Schaltung Powerbank

[TomD]

Hallo zusammen,

ich sitze gerade an der Schaltung für meinen ersten Tonuino.

meine Bauteile:
Classic-Platine 1.7
Tonuino-Set von AZDelivery
5 Knöpfe
Powerbank GREPRO Power Bank 10000mAh

Was hab ich ich bis jetzt erfolgreich umgesetzt:

Tonuino läuft, wenn über Kabel oder Powerbank angeschlossen.
Ich habe auch eine Platine für eine Kopfhörerbuchse gelötet. Der Wechsel von Lautsprecher und Kopfhörer klappt auch super Mit JackDedect hab ichs noch nicht ausprobiert, sollte aber auch klappen.

Jetzt habe ich mir folgendes gedacht:

Powerbank (von außen ladbar, dafür habe ich schon eine USB-C-Buchse und entsprechende Kabel da) und innen über ein Breakoutboard als Spannungsversorgung richtung Arduino Nano.

Nun zu meinem Problem:

Die Powerbank schaltet sich nach einer gewissen Zeit ab und der Ardunio bekommt keinen Strom mehr. Ich bin mir sehr sicher, dass es hier schon verschiedene Lösungen gibt. Ich gebe aber zu, dass ich den Überblick verloren habe, was eine aktuell funktionierende Lösung ist. Wenn möglich gerne ohne den Polulu ( hab ich keinen und müsste extra nochmal bestellen).
Meine Idee wäre folgende: ein Kippschalter, der die PB und den Arduino mechanisch trennt. Wenn auf an, sollte er auch an bleiben.Das wäre vielleicht über einen kleinen Verbraucher zu lösen ( reicht da eine LED ?)?

Gibt es eine praktikablere Variante?

Ich wollte aber nicht, dass meine Tochter vor jeder Karte den Tonuino aufwecken muss über einen Taster oder so. Wenn es sowas gibt, sollte er aber nach dem letzten Lied noch ein paar Minuten warten bevor er sich in den Standby verabschiedet.

Ich freue mich über eure Vorschläge oder Verlinkungen. Eine Zusammenfassung für die Schaltung gibt es nicht, oder hab ich sie nur nicht gefunden

Danke für eure Hilfe.

PS: Das ist mein erster Beitrag hier, daher auch gerne eine kurze Vorstellung: Ich bin Tom und habe eine 4-Jährige Tochter. Ich bin von Beruf Softwareentwickler und schau mir bei Gelegenheit mal den sourcecode an, vielleicht hab ich noch die ein oder andere Idee :). Bzw. wenn jemand Hilfe braucht, einfach gerne bei mir melden.

[Gute_Laune]

Das klingt als hättest du eine Powerbank mit automatischer Abschaltung, die derzeit schon abschaltet wenn nichts abgespielt wird. Die interne Abschaltung der Powerbank kann man leider nicht verändern. Aber damit die nicht glaubt, dass du sie nicht mehr nutzen möchtest, kannst du zum Beispiel eine zusätzliche LED anschließen. Ob das ausreicht musst du ausprobieren, da ist jede Powerbank anders (selbst beim selben Modell).

Wenn die Powerbank nicht mehr ungewollt abschaltet, kannst du den Standby-Timer im Adminmenü konfigurieren damit der TonUINO nach einer gewissen Zeit, wenn nichts abgespielt wird abschaltet. Nach Ablauf des Timers wird alles in einen Energiesparmodus geschaltet, sodass dann die Abschaltung der Powerbank doch ausgelößt wird. Um alles wieder aufzuwecken brauchst du dann einen Taster oder Schalter. Wichtig ist, dass die Verbindung einmal getrennt wird. Mit dem Schalter kann man auch ohne den Timer abzuwarten abschalten. Dafür bleibt er beim automatischen Abschalten auf ‚an‘ deshalb muss man dann zum Anschalten erst aus und dann anschalten. Den Taster (Öffner) braucht man nur kurz drücken.

[TomD]

Danke @Gute_Laune,

das hilft mir schon weiter und ich probier es heute oder die Tage mal aus

[Gute_Laune]

Hier mal ein Link zu einem Thema in dem Pinoptionen für die Version 3 der Software, alles was älter als 1 Jahr ist bezieht sich meist auf die Version 2.1

Einfache TonUINO Box mit Classic Platine + Powerbank – habe ich alle Teile zusammen?

