WLAN-Probleme ESP8266
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heute gab es wieder eine Boot Schleife.
Kurz nach dem Verbindungsaufbau ins WLAN bricht die Verbindung ab. Habe daraufhin noch einmal die Spannungen gemessen.Der DC/DC Wandler, der 5V liefern sollte, lieferte 5,9 V.
Habe mal auf 5V runtergedreht.
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Interessanter Artikel zum Thema
https://www.letscontrolit.com/forum/viewtopic.php?t=6603Mit der Lupe den Längsregler angeschaut.... Aufschrift "DE=A1D"
https://www.sunrom.com/p/rt9193-33gb-rt9193-33pb-sot23-5-300ma-ldo
Maximal 300 mA
SOT-23-5 Gehäuse.
Laut Datenblatt maximale Verlustleistung 400 mW
Bei 3,3 Volt Ausgangsspannung und 5,9 Volt Eingangsspannung ergeben 300 mA aber schon (5,9 - 3,3V) * 300 mA = 780 mW
Um den Strom von 300 mA dauerhaft liefern zu können, darf der Spannungsabfall über den Spannungsregler also maximal 1,3 Volt betragen, mithin 4,6 Volt Eingangsspannung...
Habe ja gestern von 5,9 Volt die Eingangsspannung des Reglers mit dem Spindelpoti des DC/DC-Wandlers etwas heruntergedreht.
Trotz allem ist das Design sehr grenzwertig.
Wenn die Zeichnung aus dem anderen Forum so der Realität entspricht, würden da für ca 20 ms fast 50% Überlast-Strom fließen.
Da dieser Strom wohl nur während der Startup-Phase fließt, passt das zu den Beobachtungen. Irgendetwas wirft den D1 Mini aus der Bahn, und in der Startup-Phase schaltet der Längsregler angesichts der 430 mA immer wieder ab ... Was dann wieder zum Auslösen der Stromspitze führt, die dann wieder einen Neustart auslöst (Todesschleife sozusagen ...)
Nachtrag: Das Board habe ich von AZ-Delivery. Auf der AZ-Delivery Seite ist auf den Fotos ein anderer Regler zu sehen.
Aufdruck "4A2D"
Datenblatthttps://datasheet.lcsc.com/lcsc/2111081830_Shenzhen-Fuman-Elec-4A2D_C2832127.pdf
Maximaler Ausgangsstrom 500 mA - Sehr ärgerlich, dass da nun ein anderer (billigerer?) Regler verbaut wird - mit den "4A2D" Regler wäre das wohl nicht passiert (wobei aber auch bei dem weiter unten im Datenblatt ebenfalls von 300 mA geredet wird)...
EDIT 2: Habe jetzt noch einmal den Schaltplan angeschaut - im Ausgang des DC/DC Wandlers hängt eine Längsdiode, um Rückspeisungen bei gestecktem USB-Kabel zu verhindern. Messung direkt am D1 Mini Modul ergeben am 5 Volt Pin 4,2 Volt - das sollte von der Verlustleistung her verkraftbar sein ...
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@martinp
Der Spannungsregler wäre eine Erklärung.
Meine WLED-Controller haben auch AZ-Delivery Boards. -
... und schon ist geklärt, dass es nicht am ESP8266 liegt.
Wie geschrieben, bei mir werkelt(e) ein ESP 8266 als WLED Controller des Ambilight am TV und wenn der auch nur die geringste Ausfallzeit gehabt hätte, dann wäre das Ambi auf default orange gesprungen und das merkt man
Hatte den Thread hier aber als Ansporn genommen meine noch günstigeren ESP32 S2 mini doch noch mit WLED als Controller in Gang zu bekommen und wenn man das mit VLCode selber kompiliert und auch gleich damit flasht, dann läuft das in der Tat noch besser als mit nem 8266, da mehr "RAM" und schnelleres WLAN
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@jan1 Es liegt womöglich schon am ESP8266 Board, das einen Spannungsregler hat, welcher nicht einmal die Stromspitzen durch Wifi Traffic stabil abfedern kann ...
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@martinp
Das Board ist nicht der ESP und was da noch so an extra Elektronik drauf ist, kann genau so gut auf einem mit ne ESP32 verbaut sein.
