Mini Tonuino, Herausforderungen und defekte Bauteile

Hallo,

ich habe vor einiger Zeit damit begonnen meinen ersten, rudimentären Tonuino zu bauen.
Nachdem gesteckt alles wunderbar funktioniert hat, habe ich begonnen ein Gehäuse dafür zu bauen. Ziel war es, eine sehr kleine, kompakte Version zu haben die z.B. auch im Urlaub oder bei Picknicks mitgenommen werden kann.
Zu meinem Hintergrund: ich baue privat Hifi-Lautsprecher und habe auch hier versucht aus einem möglichst kleinen Gehäuse (Regallautsprecher) das Miximum an Sound herauszuholen. Diese Herausforderung habe ich mir ebenfalls bei meinem Tonuino-Projekt gestellt.

Schnell stellte sich allerdings ein kleines Problem ein - es gibt nicht eine Powerbank die klein genug für mein Gehäuse ist, jedenfalls habe ich keine gefunden. Die Innen-Abmessungen betragen 8,5 x 8,5 x 8,5 cm. Die einzige Lösung war nun, eine Bank zu öffnen und das innere zu knicken, was problemlos möglich ist. Den Power-On Schalter habe ich durch meinen eigenen Taster erweitert, so dass ich von außen den Akku und damit den Tonuino einschalten kann. Ausschalten soll er sich dann softwareseitig automatisch nach 5 min Inaktivität.

Die hintere Wand ist mit Magneten versehen, so dass sich die Wand quasi selbst festhält. Damit sich diese nicht verdrehen kann sind kleine Holzstifte eingefügt. Hält wirklich sehr gut, läßt sich mit etwas Kraft gut öffnen.
Holz wird noch weiß lackiert und bemalt, evtl. hinten noch Anschlüsse für SD-Card und Ladekabel.

Bauteile gehen drauf
Seitdem ich mit mehren Akkus am rumprobieren war und auch das mit dem Einschalter umgesetzt habe, sind mir einige Bauteile verreckt. Sowohl ein Arduino-Platine als auch 2 RFID-Platinen sind defekt. Kann das mit dem Einschalter am Akku zusammenhängen? Also der macht ja nicht anderes als der Standard-Schalter an der Powerbank - ist hier eine Art Schutzsicherung nötig? Kann es beim Einschalten zu Spannungsspitzen kommen die die Platinen zerschießen?
Wäre super wenn jemand einen Tipp hat, weil ich habe aktuell nur noch einen RFID und will vermeiden das dieser auch das Zeitliche segnet.

Könnte die Lösung sein, dass ich zwischen Akku und Arduino einen Level Converter einbaue? Oder müsste dann zusätzlich zwischen Arduino und RFID noch einer zusätzlich eingebaut werden?

Nein, das darf nicht sein. Am Schalter liegt das nicht.
Hast du mal gemessen ob da au h wirklich nur 5v aus dem Akku kommen?
Wie angeschlossen? Direkt in den USB. Sonst wäre ne möglichkeit über Vin am arduino zu gehen.
Die Magneten sind ja nur im Gehäuse, die sollten kein Problem darstellen.
Was macht dein „eigener Taster“ da genau?

Ob da nur 5 V kommen hbe ich nicht gemessen, habe mich da auf die Angaben der Powerbank verlassen, die sagen 5V.
Angeschlossen direkt an den USB.
Mein Taster macht nichts anderes als der Standard-Taster der bereits an der Powerbank dran ist - einmal drücken und die Powerbank geht ein. Bleibt dann bei Last zum Glück auch dauerhaft an und schaltet dann über die Software nach 5min auch aus wenn nichts gespielt wird. Wollte erst auch noch einen Ausschalter einbauen, aber klappt so super.

Kann das ständige ein- und ausstecken von Powerbank, auch im laufenden Betrieb die Bauteile zerstören? Gerade den RFID hat es einmal wirklich innerhalb von wenigen Stunden zerstört…da tut sich gar nichts mehr. Dachte zunächst das kann nicht schon wieder sein - als ich meinen dritten angelötet hatte ging aber wieder alle wie gehabt. Wirkt schon so, als ob irgendeine Aktion Spannungsspitzen erzeugt die dann Bauteile zerstören können.

Rein asu Sichrheit, könnte ich den RFID vor solchen Spitzen mit diesem Converter schützen?

