Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromsparende Schaltung Klimalogger auf Basis Rasp Pi Pico


von Christie (mellow)


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Liebe Community,
bei der Weiterentwicklung unseres Loggerprojekts (Outdoor) bräuchte ich 
eure Unterstützung.

Das Problem: Stromverbrauch des Rasp Pi Pico mittels Watchdog drosseln, 
Integration eines externen BLE-Boards
Aktuelles Setting:
Rasp Pi Pico
SHT31D
DS3231
TPL5110
Xiao Seeed ESP32-C3
4x 2100 mAh NiMH Akkus

Die Idee ist die MCU mittels Watchdog (TPL5110) alle ~ 10 min 
aufzuwecken, die Zeit vom RTC (DS3231) zu bekommen, den SHT31D Sensor 
abzulesen (GPIO4 SDA, GPIO5 SCL) und die Messung zu speichern und dann 
wieder komplett im power-off Modus zu gehen
Zusätzlich soll die Batteriespannung über GPIO26 gemessen werden, die 
Schaltung erfolgt mit Bat+ --- 1M --- GPIO26 --- 820 K --- GND
Wichtiges weiteres Feature: Reed-Schaltung des Watchdog, mit der die MCU 
ohne das wasserdichte Gehäuse zu öffnen mit einem Magnet geweckt werden 
kann und dann mittels BLE die Daten abgerufen werden können.

Die firmware steht, ich brauche allerdings Hilfe bei der Schaltung. Die 
Wiederstands-Stärken und die Schaltung habe ich mir so zusammengegoogelt 
und KI gefragt, es wäre gut wenn jemand der sich auskennt da noch einmal 
drüber schaut.. ich habe noch keine gute Lösung wie ich das XIAO SEEED 
ESP32-C3 Board für die BLE Unterstützung mit Strom versorge (5V über 
Pin/Bat nötig, 3,3V des Pico ggf mit zu starken Peaks die das ESP32-C3 
möglicherweise nicht verträgt (?)

Bis auf die BLE-Komponente funktioniert die Schaltung soweit ich sie 
testen kann - da ich am Breadboard das ESP32-C3 aktuell über USB mit 
Strom versorge kann ich nicht sagen ob der Prototyp auf BAT 
funktioniert.. der kritische Punkt ist mE ob der Watchdog zuverlässig 
die Intervalle hält und ob er sich triggern lässt über Reed-Schaltung 
und den Pico und BLE zuverlässig anstellt

Jede Hilfe dazu und Erfahrungsaustausch zu ähnlichen Projekten danke ich 
euch sehr

von Norbert (der_norbert)


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Christie schrieb:
> Zusätzlich soll die Batteriespannung über GPIO26 gemessen werden, die
> Schaltung erfolgt mit Bat+ --- 1M --- GPIO26 --- 820 K --- GND

Ernsthaft?

Datenblätter dienen weder dazu die Festplatte zu befüllen, noch in 
ausgedruckter Form Tische am Wackeln zu hindern.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Auf der Seite 625 des RP2040-Datenblatts steht: ...

Da kann ich nur dem Post bei Artemis II angepaßt wiederholen:

Die Lesefähigkeit in der Bevölkerung nimmt laut Studien, wie IGLU, seit
Jahren ab. Mit dem Lese- und Hörverständnis geht es auch bergab.

Der Fokus liegt zunehmend auf digitalen Inhalten und kurzen Texten
(Happen), was zu Lasten der Konzentration für längere Texte geht. Und da
kommen diese auf Seite 625 in der PDF (erst) zu dem Thema! Wahnsinn! 😱 
Unfassbar! 😉

PS: Der Link führt schneller dorthin.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2701241.htm

: Bearbeitet durch User
von Helmut -. (dc3yc)


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Und wenn du mal einen anständigen Schaltplan posten würdest, könnte man 
sich den mal anschauen. Für Kindergartenwimmelbilder habe ich keine 
Lust.

von Christie (mellow)


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Danke an Dieter für den Link.

GPio 29 ist also der gesuchte Kandidat und die Widerstände braucht es 
nicht, das ist schon mal eine gute Info.
Ich sollte vielleicht sagen, dass ich mich mit der MCU und der 
Programmierung und Schaltung dieser seit etwa 7 Tagen alleine befasse, 
also erhebe ich definitiv keinen Anspruch auf Richtigkeit meines 
Schaltplans oder das tiefgehende Verständnis/Wissen über die 
Zusammenhänge. Ich denke jeder fängt mal an und es bewährt sich immer 
wieder auch einfach der Satz:
Am schnellsten bekommst du eine richtige Antwort wenn du die falsche 
Lösung postest ;-)
Gibt es hier vielleicht auch Erfahrungswerte zu TPL5110-Nutzung und der 
Reed-Schaltung?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Denke Du solltest die Pin-Belegung des Pico noch mal anschauen:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2611041.htm

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Christie schrieb:
> und die Widerstände braucht es ...

Beim Pico sind die integrierten Überspannungsdioden nach Vcc sehr 
leistungsschwach. D.h. um eine Begrenzung sicherzustellen, solltest Du 
die Batterie nicht direkt an einen der vier ADC-Eingänge anlegen.

von Helmut -. (dc3yc)


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Christie schrieb:
> also erhebe ich definitiv keinen Anspruch auf Richtigkeit meines
> Schaltplans

Welchen Schaltplan meinst du? Ich habe von dir noch keinen gesehen.

von Bauform B. (bauformb)


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Christie schrieb:
> ich habe noch keine gute Lösung wie ich das XIAO SEEED
> ESP32-C3 Board für die BLE Unterstützung mit Strom versorge

Du könntest das Modul weg lassen:

https://www.berrybase.de/raspberry-pi-pico-2w-rp2350-wlan-bluetooth-mikrocontroller-board-mit-headern

Christie schrieb:
> Gibt es hier vielleicht auch Erfahrungswerte zu TPL5110-Nutzung und der
> Reed-Schaltung?

Eher nicht, weil, wer einen RTC-Chip hat, benutzt den zum Aufwecken. Der 
kann jedenfalls genaue Intervalle. Den Reed-Kontakt kann man direkt 
parallel zum Open-Collector Ausgang der RTC anschließen. Es gibt auch 
RTC-Chips mit einem Eingang speziell für den Zweck, z.B. RV-3032-C7. 
Nebenbei braucht der auch weniger Strom und ist genauer und billiger.

von F. (radarange)


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Ich verstehe ganz viel nicht:
- Warum einen externen Timer?
- Warum die Kombination RP2040 und ESP32? Mit dem Pico W gibt es ein 
Board mit integriertem Bluetooth-Modul, aber auch der ESP32 sollte deine 
Anforderungen alleine umsetzen können
- Fehlt da nicht was auf deiner Schaltung, wo werden denn die Daten 
gespeichert?
- Der SHT31D ist ein Luftfeuchtesensor, in einem typischen wasserdichten 
Gehäuse wirst du damit keine Freude haben
- Gibt's einen Grund für die Akkuwahl?
- Ist dir bekannt, dass viele RTC-ICs einen Alarm-Ausgang haben, der 
konfiguriert werden kann, um zu einer bestimmten Zeit geschaltet zu 
werden?

: Bearbeitet durch User
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