Hier wurde aber behauptet, dass die 8266 eben schlechter wären was die Stabilität angeht und das trifft nicht zu. Wobei man ein ESP32 meist einem ESP8266 vorziehen kann, da die Dinger sonst etwas mehr auf der Brust haben, wobei der Preis von 1,80€ zu 2,30€ ja jetzt nicht gerade ein wirkliches Argument für die günstigen Varianten der Minis sein kann.Da die ESP32 etwas schneller im WLAN sind, könnte das sogar eher hier bei schlecht gewählten Reglern zu mehr Problemen kommen.
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@martinp Die originalen Wemos haben einen etwas kräftigeren Spannungsregler eingebaut. Die Nachbauten sind hier eher kostenorientiert und wenig vorhersehbar unterwegs. Mit ein Grund warum ich standardmäßig einen 1000µF 6,3V Elko auch an die 3.3V löte, s.o.
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@klassisch
Ich hatte übersehen, dass es hier die Originalquelle für die Forschungen gibt ...
https://www.ondrovo.com/a/20170207-esp-consumption/Just cause the scope can do that, I also calculated the energy consumed during the startup burst - W=36 mJ. This could be used to calculate the necessary blocking capacitors.
1000 µF speichern bei 3,3 Volt gerade einmal 3,3 mJ .... Wenn man einen Spannungsabfall von 3,3 V auf 3 Volt zulassen will, sind es nur noch 0,3 mJ, die man entnehmen kann ...
Da muss immer noch mindestens 95 % der Energie der Längsregler liefern ...Der NodeMCU hat einen deutlich größeren Längsregler Chip
Aufdruck "1117C" Laut Datenblatt 800 mA Output, und auch eine deutlich bessere Wärmeableitung durch ein 4-Pin SOT 223 Gehäuse ...
Wenn man die Hälfte der 36 mJ bei einem Spannungsabfall von maximal 0,3 V aus einem Pufferkondensator holen will, müsste dieser 60000 µF haben (0,06F)...
Vieleicht eine Kombination aus einem Elektrolytkondensator und einem Gold Cap.
z. B. dieser hier: https://www.reichelt.de/v-chip-kondensator-smd-0-1-f-5-5-v-260-reflow-smd-gc-0-1-5-5-p111713.html?&trstct=pol_0&nbc=1
Pinkompatibler Ersatz mit 500 mA wäre der RT9013
https://www.richtek.com/Products/Linear Regulator/Single Output Linear Regulator/RT9013?sc_lang=en# -
@martinp Die originalen Wemos haben einen Richtek LDO. Ob es der genannte ist, weiß ich nicht mehr.
Ich hatte mal (2016) die Stromaufnahme und die Spannungen oszilloskopiert. Die WLAN Aktivitäten hat man deutlich gesehen und ich habe dann beschlossen die 5V und die 3.3V jeweils mit 1000µF (angeblich 1000 uF 6,3 V NCC KZG 8x12mm 6.3V1000uF) und anfangs noch das Modul mit 10µF CerCo zu versehen.
Dabei bin ich geblieben und das hat sich bei meinen Exemplaren bisher bewährt.
Habe allerdings meine letzte Charge Wemos Clones im Dezember 2020 gekauft. Seither lebe ich vom Vorrat. Da ich damals schon eine ordentliche Herde hatte, ist nicht mehr allzuviel dazugekommen. Vielleicht eine Handvoll. Aber auch die laufen rund. -
@martinp sagte in WLAN-Probleme ESP8266:
1000 µF speichern bei 3,3 Volt gerade einmal 3,3 mJ .... Wenn man einen Spannungsabfall von 3,3 V auf 3 Volt zulassen will, sind es nur noch 0,3 mJ, die man entnehmen kann ...
Laut espressif https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp8266_hardware_design_guidelines_en.pdf
läuft der ESP8266 auch noch mit 2.5V1/2*CU² -> 3.3V ->5,45 mWs und 3.0V -> 4.5mWs wäre die Differenz als ca. 1 mWs
Bei 2.5V hätten wir 3.13 mWs. Also kann der Elko 2.32mWs beisteuern.
