Adapter für ESP8266 ESP-12
Nachdem ich das RgbEsp Projekt abschloss, begann ich neue ESP8266 Projekte. Mich störte jedoch die relativ aufwendige Grundbeschaltung mit Pullup und Pulldown Widerständen und Kapazitäten zur Spannungsstabilisierung bei der sich generell oft Fehler einschleichen. Zudem missfiel mir an dem einzigen in China erhältlichen Adapter, dass er alle Reihen eines Steckbrettes belegt.

Darum habe ich nun die mittlerweile dritte Generation meines ESP-12 (bzw. ESP-12E, ESP-12F, ESP-12S, ESP-07) Adapters entworfen und fertig gestellt. Die Grundidee ist, das Board sowohl in der Entwicklungsphase ein zu setzen als auch im späteren Projekt. Dabei kann der Rest der Schaltung entweder direkt fliegend mit den Buchsenleisten verbunden werden, oder auf dem von mir bevorzugten Streifenraster über Pinleisten kontaktiert werden. Die Leiterplatte wurde nun auch in dem sehr zu empfehlenden Youtube Kanal von Andreas Spiess kurz vorgestellt. Mehr dazu am Ende dieser Seite.



Das Adapterboard hat folgende Vorzüge:
  • Durch die Kombination einer Buchsen- und Steckerleiste kann man jeden Anschluss doppelt nutzen und zudem die Boards stapeln.
  • Werden die Pins um 90° mit einer Zange verdreht, so haben diese optimalen Halt in einem Standard Steckbrett, lassen sich sehr leicht dort einstecken und führen dort nicht mehr zu versteckten Zerstörungen durch verbogene Metallleisten. Außerdem können die nach unten stehenden Pins im späteren Einsatz auch einfach abgekniffen werden.
  • Auf der einen Seite des Steckbrettes sind zwei Reihen frei, auf der anderen sogar drei.
  • Alle erforderlichen Pullups (Ru) und Pulldowns (Rd) haben SMD Pads.
  • Für eine stabile Spannung ist auf der Eingangsseite des Spannungswandlers (Vi) ein SMD Pad für einen Kondensator (Ci) und auf der Ausgangsseite (Vo) 3 Pads und eine diskrete Anschlussmöglichkeit für Kondensatoren vorgesehen (Co).
  • Ein USB2Serial Wandler ist absichtlich nicht mit an Board. Dieser hätte Preis, belegte Fläche und vor allem den Ruhestrom nach oben getrieben.
  • Um den stromsparenden Deep Sleep zu ermöglichen, ist GPIO16 direkt mit Reset verbunden, so das sich der ESP selbst aus diesem Modus erwecken kann.
  • Das Flashen kann entweder "Over the Air" (OTA) oder mit dem extra für Steckbrettaufbauten herausgeführten "Flsh" und "Rst" Leitungen erfolgen. Alternativ können diese mit SMD Tastern bestückt werden. Bevor man flasht, drückt man so lange "Flash" bis man "Rst" wieder losgelassen hat.
  • Die Antenne des Moduls liegt sehr frei und kann dadurch gut abstrahlen.
  • Wie im folgenden Bild zu sehen gibt es 3 Möglichkeiten, den Spannungswandlerteil zu bestücken:

    Ganz rechts ist der RT9013 bestückt. Meine Messungen mit einem Oszilloskop, sowie das Datenblatt zeigen, dass dieser sehr stabil von 5V auf 3,3V regeln kann. Die von mir verwendete Ausgangskapazität von 100µF ist viel zu groß dimensioniert, was aber natürlich nicht schadet. Der Regler hat einen sehr guten Ruhestrom von ~25µA und einen extrem niedrigen Dropout von 250mV. Leider ist das Package schwierig zu löten.

    Mittig ist der HT7333 bestückt. Es gelten ähnliche Daten, jedoch ist bei dem Regler eine hohe Ausgangskapazität erforderlich. Der Regler ist übrigens auch als DIP Version erhältlich.

