Entwurf

Knoten (= Sensoren oder Aktoren)

Brainstroming

attachment:IoD_V0.3.jpg

Schaltung

knoten-sch0.4.png

Funktion

attachment:20170125_164320.jpgIn einem ersten Muster haben wir den ESP in Ruhe im Sleep Mode betrieben, und über seine Reset Leitung geweckt (In Projekte/IoT/Hardware/Messungen Details zur Akkulaufzeit). An einer Tür ist dazu ein Schleifkontakt nötig, der sowohl bei geschlossener als auch bei offener Tür nicht aktiviert ist, und nur z.B. während der Öffnungsbewegung ein mal aktiviert wird, und den ESP damit weckt.

Nachteil: Der ESP weiss nicht, ober die Tür nach dem schließen des Kontaktes offen oder geschlossen ist. Gut geeignet ist diese Methode jedoch zb. als Einbruchsalarm. Leider kann man den ESP nicht über Port Change Interrupts wecken. Deswegen haben wir den Attiny vorgesehen, der sowohl bei steigender als auch bei fallender Flanke geweckt wird, und dem ESP die aktuelle Schalterstellung melden kann. Als weiteren Vorteil bekommen wir so einen deutlich geringeren Ruhestromverbrauch, da der ESP komplett abgeschaltet werden kann - nur der Attiny bleibt im Deep Sleep an der Batterie.

Betriebszustände

Ruhezustand:

Aufwachen:

Daten übertragen:

Abschalten / schlafen gehen

Bestückungs- und Funktionsvarianten

ESP in Ruhe abgeschaltet: Geringer Ruhestromverbrauch (ca. 0,2 µA), jedoch längere Zeit beim Verbindungsaufbau. Geeignet bei selten betätigten Knoten.

ESP in Ruhe im Sleep Mode: Höherer Ruhestromverbrauch (ca. 200 µA), deutlich kürzere Zeit beim Verbindungsaufbau. Geeignet bei häufig betätigten Knoten.

Stromverbrauch

Der Verwendete Attiy 45V-10SU (Final 25V-10SU) ist spezifiziert mit Power-down Mode: 0,1 μA at 1.8V, Operating Voltage – 1.8 - 5.5V und Speed Grade 0 – 4 MHz @ 1.8 - 5.5V, 0 - 10 MHz @ 2.7 - 5.5V.

Stromversorgungsvarianten

Die Schaltung ist für Betrieb mit drei AA Eneloop Zellen konzipiert. Eneloops haben eine sehr geringe Selbstentladung und versprechen nach einem Versuch über knapp 200 Tage einen Betrieb in Jahresfrist ohne Akkuwechsel. Dazu wird die Spannung der Eneloops am Pin BATT_HIGH eingespeist. Eine Schottkydiode in Serie verhindert, dass bei frisch geladenen Zellen Vcc max des ESP überschritten wird.

Alternativ kann die Schaltung mit zwei AA Alkaline-Zellen betrieben werden. Da diese im neuen Zustand nur wenig mehr als 1,5 V je Zelle liefern, ist die Diode unnötig, und die Batteriespannung wird an BATT_LOW eingespeist

Bestückungsplan Hardwareversion 0.41

Bestueckung-v0.41.png

Material

Anzahl

Bezeichnung

Preis

Bestell-Link

1

ESP8266-01

1,41

ESP-01

1

AO 3413, MOSFET P-CH, 20V, 3A, SOT-23 (Schaltet ESP ein)

0,21

AO 3413

1

ATTINY 25V-10 SU :: Atmel AVR-RISC-Controller, SOIC-8

1,30

ATTINY 25V-10SU

1

B 140 F, SMD-Schottky-Diode, DO214AC/SMA, 40V, 1A

0,08

B 140 F

4

12 kOhm, SMD Widerstand 0805, 100 mW, 1%

0,01

RND 0805 1 12K

1

SMD-Kerko, 1210, 100µF, 6,3V, 20%, MLCC

0,25

X5R 1210 DB 100U

3

Vielschicht-Kerko, 100nF, 50V (Alternativ in 0603)

0,02

KEM X7R0805 100N

0,5

2x10pol. Buchsenleiste, gerade, RM 2,54 (Halbiert für ESP Anschluß)

0,56

BL 2X10G 2,54

3

Batteriehalter, 1x Mignon "AA"

0,24

HALTER 1XAAK

0,1

Jumper 40pol. Stiftleiste, gewinkelt, RM 2,54 (Jumper für Aktivierung des Wifi Manager im Betrieb)

0,22

SL 1X40W 2,54

1

Kurzschlussbrücke, rot, mit Grifflasche (Jumper für Aktivierung des Wifi Manager im Betrieb)

0,04

JUMPER 2,54GL RT

1

Stiftleiste 2,54 mm, 2X03, gerade (Für ISP Anschluß)

0,14

MPE 087-2-006

1

Stiftleiste 2,54 mm, 1X06, gerade (für Batterie und Schalter Anschluß, die drei Pins für Schalter werden nachträgl. um 90° gebogen)

0,14

MPE 087-1-006

1

MPE 094-1-003 :: Buchsenleisten 2,54 mm, 1X03, gerade (Schalter Anschluß, kommt am die Leitung zum Schalter)

0,13

MPE 094-1-003

1

Platine (0,20 Basismaterial, 0,10 Chemie geschätzt)

0,30

Summe ca.

5,00

Änderungen für kommende Hardware Revision 0.5

Projekte/IoT/Hardware (zuletzt geändert am 2017-08-10 23:57:03 durch typ_o)