4TE Reg Controller (ESP8266 Basis)

[tuxedo]

Habs mit einem sauberen Win10 ausprobiert:

Ein frisch angesteckter CP2102 Adapter wird von Windows ohne Treiberinstallation sauber erkannt und eingerichtet. Der Treiber nennt sich selbst "Treiber für CP210x" und sollte somit auch für CP2105 funktionieren.


Der Programmieradapter ist bereits in Arbeit: Ich muss noch noch einen Vergleichstyp für eine ESD Schutzdiode aussuchen und dann kann die Platine geroutet werden. Verwendet wird nun der CP2105.
Dann ist aber immer noch Platz auf der Platine. Ich werde dann noch schauen dass ich eine einfache KNX USB Schnittstelle aus einem Siemens BCU, ein wenig ADUM1201 und einem CP2102 zaubere. Damit haben dann Anfänger auch ohne IP Schnittstelle/Router einen schnellen Einstieg in KONNEKTING (und ich eine zweite Schnittstelle zum basteln und entwickeln). Leider wird diese USB Schnittstelle nur mit KONNEKTING und z.B. knxd/eibd funktionieren und nicht direkt mit der ETS. Aber in Kombination mit dem knxd/eibd kann man diese Schnittstelle z.b. an einem Server/PC/RaspberryPi als IP Router betreiben (und damit wieder mit der ETS benutzbar machen).

Im übrigen sind diese beiden Platinen dann auf SMD Bauteile ausgelegt. D.h. man muss SMD löten. ABER es sind "große" SMD Bauteile (Package 1206), welche man auch ohne viel übgung als Anfänger gut löten kann (abgesehen von den ICs, die sind QFN24 mit 0,5mm Pinabstand und sind zu löten wie in meinem Lötvideo gezeigt).

Stay tuned ...

[tuxedo]

Status-Aktualisierung:

Gestern sind die Samples für den CP2105 und CP2102 eingetroffen, zusammen mit dem Samples der ESD-USB-Schutzdioden.
Vergangene Woche mit Maifeiertag und Co. bin ich nicht wirklich weit gekommen. Diese Woche wird's mit dem Brückentag auch etwas "eng". Aber mit etwas Glück kann ich die Platinenlayouts fertig machen und endlich in die Fertigung geben. Nebenher bastel ich ja noch an der Beta4. Der Tag hat leider nur 24h, und Familie und Arbeitgeber wollen mich auch noch exklusiv für sich... Aber es geht voran.

[tuxedo]

So, die Platinenbestellung für die ersten Prototypen ging eben raus:

Bildschirmfoto vom 2016-05-06 10-27-34.png

Da meine Eagle-Lizenz nur Boards bis 8x10cm verlaubt, hab ich nicht ganz so viel auf das 10x10cm Raster des Platinenherstellers packen können wie ich wollte.

Wie man unschwer erkennen kann enthält die Platinenbestellung noch eine Dual-UART USB Controllerplatine, und einen Adapter 16-pol Wannenstecker auf 2,54mm Raster.
Der UART Controller soll dazu dienen, mit einem USB-Anschluss sowohl Programmier- als auch Debug-Adapter zu vereinen. Also eigentlich ideal für die Arbeit mit dem 4TE Controller. Man kann aber die zwei UARTs auch für andere Dinge nutzen. Ich hab alle UART Pins auf den 20-Pol Stecker heraus geführt. Das ganze passt in dieses 40x40mm Gehäuse:

http://www.reichelt.de/Kunststoffgeh...&artnr=1551PBK

Das Wannenstecker-Adapterboard ist dafür da, um die 16-polige MicroMatch-Verbindung des 4TE Controllers die eigentlich auf die Applikationsplatine geht, auf ein Steckbrett zu bringen. Damit kann man dann prima experimentieren ohne direkt zum Lötkolben greifen zu müssen.

Auf der ToDo Liste steht noch der USB-Adapter für den Siemens BCU, um diesen zu einer KONNEKTING und knxd tauglichen USB Schnittstelle zu machen. Bei der nächsten Bestellung werde ich diesen dann vorraussichtlich mit aufnehmen.

Wenn die Platinenbestellung da ist werde ich erstmal 1-2 Prototypen aufbauen und prüfen ob alles wie erwartet funktioniert. Dann gibt's mehr Details und Infos zur offiziellen Ausrollung der Platine an Interessenten.

