Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP32 Verlängerung der zu erwartenden Lebenddauer


von Robert F. (robert_f270)


Lesenswert?

Liebe Forumsmitglieder,

in meinem Projekt habe ich mehrere Tastenpanels, die ihren Zustand an 
eine Zentrale senden per ESPNow. Die Zentrale gibt dann eine Antwort 
zurück.
Ein Tastendruck sollte innerhalb von ca 0,1s übermittelt werden.

Derzeit sende ich alle 50ms den Zustand an die Zentrale. Allerdings wird 
eine Taste nur 1 bis 2 mal am Tag betätigt, 99,999% des Tages wartet das 
Ding vergeblich und sendet.

Meine Frage: kann ich die Lebenserwartung der Hf-Stufe oder des ganzen 
Systems erhöhen, wenn ich das Ganze per WoESPNOW und GPIO-Interrupt löse 
und den Rest der Zeit in den light sleep gehe?

PS der Energieverbrauch ist in diesem Fall unerheblich.
Die Plattform ist je ein ESP32Wroom.

Herzlichen Dank für Eure Meinung und beste Grüße

von Lu (oszi45)


Lesenswert?

Es geht nicht nur um die Lebensdauer. Man sollte auch die 
Funktionssicherheit  auch noch im Auge behalten. Wenn am Tag nur 3 
Pakete gesendet werden, merkt man erst recht spät, wenn es nicht 
funktioniert!

von Harald K. (kirnbichler)


Lesenswert?

Robert F. schrieb:
> Lebenserwartung der Hf-Stufe oder des ganzen
> Systems

Hast Du irgendwo irgendwas davon vernommen, daß die beschränkt sein 
soll, und wenn ja, auf welche Nutzungsdauer?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Lass es.

Wenn die Latenz kritisch ist, dann halt die Verbindung aufrecht. Die 
HF-Stufe sendet bei WLAN sowieso nur Bursts und ist die meiste Zeit 
abgeschaltet.

Ich würde es lediglich lassen, alle 50ms einen inaktiven Zustand zu 
übermitteln, sondern seltener (vielleicht einmal pro Sekunde oder pro 
5..10 Sekunden) und nur den aktiven Zustand sofort übermitteln.

von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Robert F. schrieb:
> Ein Tastendruck sollte innerhalb von ca 0,1s übermittelt werden.

Im Schnitt kannst du wohl auf ca. 0,01s hoffen, aber du must auch 
mehrmals pro Stunde 0,2s tolerieren. Gelegentlich sogar noch mehr.

Ich glaube nicht, daß die "HF-Stufe" ein Verschleißteil ist. Aber ich 
bin ganz sicher, daß man sein Netzwerk nicht mit unnötigen Nachrichten 
vollspammen soll. Bedenke dabei auch, dass dir der Funkkanal nicht 
alleine gehört.

: Bearbeitet durch User
von Nick (b620ys)


Lesenswert?

Robert F. schrieb:
> Ein Tastendruck sollte innerhalb von ca 0,1s übermittelt werden.
> Derzeit sende ich alle 50ms den Zustand an die Zentrale.

Das klingt so richtig sinnvoll! Wie lange dauert denn der 
Verbindungsaufbau?
Was machst Du, wenn der ping nach 50 ms ausbleibt?

In deinem Fall scheint mir eine Dauerschmierung angebracht: 
https://www.perma-tec.com/en

von Manfred P. (pruckelfred)


Lesenswert?

Lu schrieb:
> Man sollte auch die
> Funktionssicherheit  auch noch im Auge behalten. Wenn am Tag nur 3
> Pakete gesendet werden, merkt man erst recht spät, wenn es nicht
> funktioniert!

Wenn eine hohe Funktionssicherheit gefordert ist, wird man um ein 
Keep-Alive-Check nicht herumkommen, also regelmäßig etwas senden und 
auch quittieren.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Damit bekommt man aber auch nicht unbedingt mehr Sicherheit, daß 
ausgerechnet die eine wichtige "aktiv"-Nachricht nicht verschluckt wird.

von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

drückst Du daheim auch alle 3 Minuten den Lichtschalter?
Was soll der Quatsch das ständig neu zu übermitteln?

Kannst ja abfragen ob es angekommen ist - falls nicht noch mal senden?

von Nick (b620ys)


Lesenswert?

Heinz R. schrieb:
> drückst Du daheim auch alle 3 Minuten den Lichtschalter?

Ja, immer kontrollieren ob er auch wirklich aus ist. Nennt sich 
Zwangshandlung und ist keine lustige Krankheit.
Aber ein ESP wird wohl nicht so sehr darunter leiden, er hat kein 
Bewusstsein aber auch keine Therapieeinsicht.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Robert F. schrieb:
> Meine Frage: kann ich die Lebenserwartung der Hf-Stufe oder des ganzen
> Systems erhöhen,

Da würde ich ganz auf das Datenblatt des ESP vertrauen. Was hast du aus 
dem von dir zu Rate gezogenen für eine Lebensdauer der HF-Stufe 
entnommen?
Die kannst dann unter Berücksichtigung der dort angegebenen 
Betriebsbedingung mit deinem Duty-Cycle und deiner Betriebstemperatur 
skalieren. ;-)

Aber vergiss nicht: Die HF-Stufe eines ESP ist nicht mit 
Elektronenröhren aufgebaut.

