ESP32 Beacon ontwerp

[Mike2k]

Hi allemaal,

Ik heb de volgende situatie:
Mijn garagedeur is elektrisch en ik wil hem graag automagisch openen wanneer ik met de motor aan kom rijden.

Het idee:
Ik gebruik 2 esp32 bordjes. De ene als BLE server en de andere als BLE beacon. De laatste komt in de motor met een schakelaar. Het beacon staat standaard in deep sleep en zodra je op de schakelaar drukt wordt hij wakker voor 5 minuten. Zodra de server het beacon detecteert wordt de garagedeur geopend.

Voor de veiligheid heb ik de server en beacon gepaired en gebruik ik NimBLE om een veilige verbinding op te zetten.

Om het netjes te maken (ik heb het systeem al aan meerdere mensen toegezegd) wil ik graag een printje laten ontwikkelen. Aangezien ik dit nog nooit heb gedaan wil ik vragen of jullie mee willen kijken of ik het goed doe

Dit is het schema van het beacon:


En dit is mijn eerste print ontwerp:


De headers zijn voor een ESP32 ontwikkelbordje,

Zie ik dingen over het hoofd ?

edit:

Ik heb de eerste wijziging al gedaan...het is wel handig om de ESP ook aan gnd te hangen.

[ Voor 6% gewijzigd door Mike2k op 12-04-2023 14:08 ]

[Limhes]

Ik wil je niet ontzettend demotiveren, want elektronica ontwikkelen is heel leuk en kan een leuke baan en/of hobby zijn.

Maar... zorg dat je niet de fout begaat die ik veel maakte toen ik jonger was. Dat jij een technisch probleem op kan lossen (bijv. de garagedeur automatisch openen/sluiten), betekent niet dat je ook iets kan maken dat je zonder problemen bij anderen kan installeren en dat het dan zonder problemen werkt. Een werkend systeem bouwen is vaak voor 25% een oplossing bedenken, en voor 75% risk mitigation, dwz ervoor zorgen dat alle mogelijke problemen al op voorhand zijn opgelost.

Als je dit voor mensen gaat maken, zorg eerst dat je het goed thuis test voor een tijdje. Geef jezelf de tijd om rustig te leren en je design te itereren. Dan loop je niet zo de kans dat je ineens boze mensen aan de telefoon hebt op zondagochtend omdat ze hun motor niet uit de garage krijgen. Of lui wiens garage is leeggestolen omdat hun garagedeur per ongeluk 's nachts openging. Dat kan je erg veel stress bezorgen. Ik spreek, helaas, uit ervaring. Van de andere kant, je leert er hoe dan ook van 😊

Wat je vraag betreft: het zal vast werken. Maar ik zie ook genoeg potentiele problemen die lastig uit te leggen zijn, en waarvoor je wat ervaring en kennis nodig hebt die je nog niet hebt.

Voor de rest, ga lekker door maar kijk uit met beloftes die je in de nesten kunnen werken 🙂

[Rrob]

Ik zie dat je een LM117 gebruikt om van 12V 3,3V te maken. Dat doet hij door de rest (8,7V ) om te zetten in warmte... Die voeding is dus minder dan 30% efficiënt
Kan je niet beter een simpele buck converter module gebruiken?

[SA007]

Een met @Limhes, het gat tussen 'iets voor jezelf maken waar je alleen zelf last van hebt als het niet werkt' en 'iets maken voor anderen waar je vervolgens permanent de helpdesk voor bent' is best groot.

Dat gezegd, wat ik zo in een oogopslag zie:
- Hele dunne spoortjes, nu gaat het hier niet over grote stromen, maar dikkere sporen geven ook minder problemen.
- Een linear regulator (lm1117) van 12v boordnet (dat is zegmaar 14.2v met de optie voor pieken boven de 20v) naar 3.3. Esp kan 130mA trekken, dat is zegmaar 20-3.3 * 0.13 = 2.2W, dat weet ik niet of dat goed gaat.
Zou voorstellen om naar een standaard dc/dc converterbordje/module te gaan (zie er ook geen condensators bij overigens).
- Geen programmeerconnector, dus je wil of met pinheaders je module verbinden (slecht contact is daar niet raar) of nooit programmeren, beide niet de beste opties.
- De ESP32 heeft best wat pinnen die voor speciale doelen zijn, loop die even dubbel langs of je daar geen extra weerstandje ofzo op wil zetten, als het ding opeens random zijn firmware weggooit omdat het flash pinnetje een random piekje krijgt ben je niet blij.
- Ik zie geen filtering bij het knopje, een motor boordnet is echt extreem lelijk qua spanningen, ik zou daar een kleine condensator als filter bijzetten om rare effecten weg te filteren.

Vergeet er geen rekening mee te houden dat in een auto/motor/ander bewegend ding je alles degelijk moet maken tegen trilling/vocht/kortsluiting van draadjes met chassis of andere draadjes in de buurt.

[Raymond P]

EN kan je iig niet zwevend laten.

[Bor]

Mike2k schreef op woensdag 12 april 2023 @ 12:00:

Om het netjes te maken (ik heb het systeem al aan meerdere mensen toegezegd) wil ik graag een printje laten ontwikkelen.

