demande suggestions étage alimentation

[J-M-L]

Salut

Je dois mettre en boîte un petit projet. La boîte ressemble (à main levée vue de dessus) un peu à cela:

La carte à pastille est rectangulaire et fait 100 mm x 40mm. elle traversera la boîte de part en part dans sa longueur, la séparant en 2 zones.

Sur le dessin, l'espace au dessus de la carte à pastille est occupé par des capteurs divers.

Eventuellement sur le côté je peux faire tenir une petite LiPo de 1000mAh (pas la place pour une Batterie lithium rechargeable 18650) qui alimenterait le projet.

Je dois rajouter un lecteur de carte SD (30x27). Il peut se glisser sous les capteurs au dessus de la carte à pastille.

Je dois mettre un ESP32 complet (version avec port USB - 53x30) sur un des bords car il y aura une découpe dans le côté de la boîte pour accéder au port USB sans ouvrir la boîte. Il ne tiendra pas dans l'espace capteurs, il doit donc se trouver de l'autre côté de la plaque à pastille, en bas dans le dessin, dans l'espace composants.

Ces composants sont possiblement modifiables, J'ai besoin de la puissance de calcul d'un l'ESP32, du WiFi, de SPI, I²C et de l'USB. Un MKR 1010 pourrait être envisagé (il est un peu plus long) et idéalement si la carte SD pouvait être intégrée ça me simplifierait sans doute aussi la vie mais je n'ai pas en tête un arduino qui répond à ces critères.

Enfin j'ai besoin d'un étage "puissance" avec une sortie pilotée 12V DC. Les 2 fils (12V, GND) sortiront du boîtier pour aller vers un appareillage externe 12V DC mais l'étage de puissance et pilotage doit être au sein du boîtier.

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J'ai donc une seule source d'alimentation, ma Lipo (45x25mm) que j'ai prévu de connecter à un MH CD42 afin d'obtenir un étage pour recharger la Lipo et de génération de 5V.

Le MH CD42 servirait aussi à allumer / éteindre le tout car j'ai cru comprendre que par sa borne key on peut envoyer un ordre de coupure du courant avec une double impulsion et une simple impulsion (bouton externe au boîtier) allumerait l'alimentation. (quelqu'un a déjà testé ?)

Je dispose donc de 5V en sortie du MH CD42, qui serviront à alimenter le lecteur SD et deux ou trois capteurs qui ne consomment pas beaucoup.

Ce que je ne peux pas changer:

• le boîtier m'est imposé (sans doute discutable mais c'est ce que j'ai sous la main pour le moment et qui rentre dans l'espace destination)

• il y aura besoin souvent d'accéder en USB à cet ESP (manip sur le code et Stockage et pas envie de tout ouvrir)

Les questions sont les suivantes:

• comment alimenter l'ESP ? j'ai cru comprendre que 5V (en sortie du MH CD42) sur Vin c'était un peu limite.

• Il me semble me souvenir qu'on peut connecter à la fois l'USB et Vin sur un ESP32 (Le modèle dispo sous la main est le classique ESP-32S ESP-WROOM). Quelqu'un a-t-il déjà essayé ?

• Je peux envisager de changer d'ESP, j'ai vu qu'il y en a avec port LiPo intégré et recharge par le port USB - mais pourrait-on sortir ensuite de l'ESP pour aller alimenter l'étage puissance (et tirer 200mA poctuellement + l'alimentation des capteurs - sans doute 400mA) ?

• Que choisir pour passer de 5V à 12V (pour le moment j'ai en tête un Régulateur booster MT3608).

• Quel MOSFET serait idéal pour piloter depuis l'ESP (HIGH à 3.3V) l'étage puissance ? J'ai sous la main pour le moment que des 2N7000 mais j'ai peur qu'il chauffe car le module externe 12V tire 200mA et leur RDSon est assez élevé. J'ai bien sûr lu la bible de Riton. Des suggestions (pour achat en France pas le temps d'attendre Ali/eBay) ?

