Forum: Platinen ESP32 Platine funktioniert nicht (Türöffner)


von Richard (richard_ko)


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Hallo zusammen! Ich arbeite gerade an einem automatischen Türöffner.

Projektbeschreibung:
Eine Tür soll durch einen Schrittmotor automatisch geöffnet und 
geschlossen werden können. Die Ansteuerung erfolgt entweder durch ein 
CAN Steuersignal, mechanischen Schaltern (direkt auf der Platine + 
externe Drucktaster)bei erreichen einer bestimmten Temperatur oder durch 
ein WLAN Signal.

Dabei wird ein ESP32-S3 als Mikrocontroller eingesetzt,der für sämtliche 
Logikoperationen verantwortlich ist. Ähnlich wie die ESP32-S3 DevBoards 
habe ich eine direkte Kommunikation via D+ und D- Pins vorgesehen, als 
auch eine Verbindung per USB-Uart Bridge (als Plan B).
Als Spannungsversorgung der Platine dient ein 48V Netzteil, das auch als 
Spannungsquelle für den Schrittmotor eingesetzt wird. Dementsprechend 
ist die Spannungsumwandlung auf Logiklevel ebenfalls auf der Platine 
untergebracht.

Ich habe die Platine bei JLC fertigen und teilweise bestücken lassen. 
Dinge wie den ESP oder die dicken Kondensatoren habe ich selbst 
aufgelötet.

Problem:
Ich kriege keine Kommunikation mit dem ESP32 hin. Schließe ich meinen 
Rechner an den direkten USB Port (D+ und D-) an, zeigt mit Windows an, 
dass das USB Gerät nicht richtig funktioniert. Bei der USB-UART 
Schnittstelle wird mir garnichts angezeigt und ich kann ebenfalls nicht 
mit meiner Platine kommunizieren.

Meine Vermutung ist, dass ich einen groben Fehler in meinen Shematics 
habe. Natürlich kann es auch sein, dass meine Lötkünste nicht 
ausreichen. Ich habe bereits einige Pins nachgemessen aber soweit sieht 
bisher alles gut und logisch aus.
Seht ihr irgendeinen groben Fehler den ich gemacht habe? Besonders bei 
der USB-Uart Bridge habe ich Teile von anderen Designs kopiert. Evtl. 
habe ich da einen Denkfehler drin?
Falls jemand von euch Erfahrungen mit einem Custom ESP32 Board hat und 
ein paar Minuten Zeit hat um einmal über meine Shematics drüberzuschauen 
würde ich mich sehr freuen :)
Ich werde in der Zeit weiter experimentieren und messen, um den Fehler 
zu finden.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Schau dir bitte mal an, wie USB-ESD-Dioden funktionieren, dein 
Schaltplanssymbol ist ein guter Startpunkt dafür.

von Helmut -. (dc3yc)


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Nur interessehalber: wo lernt man, solch unlesbare Schaltpläne zu 
zeichnen?

von Rainer W. (rawi)


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Richard schrieb:
> Targetholder.pdf (621 KB)

Du hast die Seite mit dem Blockschaltbild vergessen anzuhängen.
Der Plan sieht total chic aus, nur ist er leider völlig unlesbar.
Selber puzzlen mag ich jetzt nicht.

> Meine Vermutung ist, dass ich einen groben Fehler in meinen Shematics
> habe.

Diese Fremdworte - einfach nur tückisch

: Bearbeitet durch User
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Das Problem deines Alt-USBs lässt sich übrigens mit einem Blick ins 
Datenblatt auch schnell finden.

von Richard (richard_ko)


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Erstmal danke für die Antworten! Bin über jede Form der Kritik dankbar

Sebastian R. schrieb:
> Nur interessehalber: wo lernt man, solch unlesbare Schaltpläne zu
> zeichnen?

Bin noch recht neu in der Thematik und versuche mir gerade alles 
schrittweise selbst beizubringen :D Bis vor etwa einem Jahr hatte ich 
noch keine Berührungspunkte mit Mikroelektronik und PCB Design. Der Plan 
entstand dementsprechend in mehreren Iterationen -> hier ist mal eine 
Komponente hinzugekommen, an anderer Stelle habe ich ein Bauteil 
weggestrichen und wo am Ende noch Platz war kamen die letzten Bausteine 
hin.
Kann ich abgesehen vom der Platzierung auf dem Blatt noch weitere Dinge 
beachten um die Lesbarkeit vom Plan (deutlich) zu verbessern?
Ich würde ihn dann gleich nochmal überarbeiten.

Helmut -. schrieb:
> Schau dir bitte mal an, wie USB-ESD-Dioden funktionieren, dein
> Schaltplanssymbol ist ein guter Startpunkt dafür.

Danke Helmut! Hier habe ich mich am Datenblatt vom USBLC6 orientiert. 
Zum Verständnis: Bei Spannungsspitzen auf den Datenleitungen leiten die 
Gleichrichtdioden die Spannung zur TVS Diode. Diese wird wiederum 
leitfähig und leitet die überschüssige Spannung zu Gnd um die 
Datenleitungen zu schützen. Im Datenblatt ist noch ein Kondensator 
zwischen VBus und Gnd platziert, der schonmal bei mir fehlt... 
Vermutlich verstehe ich das Bauteil noch nicht gut genug, habe ich noch 
einen anderen Denkfehler?

