Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wemos D1 (3,3V) und SIM800L (4,0V) am selben Netzteil?


von Daniel D. (basteld)


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Hallo,

könnt Ihr mir Feedback zu diesem Aufbau geben? Ich möchte ein Wemos D1 
Mini board und ein GSM-Modul am selben Netzteil betreiben. Was ich mir 
zusammengesucht habe ist folgendes:

Das 9V Netzteil, mit ausreichend Reserven für das SIM800L Modul, ca. 2A 
Leistung, liefert den Strom für das Wemos D1 - welches die Spannung mit 
seinem internen Regler herunter regelt. Laut Spec ist für VIN die Ideale 
Spannung zwischen 7 und 12V.

Das Netzteil verbinde ich mit einem leistungsfähigen 
Spanungswandler-Modul, wie es sie auf eBay gibt. Den Minuspol des 
Ausgangs - lasse ich den "in der Luft", wie auf der Zeichnung, oder 
verbinde ich ihn auch mit GND? Über das Trimpoti stelle ich den Regler 
auf genau 4V ein - gemäß Spec des SIM800L Moduls der ideale Wert.

Das SIM800L Modul sieht aus wie dieses hier: 
https://www.ebay.de/itm/mini-SIM800L-GSM-GPRS-Modul-incl-Antenne-Quad-Band-Klebeantenne-Arduino/162910072868

Laut Spec des Moduls und einiger Blogartikel muss ich zwischen Serial 
des Wemos und Serial des Moduls einen Spannungsteiler einsetzen. Was ich 
in die Zeichnung gemalt habe, entspringt dem SIM800L Datenblatt, ich 
glaube Zeichnung 21.

Geht das so, oder übersehe ich etwas?

von Wolfgang (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Das 9V Netzteil, mit ausreichend Reserven für das SIM800L Modul, ca. 2A
> Leistung, liefert den Strom für das Wemos D1 - welches die Spannung mit
> seinem internen Regler herunter regelt. Laut Spec ist für VIN die Ideale
> Spannung zwischen 7 und 12V.

Auf dem WEMOS D1 mini Board sitzt als Spannungsregler einen LDO ME6211. 
Mit 4.3V Eingangsspannung ist der zufrieden. Alles, was darüber hinaus 
geht, wird zusätzlich gnadenlos verheizt.
https://wiki.wemos.cc/_media/products:d1:sch_d1_mini_v3.0.0.pdf

Wie kommst du auf die 7V?

von Daniel D. (basteld)


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Ich weiß auch nicht, warum das so weit über der Operating Voltage sein 
soll:
https://docs.zerynth.com/latest/official/board.zerynth.wemos_d1_mini/docs/index.html

https://wiki.wemos.cc/doku.php schweigt sich aus, und hier 
(https://electronics.stackexchange.com/questions/347222/input-voltage-range-for-wemos-d1-board) 
trägt wieder jemand andere Werte bei. Ob meine Version von eBay am Ende 
noch einen anderen Regler drauf hat, hab ich nicht geschaut und ich 
krieg ihn grad nicht so einfach vom breadboard runter. Zumal der D1 zum 
betrieb am USB Port ausgelegt ist, macht das mit der Eingangsspannung 
auch nicht wirklich Sinn.

Ein 4,5V oder 5V Netzteil wäre viel passender. Werde ich mal riskieren - 
also: guter Hinweis, danke. Ich war nicht drauf gekommen, die Angaben 
einfach in Frage zu stellen.

Davon abgesehen: Was ist deine/eure Meinung zum Aufbau der Schaltung?

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Daniel D. schrieb:
> Zumal der D1 zum betrieb am USB Port ausgelegt ist, macht das mit der
> Eingangsspannung auch nicht wirklich Sinn.

"Mit 4.3V Eingangsspannung ist der zufrieden" bedeutet, dass die 4.3V 
die Mindestspannung ist, mit der der Spannungsregler gerade richtig 
arbeitet. Da ist die Spannung, die ein USB-Ports zur Verfügung stellt, 
durchaus angemessen. Das schafft insbesondere etwas Reserve, wenn die 
USB-Leitung etwas lang und dünn ist. 5V kommen dann nämlich bestimmt 
nicht mehr am Eingang des WEMOS D1 mini an, sobald der beim Senden mal 
seine 350mA zieht.