Du kannst auch einfach das Feature SPKONOFF dafür nutzen. Dies ist dazu da, den Lautsprecher ein- bzw. auszuschalten damit beim Startup/Shutdown keine Geräusche zu hören sind. Dazu wird D6 auf High gesetzt zum Einschalten. Anstelle dieser Schaltung kannst du da auch einfach eine LED dranhängen. Alles was du machen musst ist, in der Datei constants.hpp in der Zeile 180 den Kommentar zu entfernen.

[TomD]

Danke für den Link
ich habe mich schon oft gefragt: „Ist das noch aktuell?“

Ich gebe eine Rückmeldung ob es funktioniert hat. Erstmal habe ich einen Taster NC bestellt und gleich noch ein paar LED Wenn alles da ist, löte ich es zusammen und dann funktioniert es hofentlich

[TomD]

@Gute_Laune

Danke für deine Idee mit der LED:

ich habe eine orangene LED (weil höherer Strom) mit einem 100Ohm Widerstand parallel zum Arduino eingebaut ( eigentlich bräuchte ich nur 75, die hab ich aber gerade nicht herumfliegen)
Jetzt schaltet die Powerbank nicht ab, solange der Arduino an ist. Geht der TonUINO in den Standby (Admin-Menü), geht auch nach 30 sek die Powerbank in den Standby. Mit einem NC-Taster lässt sie sich wieder aktivieren

Zur Dokumentation und für diejenigen, die das gleiche Problem haben, hier ein Schaltplan:

[NoBl]

Eine Gratwanderung des Stroms denn die LED zieht ja noch immer Strom, wenn der Tonuino schon abgeschaltet hat. Nach meiner Meinung wäre besser, dir LED nicht direkt an 5 V zu hängen, sondern an D7 vom Arduino. D7 geht auf HIGH sobald der Tonuino gebootet hat ( eventuell Low/High für D7 in der constants.hpp umstellen) und zurück auf LOW wenn der Tonuino abschaltet. Damit wäre der Strom nach dem Abschalten viel deutlicher reduziert und die Datenbank kann sicher in Standby gehen. (Übrigens: D7 wird auch zum Halten / zur Abschaltung verwendet, wenn ein Pololu verbaut ist).

[TomD]

ok, ich verstehe im Ansatz, was du meinst.

Der schaltplan würde dann so aussehen:

Also statt an GND vom USB geht der Minuspol der LED an D7?

Was meinst du damit?

@NoBl

eventuell Low/High für D7 in der constants.hpp umstellen

[raznz_snasna]

Auch das ist keine schöne Lösung, da der gesamte Strom der LED dann durch den Ausgang fließt.
Der Ausgang sollte einen Transistor schalten und dieser die LED zum leuchten bringen

[NoBl]

@NoBl

eventuell Low/High für D7 in der constants.hpp umstellen

Ich war mir nicht ganz sicher, ob D7 standardmäßig af ActiveHIGH oder ActiveLOW eingestellt ist.
Bei ActiveLOW Ist Deine Schaltung korrekt, bei Active HIGH müssten die 100 Ohm an D7 und die LED an Ground.

Bei mir schalte ich damit tatsächlich einem MOSFET, der dann in Selbsthaltung (durch D7) geht.
Trennen tut er die gesamte Versorgung vom Tonuino. Siehe dazu DIY Ein-/Ausschalter.
Das ist quasi ein Pololu Ersatz, der sogar einen zusätzlichen Taster erspart.

Aber, wie @raznz_snasna vorschlägt, tut es natürlich ein einfacher Transistor oder MOSFET, um den Arduino zu entlasten. Kann gerade keine Grafik zeichnen, aber vielleicht macht @raznz_snasna Dir eine schnelle Skizze.

Ich vergaß: Beim MOSFET auf geringe Schwell-/Durchbruchspannung achten (ist bei meiner Schaltung noch nicht), da sich sonst die Powerbank nicht wieder wecken lässt. War ein wertvoller Hinweis von @Thomas-Lehnert

[TomD]

@raznz_snasna

kannst du das in einer Zeichnug festhalten? Ich weiß gerade nicht wie du meinst

[TomD]

@NoBl

. Siehe dazu DIY Ein-/Ausschalter.