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Info am Rande:

Die wichtigsten ICs hab ich auch schon mal bestellt:

10x MCP23008 - Port Extender
10x ADuM1401 - für die galvanische Isolation wenn man 24V benutzen will
10x ESP12E - der fertige µC zum auflöten
10x CP2105 - Doppel-Uart-USB Treiber für den Programmieradapter

Was noch fehlt sind ggf. ein paar NCN2105. Hab hier erst 5 Stück liegen. Für das volle 10er-Set fehlen nochmal 5.

Der aktuelle Plan ist, dass ihr, wenn ausreichend interesse da ist und der Prototyp auch tatsächlich funktioniert, die Platinen zusammen mit den bestückten ICs ordern könnt.

Bis auf das Gehäuse bekommt man den Rest bei Reichelt. Für das Gehäuse wird es, wenn der Prototyp zufriedenstellen funktioniert und entsprechend Interesse da ist, eine Sammelbestellung ausgelöst.

[tuxedo]

Eben die Versandmitteilung bekommen. Die Platinen sind jetzt unterwegs:

Unbenannt.PNG

In 7-25 Tagen sollen sie da sein...

[tuxedo]

Platinen sind gekommen. Hab mal exemplarisch ein paar Bauteile drauf gesteckt.
IMG_20160521_183111.jpg

Warte noch auf ein paar Teile aus China. Dann erfolgt der erste Test.

P.S. Nein, das ist nicht mein Finger

[tuxedo]

So, erstes Fazit der Platine und deren Design:

Die Abmessungen sind optimal. Passt Perfekt in das vorgesehene Gehäuse:

2016-05-20.jpg 2016-05-20 (1).jpg
Wie man nur unschwer erkennen kann, wird das Gehäuse gleich passende Anschlüsse für die KNX Klemme haben.

Fehler hab ich leider auch schon welche gefunden:

1) Ich hab die Widerstände etwas zu klein gemacht. Geplant war einen Reichelt-Warenkorb-Link zur Verfügung zu stellen, so dass jeder sich seinen Satz Bauteile (bis auf die Spezialteile, die bekommt man bei mir) selbst bestellen kann (macht es für mich und euch einfacher). Die Widerstände müssten jetzt 0,1W Widerstände sein. Doch die scheint Reichelt nicht im Programm zu haben. Entweder man bestellt die dann doch bei Conrad, oder man baut die Widerstände nicht direkt liegend, sondern stehend ein:

IMG_20160522_114113.jpg

Das ist zwar nicht so hübsch wie gedacht, geht aber auch. Revision 2 der Platine wird das korrigiert haben, so dass man ohne weiteres 1/4W Widerstände einbauen kann.

2) für die optionale 24V Versorgung hab ich zwei Anschlussoptionen vorgesehen: KNX Klemme weiß/gelb und Schraubklemmen. Dummerweise hab ich nicht bedacht, dass über die Schraubklemmenpads kein Lötstop-Lack soll:
IMG_20160522_114639.jpg
Mit einem Skalpell kann man den Lötstoplack aber gut runterkratzen und die Pads dann selbst verzinnen:
IMG_20160522_114648.jpg

3) Was ein wenig "Grenzwertig" ist und besser sein könnte, ich aber noch nix besseres gefunden habe: Der Prog-Taster sitze recht tief. Das verhindert zum einen dass man "aus versehen" drauf drückt, erfordert aber definitiv einen kleinen Schraubendreher o.ä. Der Taster muss außerdem recht lang sein und wackelt dadurch ein wenig. Das schränkt aber nicht die Funktion ein. Würde das noch als "meckern auf hohem Niveau" betitelt:

IMG_20160522_115254.jpg IMG_20160522_115312.jpg
(Im fertigen Gehäuse sind dann nur die linken zwei Abdeckungslöcher aufgebrochen. Die anderen 4 sind dann noch zu)

Ich fang dann mal an die Bauteile bzw. den Warenkorb zusammen zu stellen und eine Kalkulation zu machen. Wenn die fehlenden Spezialbauteile dann da sind, wird es den ersten Aufbau und eine bebilderte Aufbauanleitung (ggf. sogar ein Video) geben.

Von dieser Revision 1 hab ich dann sicherlich mind. 5 Platinen übrig die ich euch anbieten kann. Sind die dann aufgebraucht wird Revision 2 (ohne obige "Fehler" 1+2) bestellt.

Daneben kann ich mindestens genauso viele Platinen für den Programmieradapter anbieten:

2016-05-20 (3).jpg
Der verwendete IC ist noch etwas kleiner als der KNX Transceiver. Der Pinabstand ist zwar der gleiche, aber der IC ist nur noch 4x4mm groß.
Diese Platine bekommt ihr dann auch bei mir. Vermutlich mit vorbestückten IC. Den Rest könnt ihr selbst bestücken. Die Widerstände sind zwar SMD, aber die sind recht groß gewählt (1206), so dass man die auch gut selbst löten kann.
Wie bereits angesprochen ist das ein Programmieradapter mit 2 vollbeschalteten seriellen Schnittstellen und nur einem USB Anschluss. Also ideal für den vorgestellten Controller, der einen seriellen für die Programmierung und einen zweiten für Debug-Ausgaben braucht/bietet.