Sebastian R. schrieb:
> Das Problem deines Alt-USBs lässt sich übrigens mit einem Blick ins
> Datenblatt auch schnell finden.

Oh Gott, vielen Dank!

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Richard schrieb:
> Vermutlich verstehe ich das Bauteil noch nicht gut genug, habe ich noch
> einen anderen Denkfehler?

Mal abgesehen davon, dass du die Zitate durcheinander gehauen hast, habe 
ich dir mal die Strompfade im "normalen" Zustand der Diode 
eingezeichnet.

Und ich bin mir sicher, dass du nicht D+ mit D- kurzschließen möchtest.

: Bearbeitet durch User
von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Richard schrieb:
> habe ich noch
> einen anderen Denkfehler?

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Richard schrieb:
> Vermutlich verstehe ich das Bauteil noch nicht gut genug, habe ich noch
> einen anderen Denkfehler?

Symbolbild dessen, was du mit deiner Diode getan hast

von Richard (richard_ko)


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Sebastian R. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Vermutlich verstehe ich das Bauteil noch nicht gut genug, habe ich noch
>> einen anderen Denkfehler?
>
> Mal abgesehen davon, dass du die Zitate durcheinander gehauen hast, habe
> ich dir mal die Strompfade im "normalen" Zustand der Diode
> eingezeichnet.
>
> Und ich bin mir sicher, dass du nicht D+ mit D- kurzschließen möchtest.

Wow vielen lieben Dank! Das wäre mir niemals aufgefallen. Diese 
garstigen kleinen Verbindungspunkte habe ich komplett übersehen und 
dachte, dass Pin 1 und 3 miteinander verbunden sind. Danke für all eure 
Rückmeldungen :)

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Ich habe den Eindruck, dass da jemand sehr geizig mit 
Abblock-Kondensatoren war. Sie fehlen an den Stromversorgungs-Pins 
sämtlicher ICs (außer die Spannungsregler und das ESP Modul).

von Christian H. (ch-hunn)


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Sebastian R. schrieb:
> Richard schrieb:
>> Vermutlich verstehe ich das Bauteil noch nicht gut genug, habe ich noch
>> einen anderen Denkfehler?
>
> Symbolbild dessen, was du mit deiner Diode getan hast

Passt doch perfekt! Bessere Zugentlastung und galvanische Trennung. Was 
will man mehr?

SCNR

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Sebastian R. schrieb:
> Symbolbild dessen, was du mit deiner Diode getan hast

Hast du das extra für diesen Thread gebastelt?

Wer den Fehler jetzt immer noch nicht sieht, hat gestern wohl zu viel 
gefeiert.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Hast du das extra für diesen Thread gebastelt?

Nein, das Bild dürfte ähnlich alt wie das Internet selber sein.

Und für den "Alt USB" direkt zum ESP32 (warum hat der eigentlich keinen 
ESD-Schutz?) haben wir den Fehler ja auch gefunden

von Richard (richard_ko)


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Sebastian R. schrieb:

> Und für den "Alt USB" direkt zum ESP32 (warum hat der eigentlich keinen
> ESD-Schutz?) haben wir den Fehler ja auch gefunden

Die alternative USB Schnittstelle habe ich aus Selbstzweifel noch 20 min 
vor der Bestellung auf die Platine gepackt. Vermutlich hätte ich lieber 
nochmal weitere 20 min investieren sollen um sicherzustellen, dass sie 
auch funktioniert...

Wo ich gerade eh schon weinend und beschämt hier sitze: Neben den 
offensichtlichen Fehlern bei den USB Schnittstellen, dem 
unübersichtlichen Schaltplan und den fehlenden Abblock-Kondensatoren, 
habe ich noch irgendwelche fatalen Fehler gemacht, die man bei der 
Schaltplanerstellung dringend vermeiden sollte? Ich schaue mir momentan 
viele Erklärvideos zu dem Thema an und versuche möglichst viel davon zu 
kopieren. Vermutlich kopiere ich aber auch viel Schlechtes

von Helmut -. (dc3yc)


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Richard schrieb:
> Kann ich abgesehen vom der Platzierung auf dem Blatt noch weitere Dinge
> beachten um die Lesbarkeit vom Plan (deutlich) zu verbessern?

Da gibt es hier im Forum einen Artikel, wo das allen beschrieben ist. 
Kannst dir ja mal durchlesen. Ich finde es jedenfalls grauenhaft, wenn 
auf einem Blatt ein IC ist und nur irgendwelche Netznamen auf andere 
Blätter gehen und man bei jedem Signal suchen muss, wo es hingeht.
Hier der Link: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplan_richtig_zeichnen

: Bearbeitet durch User
von Richard (richard_ko)


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danke, das hilft mir sehr! ich konnte den Fehler an der USB-ESD-Diode 
übrigens provisorisch fixen und jetzt läuft die Platine soweit. Nochmal 
vielen Dank an alle

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