Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

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Gelegenheitsbastler
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Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 07.04.2018, 12:17

Wie ich hier bereits angekündigt habe, habe ich ein paar Platinen erstellt.
viewtopic.php?f=18&t=41932&start=90#p429180

Die Platine sollte so klein wie möglich werden, daher habe ich sie beidseitig in SMD bestückt. Die CC1101 Platine wird über dem AVR platziert und mit Drahtstücken mit der Platine verbunden. Als 3V3 Spannungsregler habe ich einen robusten AMS1117 gewählt, weil er etwas mehr Leistung hat, als die auf den Arduino-Clones verwendeten Regler. In anderen Projekten wird der Regler noch weitere Peripherie mit versorgen müssen.

Es sind neben Rx und Tx 5 I/O ausgeführt, was für die meisten Anwendungen ausreichen sollte. GND Anschlüsse sollten ebenfalls ausreichend vorhanden sein. Vor dem Bestücken wurde der AVR mit dem Arduino Bootloader versehen. Um ihn mit einem Sketch zu flashen wird er über Rx/Tx verbunden und resetet. Da ich dummer Weise vergessen habe, den Reset-Pin auszuführen, habe ich dies über ein Stückchen Draht gelöst.

Die erste Platine habe ich heute in Betrieb genommen. Sie ist mit diesem Sketch versehen:
https://github.com/jp112sdl/Beispiel_As ... 1-Pl-CT-R1

Eingesetzt ist sie als "dummer" Melder. Ich habe draußen einen Wlan-AP über Powerline angebunden. Die Steckdose des AP wird über ein Relais geschaltet. Dieses wird über einen ATTiny85 angesteuert. Wird der ebenfalls installierte Taster gedrückt, wird der Tiny aktiviert und schaltet für eine vorgegebene Zeit das Relais ein. Nach Ablauf der Zeit fällt das Relais ab und die komplette Schaltung ist spannungsfrei. An das vorhandene 5V Netzteil habe ich den Aktor angeschlossen und mit "Aktion bei Spannungszufuhr: Kurzen Tastendruck simulieren" programmiert. Dieser schaltet den Aktor in den Zustand "Ein". Ein Programm liest dies aus und schaltet seinerseits den Powerline-Sender ein, der im Normalfall aus ist. Bislang musste ich zuerst manuell den Sender aktivieren und den Taster draußen drücken. Jetzt reicht es aus, den Taster zu drücken. Ich gebe zu, ein Luxusproblem. :lol:

Weitere Projekte mit dieser kleinen Platine werden folgen und hier im Thread vorgestellt werden. Auch die anderen Platinen werde ich in den nächsten Wochen bestücken, verbauen und hier vorstellen.
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Aktor Nchbau 3.jpg
Aktor Nachbau 2.jpg
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von eiGelbGeek » 07.04.2018, 14:39

Das gefällt mir sehr gut und ist ja noch relativ überschaubar an SMD Komponenten :-) Die sollte man mit etwas Übung gelötet bekommen :mrgreen:

Hast du davon zufällig ne ganze Reihe bestellt und würdest welche abgeben?
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 07.04.2018, 15:11

Mit etwas Übung sollte das klappen. Die Bauteile sind weitestgehend in 0603 ausgeführt. Ein klein wenig Erfahrung sollte man mit der SMD-Löterei schon haben. Aber dann sollte das eigentlich klappen, denn Platz ist genug vorhanden. Ein paar der Platinchen kann ich erübrigen. Den Rest klären wir bitte per PN.
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 09.04.2018, 07:46

Das nächste Projekt ist fertig gestellt. Diesmal wird mit diesem Sketch
https://github.com/jp112sdl/Beispiel_As ... -LC-Sw2-FM
eine Beleuchtung gesteuert, die ich unter das Brett, dass über meinem Basteltisch montiert ist, geschraubt habe. Sie besteht aus zwei mal zwei 10W LED (je eine warmweiß und eine neutralweiß). Die beiden LEDs lassen sich separat über die beiden Kanäle schalten. Da die LEDs nicht direkt an die Versorgungsspannung angeschlossen werden können, benötigen sie einen "Treiber". Da ich von einem passenden Projekt noch ein paar Platinen übrig hatte, habe ich diesen Treiber genutzt. https://www.mikrocontroller.net/article ... _Power_LED

Der Treiber arbeitet mit "umgedrehter" Logik. LOW lässt die LED leuchten, HIGH aus gehen. Aus dem Grunde habe ich das Signal über eine meiner kleinen Platinen geschickt, die ich eigentlich für die Ansteuerung von "Arduino-Relais" nutze. Das Signal wird durch den NPN "gedreht".

Es stellte sich im Betrieb heraus, dass die LEDs im abgeschalteten Zustand aufblitzen. Das Problem habe ich gelöst, indem ich (auf den Fotos nicht zu sehen) den Ausgang der kleinen Platine jeweils mit einem 10k Widerstand auf Vcc geschaltet habe.