Und der LDO arbeitet ja weiter und leistet weiter seinen Beitrag und wird versuchen nachzuregeln.Denke ein Versuch mit 1000µF wäre es wert.
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Dass der Prozessor mit statisch eingestellten 2,5 Volt läuft, heißt noch nicht, dass er einen Ripple von 800 mV auf der Versorgungsspannung (zwischen 2,5 und 3,3 V) verträgt....
Ripple has a strong impact on the performance of RF Tx. It should be noted that ripple
must be tested when ESP8266EX is in the normal working mode. The ripple increases
when the power gets high. Generally, the ripple should be <80 mV when sending 11n
MCS7 packets, and <120 mV when sending 11b packets@klassisch Nachdem ich den DC/DC-Wandler - so ein LM2596S Modul mit Spindeltrimmer https://www.az-delivery.de/en/products/lm2596s-dc-dc-step-down-modul-1 auf 4,2 V Klemmenspannung am 5 V Eingang des Spannungsreglers auf dem D1Mini Board heruntergeregelt habe, keine Ausfälle in den letzten 40 Stunden mehr ...
Werde das mal beobachten. Wenn das immer noch instabil ist, werde ich entweder den Spannungsregler auf dem D1 Mini austauschen (10 Stück von den RT9013-33 gibt es bei Amazon für unter 3 € ....), oder gleich den LM2596S auf 3,3 V herunterregeln, und den 3,3 Volt Pin des D1 Mini ansteuern lassen ... (letztere Idee gefällt mir aber nicht besonders, weil ich nicht weiß, was passiert, wenn ich dann USB-Kabel und DC/DC Wandler gleichzeitig betreibe ...)
In dem Gehäuse, in dem die Elektronik eingebaut ist, wird es etwas eng, da wäre der 1000 µF Kondensator schon eine kleine Herausforderung (habe in der Bastelkiste nur 16 V Typen ...) -
@martinp Typische Konfigurtion:
Billige Abzweigdose, WeMos (clone) Elkos und Wago 221 zum Anschluß der Versorgung oder Peripherie.Wenn ich einen DC DC Wandler brauche, dann sowas, wie man derzeit unter ebay 115921891459 findet, Suchwörter "Mini DC-DC 24V step down 3A". Das sind synchrone Buck Converter, die recht verlustarm laufen und bis zu 1,5A belastbar sind. Vielleicht auch noch um 2A, die 3A sind euphemistisch. Allerdings kaufe ich die deutlich billiger im Zehnerpack oder so. Da kratzt man die Leiterbahn zum Trimmer durch und setzt eine Brücke beim Spannungsteilernetzwerk bei der erforderlichen Spannung.
Die Dinger kann man auch über den WeMos anlöten und bekommt eine kompakte Anordnung. Haben sich bei mir bewährt. -
@klassisch Der D1Mini hatte wieder einen Aussetzer, hat sich aber immerhin nach ca 14 Minuten wieder von selbst berappelt ... (Ich habe ihm eine eigene Grafana Visualisierung gegönnt, kann das also jetzt etwas einfacher verfolgen, als über Log-Messages ....)
Es hat womöglich mit "performance of RF Tx" zu tun,
Werde mir mal den Schaltplan des D1 Mini zu Gemüte führen ...
1.6.5. Typical Layout Problems and Solutions
- Q: The current ripple is not large, but the Tx performance of RF is rather poor.
Analysis:
Ripple has a strong impact on the performance of RF Tx. It should be noted that ripple
must be tested when ESP8266EX is in the normal working mode. The ripple increases
when the power gets high. Generally, the ripple should be <80 mV when sending 11n
MCS7 packets, and <120 mV when sending 11b packets.
Solution:
Add a 10-μF filter capacitor to the branch of source circuit (ESP8266EX AVDD pin). The 10-
μF capacitor should be adjacent to the VDDA pin
Der hervorgehobene Abschnitt klingt interessant ...
Wobei das ESP12F Modul natürlich gekapselt ist, und man gar nicht an die entsprechenden Pins des Chips herankommt. Man kann nur versuchen, die 3,3 V an der Pfostenleiste zu glätten
- Q: The current ripple is not large, but the Tx performance of RF is rather poor.
