4TE Reg Controller (ESP8266 Basis)

[tuxedo]

Hab das Platinenlayout nochmal neu gemacht und einige wichtige durch Masifi angeregte Änderungen vorgenommen. Wenn jetzt dann alles passt, kann ich hoffentlich diese Woche den ersten Satz Platinen bestellen. Mal schauen.

Nächster Schritt ist dann die Applikationsplatine sowie die Top-Platine mit LED und Taster für "Benutzereingaben".

Bin immer noch unschlüssig was ich als erstes damit umsetzen: 4x LED Dimmer, oder ein Schaltaktor bis bistabilen Relais (den ich dann mit einem Sketch versorge der meine Roto-Dachfenster steuert).

[tuxedo]

Es kommt wie es kommen musste:

Die Sache verzögert sich etwas... Leider.
Die Idee war, vor der Platinenbestellung einen Versuchsaufbau auf einem Steckbrett zu fahren, um das zusammenspiel aller Komponenten (inkl. NCN5120) zu testen. Hat nur nicht so geklappt. Trotz dass die Beschaltung des NCN identisch ist mit der aus HW 1.x, ließ sich an bestimmten Testpunkten eine falsche Spannung messen.
Hinzu kommt, dass ich nun Gehäusebedingt den Aufbau etwas verändern werde. Das neue Gehäuse ist ein klein Ticken teurer, aber bietet deutlich mehr Vorteile.
Die Flachbandkabel-Verbindung zwischen Controllerplatine und Applikationsplatine wird wohl wegfallen (der Abstand ist zu gering) und durch eine Stift/Buchsenleiste ersetzt.
Auch die Verbindung von Controllerplatine auf Top-Platine wird sich verändern. Wie weiß ich noch nicht genau.

Fakt ist aber: Ich muss nur das Layout auf die neue Verbindung anpassen und dann geht der erste Stoß in Produktion: Bauteile zum bestücken hab ich schon in zweifacher Ausführung vorliegen.

Masifi hat angekündigt seinen bisherigen LED Dimmer auf das 4TE Reg-Modul anzupassen. Damit wäre die erste Applikationsplatine wohl auch schon bestimmt :-)

Es ist noch einiges zu tun bis es richtig los geht. Schätze in 1-2 Wochen kann ich mehr berichten.

[tuxedo]

Es geht voran:

Die Controllerplatine. Enthält:

* ESP12 µC Modul: 80Mhz, 4MB Speicher
* Optional bestückbar: MCP23008: 8-Pin Portextender: Damit man viele vom ESP belegten Pins ausgleichen kann
* Optionaler 24V->3.3V StepDown Regler um mehr Power für den ESP zu haben: Damit ist auch genug Saft für WLAN vorhanden. Damit einher geht der ADUM1201 Isolator für den KNX Teil
* Dedizierter Programmier- und Debug-Port: Lässt sich auch im "im Verteiler eingebaut"en Zustand noch anzapfen zum debuggen und Firmware erneuern
* Das einzige Pflicht-SMD ist der NCN KNX Transceiver. Der SMD Port-Extender und ADUM (wenn 24V/WLAN benutzt wird) sind optional. Alles andere ist in THT ausgelegt und somit von jedermann zu löten.


Bildschirmfoto vom 2016-04-17 13-54-34.png

Die Platinen werden nach wie vor in drei Ebenen platziert. Verbunden werden die Platinen über "uns uns zum KONNEKTING Standrad erklärte" MicroMatch Flachband-Verbinder. Es besteht aber auch die Möglichkeit von ganz onten nach ganz oben ein Flachbandkabel zu legen (deshalb die Aussparung links an der Controllerplatine). Damit lassen sich dann auch "komplizierte" Top-Platinen realisieren.

Beim Gehäuse bin ich gewechselt. Vom Camdenboss/Axxatronic 4,90EUR Gehäuse von Reichelt auf OWK:
2016-04-16.jpg
Wie man unschwer erkennen kann, gibt's hier KNX Klemmenabdeckungen. UND man hat eine zweite Ebene für Anschlüsse. Der Progtaster, die Prog-LED, KNX-Klemme und die optionalen 24V kommen in die zweite Ebene. Damit hat man in der ersten Ebene alle Freiheiten in Sachen Schraubklemmen und dergleichen.

Hier mal eine Skizze einer Möglichen Top-Platine: Platz für 4 LEDs und 4 Taster. Das ganze lässt sich gut auf 16 LEDs und 16 Taster ausweiten. Dank der MicroMatch Verbindung zur Controller-Platine kann man die Top-Platine nach nachrüsten oder auch aufrüsten/austauschen.