Daneben hab ich noch eine Adapterplatine für die Steckbrett-Experimentierer unter euch (die obere der drei auf dem Bild):

2016-05-20 (4).jpg
Die Idee dahinter: Der Controller hat einen "Applikationsstecker" der den Controller mit der Applikationsplatine (die dann die Relais, Dimmer, was auch immer drauf hat) verbindet. Wenn man nun auf dem Steckbrett basteln will, muss man den Controller irgendwie mit dem Steckbrett verbinden. Dieser Adapter nimmt einen Flachbandkabel Wannenstecker auf und hat nach unten Pins für das Steckbrett. So kann man seien Versuchsaufbau bequem auf dem Steckbrett machen, und den fertig aufgebauten Controller damit verbinden.
Auch diese Platine bekommt ihr dann bei mir.



Ich kündige es dann nochmal an wenn es mit der Bestellung los geht. Erstmal möchte ich aber das Zeugs selbst aufbauen und testen.

So, noch ein schönes, sonniges Wochende euch allen.

Gruß
Alex

[tuxedo]

Hab mal angefangen zu bestücken soweit ich schon Teile da hatte (hab grad nur die Webcam zum Bilder machen da):

2016-05-23-213800.jpg

Als nächstes folgt der Funktionstest des ESP12 Moduls, sowie des KNX Transceivers.

[1746@106-05-23_2146]

[tuxedo]

Ich melde mich mal wieder mit einem aktuellen Stand...

Nachdem ich wohl, trotz perfekt aussehenden Lötstellen den NCN nicht zum laufen gebracht, und diesen dann einfach durch einen anderen ersetzt habe, scheint der KNX Transceiver-Teil zu laufen. Zumindest kommen mal die passenden Spannungen raus.

Während dieser Aktion ist auch ein weiterer Fehler im Layout aufgefallen, der sich aber recht einfach korrigieren lässt (am rande geistiger umnachtung hab ich wohl aus versehen die +3.3V Leitung unter dem NCN durchgeroutet. Direkt durch das riesen Ground-Pad.... --> Kurzschluss). Während der Fehlerbehebung wurde dann auch schnell klar:
Die Platinen aus China sind wirklich gut gefertigt (Abstände, Lötstopplack, Beschriftung, ...), aber die Vias mögen es nicht wenn man Bauteile "heraus zieht". Denn in vielen Fällen zieht man damit das ganze Via heraus. Das passiert speziell dann, wenn man z.B. einen Widerstand nicht einfach nur durch die Platine steckt, sondern dessen Beinchen nach dem durchstecken noch zur Seite hin abwinkelt (damit der Widerstand beim rumdrehen der Platine nicht gleich wieder herausfällt) und dann lötet.
Lässt man die Beinchen gerade und hält den Widerstand beim löten einfach fest, macht auch das spätere auslöten keine Probleme. Aber gut, das sind extremfälle. Normalerweise muss man nichts auslöten.

Die Versorgung des ESP12 klappt auch soweit. Man sollte nur genau darauf achten dass man den NCN nicht überlastet (weil z.B. die WLAN Schnittstelle nicht abgeschaltet wurde).

Woran es aktuell noch ein wenig hapert ist die Schaltung für die "Auto Programmierung" (das ist der Teil mit den zwei Transistoren). Normalerweise baut man zwei Taster ein: Einen für "Reset", einen zweiten für "Flash". Um die Programmierung einzuleiten, muss man diese in einer bestimmten Reihenfolge drücken. Das ist lästig, gerade für den Anfänger. Man vertut sich recht schnell und bekommt den ESP nicht in den Upload-Modus, was erstmal zu Frust führt.
Aus diesem Grund gibt es einen Mechanismus, der über zwei Zusatzpins (RTS+DTR) des seriellen USB Adapters den Upload-Modus einleitet. Ich hab mich hier an die Schaltungsvorgaben des NodeMCU Moduls gehalten. Ungeschickterweise funktioniert das nicht ganz wie gewünscht. Aktuell bin ich dabei den Fehler aufzuspüren.

Ist das erledigt folgt der erste Sketch-Upload und ein Funktionstest.

Läuft der gut, werden die noch fehlenden Teile für die komplett-Bestückung geordert und auch der kombinierte Programmier&Debug-Adapter fertig aufgebaut und getestet.

