anleitungen:bauanleitungen:102_v210:102de_hauptplatine_v2-1-0 [MobaLedLib Wiki]

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====== 102DE Hauptplatine (Beta 2) ======
=> [[https://wiki.mobaledlib.de/102v2|Anleitung zur Beta 1]]
<WRAP notice round centeralign 60%>Sämtliche Komponenten der MobaLedLib sind, sofern nichts anderes angegeben wurde, nur für 5V Versorgungsspannung ausgelegt. Dies betrifft vor allem den ESP, die WS2812, die WS2811 und sämtliche verwendete ICs.</WRAP>

<WRAP round important 60%>
...in Arbeit!
</WRAP>

<WRAP info 60%>
Zur Zeit werden die ersten fünfzig Platinen (Beta 2-Serie) von fleißigen Bastlern auf Herz und Nieren getestet
</WRAP>
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32_anschluesse_v2-1.jpg?800|}}

Ziel der neuen Hauptplatine ESP32  lag während der Entwicklung hauptsächlich in der Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit. 
  * Alle Anschlüsse auf die Außenseiten für einfachen und übersichtlichen Zugang
  * klar definierte Auswahl der Teile zur Reduzierung der Fragen bei Anfängern
  * Die Platine wird neben den Bauelemente-Sets und einem umfangreichen Profi-Starter-Set im MLL-Shop angeboten
  * Reduzierung der Gehäusevarianten
  * Reduzierung der Fehlerquellen durch deutlich weniger selbst einzubauende Teile
  * Verzicht auf Lösungen zweiter Wahl (CAN ohne galvanische Trennung und SX ohne Komparator)
  * Deutliche Reduzierung der nötigen Jumper

Die Hauptplatine ESP32 wird komplett SMD vor bestückt geliefert. Alle vier Protokolle (DCC, CAN, Selectrix und LNet) sind bereits vorhanden und müssen durch nur wenige Bauteile ergänzt werden. 

**Was die neue Hauptplatine zusätzlich mitbringt:**\\
  * Heartbeat 0 und Heartbeat N an jedem Kanal!
  * Eigenentwickeltes und austauschbares WS2812 Breakout. Austauschbar im Falle eines Kurzschlusses
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_breakout_3d.jpg?400|}}

  * Ausfallende Heartbeats signalisieren gleichzeitig den Defekt der zugehörigen Sicherung
  * SMD Vorbestückung für alle Protokolle
  * Codierschalter zur Auswahl der Protokolle (DCC, CAN, Selectrix, LNet, DCC & CAN)
  * nativer DMX512 Ausgang über 3,5mm Klinke
  * kombinierte 5 und 12 Volt über dreipolige Klemmleiste
  * reine 5 Volt über USB-C
  * Spannungsregler (optional) mit 15W Leistung (5V*3A) zur Versorgung der acht LED Kanäle, jeweils mit 500mA einzeln abgesichert
  * Bei Nutzung des Spannungsreglers oder dem kombinierten 5/12V-Anschluss, können alle acht LED Kanäle global über gemeinsam abgesicherte 1A mit 12 Volt an Pin 6 versorgt werden 
  * Kontroll-LEDs für die Eingangssignale DCC, SX und LNet
  * integrierte Anschlüsse für beleuchtetes MobaLedLib-Logo und <color #c3c3c3>"</color>1,3" OLED Display

==== Stromversorgung ====
Die Hauptplatine ESP32 bietet drei Möglichkeiten der Stromversorgung für unterschiedliche Szenarien. 
  * reine 12 Volt Spannungsversorgung über dreipolige Klemmleiste (ein Schaltregler ist für die Versorgung mit 5 Volt nötig, z. B. Gaptec LC78_05-3.0)
  * kombinierte 5 und 12 Volt Spannungsversorgung über dreipolige Klemmleiste, RM3,5mm (**L**ow 5v, **–** GND, **H**igh 12V), es ist kein Schaltregler nötig
  * reine 5 Volt Spannungsversorgung über USB-C, Pin 6 im Wannenstecker (12V) ist ohne Funktion

Die Hauptplatine ESP32 lässt sich auch weiterhin ganz ohne zusätzliche Spannungsversorgung betreiben.
\\
Solange der ESP32 über seine USB Buchse mit einem PC verbunden ist, kann die Spannungsversorgung nach wie vor an den Verteilern erfolgen.
\\
Bei größeren Anlagen sollte man hier aber Vorsicht walten lassen. Die USB Schnittstelle von PCs und Notebooks kann hier schnell überlastet werden.

