hell genug leuchten werden?

[Dieter S. (hotsystems)]

Michael schrieb:
> Ich brauche dann auch noch ein RTC-Modul

Wozu RTC ?
Hast du kein WLan um die Zeit vom Netz zu holen ?

[H. H. (hhinz)]

Ben B. schrieb:
> Bei den üblichen ESP32-Boards braucht man 5V (oder 3,3V) und nicht 12V.
> Ein 12V->3,3V Wandler ist daher schon sehr sinnvoll,

Nö, ein 5V Netzteil ist sinnvoll.

[H. H. (hhinz)]

Michael schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass z.B. diese Platine
> 
(https://www.reichelt.at/at/de/shop/produkt/xiao_esp32c3_wifi_bt_mit_header-406869)
> keinen 3,3V Regler hat, d.h. 3,3V direkt haben will?

USB liefert 5V, also gibts da einen Regler.

[Michael (michael_dlh)]

Dieter S. schrieb:
> Wozu RTC ?
Das Ganze muss auch ohne WLAN stabil laufen.

H. H. schrieb:
> USB liefert 5V, also gibts da einen Regler.
Danke! Entschuldige bitte, mein Fehler, ich habe "Eingangsspannung 
(VIN): 5 V" im Datenblatt übersehen.

[Dieter S. (hotsystems)]

Michael schrieb:
> Das Ganze muss auch ohne WLAN stabil laufen.

Der ESP32 hat eine "RTC". Wie genau die läuft, k.A.
Allerdings, Spannung weg....Zeit weg.
Ich verwende immer NTP.
Alternativ zusätzlich eine DS3231 einbauen.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

> Nö, ein 5V Netzteil ist sinnvoll.
Wenn der TE die 12V nicht noch woanders braucht...

[Michael (michael_dlh)]

Ben B. schrieb:
>> Nö, ein 5V Netzteil ist sinnvoll.
> Wenn der TE die 12V nicht noch woanders braucht...

Achso, danke für die Überlegung - ich brauche jedoch die 12V nicht.

[Michael (michael_dlh)]

Herzlichen Dank für die Unterstützung!

Ich versuche gerade, den Schaltplan zu zeichnen. Dabei stelle ich fest, 
dass ich mir nicht ganz sicher bin, ob ich alles richtig verstanden 
habe.

74HCT04:
VCC verbinde ich mit den 5V (+), GND mit GND. Die Eingänge A1...A6 
verbinde ich mit GPIOs. Am Taster muss ich dann LED1...LED6 mit den 
Ausgängen Y1...Y6 verbinden sowie GND an LED-C anschließen?

Weiters habe ich nun festgestellt, dass ich laut meinem Verständnis mit 
diesem spezifischen ESP-Modell zu wenig GPIO-Pins habe (benötigt 6x2) 
(?).

Im Anhang mein Entwurf zur Abfrage von 3 Tasten sowie Steuerung der 
zugehörigen LEDs.

Weitere Frage: Nun habe ich doch 5V an den GPIOs D3...5, vertragen die 
das?

[H. H. (hhinz)]

SW-C auch noch an GND, und eigentlich auch noch drei Pullups (wenige 
10kOhm) nach 3.3V an die Schaltereingänge.

[Michael (michael_dlh)]

H. H. schrieb:
> SW-C auch noch an GND, und eigentlich auch noch drei Pullups (wenige
> 10kOhm) nach 3.3V an die Schaltereingänge.
Dafür kann ich einen "normalen" Widerstand, z.B. 33kOhm (bspw. 
https://www.reichelt.at/de/de/shop/produkt/duennschichtwiderstand_axial_0_6_w_33_kohm_1_-233726) 
verwenden? Soll ich noch Zener-Dioden nach dem Widerstand dazunehmen, um 
sicher zu gehen, dass nie Spannungen >3.3V an den GPIOs anliegen, oder 
ist das unnötig?

(Verbesserter Plan siehe Anhang.)

[Ron-Hardy G. (ron-hardy)]

Michael schrieb:
> (Verbesserter Plan siehe Anhang.)

eher verschlimmbessert

[Michael (michael_dlh)]

Ron-Hardy G. schrieb:
> eher verschlimmbessert
Oje😂

Manchmal sehe ich halt nicht gut...

[H. H. (hhinz)]

Michael schrieb:
> Manchmal sehe ich halt nicht gut...

Aber hast es ja jetzt richtig gezeichnet.

Michael schrieb:
> Dafür kann ich einen "normalen" Widerstand,

Ja.

[Michael (michael_dlh)]

Vielen Dank für die Hilfe!

[H. H. (hhinz)]

Noch eine Kleinigkeit: die unbenutzten Eingänge des HCT04 dürfen nicht 
unbeschaltet bleiben. Klemm die an GND.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Elektroniktaster... Wieviel Strom brauchen dessen LEDs, bekommt man die 
evtl. an 3,3V zum laufen? Falls ja, der ESP32 kann mit einem GPIO-Pin 
40mA gegen Masse liefern, das reicht für zwei normale (20mA) LEDs. Dann 
könnte man sich auch die 5V und den CMOS-IC sparen oder brauchen die 
LEDs (z.B. wegen interner Vorwiderstände) zwingend 5V?

Achtung, bei manchen ESPs können nicht alle GPIOs als Output verwendet 
werden, da muss man ggf. sinnvoll aufteilen.

Wegen der Taster/Schalter: Der ESP32 hat interne Pullups, man braucht 
keine externen. Was man eher machen sollte, wäre ein 10..47nF 
Keramikkondensator über die Taster (nach Masse) zur Entprellung. Dann 
muss man sich damit nicht in der Software herumplagen und 
störunterdrückend wirken die auch gleich noch mit.

[Joachim B. (jar)]

Ben B. schrieb:
> das reicht für zwei normale (20mA) LEDs.

was sind "normale" 20mA LEDs?
Die gibt es ja kaum noch und moderne LEDs brennen einem bei 20mA die 
Netzhaut weg.