Bildschirmfoto vom 2016-04-17 10-58-55.png

So, das war's für's erste wieder. Wenn meine Kollegen nicht noch grobe Schnitzer aufdecken, dann kann die erste Platinen-Testbestellung bald raus gehen.

[tuxedo]

Mal ne kleine Frage in die Runde hier:

oben im gezeigten Platinen-Layout sieht man unten rechts den "aus 24V mach 3.3V" Bereich mit StepDown Wandler.

Ich grüble aktuell über der Frage:

Unter der Prämisse dass die Platine als THT ausgelegt sein soll,
aber THT auch Platz braucht
und dass man fü diesen StepDown wieder mehrere Bauteile braucht
was Zeit kostet diese einzulöten
und Fehlerquellen platz bietet:

Würdet ihr den StepDown-Wandler lieber in Einzelzeilen selbst bestücken (wie im obigen Layout vorgesehen), oder würdet ihr für 2-3EUR Mehrkosten (gegenüber der Einzelteilbestückung des Wandler) ein fertiges, kleines, platzsparendes Wandler-Modul einsetzen/einlöten wollen?
Beispiele:

https://m.reichelt.de/Wandler-Module...r=OKI3315W36HC --> 4,80EUR
http://www.exp-tech.de/pololu-3-3v-5...ulator-d24v5f3 --> 4,50EUR (aber nochmal extra VSK im Vergleich zu Reichelt, wo man wohl sowieso bestellen wird)

Bin aktuell hin und her gerissen...
Selbst die Wandler-Teile in THT bestücken, oder die Platine für ein fertiges Wandler-Modul auslegen?


Any comments?

[eib1607]

also ich würd auf die fertigen module setzen ....

[tuxedo]

Gut, ein erstes feedback. Noch jemand mit einer Meinung da draußen?

[Eugenius]

Mir ist wichtig, dass man die Teile auch in ein paar Monaten/Jahren bekommt => einzel Teile sind einfacher zu ersetzen.
Aber fertige Platine ist natürlich viel einfacher... ich enthalte mich

[tuxedo]

Hab gestern Abend nochmal ein wenig gebastelt/probiert:

Das Reichelt-Modul wäre praktisch, da man eh bei Reichelt bestellen muss. Allerdings ist es 16mm lang (und damit größer als das Polulu), liefert aber auch 1.5A (was wir nicht unbedingt brauchen).

Das Reichelt-Modul ist zu groß (für ein kleines Modul) und das Polulu erfordert weitere Versandkosten. Werde bis auf weiteres beim selbstbestücken bleiben. Nur muss ich jetzt noch schauen dass ich mit dem engen Platz noch eine Sicherung und die noch fehlende Verpolschutz-Diode rein bekomme. Wird wohl knifflig werden.

Hab noch Testpunkte für den NCN eingebaut (macht ggf. die Fehlersuche einfacher) und muss noch 3.3V Input an den Programmierstecker legen.
Den NCN Schaltplan hab ich jetzt 3x geprüft. Der sollte Fehlerfrei sein. Fehlt noch der Check der ESP Verschaltung und die Überprüfung der einzelnen Masseflächen (GND_INT, GND_EXT und GND (allgemein)).

Danach kanns los gehen mit der Testbestellung.

[tuxedo]

So, ich hab die Platine um einen Sicherungshalter, eine Verpolschutzdiode etc. ergänzt:

Bildschirmfoto vom 2016-04-20 22-02-25.png

Der Sicherungshalter ist so einer hier:

SMDHASF.jpg

Ist ein SMD Halter. Ja, ich weiß. Ich wollte SMD vermeiden. Aber der ist größer (rund 10x5mm) wie die benutzen Widerstände, und deutlich kleiner wie ein THT Sicherungshalter. Den sollte jeder mit verbundenen Augen löten können.

Die Sichrungs ist zwar nicht in jedem Tante Emma-Laden wie z.b. die bekannten Feinsicherungen erhältlich, aber man man sowieso bei Reichelt bestellt kann man sich ja die eine oder andere Sicherung als Reserve mitbestellen.

Hätte auch eine Sicherung zum Einlöten nehmen können. Aber es ist deutlich einfacher am eingebauten Gerät (mit abgezogenen Klemmen für KNX und 24V) die Klemmenabdeckung runter zu nehmen und schnell die Sicherung zu wechseln statt alles abzuschrauben, auszubauen, außeinander zu nehmen, Sicherung zu entlöten und alles wieder einzubauen...

Denke bis Freitag/Samstag kann ich die Platinenbestellung in Auftrag geben ;-)

[tuxedo]

Hab das Platinenlayout um Lötpads für eine Schraubklemme statt einer Wago-Klemme für die 24V Versorgung ergänzt.
Hab auf der Platine (10x10cm) noch Platz für anderes. Muss mir da jetzt noch überlegen was ich noch mit drauf packe. Auf jeden Fall kommt noch ein Micromatch-Stiftleiste/2,54mm Adapter mit drauf, so dass man den Controller einfach mit einem Steckbrett verbinden kann.

