Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Ausgewählte Lösung
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E-Mail-En
Wintersemester 2020
Robin Lenz
Lukas Keppler

Ausgewählte Lösung

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EINE AUSFÜHRLICHE VORSTELLUNG DER E-MAIL-KLINGEL ERFOLGT IN FOLGENDEM VIDEO:
https://www.youtube.com/watch?v=ASp4Ta6rMWI&t=56s 

FUNKTIONSBESCHREIBUNG DES SYSTEMS: E-MAIL-KLINGEL

Schaltplan: http://www.hit-karlsruhe.de/hit-info/info-ws20/Email-En/0405Schaltplan.html
Laut Datenblatt verbraucht der ESP32 im Deep-Sleep Modus ca. 150uA. Da die weiteren Bauteile (unter anderem der Längsspannungswandler) auf dem ESP32-Dev Board allerdings ebenfalls bis zu 20mA Strom ziehen, ist die in der Konzeption entwickelte Schaltung mit zwei Gold-Cap Kondensatoren nicht ganz zielführend. Die Gold-Cap Kondensatoren werden daher mit einem LiPo-Akku ersetzt. Dieser besitzt 2.500 mAh und liefert eine Spannung von 3.7V. Statt dem ESP32 wird das Lolin-Modul verwendet welches einen integrierten ESP32 sowie ein Battery Managementsystem besitzt, mit welchem der LiPo-Akku geladen werden kann.

 

Lademodus (Klingeltaster nicht betätigt):

Solange der Klingeltaster nicht betätigt ist, wird der ESP32 auf dem Lolin Modul mit 5V über den Step-Down-Converter versorgt. Gleichzeitg wird über das Modul der LiPo-Akku geladen. An einem beliebigen GPIO des ESP32 kann dann ein High-Signal detektiert werden, welches über eine Zehner Diode auf 3.3V gezogen wird. 

Laden

 

Entladen (Klingeltaster betätigt):

Wird der Klingeltaster betätigt wird der Step-Down-Converter über den Taster kurzgeschlossen, wodurch die Klingel beginnt zu klingeln. Da die Spannung am Step-Down-Converter einbricht ist ESP32 nicht mehr versorgt ist. Hierbei übernimmt der LiPo-Akku die Spannungsversorgung sodass der ESP32 weiterhin betrieben werden kann. Der Spannungseinbruch kann am GPIO des ESP32 als Low-Signal detektiert werden, wodurch ein Senden von E-Mail und SMS ausgelöst wird. Beim Senden der SMS benötigt das GSM Modul kurzzeitig bis zu 2A, außerdem wird das GSM Modul mit 3.4-4.2V versorgt. Da der ESP32 nur 3.3V liefert wird das GSM-Modul direkt über den LiPo-Akku versorgt und kann hier auch kurzzeitig direkt 2A ziehen.

 

Wird der Klingeltaster wieder losgelassen, kehrt das System in den Lademodus zurück.

Entladen

 

Maximale Betriebszeit bei Sturmklingeln:

Formel 

Mit voll geladenem Akku könnte also 69 min sturmgeklingelt werden, ohne dass die Spannungsversorgung des Lolin-Moduls und des GSM-Moduls abbrechen würde. Dies ist möglich da der dauerhafte maximale Entladestrom des LiPo-Akkus 2.5A beträgt.


Eine Zusammenfassung mit Ausblick zum Projekt wird im Kapitel "Fazit" geben:
http://www.hit-karlsruhe.de/hit-info/info-ws20/Email-En/0413Fazit.html






Betreut durch:
- Email-Klingel_En- 
- Robin Lenz, Lukas Keppler -

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2020