Freitag, 14. Juli 2017

Elektrodrachen und so

Fertige IoT Module mit dem ESP Modul gibt es mittlerweile Einige. Von SonOff eine ganze Palette, dazu gibt es auch schon Anleitungen im FHEM Wiki.
Eine Alternative mit nicht so breiter Palette liefert Electrodragon. Ich habe mir zwei Module (SPDT und VDC Version ist die Bezeichnung von Electrodragon) von denen bestellt und möchte die Einbindung in FHEM hier kurz vorstellen.
All diesen Modulen gemeinsam ist, dass sie quasi ohne Lötarbeit für FHEM einsatzbereit gemacht werden können, der Interface Stecker zur Programmierung ist schon vorhanden. Die Module enthalten den ESP 12E Baustein mit 4 MB Flash.
Im Gegensatz zu SonOff liefert Electrodragon keine fertige Software und keine App mit. Diese Module sind für den "normalen Anwender" also nicht brauchbar.

Achtung: 

  1. Niemals die Module programmieren oder im offenen Zustand betreiben wenn sie mit dem Stromnetz verbunden sind!
  2. Die Stromversorgung während der Programmierung erfolgt besser durch eine separate 5 V oder 3,3 Volt Spannungsquelle. Sonst ist der Erfolg beim Flashen nicht gewährleistet. Beim Betrieb mit 3,3 Volt funktionieren die Relais nicht sauber! 
  3. Es sind keine Güte- und Prüfsiegel vorhanden! 

Electrodragon liefert derzeit 3 fertige Relais Module, zwei mit SPST Relais (einfacher Schließer) und eines mit SPDT Relais (Umschalter). Leider ist die Beschreibung im Shop relativ dürftig, es sind aber die Schaltpläne verfügbar. Alle Module verfügen über einen bestückten 12 poligen Steckverbinder zum Anschluss der Programmierumgebung und eventuell weitere Komponenten. Sie verfügen weiterhin um einen vorbereiteten Lötanschluss für einen DHT22. Das SPST Modul mit Niederspannungsversorgung hat zusätzlich einen vorbereiteten Lötanschluss für D0-D3 VCC GND.

Verwendungsmöglichkeiten aus meiner Sicht


SPDT Variante
Separates Netzteil zur Speisung 65-250 Volt AC, der Speiseeingang ist nicht mit den Relaiskontakten verbunden! Die Umschaltkontakte der beiden Relais sind separat herausgeführt. Die Kontakte sind damit potentialfrei.

SPST Variante mit Stromversorgung 85-250 Volt AC
Die Schließerkontakte der beiden Relais sind einseitig bereits mit der Speisespannung verbunden. Dieses Modul ist zum Einsatz von Schaltaufgaben mit minimalem Verkabelungsaufwand im Haushalt gedacht. Die Netzspannung kann auf zwei Verbraucher geschaltet werden, sowohl Versorgung als auch Verbraucher haben separate zweipolige Klemmen.

SPST Variante (VDC Version) mit Niederspannung Gleichstromversorgung 5-24 Volt DC
Im Auslieferungszustand sind die Schließerkontakte der beiden Relais einseitig bereits mit der Speisespannung verbunden. Der Pluspol der Speisespannung kann auf zwei Verbraucher geschaltet werden. 
Das Board bietet aber die Möglichkeit den Pluspol der Speisespannung und Schaltspannung zu trennen. Außerdem bietet es die Möglichkeit das Modul separat mit 5 Volt zu versorgen. Dabei ist die Schaltspannung der beiden Relais wählbar (AC oder DC). 
Die Eingangsspannung kann auf zwei Verbraucher geschaltet werden, sowohl Versorgung als auch Verbraucher haben separate zweipolige Klemmen. Man hat damit auch ein Modul mit Niederspannungsversorgung und zwei potentialfreien Schließerkontakten. 
Die Konfiguration der einzelnen Varianten erfolgt mit Jumpern bzw. Lötbrücken.

Praktisches Einsatzbeispiel

Mein Freund Steffen hat mit einem SPST Modul einen Zwischenstecker realisiert. Für kleines Geld gibt es z.B. bei conrad ein universelles Gehäuse (TRU COMPONENTS TC-SG 1022 SW203) und einen Dichtring (TRU COMPONENTS TC-SG 1015 SW203).

Programmierung

Electrodragon hat eine Art Demo Software vorinstalliert, mit der man einen MQTT Server anbinden kann. Ich will das Modul mit ESPEasy flashen und an FHEM anbinden.
Notwendige Hardware: 
Eine serielle Schnittstelle mit 3,3 Volt Logikpegel! (z.B. FTDI USB Adapter)
Eine 5 Volt oder 3,3 Volt Stromversorgung die etwa 300 mA liefern kann. 

Achtung!
Der typische FTDI Adapter kann nur 50 mA liefern und eignet sich nicht zur Stromversorgung! 
Man könnte das Modul über den 5 Volt Anschluss direkt vom USB versorgen, allerdings hat mein FTDI Adapter dafür kein Pin. Mit dem CP2102 Adapter geht das.

Ich verwende ein Breadboard, eine 5 / 3,3 Volt Stromversorgung fürs Breadboard und einen USB/seriell Adapter (mit CP2102 oder FTDI Chip aber unbedingt (3,3 Volt !) sowie ein paar Steckbrücken.
  • Spannungsversorgung aus!
  • Alle Masseanschlüsse werden verbunden, Spannungsanschlüsse am USB/Seriell Wandler werden nicht mit der separaten Versorgung verbunden
  • Stromversorgung an das Modul, Aufpassen! Entweder -> 5 V an 5 V ODER 3,3, V an 3,3 V
  • RX von der seriellen Schnittstelle an TX vom Modul
  • TX  von der seriellen Schnittstelle an RX vom Modul
  • USB Stecker an USB seriell Adapter
  • Spannungsversorgung ein.
Wird die allgemeine Spannungsversorgung mit verbundenem TX RX aber spannungslosem USB/seriell Wandler hergestellt, kann es sein, dass der ESP nicht richtig startet oder sogar "Factory Reset" durchführt.

Zum flashen muss beim Einschalten der Spannungsversorgung, der BTN2 (BTN) Knopf gedrückt  werden. Als Quittung leuchtet die Status LED dauerhaft. Die Bezeichnung der Knöpfe im Plan und Aufdruck ist nicht ganz konsistent.
Man muss beim Aufbau dafür sorgen, dass man leicht mit einer Hand die Stromversorgung stecken kann (Breadboard und Steckbrücke).
Im Detail ist der Flashvorgang hier beschrieben 

Auf dem SPST/VDC Board ist der zweite Knopf (RST) wirklich der Reset Knopf.
Auf dem SPST (Netzteilversion) /SPDT Board ist der zweite Knopf (BTN1) mit GPIO-02 verbunden. Hier muss der Reset also durch kurze Spannungsunterbrechung erfolgen.

Die Einbindung in FHEM zeige ich in diesem Artikel

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