4TE Reg Controller (ESP8266 Basis)

[tuxedo]

So, nach langem hin und her hat sich heraus gestellt, dass trotz den abgeschalteten WLANs der ESP beim Start, eben bis das abschalten Wirkung zeigt, recht viel Strom braucht (rund 100mA für 0,8sek.... so in etwa. Sieht man nur mit einem Oszi).

Dank einiger Tricks aus der ESP8266 Community und ein bisschen zusätzlichen Pufferns durch einen großen Kondensator, läuft der ESP nun direkt vom KNX versorgt (ohne WLAN).

Jetzt kann's weiter gehen.
So alles in allem hätte ich mit die Entwicklung/Inbetriebnahme der Platine mit dem ESP etwas einfacher vorgestellt. Aber so ist das eben wenn man Neuland beschreitet.

Jetzt muss ich meinen zusammengeflickten Aufbau mal etwas aufräumen, schauen wo der zusätzliche 470µF Kondensator Platz hat und dann mal ein paar KNX Tests fahren (bis jetzt nutze ich ja nur die Spannungsversorgung).

Nebenbei bin ich noch fleissig am bauen meiner Terrasse. Sofern also draußen gutes Wetter ist, muss der ESP8266 etwas zurückstecken. Aber ich bleibe dran.

Stay tuned...

[tuxedo]

Ich muss heute die Beichte ablegen...

Ich hab mich die vergangenen Tage noch gewundert, warum der Controller, sobald ich den Port-Extender Chip auflöte, so viel Strom zieht. Heute bin ich dahinter gekommen und fast vom Stuhl gefallen.

Bildschirmfoto vom 2016-06-15 21-39-51.png

Die Pin-Belegung am Port-Extender stimmt von vorne bis hinten überhaupt nicht...
Die dafür nötwendige Eagle-Bibliothek habe ich mangels Alternativen "damals" selbst gestrickt. Und irgendwie hab ich die Pins total durcheinander gewürfelt, ohne weiteres System. Kein Plan was mich da geritten hat. Das ist nicht mal beim legen der Leiterbahnen in Eagle aufgefallen

Damit schränkt das die Verwendung der Revision0 der Platine etwas ein:

Bildschirmfoto vom 2016-06-15 21-44-39.png

Die Tabelle zeigt die Belegung der "Applikationssteckers". Also die Verbindung zwischen Controllerplatine und Applikationsplatine.

Pin 9-16 sind nun zwnagsweise "unbelegt", da der Port-Extender nicht genutzt werden kann :-(

Damit verbleiben noch 4 GPIO Pins die nach belieben verwendet werden können:

* Man kann I2C drauf legen und hat dann noch zwei freie GPIOs
* Man kann alle 4 Pins als PWM Ausgang nutzen
* Man kann alle 4 Pins als GPIO nutzen
* ...

Man kann aber problemlos I2C nutzen und den Port-Extender dann auf die Applikationsplatine setzen.

Mit der nächsten Platinenrevision wird das "besser". Versprochen.

Weitere Tests folgen. Da der Port-Extender nun weggefallen ist, ist als nächstes der KNX Test, sowie der Test mit der optionalen 24v Versorgung dran.

[2334@20160616]

[andi11]

Bei meinem eigenem Projekt bin in zufällig auf euer Projekt gestoßen. Auch ich will Relaisausgänge in ein 4TE Gehäuse packen. Eigentlich hätte ich auch gerne eine "Standart" Controller Platine. Hast du schon eine Idee, wie man dass mit den sehr unterschiedlichen Anforderungen an die Leistung lösen kann? Ich will Bistabile Relais verwenden. Nach Appnote AND9149 vom NCN510 braucht man aber ganz ordentliche Kapazitäten (ist auch logisch bei den Anforderungen bei Stromanstieg usw. bei KNX) Vorallem finde ich aber dass dort nicht mehr die "Standart" Beschaltung des NCN bei den DCDC Wandlern verwendet wird.

[tuxedo]

Es gibt da unterschiedliche Ansätze...

