beelogger

beelogger-Universal 2.x – Schaltung

Nach Modifikation des Arduino Pro Mini und durch Abschalten der Versorgungsspannung aller Module und Sensoren sowie Aktivieren aller Stromsparoptionen im ATmega wird das System in einen Eigenstromverbrauchsmodus von unter 20uA (typisch 8uA) zu versetzen.

Der Arduino ProMini (ATmega328) bezieht seine Versorgung aus dem Akku über eine Diode. Eine weitere Diode versorgt den ProMini aus dem 5V-Pfad der Sensoren.
Das Abschalten der Versorgungsspannung der Sensoren bzw. SIM800/7600E erfolgt über einen P-Kanal-MOSFET (IRLIB9343/STD26P3) als High-Side-Schalter, der über einen Transistor angesteuert wird. Die Schaltung (High-Side-Switch) findet sich an diversen Stellen im Netz.

Über den MOSFET wird der MT3608 eingeschaltet und im Messzyklus werden die Sensoren über den MCP1702-5 versorgt.
Das WLAN-Modul wird über den MOSFET und den 3,3V (MCP1702-33) gespeist.

Die Anschaltungen der Sensoren erfolgen jeweils nach den Datenblättern der Hersteller. Hierzu finden sich viele Beispiele im Netz.
Für einen groben Überblick über den Aufbau auf Basis des beelogger-SMD haben wir diesen Schaltplan erstellt.
Die Verwendung der Pins des ATmega328 beim beelogger findet sich hier.

Für die Fehlersuche:

a: Anschaltung MOSFET mit Messpunkten

beelogger Universal Platine mit Buchstaben der Messpunkte zur Fehlersuche im Netzteil

beelogger Universal Platine 2.x mit Buchstaben der Messpunkte zur Fehlersuche im Netzteil

Messpunkte in dieser Reihenfolge kontrollieren:

1. ProMini und DS3231-Modul entfernen, Drahtbrücke (grün) von “+5V”/”VCC” nach “D4” einbauen
2. Steckbrücke an “A” stecken

3. Spannungen messen:
      – Messpunkt “A”: Ubat
      – Messpunkt “B”: ca. +4.8V
      – Messpunkt “C”: 0,7V
      – Messpunkt “D”: 0V
      – Messpunkt “E”: Ubat

Fehlersuche, Reihenfolge einhalten:
Spannung an “A” fehlt: Leiterbahn unter Anschlussklemmen defekt, Jumper am Akku nicht gesteckt, Diode falsch herum eingebaut
+5V an “B” fehlt: MCP1702-5 defekt, Kurzschluß auf +5V
0,7V an “C” größer 1V oder kleiner 0,5V: BC548 defekt oder Leiterbahnunterbrechung
0V an “D” größer 0,5V: BC548 defekt oder Leiterbahnunterbrechung
Ubat an “E” ist nicht Ubat: Widerstände 2k0 und 150 kontrollieren, ev. MOSFET defekt

b: Messpunkt für Spannung ADC-Kalibrierung:

An “MP1” ist ca. 1/3 der Akkuspannung vorhanden, wenn Steckbrücke “A” gesteckt.
Bei ca. 4V Akkuspannung ergeben sich ca. 1,3V zwischen Pin “A6” und GND.

c: weitere Fehlerbehebung -> Support

Sonstiges:

Wesentliche Hintergrundinformation zu den Stromsparmodi des ATmega328 stellt Nick Gammon (Au) auf seiner Webseite zur Verfügung.

Die Pegelwandlerschaltung passt die Signale der seriellen Schnittstelle zum SIM7600E, SIM800L und ESP8266, welche 3,3V Signalspannung haben, auf die 5V-Pegel des ATmega an. Für die TX-Seite des ATmega wird ein einfacher Spannungsteiler (1k/2,2k) verwendet. Der RX-Zweig verwendet nur einen Serienwiderstand 150Ohm, da die Pegel des SIM7600/SIM800L/ESP8266 zum ATmega passen.
Das Reset-Signal für den ESP8266 wird über eine Diode geführt, ein Pull-Up 4,7K sorgt für einen inaktiven ESP8266, wenn der ProMini keinen Sketch geladen hat.
Der SIM7600E/SIM800L wird über einen zweiten MOSFET mit Spannung versorgt. Er wird nur bei Sendezyklen eingeschaltet.

Die 5V Versorgung des beelogger Universal Solar darf mit maximal 150mA belastet werden.
Der 3,3V Spannungsregler dient allein der Versorgung des ESP8266. Für den Dauerbetrieb eines Systems mit Bienenzähler (WLAN) wird anstelle des MCP1702-33 ein LF33CV verwendet.