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


Lesenswert?

Robert F. schrieb:
> Ein Tastendruck sollte innerhalb von ca 0,1s übermittelt werden.
>
> Derzeit sende ich alle 50ms den Zustand an die Zentrale. Allerdings wird
> eine Taste nur 1 bis 2 mal am Tag betätigt, 99,999% des Tages wartet das
> Ding vergeblich und sendet.
>
> Meine Frage: kann ich die Lebenserwartung der Hf-Stufe oder des ganzen
> Systems erhöhen, wenn ich das Ganze per WoESPNOW und GPIO-Interrupt löse
> und den Rest der Zeit in den light sleep gehe?

Hier braucht der ESP32 knapp 300ms zum aufwachen, initialisieren und 
senden nach dem Deep-Sleep:

Beitrag "Re: Micropython Wetterstation"

Ich bin mir nicht sicher, ob das schneller gehen kann.

Eine andere Frage ist, ob die HF-Stufe für die Lebensdauer relevant ist 
oder doch eher die Datenhaltung im Flash.

von Bauform B. (bauformb)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Nemopuk schrieb:
> Ich glaube nicht, daß die "HF-Stufe" ein Verschleißteil ist.

Auch Halbleiter sind Verschleißteile. Bei normalen Leistungstransistoren 
gab es schon vor vielen Jahren Statistiken. Jetzt, mit HGÜ und 
Elektroautos, kennt man die Daten wahrscheinlich so genau wie bei 
Kugellagern. Das "Problem" gibt es durchaus auch bei Chips wie dem ESP, 
siehe z.B. AN4725 zum iMX6.

von Harald K. (kirnbichler)


Lesenswert?

Bauform B. schrieb:
> Auch Halbleiter sind Verschleißteile.

Ja, aber.

Einerseits verschleißen sie weniger, wenn sie nicht gerade in 
Hochlastanwendungen wie HGÜ oder eben Elektroautos betrieben werden.

Und andererseits ... Von welchen Zeiträumen wird hier ausgegangen?

WLAN-Hardware, die deutlich über zehn Jahre Dauerbetrieb aushält, 
dürften die meisten von uns kennen. Etliche nutzen so alte WLAN-Router. 
Manche auch so alte Notebooks.

Irgendwelche Funksteckdose, die "Tasmota" oder ähnliches verwenden, gibt 
es jetzt auch schon seit über zehn Jahren.

Und andere Hardware mit HF-Endstufen ist auch weit verbreitet, die wird 
nicht erneuert, weil die Halbleiter den Löffel abgegeben hätten, sondern 
aus nicht-hardwaretechnischen Gründen -- das sind Smartphones.

Und andere Elektronik ... über deren Alter müssen wir hier nicht 
diskutieren. Mein Backofen ist jetzt über 30 Jahre alt, die Uhr darin 
ist seit Anschaffung im Dauerbetrieb, und sogar das tatsächliche 
Verschleißteil darin, das VFD, zeigt noch keine Ausfallerscheinungen.


Der Threadstarter macht sich völlig überflüssige Sorgen und versucht, 
ein nicht existierendes Problem zu lösen.

Ginge es ihm darum, Hardware zu konstruieren, die auch noch in fünfzig 
oder hundert Jahren funktioniert, dann müsste er sich um ganz andere 
Parameter gedanken machen -- sein ESP32 kommuniziert via WLAN, wird es 
dazu kompatible WLAN-Technik in fünfzig oder hundert Jahren noch geben?

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Harald K. schrieb:
> Der Threadstarter macht sich völlig überflüssige Sorgen und versucht,
> ein nicht existierendes Problem zu lösen.

Wer weiß, bei welcher Temperatur er die Dinger betreiben möchte. 2^16 
Stunden sind schnell um ;-)

von Lu (oszi45)


Lesenswert?

Wenn man die Teile ausreichend dimensioniert, dann halten sie auch 
etwas länger. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob die dafür 
benutzten Schaltnetzteile für die Ewigkeit sind oder vorher z.B. Elkos 
austrocknen.

von Benedikt L. (Firma: Dem Ben seine Leiche) (dembenseineleiche) Flattr this


Lesenswert?

Kühlung!
Gute Kühlung!
Bessere Kühlung!

von Robert F. (robert_f270)


Lesenswert?

Vielen Dank für die vielen Antworten und Gedanken, die Ihr hier zu 
meinem Thema beigetragen habt.

Kurz zu den Hauptpunkten, falls es jemanden interessiert:
Die angedachte Lebensdauer des Systems sollte deutlich über 10 Jahren 
liegen.
Für eine thermische Entlastung ist gesorgt.
Das System arbeitet mit einer SPS zusammen und die Stromversorgung habe 
ich auch sehr langzeitstabil und austauschbar konzipiert.

Spass am Rande: Hier in meiner Umgebung gehört mir der Kanal, da sendet 
kein Anderer...das wird sich auch nicht ändern:)

Herzlichen Dank an Alle, und gutes Gelingen für Eure Projekte

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.