Bei Bistabilen Relais bin ich mir noch nicht sicher wie man die Schaltstromschwelle überwindet. Der NCN kann theoretisch bis 100mA liefern. Theoretisch. Mit einem großen Elko kann man da sicher ein wenig puffern um das Relais zu schalten. Ausprobiert hab ich das aber noch nicht.

Bei Monostabilen Relais hab ich bei den Selfbus-Jungs gesehen, dass diese ein PWM Signal nehmen um den Haltestrom der Relais zu drücken. So kommen sie auf ca. 1mA pro Relais an Stromverbrauch. Wie die Schaltstromschwelle überwunden wird hab ich noch keinen Plan. Aber ggf. ist der bei Monostabilen Relais einfach nicht so hoch?!

Kurzum: Ich muss das selbst noch ausprobieren. Ein Schwung günstige Monostabile Relais ist unterwegs zu mir. Würde es für den Anfang mit del Selfbus-Prinzip mit PWM testen, und wenn das funktioniert, erstmal damit weiterarbeiten. Denn monostabile Relais sind deutlich günstiger als bistabile. Und mit deutlich mein ich mind. Faktor 3-6...

Wenn alle Stricke reißen:
Mein Controller hat eine optionale Versorgung über eine externe 24V Spannung vorgesehen. Die hat man für gewöhnlich eh im Schaltschrank "übrig". Aber ich versuche das zu vermeiden wo es nur geht. Macht die Verdrahtung einfacher.

[andi11]

du kannst bei der PWM ja ggf. auch etwas "nachhelfen" und vor dem anziehen des Relais das Tastverhältniss anpassen. Nennenswert kann man die Mindestspannung zumindest zum anziehen nicht unterschreiten, dass ist dann sehr stark Typenabhängig. Ich hab bei meinen Layout Tüftelein jetzt erstmal bistabile Relais, denn wenn die draufpassen, dann sollten auch monostabile locker passen. Aktuell habe ich in 4TE 12Relais a 16A geplant. Ich hab auf der unteren Platine 8Relais, auf der mittleren 4Relais und will eigentlich ohne die obere arbeiten.
Wäre topp wenn wir da zusammenarbeiten können, denn dann kann ich mir das ganze Einarbeiten beim NCN5120 sparen 0

[tuxedo]

12 Relais in 4TE? Das ist heftig. Mal davon abgesehen, dass in unserem Konzept der Controller die Mittlere Platine ist. Die oberste Platine ist nur für etwaige "Benutzerschnittstellen" (LED Anzeige, Taster, Display, ...). Die untere Platine ist für die Applikation vorgesehen (vollständig. KNX Anschluss, ProgTaster und LED sitzen auf den Klemmenanschlüssen der mittleren Platine.

Mit etwas quetschen passen 8 Relais auf die untere Platine. Aber dann ist Schicht im Schacht.

Was man aber machen "könnte": Das ganze erwieterbar machen: Mit einer Steckverbindung ein weiteres 4TE Gehäuse über I2C versorgen, so dass dieses keinen eigenen Controller braucht.

[andi11]

Ja 4 der Relais sitzen auf der mittleren Platine. Aktuell hab ich noch genug Platz für Controller + jede Menge Kondensatoren, da ich den NCN noch nicht praktisch verwendet habe. Wir sollten uns da evl. mal per Mail austauschen. Wie fixierst du die mittlere Platine? Platz auf der unteren für Distanzbolzen ist ja sehr rar.
Du bringst mich aber auf eine Idee, momentan hab ich nur den KNX Verbinder drauf, allerdings müsste noch genug Platz sein für einen 2ten KNX Verbinder für die Spannungsversorgung, falls das mit den Kondensatoren nicht klappt. Auch wenn ich das eigentlich vermeiden will.
Ich spare auf der unteren Platine etwas Platz, da ich nur einen 6p RM2,54Stecker vorgesehen habe (I2C + Spannung + Reserve)

[tuxedo]

Ja 4 der Relais sitzen auf der mittleren Platine.

Deckt sich leider nicht mit diesem modularen Konzept das dieser Thread behandelt.

Aktuell hab ich noch genug Platz für Controller + jede Menge Kondensatoren, da ich den NCN noch nicht praktisch verwendet habe.