Das ist für mich - Elektronik-Autodidakten- schon ganz schön umfangreich. Ich habe auch kein Arsenal an Teilen hier liegen. Jedes Mal zu bestellen kostet halt auch gleich 6€ Versand, auch wenn die Teile nur Cent-Kram sind

Ich warte mal ab, ob ich von @raznz_snasna eine Zeichnung bekomme. Das klingt ein bisschen weniger umfangreich.

Nur Interessehalber: Angenommen, ich lasse es so, wie ich es auf der ersten Skizze dargestellt habe. Was kann passieren?

[NoBl]

Deine erste Skizze, also LED und Widerstand parallel zum Tonuino birgt m. M. nach das Risiko, dass die Powerbank nicht abschaltet, da der Strom durch die Diode allein immer noch ausreichend hoch ist. ( Die Streuung der Powerbanks ist diesbezüglich gewaltig)

Auf der anderen Skizze mit Minus der LED an D7: Da halte ich die Belastung für den Arduino für tolerierbar, da der Strom nur über ein „internes Bauteil“ nach Masse geschaltet wird. Der gesamte Versorgungspfad im Arduino, einschließlich Spannungsstabilisation usw., ist damit nicht betroffen.
Ganz anders wenn D7 auf HIGH gehen soll und die LED mit der Plusseite an D7 hängt.
In diesel Fall muss der gesamte Versorgungspfad des Arduino den LED-Strom treiben und das könnte ihm auf Dauer etwas „einheizen“. Müsste er aber eigentlich abkönnen, da in anderen Bauvorschlägen auch eine LED an D7 als reine Betriebsanzeige ohne zusätzlichen Transistor angeschlossen wurde.
Insgesamt ist die Leistung (Strom) den der Arduino treiben muss eher sehr gering, da nur Signalleitungen zu bedienen sind. (Erkennst du schon daran, dass deine Powerbank bei laufendem Betrieb abschaltet.) Wenn dann auch noch der DF-Player eine eigene Versorgung hat (also nicht aus dem Arduino) ist „alles im grünen Bereich“. Der DF-Player benötigt tatsächlich etwas mehr Leisung, da er ja den Lautsprecher direkt treiben muss.

Mach es also nicht zu wissenschaftlich und kompliziert sondern so, wie du es auf deiner zweten Skizze gezeigt hast. Wenn natürlich Stefan’s Skizze zu deinem Bauteilefundus passt, kannst du natürlich auch noch einen Transistor als Schalter für die LED einschleifen.

Good Luck

[TomD]

@NoBl

Deine erste Skizze, also LED und Widerstand parallel zum Tonuino birgt m. M. nach das Risiko, dass die Powerbank nicht abschaltet, da der Strom durch die Diode allein immer noch ausreichend hoch ist. ( Die Streuung der Powerbanks ist diesbezüglich gewaltig)

Ich habe es gestern ausprobiert: Die Powerbank schaltet ab, sobald der TonUINO in den Ruhemodus wechselt und dann die 30sek verstrichen sind.Bei der Powerbank, die ich hier habe (GREPRO) sieht man das ganz gut an den LEDs.

Aber ich warte auch noch auf Stefans Zeichnung. Ein paar wenige Transistoren habe ich gar rumliegen

Mach es also nicht zu wissenschaftlich und kompliziert

Ich will ja am arduino auch nichts kaputtmachen.

[raznz_snasna]

Huhu,

@NoBl

Kann gerade keine Grafik zeichnen, aber vielleicht macht @raznz_snasna Dir eine schnelle Skizze.

@TomD

raznz_snasna

kannst du das in einer Zeichnug festhalten

@NoBl

Wenn natürlich Stefan’s Skizze zu deinem Bauteilefundus passt,

@TomD

Aber ich warte auch noch auf Stefans Zeichnung.