    Ganz links habe ich keinen Spannungswandler aufgelötet. Stattdessen habe ich eine Messung mit dem beliebten AMS1117-3.3 durchgeführt. Auch dieser weist bei 5V Eingangsspannung und den 100µF keine Schwächen auf. Jedoch rate ich von einem Batteriebetrieb ab, da er einen hohen Ruhestrom von 5mA und eine sehr hohe Dropout Voltage von bis zu 1,3V hat.

    Als letztes habe ich auch das Board links mit dem darunter liegenden Step-Up Wandler vermessen (siehe auch das Bild am Anfang der Seite). Die Ergebnisse waren trotz der 100 µF sehr schlecht:

    Wie bei der gelben Kurve zu erkennen, erreicht der DCDC die 3,3V sehr schnell. Während des Bootvorganges und später recht zyklisch kommt es zu starken Einbrüchen in der Versorgungsspannung. Der Einbruch im Bootvorgang sieht im Detail so aus:
    Die Spannung sinkt bis auf 2,2V ab. In den zyklischen Einbrüchen sieht der ESP8266 sogar bis zu 2V am Eingang:
    Aufgrund der geringen Größe der Leiterplatte habe ich für 3 Exemplare zusammen nur 7,17 € (inkl. Versand) bezahlt. Meine Hoffnung ist, dass meine Leiterplatte in China entdeckt wird, und bis auf den ESP fertig bestückt bestellbar ist. Also hier der Schaltplan als Fritzing Datei und als Gerber Datei.

    Nachtrag 15. Oktober 2018: Leider wurde die Platine immer noch nicht in China entdeckt ;-) Ich habe daher selbst eine Fertigung in China in Auftrag gegeben. Dort habe ich dann für 80 Stück nur 10,80 € (inkl. Versand) bezahlt. Die Qualität war sehr gut.

    Als Hilfe für Bestellungen und Preisindikation hier eine Übersichtstabelle:
    BestellbezeichnungPreisAnteilSumme
    10Pcs 8 Pin 2.54 mm Stackable welding Long Legs Femal Header 1,00 €0,200 0,20 €
    3X(ESP8266 ESP-12E Remote WLAN Kontrolle WiFi – modul 5,48 €0,333 1,83 €
    20Stks 3.3V SOT-89 Low Power Consumption LDO HT7333-A HT7333 Voltage Regulator 1,00 €0,050 0,05 €
    20Stück 2Pin 3x6x2.5mm Momentary Kurzhubtaster Drucktastenschalter SMD SMT PCB 1,00 €0,100 0,10 €
    50 SMD Widerstände Bauform 1206 1% 1/4W Werte FREI WÄHLBAR 0,25W Resistor 1,60 €0,060 0,10 €
    50PCS smd capacitor 1210 107K 100UF 6.3V Free Shipping 2,47 €0,040 0,10 €
    3 x Leiterplatte 7,17 €0,333 2,39 €
    Komplettsumme 4,76 €
    10PCS RT9013-33PB RT9013 SOT23-5 RT9013-33 1,20 €0,100 0,12 €
     
    Brief an Andreas Spiess
    Überraschenderweise wurde der Inhalt des Briefes auch gut lesbar in die Kamera gehalten. Also kann ich diesen hier nun auch (natürlich mit ein paar zensierten persönlichen Daten) veröffentlichen: Brief

    In den Kommentaren zu dem Video werde ich als "grumpy Internet troll" bezeichnet. Das kann ich aufgrund der Tatsache das ich einen kostenlosen Youtube Kanal kritisiere durchaus nachvollziehen.

    Was ich nur an dieser Stelle betonen möchte: Der Kanal ist ohne Übertreibung der beste Youtube Kanal den ich kenne. Es war nie meine Absicht, diesen als schlecht dar zu stellen.

    Auch das Experiment mit diesen zwei "Mailbag"-Videos eine Abstimmung über zukünftige Inhalte zur Verfügung zu stellen finde ich hevorragend und sehr großzügig. Die meisten Bastler machen einfach das was ihnen am meisten Spaß macht ;-)
    		•