Ik weet niet of je het commercieel in de markt wil zetten maar denk je ook aan je aansprakelijkheid wanneer het eea toch niet zo veilig blijkt en met bv een Flipper te kopiëren?

[leecher]

Raymond P schreef op zondag 16 april 2023 @ 19:39:
EN kan je iig niet zwevend laten.

moet er ook geen pullup op io0?

-edit oh hij gebruikt een ontwikkelbordje, daar zal dat al op geregeld zijn waarschijnlijk

[ Voor 20% gewijzigd door leecher op 17-04-2023 07:07 ]

[naarden 4ever]

Er zijn al een hoop goede dingen gezegd. Wat ik er nog aan toe wil voegen is: Als je aan de gang gaat met het ontwerpen van een pcb, zorg er dan ook voor dat je voor alle onderdelen de juiste footprints hebt. In je pcb tekening heb je namelijk twee rijen van 20 pin headers in je schema staan die geen enkele relatie hebben met je elektrisch schema. Dat is vragen om problemen.

Je gebruikt KiCad als ik het zo zie, er zijn 100% zeker footprints voor een ESP32 devboard te vinden waarmee ook alle pins de juiste markeringen hebben. Zo voorkom je dat je fouten maakt.

Een lineaire regulator gebruiken om 3,3V te maken van 12V is geen goed idee, en zeker niet op de manier hoe je het gedaan hebt. Zoek even naar 'decoupling capacitor', en gebruik inderdaad liever een buck converter voor dit soort zaken. Je kunt vaak nog het beste een kant en klaar bordje gebruiken (zoals deze) en die via een header aan je pcb vastmaken. Daar is al het rekenwerk al voor gedaan.

Zoek ook even op wat de gebruikelijke trace width is bij gegeven stroomsterktes.

KiCad is een ontzettend krachtig programma met een goede link voor de stap van elektrisch schema naar pcb ontwerp. Zo kan je eigenschappen aan bepaalde netten hangen (zoals: alle +3,3V banen moeten een bepaalde dikte hebben) en met de footprint assignment kan je de juiste voetafdrukken bij de juiste componenten in je elektrisch schema zoeken. Vervolgens helpt het programma je ook nog met het maken van de juiste verbindingen zoals je die in het elektrisch schema hebt gemaakt. Ik adviseer je nog even wat te oefenen met KiCad voordat je je eerste 'echte' pcb gaat laten maken.

[memphis]

Rrob schreef op zondag 16 april 2023 @ 19:17:
Ik zie dat je een LM117 gebruikt om van 12V 3,3V te maken. Dat doet hij door de rest (8,7V ) om te zetten in warmte... Die voeding is dus minder dan 30% efficiënt
Kan je niet beter een simpele buck converter module gebruiken?

Wat zal die schakeling trekken? Alleen even een piek als die ingeschakeld wordt, in rust zijn de vermogens dusdanig laag dat een buckconverter in rust zelfs meer kan trekken. Lineaire regelaars is een betere keuze als het een lage ruststroom moet hebben en geven veelal ook nog eens een beter stabiele spanning af wat een processor wel lekker vindt.

[Mike2k]

Allen,

Ontzettend bedankt voor de reacties. Die zijn echt heel waardevol.

Alleerst de nieuwe tekening aangezien ik in de vorige een vrij collosale fout had zitten:

Het totale verbruik van de ESP is tussen de 0.06 en 0.1 A. (exclusief verbruik van de Led in de schakelaar maar die hangt rechtstreeks aan 12V.

Over het commercieele stuk: ik ben jaren lang ZZP' er (heb ook een beroeps/bedrijfs aansprakelijkheidsverzekering al valt dit daar niet onder, deze zou ik dus aan moeten laten passen) dus die risico's zijn mij bekend. het is niet mijn bedoel dit commercieel aan te bieden (wil het alleen aan een zeer select groepje vrienden geven (zijn er 2)).

Qua veiligheid ben ik daar ook mee bezig. Ik ben al afgestapt an het beacon stuk omdat daar geen enkele beveiliging op zit. Nu moeten de esp's gepaired zijn met elkaar en dat gebeurd secure, daarna gaat pairing uit tenzij het op de ontvanger wordt ingeschakeld middels een schakelaar.

Over het programmeren: Ik gebruik een ESP32 dev bordje:

Hier zit de usb aansluiting al op.

Wat betreft de boordspanning: ik had me niet gerealiseerd dat deze zo lelijk is, ik was alleen uitgegaan van de accu en dacht dat filter condensatoren daarom niet nodig zouden zijn.

De trace breedtes ga ik aanpassen.

Nogmaals bedankt, dit is ontzettend leerzaam.

[memphis]

Trek een applicatieschema van een gemiddelde lneaire spanningsregelaar open en je zult zien dat je aan de ingang en uitgang zo dicht op de regelaar mogelijk een condensator van 100nF naar massa moet plaatsen om eventuele resonanties tegen te gaan. En ja, een elco van 100uF kan zeker geen kwaad, dat kan achter diode waardoor de lading alleen voor de schakeling beschikbaar is en niet terug naar de 12v bron kan vloeien.

Overigens denk ik dat een TO220 versie van de LM1117 overkill is, waarom geen kleinere zoals de SOT223 versie?