Bei den genannten 7V liegst du weit drüber.

von Wolfgang (Gast)


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p.s.
Zwischen USB-VDD und dem Eingang des LDO liegt noch die Diode, die bei 
USB-Versorgung deutlich Spannung kostet. Miss einfach mal, was beim 
Senden noch am Reglereingang anliegt (mit Oszi, die Sendepulse sind nur 
ein paar Millisekunden lang)

von Daniel D. (basteld)


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OK, schau ich dann durch. Tatsächlich mache ich mir aber mehr Sorgen 
wegen der Spannungsversorgung des SIM800L Moduls. Ist meine Schaltung so 
in Ordnung?

Das SIM800L Modul ist tricky, weil es 4V, 2A erwartet. Ich habe schon 
überlegt, in ATMega-manier die ganze Schaltung einfach mit 4V zu 
versorgen, auch den Wemos, und dessen Regler zu umgehen. Ich weiß nur 
nicht, wie das SIM800L Modul dann die Spannung hin zu den Serial pins 
verändert, und auch nicht genau was der ESP8266 macht.
Wenn ich einen ATMega mit 4V (Spannungsregler umgangen) versorge, werden 
auch die Pins 4V bei HIGH, damit auch solche zur seriellen Kommunikation 
genutzte Pins.
Ich weiß nicht, wo die SIM800L Serial pins bei 4V VCC sind. Und ob die 
eine, oder die andere Seite dann die Seriellen Pins "gebraten" bekommt.

von foobar (Gast)


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> Den Minuspol des Ausgangs - lasse ich den "in der Luft", wie auf der
> Zeichnung, oder verbinde ich ihn auch mit GND?

Auch mit GND verbinden (wird aber eh schon auf der Platine verbunden 
sein).

von Frank K. (fchk)


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Daniel D. schrieb:

> Das Netzteil verbinde ich mit einem leistungsfähigen
> Spanungswandler-Modul, wie es sie auf eBay gibt. Den Minuspol des
> Ausgangs - lasse ich den "in der Luft", wie auf der Zeichnung, oder
> verbinde ich ihn auch mit GND? Über das Trimpoti stelle ich den Regler
> auf genau 4V ein - gemäß Spec des SIM800L Moduls der ideale Wert.

Du solltest alle GND-Pins des Schaltreglermoduls miteinander und mit dem 
System-GND verbinden.

> Laut Spec des Moduls und einiger Blogartikel muss ich zwischen Serial
> des Wemos und Serial des Moduls einen Spannungsteiler einsetzen. Was ich
> in die Zeichnung gemalt habe, entspringt dem SIM800L Datenblatt, ich
> glaube Zeichnung 21.

Spannungsteiler in Signalleitungen sind immer Pfusch. Der saubere Weg 
sind Pegelwandler. In Deinem Fall zwei 74LVC1T45.

https://www.diodes.com/assets/Datasheets/74LVC1T45.pdf
https://www.tme.eu/de/details/74lvc1t45gw.125/logische-wandler/nexperia/

Die haben eine A-Seite und eine B-Seite. A-Seite kommt ans Wemos, die 
B-Seite ans GSM-Modul. GND verbinden, DIR entweder auf High oder Low je 
nach Richtung. VCCA kommt an die 3.3V des Wemos, VCCB an VDD_EXT vom 
GSM-Modul (da liegt die IO-Spannung an). Dann noch 100n zwischen VCCA 
und GND und einmal 100n zwischen VCCB und GND, und das wars. Das 
funktioniert immer und trennt die Verbindung sauber, wenn entweder VCCA 
oder VCCB=VDD_EXT nicht da sind.

Genau dafür gibts diese Bausteine. Gehen von 1.65 bis 5.5V auf jeder 
Seite. Du darfst auch 74AVC1T45 verwenden, die gehen dann aber nur bis 
3.6V.

Wenn Du alles in einem Chip haben willst: 74AVC2T245. Der ist dann aber 
etwas unfreundlich zu löten.
https://www.digikey.de/product-detail/de/texas-instruments/SN74AVC2T245RSWR/296-23684-1-ND/1927527

fchk

von Daniel D. (basteld)


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Ich hab den Aufbau jetzt gemacht wie in meinem Schaltplan, aber mit 5V 
Versorgung. Die Serielle Schnittstelle habe ich mit dem simplen 
Spannnungsteiler aus dem Datenblatt aufgebaut - trotz Franks Hinweisen 
(Danke dafür, aber ich wollte nicht nochmal Bauteile bestellen..)

Läuft. Thread closed.
Danke allen!

: Bearbeitet durch User
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