==== Löt- und Trennjumper ====
Die Platine verfügt über zehn Löt- und drei Trennjumper. Sieben davon kommen nur zum Einsatz, wenn man den 7pol. DIP Switch nicht bestückt, um sein verwendetes Protokoll zu kodieren. Die übrigen Löt- und Trennjumper werden als Option vorgehalten, um in Zukunft einen ESP32-S3 mit vollem Funktionsumfang nutzen zu können.

===== Stückliste =====
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^ Bemerkungen ^
| 2 | KEYBRD_0, KEYBRD1 | Wannenstecker, 8-polig, gerade | |
| 1 | KEY80 | Wannenstecker, 14-polig, gerade |  |
| 9 | CH0, CH1, CH2, CH3, CH4, CH5, CH6, CH7, MLL-Ring | Wannenstecker, 6-polig, gerade | |
| 9 |  | Pfostenbuchse, 6-polig, mit Zugentlastung | |
| 1 | Term | Stiftleisten 2,54 mm, 1X02, gerade | |
| 3 | A-Btn/LDR, Key80/CH1, DMX/CH6, CH5/S3-7 | Stiftleisten 2,54 mm, 1X03, gerade | |
| 2 | U1, U2 | Buchsenleiste 19pol. gerade, RM 2,54, H: 8,5mm | |
| 2 | U3, U4 | Buchsenleiste 22pol. gerade, RM 2,54, H: 8,5mm | |
| 12 | für Breakout | Buchsenleiste 3pol. gerade, RM 2,54, H: 8,5mm | |
| 1 | I2C | Buchsenleiste 4pol. 1reihig 14mm | |
| 1 | LDR | Buchsenleiste 2pol. 1reihig gewinkelt | |
| 5 |  | Kurzschlussbrücke, blau, RM 2,54, vergoldet | |
| 5 |  | Kurzschlussbrücke, schwarz, RM 2,54 | |
| 5 |  | Kurzschlussbrücke, gelb, RM 2,54 | |
| 5 |  | Kurzschlussbrücke, grün, RM 2,54 | |
| 5 |  | Kurzschlussbrücke, rot, RM 2,54 | |
| 1 |  | Photowiderstand | |
| 1 | SW1 | Dip Switch 7Pin blau (Protokollauswahl) | |
| 1 | DCC | Steckbare Schraubklemme – 2-pol, RM 3,5 mm, 0° (DCC) | |
| 1 |  | Stiftleiste – 2-pol, RM 3,5 mm, 90° (DCC) | |
| 1 | 12V / Gnd / 5V | Steckbare Schraubklemme – 3-pol, RM 3,5 mm, 0° (Spannungsversorgung) | |
| 1 |  | Stiftleiste – 3-pol, RM 3,5 mm, 90° (Spannungsversorgung) | |
| 1 | USB | KH-TYPE-C-2P (USB.C) | |
| 8 | FH1 – FH8 | Feinsicherung 500mA | |
| 1 | FH9 | Feinsicherung 1000mA | <wrap em>Nur verwenden, wenn 12V an Pin 6 erwünscht.</wrap> |
| 1 | XLR | PJ-3136-B (DMX) | |
| 1 | RJ12-Buchse | DS1133-S60BPX (LNet) | |
| 3 | LS1/RS1, LS2/RS2, LS3/TS3 | Kurzhubtaster 6x6mm, Höhe: 25mm, 12V, vertikal | |
| 1 | LL1/LR1 | LED 3 mm diffus gelb 588 nm 130 mcd | |
| 4 | LL2/LL3, DLED, LLED, BLED | LED 3 mm diffus weiß 700 mcd | |
| 2 | LED12, LL3/LR3 | LED 3 mm diffus blau 465 nm 2800 mcd | |
| 1 | LED5 | LED 3 mm diffus grün 570 nm 38 mcd | |
| 8 |  | LED Abstandshalter | |
| 4 |  | BreakOut WS2812B (4fach) | |
| 1 | U1 | ESP32 Yellow 38P | |

**Optional folgende Bauteile für CAN**\\
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^
| 1 | CS | JST B4B-ZR-3.4(LF)(SN) (MS2-Stecker) |
| 1 | CAN | Wannenstecker, 6-polig, gerade |
| 1 | | Pfostenbuchse, 6-polig, mit Zugentlastung |
| 1 | 050551 | B0505S-W5R3 (DC/DC-Wandler) |

