Obwohl es schon etliche Beiträge zur Stromversorgung und Pololu-Schaltern im Forum gibt, hier die Beschreibung / Vorstellung einer Lösung mit Standardbauteilen:
Mittlerweile habe ich nun mehrere TonUINOs mit unterschiedlicher Stromversorgung gebaut (18650 Battery shield und div. Powerbanks. Alle Varianten funktionierten auf Anhieb problemlos. Allerdings wurde schon bald klar, dass Energiesparen und automatisches Abschalten ein wichtiges Thema sind, um die Akkulaufzeit zu erhöhen.
Meine Boxen laufen alle schon mit der TNG-Firmware, meine Test- und Entwicklungsbox mit der aktuellen Firmware 3.1.8. Damit ist klar, dass die Timer-Funktion zur Abschaltung bei Nichtbenutzung verwendet werden kann (Im Admin-Menü entsprechend einstellen!).
Einen Pololu-Switch, wie er häufig im Forum angesprochen wird, wollte ich nicht benutzen, sondern lieber einen „Schalter“ mit Standardbauteilen (nach-)bauen.
Bei der Recherche ist mir ein Beitrag von @Thomas-Lehnert „Trägerplatine als AiO Ersatz“ untergekommen, der einen Schaltungsteil enthält, mit dem die gewünschten Funktionen realisiert werden können:
- Ein- und Ausschalten über Play / Pause Taste (langer Tastendruck schaltet den TonUINO mit dieser Firmware aus (D7–>LOW))
- Abschaltung automatisch über eingebauten Timer (D7–>LOW)
Den Schaltungsteil habe ich so modifiziert, dass die Schaltung mit Standardbauteilen (nicht SMD) aufgebaut werden kann. Tests haben gezeigt, dass die Schaltung zuverlässig funktioniert.
Da der TonUINO damit allerdings nicht nur in den Energiesparmodus versetzt wird, sondern vollständig abgeschaltet wird, gehen auch die meisten Powerbanks in den „Schlafmodus“ und müssen wieder „geweckt“ werden.
In diesem Schlafmodus liegt bei den Powerbanks nur eine Überwachungsspannung von ca. 2,5 V am USB-Anschluss an, um festzustellen ob ein Verbraucher angesteckt oder eingeschaltet wird. Diese geringe Spannung reichte leider nicht aus, um die Standard-MOSFETS zu schalten, so dass sich die Powerbank nicht wie vorgesehen aufwecken ließ.
Abhilfe war möglich durch den Kondenstor C1, dessen Ladekennlinie für einen kurzen Stromimpuls sorgt, der (zumindest meine) die Powerbank zuverlässig aufweckt. Sobald dann die 5 V Versorgungsspannung ansteht, muss nur die Play-Taste noch solange (ca. 1,5 Sekunden) gehalten werden, bis D7 des Arduino den Schalter in „Selbsthaltung“ (D7–>High) bringt. Die Bereitschaft (D7=High) des Arduino wird durch die LED angezeigt, die dann gleichzeitig auch Betriebsanzeige des TonUINOs ist.
Die vollständige Schaltung sieht dann so aus:
Die ext. Taster sind optional (zusätzlich) verwendbar
Auf einer Lochrasterplatine aufgebaut, lässt sich die Schaltung rel. einfach in bestehende TonUINOs nachrüsten. Eine Anpassung der Firmware ist nicht notwendig, nur der Timer muss natürlich über das Admin-Menü aktiviert werden.
Hier noch ein Vorschlag, wie die Platine (30 x 40 mm) aussehen könnte:
