Minimal Hardware Design GSM-Stockwaage mit TTGO T-Call

[clemens]

@clemens

TTGO T-Call […] nun auch eine Version mit dem AXP192 als power management chip statt des IP5306.

Dazu noch etwas im TTN-Forum gefunden, es geht dort um den TTGO LoRa, nicht um den T-Call, aber um den neuen Energie-Management-Chip AXP192:

The AXP needs to be configured in code to enable power and the correct voltages to elements on the board. Without configuring the AXP many things will not work. See the TTGO T-Beam topic for more information.

Hier könnte man bei Gelegenheit dann auch mal spicken, beim code für den T-Beam / Paxcounter, auch ein ESP32 mit AXP von TTGO, der laut Produktseite überraschend stromsparend sein soll:

Sleep current: 0.2uA@SLEEP
1.5uA@IDLE

vielleicht ist die Verdrahtung ähnlich und man könnte beim code vom

• Paxcounter spicken
  https://github.com/cyberman54/ESP32-Paxcounter/blob/master/src/power.cpp

oder bei der

• AXP-Bibliothek, sleep example,
  https://github.com/lewisxhe/AXP202X_Library/tree/master/examples/axp_sleep_mode

genauer reinschauen.

[clemens]

Versuche gerade zu verstehen, wie der (neue) T-Call mit SIM800C und AXP192 das SIM800-Modul mit Strom versorgt und ob die auf GITHub dokumentierten 500 uA im deep sleep wirklich das untere Ende der Fahnenstange sind, oder ob da noch was geht. Als erstes wollte ich schauen, ob man das SIM800-Modul komplett vom Strom trennen kann:

LilyGo-SIM800C-20200630.pdf

Auf Seite 3 des Schaltplans sieht man unter GPRS das SIM800C-Modul, ich vermute BAT1 und BAT2 ist die Versorgungsspannung, die hängt an DVDD4V. Auf der gleichen Seite rechts unter POWER taucht DVDD4V auch wieder auf, und zwar in Verbindung mit einem SY8089 Step Down Regulator. dafür scheint VSYS die Stromquelle zu sein. VSYS hängt am Strom-Management-Chip AXP192 an diversen Stellen. VIN1, VIN3, IPSOUT1/2.

Der SY8089 scheint ein EN(able) pin zu haben, mit dem man den ein / ausschalten kann?? Der ist mit IO25 des ESP verbunden. So ganz verstehen tue ich es aber nicht, da ja der SYS8089 auch die 3V3 für den ESP generiert? Wenn jetzt der ESP den SYS8089 abschaltet wird damit auch der ESP abgeschaltet und wer weckt dann das ganze System wieder auf? Hmmm … Bin mit den Erkenntnissen oben mehr als unsicher.

[poesel]

Ich hab das jetzt auch endlich in die freie Wildbahn gebracht. Sind momentan noch keine Bienen drauf und der funkt auch nur mit WLAN - es ging mir aber auch erstmal darum, ob die Kombo aus Solar & DS3231 so funktioniert. Bis jetzt tut es das und hat auch das Regenwetter der letzten Wochen gut überstanden.
Ich hatte den heute nur nochmal auf, weil da noch eine LED aktiv war.

Mit dem DS3231 macht man sich unabhängig von allen Deepsleep Problemen oder sonstigen Leckströmen und man bekommt noch eine RTC dazu.
Der fliegende Aufbau ist im Grunde auch kein Problem - die ‘Adapterplatine’ könnte aber ein wenig hübscher sein.

Die Daten sind hier:
https://swarm.hiveeyes.org/grafana/d/D6qEhpEWk/do-mm-stock-05?orgId=2&from=now-2d&to=now

Offene Kiste:

Zusammengebaut:

Solarpanel:

Die Ritzen im Panel muss ich noch abdichten, sonst tropft es da durch.
Bei der Konstruktion mit XT60 Stecker & Schrumpfschlauch bin ich mir nicht ganz so sicher. Man wird sehen.

[clemens]

@poesel

Mit dem DS3231 macht man sich unabhängig von allen Deepsleep Problemen oder sonstigen Leckströmen und man bekommt noch eine RTC dazu.

Nur zur Konkretisierung: Du verwendest nicht nur die RTC, sondern auch die Schaltung zur Spannungsabschaltung wie unter post 70 beschrieben und hier gut zu sehen:

[poesel]

@clemens

Schaltung zur Spannungsabschaltung

Ja, das ist korrekt. Der DS3231 hat einen Ausgang, der über den Alarm-Trigger geschaltet wird. Dieser Ausgang schaltet die Spannungsversorgung für den ESP & HX711 ab.
Noch besser wäre es natürlich, wenn Nachts die Elektronik für das Solarpanel auch ausgeschaltet würde.

[clemens]

Wirf einfach das olle Waveshare-board raus, die LEDs sind Quatsch, die Wandlung auf 5 V unnütz verbratene Energie.

[poesel]

Das Board hatte ich halt, die LEDs sind entfernt und es läuft. Ich hab das Ding momentan im Garten stehen, da könnte ich auch Strom hinlegen. Ich wollte wissen, ob das vom Prinzip her läuft und das weiß ich jetzt. Falls ich nochmal sowas bauen würde, würde ich natürlich andere Komponenten nehmen. Allerdings hat auch noch niemand anderes an dem Prinzip Interesse gezeigt, also gibt es auch gerade nicht soviel Druck, das zu tun.

[clemens]

@clemens

Leider ist der deep sleep-Verbrauch mit 500 uA immer noch enorm etwa im Vergleich zum WiPy mit 15-20 uA , ggf. ist jetzt die Stunde des timers gekommen! ;-)

Habe die letzten Tage viel mit dem TTGO T-Call SIM800C experimentiert. Diese Version des T-Call hat einen AXP-Strom-Management-Chip drauf, damit lässt sich das komplette board vom Strom trennen und läuft bei neuem Anschalten wieder an, was mit dem T-Calls mit IP5306 nicht funktioniert.

Damit liefe im Prinzipt eine Ein- und Ausschalten über den Sparkfun Nano Power Timer / TPL5110 wenn, ja wenn das SIM800-Modul nicht wäre!! Zuerst hatte ich das JST-Kabel vom Nano Timer zum T-Call gecrimpt und mit jumper wire verbunden. Das ging sehr unreliable, typisches SIM800-Fehlverhalten bei insuffizienter Stromversorgung: Manchmal geht es, oft nicht, Modem signalisiert Verbindungsaufbau bekommt es aber nicht hin. Mit verlöteten Stromkabeln gings dann etwas besser. Allerdings nur mit einem vollen (über 4,0 V LiPo), mit LiPo-Ladungen von 3,9 und darunter gleiches Verhalten. Der sketch rödelt zwar, aber es wird keine Verbindung aufgebaut. Mit gleicher Software und LiPo direkt am T-Call angeschlossen – kein Problem, da funktioniert es, muss also der Strom sein.

Ein Blick in die Spec bestätigt die Vermutung: Webseite zum Nano Timer

The Nano Power Timer can handle voltages between 1.8V and 5.5V as well as current up to 1.1A

Also maximal 1,1 A, was bei einem peak-Verbrauch von ~2 A beim SIM800 zu wenig ist.

Also bleibt – Stand heute – doch nur die RTC-Lösung von @poesel oder nochmal zu schauen, ob der AXP noch mehr abschalten kann, siehe weiter oben posting #78

Oder hat noch jemand eine Idee? Kondensatoren zwischen Nano Timer und T-Call …?

[clemens]

Vergleich der TPL5110-boards von SparkFun vs. Adafruit bzgl. maximalem Strom

Schauen wir mal wo der maximale Strom von 1,1A beim Sparkfun Nano time breakout herkommt, beim TPL5110-Datasheet habe ich nichts in die Richtung gefunden. Aber beim Schaltplan des Sparkfun boards steht beim Power MosFet was von 1,1 A:

Könnte das board von Adafruit eine Alternative sein? Habe da kein Angaben zum maximalen Strom gefunden Adafruit TPL5110 Low Power Timer Breakout : ID 3435 : $4.95 : Adafruit Industries, Unique & fun DIY electronics and kits Ist leider nur nicht so schön konfigurierbar wie das Sparkfun-Teil mit dem Mäuseklavier! In der eagle-Datei von Adafruit steht beim MosFet DMG3415 bei den Datenblättern steige ich mit verschiedenen A-Angaben nicht ganz durch. -4 A und -2 A habe ich gefunden, scheint also besser zu passen:

Könnte man nun den MOSFET tauschen bzw. auf dem Sparkfun board den aktuellen auslöten und einen anderen einlöten?