• L'autonomie du bidule n'est pas trop un souci pour le moment. Idéalement il faudrait que ça tienne 8h à 12h, en sachant que le système sera en sommeil profond la plupart du temps à part un capteur qui réveillera l'ESP sur interruption externe et que le système 12V/200mA ne sera que très peu sollicité. (au plus 30 secondes sur 12h sans doute). Mais si vous avez des recommendations pour optimiser cela (par exemple dois-je prévoir de couper l'alimentation de la SD et de l'étage de puissance ?) je suis preneur. (mais c'est plus un démonstrateur donc l'autonomie pourra être explorée plus tard et éventuellement je dois pouvoir trouver une LiPo avec plus de capacité qui rentrera dans l'espace dispo).

bref - bcp de questions, merci de m'avoir lu. Si quelqu'un a des idées ou une opinion sur un des points, je suis preneur de brainstorming

[al1fch]

Bonjour

réponse partielle, je n'ai pas encore pris le temps de considérer l'ensemble de la problématique

• comment alimenter l'ESP ? j'ai cru comprendre que 5V (en sortie du MH CD42) sur Vin c'était un peu limite.

• Il me semble me souvenir qu'on peut connecter à la fois l'USB et Vin sur un ESP32 (Le modèle dispo sous la main est le classique ESP-32S ESP-WROOM)

Ce modèle de carte possède un régulateur linéaire 3,3V de type x1117 qui besoin d'environ 1,2V de tension de 'drop out'. Il devrait donc pouvoir alimenter l'ESP32 avec au moins 4,5V en entrée
Pour l'ESP32 seule compte la qualité du 3,3V

Certaines cartes à ESP32 (Lolin D32 par exemple) ont un régulateur 3,3V acceptant en entrée une tension plus faible... et un courant de repos nettement plus faible.... utile pour améliorer l'autonomie.

[lesept]

Pour la mise à jour du soft, pense à l'OTA. Pour des transferts de fichiers, ça doit être possible en WiFi.

[al1fch]

pour la simultanéité des alim 5V, voici le schéma de la carte 'modèle' : DevkitC Espressif

ESP32-Core-Board-V2_sch.pdf

le "5V USB" traverse un diode shottky avant de rejoindre Vin
en appliquant directement 5V sur Vin on bloque la diode schottky s'i y 5V sur l'USB

Tout se joue avec l'écart des tensions de part et d'autre de la diode
Il vaut mieux éviter de combiner les deux alim

[J-M-L]

Merci pour ces éléments.

J'ai pu récupérer le boîtier (c'est un truc pour un voisin) et j'ai fait un petit essai d'agencement pour visualiser l'espace, ça donnerait ça

lesept:
Pour la mise à jour du soft, pense à l'OTA. Pour des transferts de fichiers, ça doit être possible en WiFi.

Oui à terme c'est envisageable. mais il faudra quand même recharger la batterie donc je me demandais si par l'USB de l'ESP on ne pourrait pas bidouiller un truc et donc faire d'une pierre deux coups.. (ou changer d'ESP pour en avoir un avec un port LiPo)

[al1fch]

Pour le MH CD 42 je vois dans la description qu'il se coupe au bout de 30s si le courant fourni est inférieur à 50mA , donc pas utilisable pour alimenter un ESP32 en deep-sleep comma la plupart des Powerbank

[J-M-L]

Pour le MH CD 42 je vois dans la description qu'il se coupe au bout de 30s si le courant fourni est inférieur à 50mA , donc pas utilisable pour alimenter un ESP32 en deep-sleep comme la plupart des Powerbank

D'après ce que j'ai lu (j'ai pas encore testé) on peut jouer avec le PAD key

Une impulsion sur ce pad fait comme appuyer sur le bouton et allume l'alimentation. Une double impulsion éteint l'alimentation.

