LPCxxxx und Ethernet

[Doumanix]

Zum Git: klar. Ist sowohl auf der Startseite des Forums, als auch des Wikis verlinkt.

- Oh, Tobi hat inzwischen auch geantwortet.

Ich kann dich gerne in die Gruppe für die Hardware-Incubation aufnehmen. Bräuchte aber deinen Git User. (--> PN)

LG
Christian

[Mirko]

So, der Schaltplan ist vervollständigt und um die Infos aus den verschiedenen Dokumenten angereichert.
Die Belegung der Stiftleisten kann sich beim Routen noch ändern.

[Tobi]

Danke

Wenn man daraus jetzt noch ein "Arduino UNO Shield" machen möchte, dann müsste man ggf. noch folgende Dinge überlegen:

• Die bereits vorhandenen Stiftleisten behalten und zusätzlich die "Arduino-Stiftleisten" hinzufügen (und das Board im ARDUINO-UNO-Format gestalten)

• VOUT (StepDown Output) über Jumper auswählbar zum 5V-Pin ODER 3,3V-Pin der Arduino-Stiftleiste führen
  • R5, R6 und C13 müsste dann entsprechend für 5V oder 3,3V bestückt werden, jenachdem wie der genannte Jumper gesetzt ist, und welche Logikpegel der µC unterstützt
  • Linearregler deaktivieren (SJ2-Jumper setzen)

• KNX_RX muss, um Arduino UNO kompatibel zu sein, auf Pin2 oder Pin3 der Arduino-Leiste gelegt werden (Pin Interrupt)

• SPI Pins von der Arduino-Stiftleiste nicht verwenden -> Ethernet-Shield

Meine Überlegung bzgl. VOUT ist, dass man sowohl 3,3V, als auch 5V Boards anschließen könnte. Der StepDown liefert immerhin 150mA (was wir ja auch für Ethernet benötigen). Der Linearregler wäre zu "schwach"

Mir gefällt, dass man dann mit dem Board quasi alle Möglichkeiten des STKNX zur Verfügung hat, was aber natürlich den Benutzer "zwingt" das Datenblatt und/oder den Schaltplan zu lesen, damit er richtig jumpert und bestückt.

Nochmal zusammengefasst für alle anderen, die den Thread nicht so verfolgt haben (in der Hoffnung, dass ggf. noch mehr Feedback kommt )

• Geplant ist ein KNX-IP-GW/Router

• Zusätzlich wollen wir den STKNX als alternative Eingangsschaltung evaluieren. Aus diesem Grund die Schaltung für ein STKNX-Breakoutboard

• Das STKNX-Breakoutboard im ARDUINO UNO Format (ausschließlich zur Evaluierung), da das ENC424J600-EvalBoard (Ethernet MAC+PHY), und das LPCXpresso54114-Eval-Board (OM13089) auch ARDUINO UNO PinHeader hat

• LPC54114 anstatt des LPC1115 (erstmal zum evaluieren), weil wir vermuten, dass der LPC1115 an seine Grenzen stoßen könnte (TCP/IP-Stack, KNX, usw.)

• Die Bauteile wurden in möglichst lötbarer Version rausgesucht, außer der STKNX. Den gibts nur in nem "schwer" lötbarem Gehäuse...

Eventuell gibts ja noch jemanden, der noch wertvolle Tipps zu dem Vorhaben beisteuern kann

Danke und viele Grüße
Tobi

[Mirko]

Man könnte auch einfach das Breakout-Board auf das Arduino Shield drauf löten.

Wenn es komplett neu geroutet werden soll, würde ich die zusätzlich aus dem Breakout-Board herausgeführten Signale zur Anpassung der Bauteilwerte weglassen. Evtl. werden sonst die Leitungen zu lang und der Schaltregler wird instabil.

Zusätzlich wird dann noch eine SELV-konforme Potentialtrennung notwendig. Die müsste direkt hinter dem STKNX liegen.
Man weiß ja nie, was die Nutzer mit dem Board anstellen und vermeidet Störungen durch Brummschleifen.
Damit wäre dann aber eine Versorgung des MAC/PHY Chips + Arduino-Board aus der KNX-Versorgung nicht mehr ohne weiteres möglich und ein zusätzlicher DC/DC Wandler wird nötig.