Der NCN braucht nicht sooo viel Platz. Aber wie gesagt: Dieser Thread behandelt das Thema "universeller 4TE Controller". Wie man dem ersten Post entnehmen kann, sitzt die Controllerplatine (und nix anderes) in der Mitte. Platz für Relais ist da keiner mehr.

Wir sollten uns da evl. mal per Mail austauschen.

Damit schließen wir andere aus der Diskussion aus. Das würde ich vermeiden wollen.
Deine Idee mit den 12 Relais finde ich zwar toll, aber µC und NCN sind wieder auf dieses Gerät speziell ausgelegt/platziert. Du brauchst wieder zusätzlich Zeit und Nerven um für jedes neue Gerät das nochmal neu zu machen. Wenn du aber in die Schublade greifen und eine universelle Controllerplatine raus nehmen kannst, dann musst du dich nur noch um die "Applikationsplatine" kümmern und hast viel Arbeit gespart. Einziger Nachteil: Der Platz für die Mittlere Platine ist vergeben.

Platz auf der unteren für Distanzbolzen ist ja sehr rar.

Findest du? Masifi hat das problemlos einen 9-Kanal-PWM-LED-Dimmer unter bekommen... Und mit etwas glück passen auch 8 Relais-Kanäle drauf.

Um Distanzbolzen kommt man beim OKW Gehäuse nicht drum herum. Hab schon mit dem Hersteller gesprochen. Das Gehäuse ist so vorgesehen dass die unterste Platine im Gehäuseboden verschraubt wird, und alles weitere dann an dieser untersten Platine fixiert wird. Ein "einrasten" der Platinen im Gehäuse ist nicht möglich/vorgesehen.

Du bringst mich aber auf eine Idee, momentan hab ich nur den KNX Verbinder drauf, allerdings müsste noch genug Platz sein für einen 2ten KNX Verbinder für die Spannungsversorgung, falls das mit den Kondensatoren nicht klappt.
[...]
Ich spare auf der unteren Platine etwas Platz, da ich nur einen 6p RM2,54Stecker vorgesehen habe (I2C + Spannung + Reserve)

Vielleicht schaust du dir das Konzept dieses Threads nochmal im Detail an und reduzierst deinen Relais-Bedarf pro Gerät auf max. 8 Kanäle... Dann musst du das Rad nicht nochmal neu erfinden. Der hier vorgestellte Controller hat bereits eine optional bestückbare 24V vorgesehen. Und der Steckverbinder zwischen der Controllerplatine und Applikationsplatine nutzt bereits einen "Micromatch" (RM1,27) Verbinder, der platzsparend die Platinen wahlweise 8 oder 16 polig miteinander verbindet. Schau dir die Tabelle in Beitrag #47 an...

[andi11]

Der Vorteil der Steuerungseinheit auf der mittleren Leiterplatte liegt klar auf der Hand. Ich hatte da bisher anders gedacht, da man so ne ganze Menge Platz "verschwendet". NCN wollte ich je nach verfügbaren Platz auf einen Aufsteckprint packen. Im Prinzip so wie euer Evalbaord, nur eben etwas kleiner.
Ich würde mich da gerne auch mit dranhängen.
Den Thread (so wie so einige andere) habe ich komplett durchgewühlt, aber keine aktuelle Spec gefunden wo/welcher Steckverbinder hinmüsste. Nur weil ich bei meinem mittleren Board aktuell in einer anderen Richtung arbeite, heist das ja nicht, dass man den Leistungsteil nicht tauschen kann. Ich denke es ist für alle ein Vorteil wenn man ein bisschen Variationsmöglichkeit hat.
Was ist nicht verstehe, wie du den KNX Verbinder auf Platine A bekommst. An welche Relais denkst du? Meine 16A Variante hat wenn ich die nötigen Spannungsabstände berücksichtige, und die Relais jeweils 1Schlieser rausgeführt haben, defintiv keinen Platz mehr für die KNX Abdeckung.

[tuxedo]

Ich hatte da bisher anders gedacht, da man so ne ganze Menge Platz "verschwendet".