In der Eagle-file steht bei Sparkfun: SOT23-3 beim footprint bei Adafruit SOT23-wide, der scheint breiter zu sein als der von Sparkfun.

[weef]

@clemens

In der Eagle-file steht bei Sparkfun: SOT23-3 beim footprint bei Adafruit SOT23-wide, der scheint breiter zu sein als der von Sparkfun.

Es gibt aber nur ein SOT23-3 ! ;)

Außer, daß das rechte einen Strich breiter ist, sind vor allem die pads größer - das ist aber auch schon alles (links das Sparkfun-library-Gehäuse, rechts dasjenige von Adafruit (die das von microbuilder benutzen)):

[clemens]

Danke @weef für den Hinweis, ich hatte mir tatsächlich nur die footprints angeschaut und nicht die Abmessungen der Bauteile! Ich müsste noch einen IRLML6401 P-Channel MOSFET irgendwo haben, auch SOT23-3!

[clemens]

Der Wechsel vom Sparkfun Timer breakout zu dem von Adafruit hat weniger Effekt als erhofft, die Datenübertragung funktioniert zwar jetzt auch im Bereich von 4,0 bis 3,7 V LiPo-Spannung, darunter nicht mehr:

Datum/Zeit,Gewicht,Temperatur,Feuchte,Luftdruck,Batterie-Spannung
2021/06/28 11:30:34,   0.055, 22.5, 61.4, 1016.9, 4.06
2021/06/28 11:35:45,   0.053, 22.8, 60.7, 1016.9, 4.06
...
2021/06/29 23:51:25,  -0.006, 21.6, 67.4, 1008.3, 3.68
2021/06/29 23:56:39,  -0.007, 21.6, 67.1, 1008.3, 3.68

Allerdings funktioniert es auch nicht, wenn ein LiPo mit < 3,7 V direkt an den T-Call – ohne TPL5110 dazwischen – angeschlossen wird. Es scheint als macht der AXP-Strommanagement-Chip schon zu da beim board die LEDs nur kurz aufleuchten und dann nichts mehr passiert.

Beim Seeeduino Stalker mit Sodaq GPRSBee war die Toleranz etwas mehr und Daten wurden noch mit 3,6 V, teilweise (unreliabel) mit 3,5 V LiPo-Spannung übertragen.

[weef]

@clemens

Ich müsste noch einen IRLML6401 P-Channel MOSFET irgendwo haben, auch SOT23-3!

… na, haste aber Glück, daß alle drei (SI2309DS, DMG3415, IRLML6401) nicht nur im gleichen Gehäuse kommen, sondern auch die gleiche Pinbelegung haben.

[weef]

@clemens

Als erstes wollte ich schauen, ob man das SIM800-Modul komplett vom Strom trennen kann:

Ja, kann man! ;)

@clemens

Der SY8089 scheint ein EN(able) pin zu haben, mit dem man den ein / ausschalten kann?? Der ist mit IO25 des ESP verbunden.

Ja, dafür ist das gedacht.

@clemens

da ja der SYS8089 auch die 3V3 für den ESP generiert?

nein, macht der nicht: DVDD4V wird als einzige Spannung vom SY8089 erzeugt, und die geht ausschließlich ans Modem (Stützkondensatoren und eine TVS-Diode mal abgesehen, gehören ja mit zum Modem ;) ) .

[clemens]

@weef

… na, haste aber Glück, daß alle drei (SI2309DS,

Habe mich gerade gefragt, wie du den Typ rausgefunden hast. Bin jetzt auch In der SparkFun_TPL5110_Nano_Power_Switch.sch (nicht in der PDF-Version!) fündig geworden, dort sieht man SI2309DS bei den Eigenschaften von Q1!

Auslöten ging recht gut und der IRLML6401 ist nun eigelötet, jetzt mal schauen, ob Sparkfun Nano Timer mit dem neuen MOS-FET den T-Call mit LiPos unterhalb von 4 V versorgen kann. Test läuft … :-)

[clemens]

@weef

@clemens

Der SY8089 scheint ein EN(able) pin zu haben, mit dem man den ein / ausschalten kann?? Der ist mit IO25 des ESP verbunden.