En lisant un peu entre les lignes dans la description en franglais chinois

Lorsque le module est en charge, la sortie commutera l'alimentation externe (il sera éteint pendant 0.3 s). La tension de sortie de charge sera inférieure à> 4.7/<5 V, En fonction de la capacité de charge du chargeur!
Mode de déclenchement: déclencheur de bas niveau (sol)
Connectez l'utilisateur du micro-ordinateur monopuce, si la petite clé de charge peut être connecté à la puce unique 20 S pour donner un niveau bas, le module peut continuer à fonctionner

J'ai l'impression de comprendre qu'on a effectivement droit à 30 secondes d'alimentation avant interruption et que si pendant ces 30 secondes on réussi à mettre le PAD à LOW (peut -être pendant 20 secondes ou de manière continue) alors l'extinction automatique ne se fait plus.

Ces 30 secondes devraient être largement suffisantes pour un boot de l'ESP et donc si je trouve une PIN de l'ESP qui est capable de rester à LOW pendant le sommeil ça devrait le faire avec un truc du genre qu'ils documentent dans GPIO & RTC GPIO

#include "driver/rtc_io.h"    // rtc_gpio_hold_dis and rtc_gpio_hold_en
...
// dans le setup
pinMode(keyPin, OUTPUT);
digitalWrite(keyPin, LOW);
rtc_gpio_hold_en(keyPin);

...

esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_xx, HIGH);

je vous dirai quand j'aurais pu tester

[J-M-L]

al1fch:
le "5V USB" traverse un diode shottky avant de rejoindre Vin. En appliquant directement 5V sur Vin on bloque la diode schottky s'i y 5V sur l'USB. Tout se joue avec l'écart des tensions de part et d'autre de la diode
Il vaut mieux éviter de combiner les deux alim

Je suppose que le risque à éviter est d'injecter du courant dans mon port USB.

Si je comprends bien la diode va empêcher que cela se produise sauf à faire claquer la diode. Mais avec un Vin à 5V (la sortie du MH CD42) il y a peu de risques donc ?

[J-M-L]

par acquis de conscience j'ai quand même essayé de mettre un support de 18650 au fond du boîtier et magique ça passe sous les capteurs.

Je pense que je vais retenir cette option car on trouve facilement des 18650 d'assez grande capacité

[al1fch]

Mais avec un Vin à 5V (la sortie du MH CD42) il y a peu de risques donc ?

..si l'ordinateur n'envoie pas beaucoup plus de 5V sur la prise USB
j'ai en ce moment sous la main un Thinkpad Lenovo 14" qui envoie 5,14V sur les prises USB latérales , mais 5;01V sur les prises USB du dock.

la marge de sécurité est faible si on prend 0,3V comme tension de seuil pour la 1N5819

je ne connais pas la tolérance sur VBUS ni celle sur le "5V" en sortie du MH CD42
(le circuit intégré IP5306 très ressemblant est donné pour [4,65- 5,5V] pour 5V Nominal)

Ce jeu des tolérances peut fragiliser le blocage de la diode
Avec un 5V USB 'fort' et un 5V Vin 'faible' on peut avoir une diode conductrice à notre insu si on raisone en valeurs nominales.
Pour cette raison , dans mon usage personnel, je préfère ne pas raccorder délibérément (involontairement ça peut arriver !) les deux sources d'alimentation simultanément, prudence peut être excessive....

Pour le maintien d'un GPIO à l'état bas pendant tout le deep sleep il me semble que ça ne devrait pas poser problème avec l'un des 'GPIO RTC'. En programmant (assembleur) le processeur ULP il parait même possible de manipuler ces GPIO RTC ... mais c'est une autre paire de manches.....

[J-M-L]

Oui en cherchant un peu j'ai trouvé des composants similaires sur eBay (chercher "5V 2A Li-ion Battery Charger Discharge Module 3.7V 4.2V Charge Boost Board") et sur la photo on voit que c'est un IP5306. Sur les miens il n'y a aucun marquage de vrai composant (juste le type de carte MH CD42) - je suppose que ce sont des clones de ce composant..