Ein wenig Platz geht schon "flöten", ja. Aber nicht "eine ganze Menge". Ziel ist es, ein Board zu schaffen, das einfach aufgebaut und in Betrieb genommen werden kann.
Wenn man alles in winzigen SMD ausführt und auf engsten Raum packt, dann kann man viel Platz schaffen. Aber damit schränkt man den Nutzerkreis ein.

NCN wollte ich je nach verfügbaren Platz auf einen Aufsteckprint packen. Im Prinzip so wie euer Evalbaord, nur eben etwas kleiner.

Such mal hier im Forum. Ich meine Masifi hat schon vor einiger Zeit eine "Mini BCU" vorgestellt.

Den Thread (so wie so einige andere) habe ich komplett durchgewühlt, aber keine aktuelle Spec gefunden wo/welcher Steckverbinder hinmüsste.

Das hat zwei Gründe:

1) Der Prototyp ist noch nicht fertig, folglich gibt es auch noch keine fertige Spec.
2) Der Stecker ist weitestgehend spezifiziert (vgl. Tabelle oben. Die ersten 8 Pins sind quasi "fix", die restlichen 8 sind von der Controllerausstattung abhängig), dessen Position auf der Platine ist absolut frei wählbar. Es kommt eine Flachbandleitung zum Einsatz. Da macht es keinen Sinn eine feste Stelle unbedingt vorzugeben.

Nur weil ich bei meinem mittleren Board aktuell in einer anderen Richtung arbeite, heist das ja nicht, dass man den Leistungsteil nicht tauschen kann.

Nein, heisst es nicht. Aber die Spec sieht vor: Applikations-Platine, Controller-Platine, Top-Platine.

Ein hybride "Controller/Applikationsplatine" ist nicht vorgesehen. Wir werden dich aber nicht daran hindern eine Controllerplatine zu schaffen die zusätzlich zum KNX Transceiver und dem µC noch 4 Relais mit an Board hat und einen Spec-konformen Applikationsstecker bietet. Nur wir der Anwendungsfall für diese "spezielle" Art von Controller eher "klein" sein. Auch ist es fraglich ob du da tatsächlich 4 Relais drauf bekommst. Bedenke dass die Klemmenabdeckung für die KNX Klemme, sowie die Abdeckung für Prog-Taster und LED (die Stellen sind spezifiziert) auch Platz fressen. Wenn ich drank denke kann ich dir das heute Abend mal auf einer Platine mit einem Foto demonstrieren.

Ich denke es ist für alle ein Vorteil wenn man ein bisschen Variationsmöglichkeit hat.

Das bezweifelt niemand. Und das ist auch der Grund warum wir das Thema "Controller-Platine" und "Applikationsstecker-Spec" ins Leben gerufen haben.

[andi11]

Über ein paar Bilder würde ich mich freuen. KNX Stecker + Taster + LED wollte ich in der KNX Stecker Abdeckung unterbringen und eben noch 2 kleine Löcher reinbohren.

Welche Relais planst du denn für die Applikationsplatine? Ich hab sogar ordentlich kämpfen müssen um 8 Relais unterzubringen (eben 16A / 230V einzeln geschalten, beliebige Phasenanordnung möglich)

[tuxedo]

Über ein paar Bilder würde ich mich freuen

Habs leider nicht geschafft Bilder zu machen die verdeutlichen wieviel Platz auf der mittleren Platine für "höhere aufbauten" (wie z.B. Relais) wäre.
Die Platine an sich als Foto findest du aber in diesem Thread.

KNX Stecker + Taster + LED wollte ich in der KNX Stecker Abdeckung unterbringen und eben noch 2 kleine Löcher reinbohren.

Die Idee ist nicht schlecht, platz wäre unter der KNX Klemmenabdeckung sicherlich noch. Wir hatten uns jedoch dafür entschieden, das Gehäuse so zu verwenden, dass keinerlei machanische Bearbeitung notwendig ist. Prog-Taster und LED sitzen hinter einer Klemmenabdeckung für Schraubterminals. Es muss lediglich die vorgestanzte Abdeckung durchbrochen werden. Viel Platz sparst du durch dein Vorhaben die KNX Abdeckung zu nutzen sicherlich nicht. Denn in der Höhe ist unter einer normalen Klemmenabdeckung wenig Platz. Sicherlich zu wenig für ein Relais das 16A bei 230V AC schalten kann.