Da ich die LED nicht mit voller Leistung betreibe, ist der kleine Kühlkörper ausreichend dimensioniert. Er wird nur gut handwarm.
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 11.04.2018, 10:06

Nun ist die dritte Platine verbaut. Ich musste sie wegen Platzmangel aber noch etwas verkleinern (ohne die Leiterbahnen zu beschädigen).

Vor ein paar Monaten erhielt ich einen Sonoff S20, der von Anfang an nicht richtig funktionieren wollte. Irgendwann war es dann nicht mehr möglich, ihm irgendwelche Lebenszeichen zu entlocken. Da aber letztlich "nur" der ESP8266 herum zickte, alles andere aber funktionierte, habe ich mich dazu entschlossen, ihn auf HomeMatic mit 868Mhz umzurüsten. Dazu habe ich den ESP8266 so wie den Pullup R18 entfernt. Angeschlossen sind lediglich 3V3, GND, Ausgang zum Relais und der im S20 verbaute Taster.

Die beiden LEDs habe ich von der Platine entfernt. Statt dessen nutze ich eine Dual LED (rot/grün). Rot signalisiert den Datenverkehr, grün wurde mit an den Relaisausgang gelegt und signalisiert somit, ob das Relais angezogen ist oder nicht. Außerdem musste der Spannungsregler von meiner Platine entfernt werden, da der S20 bereits 3V3 liefert.

Der Umbau funktionierte auf Anhieb.

Der übliche Hinweis: Wer nicht genau weiß, was er tut, sollte die Finger von 230V lassen!!
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Sonoff S20_3.jpg
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von linuxdep » 06.05.2018, 22:35

@gelegenheitsbastler, könntest auch in der Überschrifft auch kurz schreiben um was für ein Gerät es sich handelt?
Irgendwie sehe ich nicht auf Anhieb um was es geht... Platine 1, wofür?
Coole Projekte machst ja, aber wie soll man die Finden? oder bin ich zu blöd?
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Neueinsteiger Homematic/ioBroker/ESP32
OS: Raspbian Stretch 11/2017
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+ LXC - Debian stretch mit Mosquitto (MQTT Server)
+ LXC - Debian stretch mit PIHOLE
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 07.05.2018, 07:00

linuxdep hat geschrieben:@gelegenheitsbastler, könntest auch in der Überschrifft auch kurz schreiben um was für ein Gerät es sich handelt?
Irgendwie sehe ich nicht auf Anhieb um was es geht... Platine 1, wofür?
Coole Projekte machst ja, aber wie soll man die Finden? oder bin ich zu blöd?
Nunja, wenn ein erster Blick nicht ausreicht, dann könnte lesen vielleicht helfen. Die Platine(n) sind so universell einsetzbar, dass es kaum möglich ist, alle Anwendungsmöglichkeiten in einer Überschrift zu nennen. Aber solltest Du einen bessere Idee haben, lass es mich bitte wissen.

Im aktuellen Projekt, dass hier nicht aufgeführt ist, habe ich die beiden Eingänge mit einem Doppeltaster (zwei Taster nebeneinander) verbunden. So kann ich zwei Kanäle in einer UP-Dose nutzen. Die Ausgänge habe ich über passende Vorwiderstände mit je einer RGB-LED verbunden, bei der ich nur grün angeschlossen habe. Die LED ist flach, groß und strahlt relativ breit. Für meinen Zweck optimal. Die Abdeckungen der Taster haben je ein Kontrollfenster, durch das das Licht der LEDs zu sehen ist. Ist der Taster eingeschaltet, leuchtet die LED. Die Idee dahinter ist, dass ich über Programme einen zentralen Taster für einen kompletten Wohnbereich habe. Verlasse ich diesen und drücke auf den Taster, werden alle Lichtquellen abgeschaltet. Da es genau die gleiche Tasterkombination auch in anderen Wohnbereichen gibt, kann durch die LED erkannt werden, ob noch irgendwo Licht brennt.

Du siehst also, dass die Anwendungsmöglichkeiten sehr vielfältig sind und eine Überschrift daher nur sehr grob umschreiben kann, worum es geht.
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 14.05.2018, 19:42

Ich habe das nächste Projekt mit der Platine umgesetzt. Dazu habe ich den Spannungsregler so wie die beiden Kondensatoren, den Config-Taster und die LED weg gelassen, um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu haben.

