Warum PCBs?
Baut man einen ESPuino auf, so stellt sich relativ schnell die Frage, wie man die einzelnen Bauteile miteinander verbindet. In der Testphase setzt man hierbei gerne auf Steckbretter und Jumperwires; dass dies jedoch keine sonderlich haltbare und verlässliche Plattform ist, merkt man recht schnell. Also sollte man sich frühzeitig darum Gedanken machen, wie man das Ganze aufgelötet bekommt. Eine Möglichkeit ist das Auflöten beispielsweise auf Loch- oder Streifenrasterplatinen. Der Nachteil ist, dass dies vergleichsweise viel Aufwand ist und man weiterhin an das 2,54mm Lochraster gebunden ist. Um die volle Flexibilität zu erhalten, bietet es sich an, mittels eines CAD-Progammes (wie dem kostenlosen KiCad) einen sog. PCB (printed curcuit board) zu planen, welches dann professionell gefertigt wird. Für ESPuino existieren hierfür inzwischen schon mehrere, die an dieser Stelle vergleichen werden sollen.
Grobe Unterscheidung
Ich möchte die PCBs in zwei grundsätzliche Typen unterteilen:
- Verwendung eines ESP32-Develboards
- Eigenes Design (Complete)
Bei 1 handelt es sich um PCBs, die letztlich Trägerplatinen sind und somit verschiedene kleinere Fertig-PCBs mehr oder weniger nur miteinander verbinden. Sie erhalten zusätzlich Konnektoren (für Taster z.B.) und üblicherweise noch eine Mosfet-Abschaltautomatik, so dass im Deepsleep des ESPuino Strom gespart wird. Vorteil ist, dass vergleichsweise wenig gelötet werden muss und man vor allem SMD-Löten in der Regel vermeidet. Nachteil ist, dass man halt mit dem leben muss, was es so an fertigen Platinchen bereits zu kaufen gibt. In aller Regel kommt man hier schon erstaunlich weit.
Bei 2 handelt es sich indes um komplett freie Entwicklungen, die wenig oder gar nicht auf Develboards/PCBs aufsetzt. Vorteil ist hier maximale Flexibilität. Dafür muss hier vergleichsweise viel gelötet und sämtliche Bauteile auch besorgt werden. Auch die Fehlersuche ist erheblich schwerer. PCBs kann man natürlich auch bestücken und löten lassen, jedoch wird man auch hier ggf. selbst manche Teile bestücken müssen, weil der Anbieter nicht alles in seiner Liste führt, was man gerne hätte. Ein Beispiel dafür wäre die Fertigung durch JLCPCB und die zugehörige Datenbank.
Develboard-PCBs
Die ESP32-Develboards unterscheide ich grob anhand folgender Kriterien:
- ESP32-Chip: ESP32-WROOM oder ESP32-WROVER?
- Ladeelektronik vorhanden?
Ansonsten sei hier verwiesen auf:
Nun aber zur Übersicht…
| # | PCB | ESP32-Chip | RC522 | PN5180 | SD-SPI | SD_MMC | THT | SMD | Max. Anzahl Buttons | Akku | I2C extern |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Lolin D32 pro mit RC522 und SD via SPI | WROVER | ja | nein | ja | nein | ja | nein | 3 | LiPo | nein |
| 2 | AZDelivery NodeMCU | WROOM | ja | ja | nein | ja | ja | nein | 3 | Nein | nein |
| 3 | Lolin D32 mit SD (SPI) und RC522 als RFID-Leser | WROOM | ja | nein | ja | nein | ja | nein | 3 | LiPo | nein |
| 4 | Lolin32 mit SD (SPI) und RC522 als RFID-Leser | WROOM | ja | nein | ja | nein | ja | nein | 3 | LiPo | nein |
| 5 | Lolin32 mit SD (SD_MMC) und PN5180 als RFID-Leser | WROOM | ja | ja | nein | ja | ja | nein | 3 | LiPo | nein |
| 6 | Lolin D32 pro mit SD_MMC, PN5180, max. fünf Buttons und Port-Expander (SMD) | WROVER | ja | ja | nein | ja | nein | ja | 5 | LiPo oder LiFePO4 | ja |
| 7 | ESPuino-miniD32(pro): Lolin D32/D32 pro mit SD_MMC und Port-Expander (SMD) | WROVER | ja | ja | nein | ja | nein | ja | 5 | LiPo oder LiFePO4 | ja |
Was ist zu empfehlen?
- Von PCBs, die SD mittels SPI anbinden, würde ich inzwischen abraten. Und zwar deswegen, weil es höchstens halb so schnell in der Datenübertragung ist, einen GPIO mehr braucht und es zudem einen Bug beim Schreiben gibt, der dazu führt, dass der Schreibvorgang abbrechen kann (ohne dass man das mitkriegt). Anders sieht es aus, wenn man die SD-Karte zum Beschreiben von Audiofiles eh immer ausbaut - in diesem Falle ist es komplett egal.
- Lolin32 war lange Zeit meine Lieblingsplattform, da dieses Develboard echt günstig war (4,50eur aus China). Inzwischen sind es eher so 10eur und damit lohnt sich das gegenüber einem Lolin D32 pro nicht mehr so wirklich. Dazu kommt, dass unter dem Namen „Lolin32“ gefühlt Tod und Teufel angeboten wird und man hoffen muss, dass man auch das richtige Board kriegt. Schwierig.
- Lolin D32 hat gegenüber dem Lolin32 den Vorteil, dass die Messung der Akkuspannung integriert ist. Bei den PCBs für den Lolin32 habe ich mir das selbst mit einem Widerstandsteiler dazugebaut; kostet nur zwei Widerstände und zwei JST PH2fach-Konnektoren. Auch hier würde ich eher zum Lolin D32 pro tendieren.
- Insbesondere in der Variante 6+7 (siehe Tabelle) bieten sich mit dem Wemos Lolin D32 pro alle Möglichkeiten, so dass ich nur diese Variante uneingeschränkt empfehlen würde. Alternativ auch mit D32 FePo, wenn man einen LiFePO4-Akku (anstelle LiPo) verwenden möchte. E32 LiPo gibt es auch noch - das ist eine Weiterentwicklung des D32 pro. Alle drei Develboards sind mit den Platinen 6+7 einsetzbar. Die Entwicklung von (6) ist jedoch inzwischen eingestellt, da (7) der weiterenwickelte Nachfolger ist.
Complete-PCBs
Hier ist die Auswahl bisher überschaubar. Es werden jedoch noch welche dazukommen, welche dann auch durch mich supportet werden.
| # | PCB | ESP32-Chip | RC522 | PN5180 | SD-SPI | SD_MMC | THT | SMD | Max. Anzahl Buttons | Akku | I2C extern | Abschaltung | USB-Flash |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Complete PCM5102 | WROVER | ja | nein | nein | ja | nein | ja | 3 | LiPo | nein | LTC2954 | nein |