Welche Relais planst du denn für die Applikationsplatine? Ich hab sogar ordentlich kämpfen müssen um 8 Relais unterzubringen (eben 16A / 230V einzeln geschalten, beliebige Phasenanordnung möglich)

16A Relais sind recht groß. Hab mich schon umgeschaut, bin aber noch unschlüssig. Was mich an der Relais-Geschichte stört, ist dass die 16A Relais in Bistabil

1) so groß sind
2) nicht wirklich günstig sind

Aktuell steht auf der ToDo Liste 10A Relais Monostabil mal mit PWM zu testen. Wenn ich da tatsächlich auf 1mA Haltestrom komme, dann geb ich mir den Stress mit den teuren, recht großen bistabilen Relais nicht unbedingt. 10A sind zwar weniger wie 16A... Aber im "normalen Haushalt" hab ich nichts das ich schalten möchte und mehr als 10A zieht.
Und falls ich doch noch was "großes" Schalten möchte kann ich auf meinen bestehenden MDT Schaltaktor ausweichen.
In einer späteren Fassung kann ich mir dann die 16A Problematik dann nochmal anschauen.

[andi11]

Danke für die Rückmeldung. Das erklärt auch, warum du meintest das auf der unteren Leiterplatte genug Platz ist, ich aber schon recht kämpfen musste.
Und du hast völlig Recht, gerade die Höhe wird auch sehr schnell knapp.

[tuxedo]

Wenn du richtig Platz brauchst, kannst du natürlich auch ein größeres Gehäuse nehmen. OKW hat da ja diverse Konstellationen im Sortiment. Das 9TE Gehäuse (https://www.okw.com/de/category/813f...d-00163e72470b) "könnte" ohne Umbau der Controllerplatine passen. Probiert hab ich das allerdings noch nicht. Auf dem Bild sieht das aus, als wäre das 9TE Gehäuse hier in 3TE, 4TE und 2TE Abschnitte aufgeteilt, so dass die 4TE Platine hier in die Mitte/Mitte passen "könnte".


[update]
Sieht wohl nur auf dem Bild so aus... In der PDF sind die 3-Segmente wohl alle gleich groß (3TE). Schade. Damit passt auch die KNX Klemmenabdeckung nicht. Die gibt's nur für 2TE Segmente. In dem Fall würde ich bei Platzproblemen auf ein weiteres 4TE Gehäuse ausweichen und einen Steckbares Kabel zur "Erweiterung" nutzen um beide Teile miteinander zu verbinden (I2C...). Damit ließe sich das ganze kaskadieren. 4 Relais im ersten Gehäuse und 8 in jedem weiteren. Damit könnte man in 12TE (Gesamt) dann 4+8+8=20 Relais unterbringen und hätte die gleiche "Relais-Dichte" wie z.B. MDT mit seinem 20x-Schaltaktor in 12TE.

[andi11]

Momentan bin ich am Layouten der 4TE Version mit 12Stk. 16A Relais. Es passt bisher gerade so, ohne das man etwas "pfuschen" muss. Die obere Controllerplatine hat dann halt als kleines Goodie noch 4 der 12 Relais drauf. Selbst wenn man die nicht bestückt sind 8Relais auf 4TE nicht verkehrt.
Dank der Anregung von dir jetzt auch eine externe 24V Versorgung über eine 2te KNX Anschlussklemme falls die Versorgung aus dem Bus nicht klappt. Zusätzlich hab ich jetzt doppelt soviel Kapazität für die Elkos der Relais Versorgung (über den BUS) vorgesehen, kann ja nie schaden. Und genau die ist das kritische vom Platzbedarf her, vorallem wegen der Höhe.
So krieg ich in 12TE 3*12Relais (jo mit erhöhten Kosten für die Controllerboards, aber so tragisch ist das nicht)
Für den Gehäusetyp hab ich übrigens auch schon eine Buserweiterung für einen Parallelbus in der Hutschiene gesehen, damit könnte man I2C Erweiterungen recht schick machen.