Powernode 1.1

Deze documentatie is nog onvolledig en de nieuwe nodes zijn nog niet in gebruik. Work in progress.

Powernode 1.1

Powernode1.1 is de opvolger van KrachtStroomACNode, WoodLatheACNode en dergelijke.

Door middel van dezelfde kaart als waarmee toegang tot de makerspace kan worden gekregen, kunnen gebruikers van diverse machines waarvoor instructie nodig is, de energievoorziening van deze machines inschakelen zodat ze gebruikt kunnen worden.

Gebruik

Swipe je toegangskaart. Als je instructie gehad hebt voor deze machine en in de database staat blijft de endicatie LED nu aan en krijgt de machine voeding (de klik die je hoort is het relay wat bekrachtigd wordt).

Als er iets anders aan de hand is, wordt dat gemeld door de indicatielampjes.

Indicatie lampjes

Het bovenste lampje staat aan indien de node actief is. Indien het lampje knippert is er iets fout.

Het onderste lampje is uit indien het relay uit is; en gaat 'vol' aan als het relais is ingeschakeld.

Beide lampjes knipperen even snel indien er geen toegang is. Dit kan (ook) zijn omdat het apparaat buiten werking gesteld is (zie mailing list).

Betekenis LEDs

Boven	Onder	Betekenis
UIt	Uit	Geen stroom (of de node is nog aan het opstarten).
Knippert	*	Iets fout met de CPU - check de syslog op de centrale node
Aan	*	CPU functioneert normaal.
Aan	uit	Geen (kracht)stroom. Je kan een toegangspas voor het kastje houden.
Aan	-.-.	Buiten gebruik
Aan	...	De pas is niet herkend of niet (meer) geldig.
Aan	Aan	De pas is herkend en de machine krijgt voeding

Tests

TBD. (Hoe werking van node controleren)

Ontwerp

Het kastje bevat een RFID kaartlezer, enige indicatieLED's en een Powernode1.1 basisboard met daarop ofwel een POESP-board_1.0 of POESP-board_1.1, of een ESP32-Vroom en een netvoeding.

I/O	Wat zit er op?	Note
IO34	Voorbeeld
IO35	Voorbeeld	Voorbeeld
IO32	Voorbeeld	Voorbeeld
IO33	Voorbeeld	Voorbeeld
IO4	Voorbeeld	Voorbeeld
IO16	Voorbeeld	Voorbeeld
IO5	Voorbeeld	Voorbeeld
IO14	Voorbeeld	Voorbeeld
IO12	Voorbeeld	Voorbeeld
IO13	Voorbeeld	Voorbeeld
IO2	SW1 / P4	P4 via R16=330Ohm en C2=100nF, R17 is pullup 33k, D8 LED, D5 zener 3v3
IO15	Voorbeeld	Voorbeeld
I_36 (SVP)	Voorbeeld	input only
I_39 (SVN)	Voorbeeld	input only

Bestukkingsopties

TODO: Componentnummers in onderstaande tekst zetten...

Het powernode 1.1 basisboard is in de basis erg eenvoudig, maar heeft een flink aantal optionele bestukkingsmogelijkheden om het zo universeel mogelijk inzetbaar te maken. Zo kan er worden gekozen uit ofwel een PoESP bord, ofwel een losse ESP32 voor situaties waar geen power-over-ethernet nodig is, of waar dit wordt geregeld door een externe POE-adapter.

Indien een losse ESP32 wordt gebruikt, is de IO hiervan beschikbaar op J.. (gelabeld VroomIO)

De stroomtrafo tr1 heeft een aantal mogelijkheden. Zo kan een 4 pins stroomtrafo type ... gebruikt worden of een 2-pins trafo met een steek van 15.24 mm. De 4 pins trafo kan zowel recht als onder 90 graden geplaatst worden, dus met het gat in dezelfde richting als de printkroonstenen, of haaks daar op. De 2 pins trafo kan zowel recht als onder 90 graden geplaatst worden, en met enige creativiteit ook onder 45 graden, waarbij wel moet worden opgelet dat de juiste aansluitingen gekozen worden. Enkele gaten zijn namelijk Not Connected (NC) of met elkaar verbonden.

Er wordt uitgegaan van 1:1000 stroomtrafo's. Uiteraard kan door een andere keuze van load weerstand de trafo worden aangepast op het bereik van de ADC, en kan ook de software worden aangepast.