Info am Rande: Wetter- (abgesehen von den Unwettern die meine Region teilw. recht schwer getroffen haben) und "die Terrasse wartet darauf fertig gestellt zu werden"-bedingt sinkt die für KONNEKTING anteilige freie Zeit, so dass es etwas langsamer voran geht. Aber das wird sicher nicht nur mir so gehen. Die Anzahl an Posts/Antworten im Forum gehen ja ebenfalls direkt auf's Sommerloch zu ;-)

Stay tuned...

[mfd]

Für Basteleien zur LED-Steuerung solltet ihr euch mal dieses Shield näher anschauen.
MDT verwendet diese BCCU für ihre RGB-W Controller.

[tuxedo]

Wieso sollte man an einen Arduino nochmal eine 32bit ARM MCU anschließen? Eine MCU alleine schafft das auch, locker. Gerade für PWM gibt es ganz gute PWM Controller sie sich per I2C anschließen lassen.

[tuxedo]

"Die scheiße geht" ...

Sorry für den Ausdruck, aber ich bin happy. Nach stundenlanger Fehlersuche kann ich nun endlich den Controller programmieren.

Der Haken an der Sache war:

Es gibt zwei grundlegende Schaltungsempfehlungen um den ESP mit dem PC zu verbinden: Einmal die "einfache" und dann die "NODEMCU" Variante.
Ich hatte mich für letzteres entschieden... Lief aber irgendwie nicht.
Also zwei Widerstände und zwei Transistoren wieder ausgelötet und stattdessen zwei Drahtbrücken eingelötet um auf die "einfache" Variante umzusteigen.
Glücklicherweise ist der ESP mit einem Bootloader ausgestattet der sagt wo es klemmt wenn er startet.
So kam der Hinweis, dass GPIO15 des ESP nicht auf Masse liegt. Der war jedoch mit einem PullDown von 10k - wie in der Empfehlung angegeben auf Masse gezogen. Also eigentlich alles richtig? Falsch.. mit dem Multimeter ließ sich an GPIO15 noch 0.5V messen. Also PullDown Widerstand wieder ausgelötet und da auch eine Drahtbrücke eingebaut. Und siehe da: Das blöde Ding lässt sich auf einmal programmieren ;-)

Jetzt werde ich die letzten fehlenden Teile ordern (Micromatch Verbinder etc..) und noch auf die ESP Module warten. Dann bau ich nochmal 2-4 Boards auf (mit und ohne 24V) und teste die. Dann dürft ihr ran...

[tuxedo]

wieder ein kleines Update:

Hab heute den Versuch unternommen den ESP an den KNX Teil auf der Platine anzuschließen... Und wie sollte es auch anders sein:

Erstmal ein Fehlschlag. nach rund 1,5h basteln und fehlersuchen, ist wohl die Diagnose: ESP hat einen Schaden. Vermutlich hat er eine Macke abbekommen als ich ihn von der ersten Platine entlötet habe. Im Vergleich zu meinem Steckbrett-Aufbau zieht dieser keine 14mA, sondern 40mA ...

Heute kam glücklicherweise die Bestellung aus Fernost mit 10 neuen ESPs an. Einen davon eingelötet und schon sieht die Welt wieder besser aus: 14mA bei 3.3V (ohne WLAN).

Das mysteriöse ist nur: Sobald ich den ESP vom KNX Transceiver aus versorge, bricht mir dessen 3.3V Spannung auf 1.8V ein und ich messe auf einmal 30mA in der Zuleitung zum ESP....

Ich hab wenig Lust den NCN nochmals zu tauschen. Vielleicht hat Masifi eine Idee?!

[Masifi]

Nimm mal den ESP wieder runter und schließe dafür mal einen ProMini oder ProMicro 3,3V an und schaue ob die Spannung wieder wegbricht. So kannst du mal schauen, ob es am ESP oder am NCN5120 liegt.
Es ist irgendwie komisch warum der Strom beim ESP mit 1,8V auf einmal 30mA groß werden soll, mit 1,8V sollte er eigentlich gar nichts mehr machen.

[tuxedo]

Das ist eine gute Idee, werde ich testen. Eine Erklärung/Theorie aber wäre:

Der ESP hat einen recht hohen Einschaltstrom (--> Theorie!). Dadurch dass der NCN diesen dann nicht leisten kann, landet der ESP in einer "Boot-Loop" und zieht den hohen Einschaltstrom quasi permanent.

Ohne (Speicher-)Oszi kann ich diese Theorie aber wohl nicht beweisen. Werde mal noch weiter recherchieren.