BOD ist auf "disable" geflasht, damit der µC bei fallender Batteriespannung keine Probleme macht. So zieht die Schaltung incl. CC1101 und DS18B20 als Temperatursensor im Ruhezustand lediglich 0,0045mA. Dieser Sketch kommt zum Einsatz:
https://github.com/jp112sdl/Beispiel_As ... -I-DS18B20

Das Datenblatt des DS18B20 sagt aus, dass er eine Mindestspannung von 3V benötigt. Dass der bei 2V9 schon den Betrieb einstellt, war relativ unwahrscheinlich. Ich habe auf "3V minus 10%" getippt. Aber interessanter Weise konnte ich bei Tests die Versorgungsspannung bis auf 2V2 reduzieren. Erst dann zeigte er eine abweichende Temperatur an. Sie weicht um 0.1 bis 0.2 Grad nach oben ab. Das ist für meinen Anwendungsfall durchaus vertretbar. Zumal eine Lithium Primärzelle bei 2V2 so gut wie leer ist und ausgetauscht werden sollte.

Zur Spannungsversorgung habe ich eine CR2 gewählt. Sie wurde vom bisherigen Verbraucher als "leer" bemängelt und lag schon in der Kiste zur Entsorgung. Die Leerlaufspannung beträgt noch gut 2V8.

Da der komplette Aufbau im Gefrierschrank die Temperatur überwachen soll, habe ich alles zusammen mit einem Vakuumschweißgerät eingetütet. Bislang funktioniert es einwandfrei. Ich bin gespannt, wie lange die Batterien durchhalten werden.
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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Bratmaxe » 30.05.2018, 09:39

Hallo Gelegenheitsbastler,

erst mal vielen Dank für's Teilen von deiner Arbeit.

ich würde gerne dein Projekt aufgreifen und meine Sonoff S20 auf Homematic umbauen.
Kannst du mir die Schaltung und die Stückliste deiner Platine zur Verfügung stellen?
Wenn du die Platine in EAGLE generiert hast und du bereit bist mir die Datei zu schicken, würde ich diese auch gerne haben, dann könnte ich mir die ggfls. anpassen (um Platz zu sparen könnte ich auf den AMS1117 und die meisten der herausgeführten Pins verzichten, da ich die Platine nur für diesen Umbau benötige).

Aber Schaltung und Stückliste wäre schon super.

In der Sonoff-Schaltung finde ich keine blaue LED, vermute aber mal das es die als rot gekennzeichnete LED (D1) ist.
Du hast im ersten Post geschrieben, das der AVR vor dem Bestücken mit dem Arduino Bootloader versehen wurde, ich denke dafür fehlen mit die Mittel, oder kann ich die Platine auch nach dem Bestücken mit dem FTDI Adapter mit dem Bootloader und anschließend mit dem Sketch programmieren?

Ich erkenne VCC = rot, GND = schwarz und den Ausgang = gelb, aber wie erkennt der Arduino den Tastendruck am Sonoff?

Gruß Carsten

Edit: Ich vermute ich benötige 1x 10K Widerstand und 3x 0,1uF Kondensator zudem einen 8Mhz Quarz, habe ich was vergessen?
Gruß Carsten

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Re: Nachbau HM-Geräte mit AVR und AskSinPP - Platine 1

Beitrag von Gelegenheitsbastler » 30.05.2018, 10:15

Ich habe eine weitere Platine erstellt. Sobald sie geliefert wurde, werde ich prüfen, ob sie klein genug geworden ist, um genau das zu machen, was Du vor hast. Denn auch ich möchte noch weitere S20 umbauen. Die Platine kann per Lötjumper variabel direkt mit 3V3 oder per LDO mit bis zu 15V betrieben werden. Sie misst incl. Beschriftung ca. 18x27mm. Sägt man die Beschriftung ab (ist so vorgesehen), dann sind es noch etwa 18x24mm. Eigentlich sollte das passen.

Viel kleiner wirst Du die Platine nicht bekommen, denn alleine die Funkplatine misst schon etwa 17x20mm. Und irgendwo müssen die Anschlüsse auch noch hin.

Auf der Platine meines S20 befinden sich zwei LED. Welche davon blau leuchtet, kann ich nicht mehr sagen. Ich habe beide entfernt und wie im Beitrag beschrieben durch eine Dual-LED ersetzt.

Den Bootloader bekommst Du nur per ISP auf den AVR. Die einfachste Lösung dafür ist ein passender Sockel für den AVR. Ich nutze zum Flashen einen (natürlich modifizierten ;-) ) AVR ISP MKII.

Den Tastendruck erkennt der AVR durch das schwarze Kabel. Dieses verbindet den Taster des S20 mit dem Footprint des Tasters auf meiner Platine. Das Massekabel kann man nicht sehen. Es ist unter der Platine.

Den Quarz musst Du nicht unbedingt nutzen. Ich habe bei meinen Platinchen grundsätzlich keinen Quarz verwendet, da ich den AVR internen Oszillator nutze.
Der ist nicht ganz so genau wie ein Quarz, aber Probleme hatte ich deshalb bisher nicht.
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