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Habe jetzt den Thermostat-Elektronik-Prototypen mit dem zweiten 1000 µF Kondensator über den 3,3 V Ausgang des Längsreglers versehen.
Jetzt geht der Gehäuse-Deckel endgültig nicht mehr drauf. Zum Glück ist aber der Schaltungsteil mit Netzspannung in einer Verteilerdose untergebracht...
Daumen drücken, dass das hilft ...
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Eine gewisse Besserung hat der 1000 µF Kondensator über die 3,3 V gebracht, aber zwei Ausfälle hat es trotzdem in der letzten knappen Woche gegeben ..
Aus denen hat sich der ESP aber immerhin selbst befreit ...Zweimal an einem Tag (10.10.) Einmal für 13 Minuten, Einmal für 26 Minuten ...
Vielleicht ordere ich mal die pinkompatiblem 500 mA Regler, und ersetze den 300 mA Regler ...
Hier noch eine Sammlung von Clones und deren Hardware - Besonderheiten - es scheint sogar welche zu geben, die nur 150 mA Regler haben...
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@martinp
oder tauschst den Spaß mal gegen einen Wemos ESP32-S2 Mini da ist orginal ein MicrOne ME6211C33 drauf der die 500mA liefert wie beim D1 mini.Also sowas lacht mich mehrfach an:
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@dieter_p said in WLAN-Probleme ESP8266:
@martinp
oder tauschst den Spaß mal gegen einen Wemos ESP32-S2 Mini da ist orginal ein MicrOne ME6211C33 drauf der die 500mA liefert wie beim D1 mini.Genauso hab ich es gelöst.
Die ESP8266 von AZ-Delivery raus und ESP32 rein.
Seitdem keine Abstürze oder Verbindungsprobleme. -
Kleine Wasserstandsmeldung:
Das Problem ist wieder aufgetreten, nachdem tagelang Ruhe war. Diesmal hat es es den Thermostaten bei geöffnetem Ventil erwischt (grüner "ping" Streifen wird für ca 14 Minuten rot).
Der Chip scheint da nicht nur WLAN/MQTT Probleme zu haben, sondern komplett nicht mehr zu funktionieren. Die Ist-Temperatur im Raum ist deutlich weiter über den Soll-Wert angestiegen, als in der vorhergehenden Aufheiz-Phase...
Interessant ist wirklich, dass die Ausfälle immer um die 14 Minuten dauern +/- ein paar Sekunden ...
Nachtrag Auch mein als Ersatz angeschaffter ESP32 auf der Reservebank ist von AZ Delivery und hat einen undefinierbaren Linearregler - Codierung "S2VH" davor noch ein Logo, das so ähnlich, wie dies aussieht
So richtig traue ich dem Braten nicht, was diesen Chip angeht ...
Werde jetzt erstmal nicht auf den ESP32 ist der Geschmacksrichtung "AZDelivery" wechseln ...
Nachtrag 2:
Weiter oben im Thread der Hinweis auf den MicrOne Chip war die Spur.
Das Logo auf dessen Datenblatt ...
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/1138843/ETC2/ME6211C33.html
So ganz Astrein ist die Wahl aber auch nicht ...
Im SOT23-5 Gehäuse 300 mW Verlustleistung max...
Speist man den Regler mit 5 Volt, fallen über den Regler 1,7 Volt ab....
Als DAUERLAST kann der Regler mit 5 V gespeist also 0,3 W / 1,7 V = 176 mA liefern.
Bei 500 mA Last muss die Spannungsdifferenz zwischen Eingangs und Ausgangsspannung min. 700 mV betragen ... das sind dann schon 350 mW ...
Alles schon ziemlich haarig ...
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Der ESP32 benötigt die 500mW nicht permanent sondern nur über einen recht kurzen Zeitraum. Wichtig ist, dass der Spannungsregler die Leistungsspitzen abdecken kann.
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@blockmove Prinzipiell gebe ich Dir Recht - ob das sicher funktioniert hängt aber auch von der Länge der Spitzen hab...
Das Ding ist winzig, und erhitzt sich natürlich auch entsprechend schnell durch den 150 mW Überschuss, der nicht abgeführt werden kann ...
Da spielen so viele Unwägbarkeiten hinein, dass ich da meine Hand nicht ins Feuer legen würde ...