OK - merci des mises en garde, donc pas de double alimentation :)

Des idées pour la partie contrôle 12V ?

[hbachetti]

• Quel MOSFET serait idéal pour piloter depuis l'ESP (HIGH à 3.3V) l'étage puissance ? J'ai sous la main pour le moment que des 2N7000 mais j'ai peur qu'il chauffe car le module externe 12V tire 200mA et leur RDSon est assez élevé. J'ai bien sûr lu la bible de Riton. Des suggestions (pour achat en France pas le temps d'attendre Ali/eBay) ?

200mA pour un 2N7000 c'est limite.

En France si le fournisseur est du genre Farnell ou Mouser ou RS on trouve un peu ce que l'on veut (à voir les frais de port).
Il serait bien de savoir si un CMS en SOT23 est acceptable ou pas.
Dans ce cas je verrais bien un AO3416.

Un MOSFET N impose de couper le 12V par le GND. Gênant ou pas ?

[hbachetti]

Sinon un AOD404 en DPAK sera plus facile à souder.

[J-M-L]

C'est le fils de mon voisin qui va faire le montage.
Je ne le vois pas souder des CMS ou pattes à plat sur la perfboard

Vous n'avez pas un truc avec des grandes pattes ?

Pour info: Le montage a pour but de faire une capture photo de passage d'animaux "sauvages" (dans son jardin - donc plutôt des chats ) sur détection d'activité (son, mouvement, PIR, ...)

Le boîtier est similaire à un boîtier qu'ils avaient en place (un ancien système de goutte à goutte qu'ils avaient bricolés) et qui ne sert plus. Il est dans un petit passage sous une haie, ancré dans le sol et avec un système de fixation adapté. c'est pour cela que l'on essaye de réutiliser ce même boîtier, il sera facile à positionner.

Pour l'achat de composant, les frais de port c'est pas trop grave, je me rajouterai des choses dans la commande, il manque toujours quelques trucs dans les tiroirs

Un MOSFET N impose de couper le 12V par le GND. Gênant ou pas ?

En quoi ça pourrait être gênant ? (conserver le + sur le système externe je suppose ?) Le composant externe c'est un ensemble de 24 LEDs qui éclairent bien ("DC 12 V 24-DEL Super Bright blanc Piranha") pour faire "flash".

[hbachetti]

OK.
Un grand classique : le IRLZ44N, TO-220, facile à trouver.
Il passera sans problème avec une commande de 3.3V.

Sinon dans mon article il y en a beaucoup d'autres.
Choisir un TO-220, avec une tension VGSth à 2V maxi.

[J-M-L]

OK merci - je vais partir sur ce IRLZ44N alors

(oui j'ai vu qu'il y avait du choix, je me demandais s'il y avait un favori :)) )

[J-M-L]

Question connexe: je me demandais si je ne pourrais pas utiliser un ULN2003 (que j'ai sous la main) même si je n'ai pas besoin de plusieurs commandes ?

[hbachetti]

Un ULN2003 passe 500mA mais pour 200mA il fera perdre environ 1V sur la sortie.

[hbachetti]

• Que choisir pour passer de 5V à 12V (pour le moment j'ai en tête un Régulateur booster MT3608).

C'est un des moins gourmands en énergie (170µA de courant de repos). En comparaison le SX1308 est à 1mA.
Pour une sortie en 12V il n'y a guère de choix.

[J-M-L]

hbachetti:
Un ULN2003 passe 500mA mais pour 200mA il fera perdre environ 1V sur la sortie.

oui, mais comme je mets un booster je peux sortir à 13V et récuperer 12V pour les LEDs.

ça nous permettrait aussi d'explorer la possibilité d'éteindre aussi la carte SD et les capteurs...

j'ai commandé des IRLZ44N cependant