Ich verwende schon seit längerem einen ähnlichen 8 Kanal Levelshifter um RFID-Modul und auch DF-Player über diesen anzusteuern. Bisher ist mir kein Modul kaputt gegangen. Gegen Spannungsspitzen über die Betriebsspannung schützt der aber nicht. Er ist nur für die Signale.
Wenn du über den USB-Anschluss des Arduino einspeist, sollten Spannungsspitzen eigentlich durch den Internen 3,3V-Spannungsregler des Arduinos geblockt werden.
Wenn bei dir der RFID Leser trotzdem kaputt geht, solltest du auf jeden fall mal die 3,3V Spannung kontrollieren. Vielleicht ist ja auf der Nano-Platine was nicht in Ordnung.

Naja, meine Nano-Platine hat wie gesagt auch das Zeitliche gesegnet. Vielleicht lag es wirklich an dieser, weil daran eben beide RFID-Platinen auch defekt gegangen sind…liefen aber alle am Anfang.

@Thomas-Lehnert: Das mit den Signalen verstehe ich nicht ganz. Du hast jeweils zwischen Arduino und RFID als auch DF-Player einen Levelshifter eingebunden - was genau soll das dann bringen?

Und noch eine Frage: wie kann ich die Spannung messen die aus meiner Powerbank kommt? Direkt am USB-Kabel oder am Arduino irgendwo messen? Wäre nett wenn mir heir einer weiterhelfen könnte, nicht das ich doch durch die Powerbank (ziemliches Billigteil) noch meine letzten Bauteile schrotte.

Der Nano arbeitet mit Signalpegeln von 5V. Sowohl der RFID-reader als auch der df-player sollten aber mit 3,3V Pegeln arbeiten. Die Signale die vom jeweiligen Modul zum Nano gesendet werden sind eigentlich schon 3,3V und der Nano kann sie erkennen und auswerten. Jedoch die Signale die der Nano zu den Modulen sendet sind 5V Signale. deshalb auch in der Originalschaltung der 1k Widerstand in der RX Leitung für den df-Player. Der Levelshifter macht nur das die Signale vom Nano von 5V Signalen auf 3,3V Signale konvertiert werden und die 3,3V Signale der Module zum Nano werden zu 5V Signalen konvertiert. So bekommt jedes Modul bzw der Nano die Signalpegel so wie es am idealsten ist. So wird auch ausgeschlossen, dass die Module durch zu hohe Signalpegel auf Dauer Schaden nehmen. Der Vorteil der Levelshifter ist auch, dass sie in beide Richtungen wirken.
Wenn Du levelshifter einsetzt muss der 1k widerstand aber weggelassen werden.

Vielen Dank für die rasche Antwort. Dann werde ich wohl zwei Levelshifter zur Sicherheit bestellen und einbinden, den Widerstand dann entsprechend entfernen, danke für den Hinweis.
Dann weiß ich wenigstens, sollte mal wieder ein Bauteil beschädigt werden, dass es daran nicht liegen kann.

Mit einem 8Kanal Levelshifter kommst du für alle Signale im Tonuino aus. Wichtig, der Levelshifter muss sowohl an die 5V Betriebsspannung und die 3,3V Betriebsspannung angeschlossen werden. Dann die 5V Signalseite jedes Kanals zum Nano und die 3,3V Signalseite zu den Modulen.
Hab gerade gesehen die bei az-delivery sind zur zeit nicht vorrätig. Ich verwende diese

8 Kanal Bidirektionaler Levelshifter - e-bay

HV steht für die 5V seite LV für die 3,3V Seite

@Thomas-Lehnert
Danke für den Link, habe ich direkt bestellt.
Falls ich beim Anschließen noch Hilfe benötige würde ich mich nochmal melden. Die Beschreibung von dir verstehe ich leider nicht so ganz, bin was Elektronik angeht nicht so der Fachmann.

Kein problem. hier mal ein Link zu einem früheren Beitrag von mir. Speziell zum Thema Levelshifter. Dem Schaltbild kannst du dann entnehmen, wie der Levelshifter eingebunden wird.

Falls dann noch Fragen sind, nur zu ich helfe wo ich kann.

Also muss erstmal „barni“ zustimmen. Das ist doch immer das Erste, vor Anschliessen Spannung messen und kontrollieren. Und eine Powerbank, die doch auch, hat immer LiIo Zellen, meist noch günstig Typ 18650 und die haben 3.6-3.7V, Immer. Ladespannung max. 4,1 V. Wie sollen die da 5V haben können, 3,6 oder 2 Zellen in Reihe mit 7.2V, anders geht das nicht. In jeder Powerbank gibt es da einen Chip der das auf 5V konvertiert und auch das Laden absichert mit max. 4,1V pro Zelle! Gibts einzeln billig oder das aus der Powerbank ausbauen. Ist eine winzige Platine mit der USB-Buchse drauf. Ich habe eine sehr kleine Anker Powerbank 5000mAh, die schaltet ohne Last auch nicht nach paar Sekunden ab, s.a. Probleme im Forum.