Andere trafo's kunnen worden aangesloten met connector j... op de rand van de print, of met de soldeervlakjes in het midden van de trafo-footprint, waarbij de draden voor trekontlasting door de 2.0 mm gaten "gevlochten" kunnen worden. (Via de bovenkant van de print door het gat het dichtst bij de rand, dan vanaf de onderkant door het andere gat, en dan vanaf de bovenkant door het soldeervlakje en aan de onderkant vastsolderen, hierna draad straktrekken).

De aansluiting van de trafo op de ADC kan door selectief bestukken worden gekozen. Ofwel via een 10k weerstand R... ofwel via een 10k weerstand R.., diode D.., en afvlakcondensator C.. . Zie schema. Zo kan dus gekozen worden om snel te samplen en de stroom en golfvorm echt te meten, of om via de diode en afvlakcondensator op een lagere samplerate eenvoudiger slechts een indicatie te krijgen als er "veel stroom" loopt / of de machine gebruikt wordt.

De Opto-ingangen, Relais, Triac en dergelijke kunnen als ze niet gebruikt worden worden weggelaten.

Er zijn enkele soldeerjumpers waarmee het relais en de triac permanent aan, of juist permanent uit geforceerd kunnen worden. Let op: dit zijn níet de headers op de print. De headers zijn open-collector uitgangen die in plaats van het relais of de triac gebruikt kunnen worden, al dan niet om een extern van de print geplaatst relais of traic te schakelen.

Sluit JP.. Om het relais AAN te forceren. JP.. voor de triac. Open JP.. om het relais UIT te forceren. JP.. voor de triac.

Op J.. kan als er geen gebruik wordt gemaakt van een PoESP-bord extern een voeding worden aangesloten van 5..12VDC. Uit deze spanning wordt de spoel van het relais gevoed en de 3.3v gemaakt voor de ESP32. Ook kan ervoor gekozen worden om een Hi-Link powerblokje te plaatsen op U... waarbij J... gebruikt kan worden om deze 5V extern af te nemen. Als er wel gebruik wordt gemaakt van een PoESP-bord kan J.. eveneens gebruikt worden om extern voeding af te nemen binnen de grenzen wat het PoESP bord kan leveren. De spanning word hierbij ingesteld met R... Als er een ESP-bord of een externe voeding wordt gebruikt, het Hi-Link blokje niet plaatsen

{TABEL met weerstandswaarden en spanningen invoegen}

Om vanuit de spanning op J.. naar 3.3V te gaan voor de ESP32, kan als er geen PoESP-bord gebruikt wordt (Dat maakt zijn eigen 3v3), een spanningsregelaar type... geplaatst worden op ... of een LM1117-3.3 op U... De LM1117-3.3 kan niet gebruikt worden voor ingangsspanningen boven de 5V, omdat deze dan te warm wordt vanwege de door de ESP32 verlangde stroom. Het is dus aan te raden de schakelende regelaar ... te gebruiken, daarbij moet de LM1117 worden weggelaten. Wordt tóch de LM1117 gebruikt, dan moet de schakelende regelaar worden weggelaten.

Op U... kan een LM35 worden aangesloten, of, indien deze niet gebruikt worden, zijn hier 12V, ADC.. en gnd beschikbaar voor andere analoge sensoren.

Op P4 en P8 kan een externe schakelaar of I/O worden aangesloten. Deze ingangen zijn voorzien van een low-pass filter en een zener als beperkte protectie tegen ESD en EMI, zie schema. P4 (I/O2) kan ook gebruikt worden voor een LED of als externe I/O. P8 (I_39) als externe ingang.

Schema

TODO: pdf en/of png hier neerzetten

Materialenlijst

Todo, lijst hier opnemen, incl bestelnummers

PCB ontwerp

Todo: gerbers hier plaatsen

Kicad Files

Deze powernode1.1 basisprint is ontworpen in KiCad 5.0.0

TODO: Link naar alle files invoegen

Known issues / verbeterpunten voor v1.2

• IO 15 wordt zowel gebruikt voor de kaartlezer (Als SDA) en voor de ADC ingang van de stroomtrafo. Dat is waarschijnlijk praktisch onmogelijk en zal dan opgelost moeten worden met het doorkrassen van een printspoor en het kiezen van een andere I/O.

• De anode/kathode aanduiding van de diodes is weggevallen op de silkscreen. De "dichte" kant is de kathode, maar omdat hier de pad overheen zit is het lastig te zien.

• De aansluiting voor externe voeding is niet gelabeld. Het is de onderste printkroonsteen, het dichtst bij de zekering.

• De aansluitingen NO/NC/C van het relais zijn alleen op de bovenkant van de print gelabeld, maar hier vallen sommige typen connector overheen. Het is handig ze ook op de soldeerzijde/onderzijde te labelen. Dit kan eventueel ook met een permanent marker met fijne punt.