[Tobi]

Ok, dann machen wir das so mit dem Breakout-Board

Wie stellst du dir das genau vor? Mit Optokopplern die Signale zum µC (und umgekehrt) und eine zusätzliche Stromversorgung die nicht über den Bus geht? Die "originalen" IP-Router/GW werden doch auch über den Bus versorgt, oder?
Aber können wir natürlich trotzdem erstmal so machen. Ist zum evaluieren wahrscheinlich echt erstmal besser.

[Mirko]

Ich habe mir mal ein paar kommerzielle IP-Gateways angeschaut. Es gibt welche mit und ohne externe Stromversorgung. Die ohne laufen mit 10Mbit Ethernet

Die Ethernet-Impulstrafos scheinen für 1500V Durchschlagspannung getestet zu sein. Für den fertigen Router, der nur für KNX und Ethernet eine Schnittstelle hat, wäre das wohl ohne zusätzliche Potentialtrennung OK. Aber schon, wenn Du außerdem die USB Schnittstelle nutzen möchtest, und das angeschlossene Gerät ein Netzteil hat, kann es Probleme geben.

Für RX/TX muss der Isolator 10kBaud übertragen können. Optokoppler werden da recht schnell teuer. Wenn Du da was günstiges findest, wäre das aber eine Option. Ansonsten kämen da die HF-Isolatoren in Frage. Z.B. der ADuM7441 von Analog Devices oder der ISO7741 von TI. Günstiger ist der SI8641 von Silicon Labs. Der kostet unter 2€ und benötigt etwas mehr Strom.

Schade, dass man den internen Buck Converter des STKNX nicht als Flyback mit Isolation arbeiten lassen kann. Ich würde deshalb einen fertigen 1W DC/DC Konverter 5V -> 5V nehmen (sind die günstigsten). Auf der Sekundärseite müsste dann noch ein Low-Drop Regler auf 3.3V dran. Die DC/DC Module regeln nicht nach.

[Mirko]

Das Breakout Board ist fertig geroutet. Ich habe erste einmal Pin Header verwendet, was für den Testaufbau praktischer ist. Wenn die KNX-Pins nach oben eingelötet werden, kann man das Board auch auf ein Experimentierbrett stecken.
Ich habe Bauteile kleiner 0805 vermieden, was das Board mit 3,3x3,3mm minimal größer macht.

Die "Castellated Holes" waren mir für den ersten Versuch zu teuer. Für die Endversion kann man sich das überlegen. Dann könnte man das Board selbst auch als SMD verlöten.

Jeder hier in der Gruppe ist eingeladen, das Design auf Fehler zu prüfen.

Könnt Ihr einen PCB-Dienst empfehlen?

stknx_breakout_brd_top_small.png (156.32 KiB) 7401 mal betrachtet

stknx_breakout_brd_bot_small.png (59.93 KiB) 7401 mal betrachtet

[Hendrik]

Könnt Ihr einen PCB-Dienst empfehlen?

Für Prototypen nehme ich gerne Aisler: https://aisler.net/ (schnell und gute Qualität, allerdings habe ich "blitz" noch nicht probiert)

Ansonsten bestelle ich immer wieder bei dirtypcbs oder allpcb. Die sitzen aber in Fernost und ich weiß nicht, wie es da gerade um die Produktion steht.

[Doumanix]

Von den Großen sind noch https://jlcpcb.com uund https://elecrow.com zu nennen. Habe mit beiden ganz gute Erfahrungen gemacht. Es sieht aber tatsächlich so aus, als wäre für die ersten Test-PCBs Aisler eine gute Alternative, da es von dort deutlich schneller gehen sollte.

Da ich demnächst (möglichst diese Woche) wohl einen Schwung PCBs ordern werden (u.a. für den 6-fach Strommessenden), könnte ich deine theoretisch auch mitbestellen (und an Interessierte weiterverteilen). Dann wirds aber sicher 3 Wochen dauern, bis die im Briefkasten liegen.

[Mirko]

@Hendrik: Danke! Aisler kannte ich gar nicht. Bei den kleinen Boards in Ministückzahlen geht das sogar preislich.

@Doumanix: Sammelbestellung können wir gern machen, wenn es zeitlich und vom Aufwand her für Dich passt. Ein paar kleine Fehler auf der Platine müssen aber noch nachgebessert werden. Wann willst Du denn bestellen und bei wem?