Meine Güte, ich fühle mich ja wie eine Mischung aus Picasso und Einstein, dabei habe ich nur ein wenig auf die Couch gekritzelt…

Und irgendwie scheint es auch noch elektrisch relevant zu sein? Also wenn du irgendwo solch ein Dreibein liegen hast und nach der Bezeichnung Googles, sollte jeder möglich sein, der irgendwie als NPNbezeichnet wird.
Hast du nur PNP, finden wir aber sicher auch eine Lösung

[TomD]

@raznz_snasna

Meine Güte, ich fühle mich ja wie eine Mischung aus Picasso und Einstein, dabei habe ich nur ein wenig auf die Couch gekritzelt…

Ich drucke es aus, rahme es mir ein und hänge es ins Wohnzimmer

Der Anschluss, der von der Powerbank kommt, geht zu dem 5V-Anschluss auf der Classic-Platine, oder? brauch die da nicht noch einen Anschluss auf GND?

die folgenden 3 Bipolartransistoren (NPN) hab ich in meinem Sammelsurium gefunden:

https://www.reichelt.de/bipolartransistor-npn-80v-0-5a-0-625w-to-92-mpsa-06-fai-fai-p219072.html?&nbc=1
https://www.reichelt.de/bipolartransistor-npn-45v-0-1a-hfe-110-220-0-625w-to-9-bc-550a-p284747.html?&nbc=1
https://www.reichelt.de/bipolartransistor-npn-45v-0-1a-0-5w-to-92-bc-547b-dio-p219082.html?&nbc=1

Ist einer davon besonders geeignet, oder einer vielleicht gar nicht?

Muss der 5K Widerstand exakt 5K haben? Ist das nur so ungefähr?

Zur Funktion (Verstehe ich das richtig?):
Der Arduino schaltet den D7 beim Start auf HIGH, damit fließt ein Basisstrom über die LED. Der Basisstrom ermöglicht, dass der Strom über Arduino und LED fließt. Deshalb soll die Powerbank nicht abschalten. Wird das Timeout im TonUINO aktiv, ist D7 wieder LOW und der Basisstrom ist unterbrochen. Damit auch kein Strom mehr über die LED und damit geht die Powerbank in den Ruhemodus.

Danke für deine Geduld mit mir

[Tammo]

Hallo Tom,

ich würde dir empfehlen, das Verhalten der Powerbank auch bei unterschiedlichen Ladezuständen zu beobachten.

Wir haben mittlerweile 5 Tonuinos zuhause und die Powerbanks verhalten sich teilweise sehr unterschiedlich, je nachdem , wie voll sie noch sind.

Viele Grüße

[TomD]

Ok, das habe ich noch gar nicht in Erwägung gezogen. Danke für den Hinweis

[raznz_snasna]

@TomD

Ist einer davon besonders geeignet, oder einer vielleicht gar nicht?

547 kannst du nehmen.

@TomD

Muss der 5K Widerstand exakt 5K haben? Ist das nur so ungefähr?

Nein, so genau schaut man da nicht hin.
Irgendwo zwischen 5 und 50k

@TomD

Der Anschluss, der von der Powerbank kommt, geht zu dem 5V-Anschluss auf der Classic-Platine, oder? brauch die da nicht noch einen Anschluss auf GND?

Ja, hast du recht.
Da habe ich jetzt nicht so drauf geachtet, das Arduino Gerüst steht ja schon.

@TomD

Zur Funktion (Verstehe ich das richtig?):

Im Grunde ja.

@Tammo

ich würde dir empfehlen, das Verhalten der Powerbank auch bei unterschiedlichen Ladezuständen zu beobachten.

Da kommt mir noch die Idee zwischen LED und Widerstand( 100 ohm) einen wenn du liegen hast einen Poti 1k zu schalten.
So kannst du recht genau probieren wie hell die LED sein muss/darf um das richtige Verhalten der Powerbank zu treffen.

Ist die LED deutlich zu hell, verschwendest du Strom der dann in der Laufzeit fehlt

[TomD]

@raznz_snasna

Nein, so genau schaut man da nicht hin.
Irgendwo zwischen 5 und 50k

Na da ist ja gut. da hab ich garantiert was rumliegen.

@raznz_snasna

einen wenn du liegen hast einen Poti 1k zu schalten.

Da hab ich gerade keinen hier liegen., Aber ich hab noch ein paar unterschiedliche Widerstände und ein Breadboard. Da kann ich ja ein wenig probieren.

Zum Anschluss an die Platine:
Die Verbindung, die auf GND geht, die du in deiner Skizze noch nicht berücksichtigt hast, verbinde ich dann wo? Direkt vom Minus der Powerbank zum GND auf der Platine?

Irgendwie hab ich ein wenig schiss, mir was zu zerstören (Die Platine oder den Arduino), nur weil ich was missverstanden habe und einen Kurzen verursache .