Leider reicht der Platz nicht ganz für eine Top-Platine. Wenn jemand noch kreative Vorschläge hat was man mit dem restlichen Platz noch anfangen kann: Her damit. Ich schau dann mal was sich machen lässt.
platine_rest.PNG

[tuxedo]

So als Info zwischendurch:

Mir ist noch eingefallen, dass es praktisch wäre im Sketch zu wissen ob und wann die KNX Verbindung besteht oder zusammengebrochen ist um darauf entsprechend reagieren zu können. Dafür ist es notwendig am NCN das "SAVE" Signal anzuzapfen auf den µC zu geben.

Dann reicht ein ADUM1201 aber nicht mehr. Es muss ein 1401 her. Und der ist "etwas" größer:

Bildschirmfoto vom 2016-04-23 11-28-13.png

Im Vergleich zum 1201 ein wahres Monster. Leider ist der auch ein wenig teurer. Aber es gibt ja Onkel Wong in China, da bekommt man die zur Not auch günstig.

Was jetzt noch fehlt ist eine Lötbrücke für das SAVE Signal (das braucht man maximal dann, wenn man die externen 24V benutzt). Dann sollte das Board fertig sein und ich muss nur noch den leeren Platz auf den bis zu 10x10cm sinnvoll füllen. Dann kanns los gehen.

[tuxedo]

Liest hier eigentlich noch jemand mit, oder muss ich meine Monologe allein führen?

Zum aktuellen Stand: Das Platinen- und Schaltungslayout ist nun fertig und eigentlich bereit zum bestellen. Da aber wie gesagt noch Platz auf der Platine ist, bastel ich noch schnell einen kombinierten Programmier/Debug Adapter:

Die Stiftleiste oben links auf der Platine hat Pins zum Programmierung und zum debuggen. Entweder man macht eins nach dem anderen. Dann reicht ein USB-RS232 Adapter aus. Oder man ist (wie ich) zu faul zum ständigen umstecken (das wird echt lästig wenn man mal an einem kniffligen Problem sitzt oder einen größeren Sketch baut) und hat zwei Adapter gleichzeitig angeschlossen.
Bisher ist das mit zwei Adaptern aber eher ein fliegender Aufbau. Mit einzelnen Steckkabeln ist alles auf recht kurzer Kabelstecke verbunden.

Die angedachte Lösung macht hier einiges besser:

1) Eine einzige Flachbandverbindung vom Controller zum kombinierten Programmier/Debug-Adapter
2) Dadurch sind schlechte und zu kurze Einzeldraht-Verbindungen vergangenheit
3) Problemloser USB-RS232 Controller-IC: Entweder der FTDI oder der CP2102 als Ersatz. Aber den bekommt man nicht bei Reichelt (muss man im Ausland oder bei Onkel Wong bestellen). Muss noch abwägen was besser ist: 5EUR bei Reichelt pro Stück (man braucht 2) ausgeben, oder in der Bucht bestellen und bei 1-2EUR pro Stück landen.
4) 3.3V/5V Versorgungsspannung-Umschaltung
5) alles in ein kleines 50x50mm großes Gehäuse eingebaut
6) Nach Möglichkeit RX/TX Leds für beide Schnittstellen

Natürlich kann man den Adapter dann auch für andere Schaltungen nutzen. Man muss nur ein passendes Adapterkabel auf den voraussichtlich 20-pin großen Wannenstecker adaptieren.

[eib1607]

tja solange du so schöne monologe führst werden wir deine kreativität doch nicht mit diskussionen behindern. ich warte mal was bei rauskommt.... ich brauch noch .........

[h2oundco]

Wenn ich dich richtig verstanden haben, braucht der Programmier/Debug-Adapter 2 UART to USB Interfaces. Hast du dir schon mal den CP2105 angeschaut, der hat 2 UART to USB in einem Chip und kostet bei DigiKey nur 1,37Euro. Hab mir vor Monaten mal 2 Samples bestellt, bin aber noch nicht zum Ausprobieren gekommen.

[tuxedo]

ein chip für beides wäre interessant. Muss ich mir mal anschauen. Danke für den Tipp.

[update]
Weiß jemand ob man für den CP2105 erst noch einen Treiber installieren muss? Oder läuft der out-of-the-box?
Wichtige Plattformen wären Windows + Linux.
Ich meine der CP2102 braucht keine extra Treiber. Bei Linux bin ich mir sicher, bei Windows nicht mehr ganz (ist schon ne Weile her).