Ja, dafür ist das gedacht.

Der GPIO25 wird in den TinyGSM-Beispiel-files des TTGO T-Call als MODEM_POWER_ON initialisiert.

Xinyuan-LilyGO/LilyGo-T-Call-SIM800/blob/af29d84b5ab284ff4d7dc7eb02da51e51781f76a/examples/Arduino_TinyGSM/utilities.h#L56-L59

und auch im TinyGSM-sketch dann genutzt:

https://github.com/Xinyuan-LilyGO/LilyGo-T-Call-SIM800/blob/af29d84b5ab284ff4d7dc7eb02da51e51781f76a/examples/Arduino_TinyGSM/Arduino_TinyGSM.ino#L103-L104

Allerdings nirgends explizit ausgeschaltet. Hatte mich schon gefreut, dass das die Lösung sein könnte von den bei GitHub berichteten 500 uA runterzukommen, war es leider nicht: Auch ein Testsketch mit

#define MODEM_POWER_ON       25
[...]
pinMode(MODEM_POWER_ON, OUTPUT);
digitalWrite(MODEM_POWER_ON, LOW);

brachte keine Veränderung und der CurrentRanger zeigt immer noch 560 uA im deep sleep an. Mit digitalWrite(MODEM_POWER_ON, HIGH); bekomme ich übrigens keinen Strom mit dem CurrentRanger gemessen. Ich vermute das Modem zieht zu viel und der CurrentRanger zeigt 33 uA an, der T-Call hat sich da aber aufgehangen oder der AXP versorgt das board gar nicht mehr …

Wenn das Modem / SIM800 aber nicht die 500 uA frisst, was ist es dann?

[clemens]

@clemens

Wenn das Modem / SIM800 aber nicht die 500 uA frisst, was ist es dann?

Hier gibt es noch Code für den T-Beam (!), der auch den AXP als power management-chip verwendet. Dort ist einiges mit axp.setPowerOutPut ... auskommentiert, was bei uns aktiviert ist: TTGO-T-Beam-Blinking/TTGO-T-Beam-Blinking.ino at master · luckynrslevin/TTGO-T-Beam-Blinking · GitHub

Ggf. lohnt sich da ein Blick drauf.

[clemens]

@clemens

– TTGO T-Call 15 EUR

Ich könnte gerade …

Upload not possible at 5 of 10 bought T-Call SIM800C, need replacement urgent, how to detect faulty boards

[edit ein paar Wochen später]

Von den 5 die damals gingen sind nun nochmal drei ausgestiegen, einer funktionierte an einem Tag gar nicht, nun heute wieder. Ein anderer funktioniert ca. 20 Sekunden, dann nicht mehr. Ich denke es hat irgendwas mit Aufwärmen, ggf. auch Löstellen zu tun. Jedenfalls gehen auch die drei an Eckstein zurück. 10 Stück hatte ich danach direkt bei TTGO über denen aliexpress-Shop bezogen, die funktionierten alle.

[Andreas]

Hi Clemens,

das ist ja wirklich Pech. Ich habe Dir einige Dinge bei Upload not possible at 5 of 10 bought T-Call SIM800C, need replacement urgent, how to detect faulty boards · Issue #165 · Xinyuan-LilyGO/LilyGo-T-Call-SIM800 · GitHub zusammengesammelt, vielleicht hilft ja das ein oder andere weiter.

Es liegt immer am Kabel?

Viele liebe Grüße und Glückauf,
Andreas.

[clemens]

Danke, Andreas, habe dort geantwortet. Komisch ist, dass die Dinger zwar als serielles Gerät erkannt werden aber keine Kommunikation über die Schnittstelle stattfindet.

Man hat den Eindruck, dass der ESP hinter der Seriellen tot ist und gar nichts macht. Auch die onboard LED leuchtet nur kurz und ist dann aus und mit einem reset über den Taster passiert auch nichts. Jemand bei den GIT-issues hat vermutet, dass der AXP nicht korrekt den Strom mißt und daher den ESP als peripherie abklemmt. Ich weiß nicht was da los ist, ob die initiale Programmierung / aktuellen Einstellungen des AXP das Problem sind oder einfach ein paar Bautiele, die zu schwach dimensioniert sind. Jedenfalls super ärgerlich und was das mich wieder Zeit gekostet hat …