**Optional folgende Bauteile für SX**\\
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^
| 1 | SX_RJ45 | R-RJ45R08P-B000 |
| 1 | SXDIN | DIN-504B-M10 |

**Optional folgende Bauteile für LNet**\\
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^
| 1 | RJ13 | DS1133-S60BPX (in allen Varianten enthalten) RJ12-Buchse |

**Optional Display**\\
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^
| 1 |  | OLED-Display 128×64 (1,3″) |

**Optional Spannungswandler 12 Volt / 5 Volt**\\
^  Anzahl  ^  Bezeichnung  ^  Bezeichnung  ^
| 1 | LC78_05-3.0 | Spannungswandler LC78_05-3.0 |

===== Bestückung =====

<WRAP danger round centeralign 80%>****⚠⚠⚠ Bitte, wenn möglich, bleifreies Lötzinn benutzen!! ⚠⚠⚠\\
Beim Löten der Wannenstecker und der anderen Buchsen immer das Gegenstück einstecken, damit sich die heiß werdenden Kontakte nicht im Kunststoff bewegen.. ****</WRAP>

\\
Den Anfang macht die <color #ed1c24>**USB-C-Buchse**</color>, sie ist das niedrigste Teil. Es ist darauf zu achten, dass die Metalllaschen des Gehäuses gut verlötet werden und es keine kalte Lötstelle gibt. Sonst ist die mechanische Festigkeit der Buchse gefährdet.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_01.jpg?600|}}\\
 
Es können auch die Sicherungen eingesetzt werden. Achtung beim Auspacken, die Teile können leicht fortspritzen. Wichtig ist auch, dass die <color #ed1c24>**1 Ampere-Sicherung**</color> an der richtigen Stelle eingesetzt wird. Alle anderen Sicherungen haben <color #22b14c>**500 mA**</color>.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_01a.jpg?600|}}\\

Weiter werden die <color #22b14c>**DMX-Buchse**</color>, die <color #ed1c24>**2-polige Stiftleise**</color> für DCC und die <color #ed1c24>**3-polige Stiftleiste**</color> für die Stromversorgung bestückt.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_02.jpg?600|}}\\
 
Gefolgt vom <color #22b14c>**DIL-Schalter**</color> und den <color #00a2e8>**2-**</color> bzw. <color #ed1c24>**3-poligen Stiftleisten**</color>.\\
Beim einlöten des DIL-Schalters alle auf "off" stellen\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_03.jpg?600|}}\\
 
Danach werden die <color #ed1c24>**Wannenstecker**</color> eingelötet. Hier ist auf die richtige Ausrichtung zu achten. \\
Die Buchse für den <color #00a2e8>**MLL-Ring**</color> kann ggf. unbestückt bleiben, wenn der MLL-Ring nicht verwendet wird. \\
Genauso kann ggf. die Buchse für den <color #22b14c>**CAN-Bus**</color> entfallen.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_04.jpg?600|}}\\
 
Danach werden die 12 <color #ed1c24>**Buchsenleisten 3-polig**</color> für die Breakout-Module eingelötet.\\
Dazu werden drei Buchsenleisten 3-polig temporär auf ein Breakout-Modul aufgesteckt. So kann das Ganze problemlos verlötet werden. Das Breakout nach dem Einlöten wieder entfernen. \\
Ferner die zwei 2-poligen Buchsenleisten (<color #00a2e8>**eine abgewinkelt**</color> **(leider bei Auslieferung noch nicht in jedem Bauteilset enthalten)**, <color #22b14c>**eine gerade**</color>) für den LDR.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_05.jpg?600|}}\\

Dann werden die <color #ed1c24>**19-poligen**</color> und ggf. auch die <color #22b14c>**22-poligen Buchsenleisten**</color> eingelötet. Die 22-poligen Buchsenleisten sind Vorarbeit für den ESP32 S3, der in Zukunft einmal verwendet werden könnte. \\
Am einfachsten gelingt das Einlöten, wenn auf den ESP die Buchsenleisten aufgesteckt werden und das Ganze dann in die Platine einesteckt wird. Dann sollten alle Pins verlötet werden. Danach kann der ESP wieder abgezogen werden.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_06.jpg?600|}}\\
 
Jetzt kommen die LED’s dran, die auf die mitgelieferten Abstandshalter gesteckt eingelötet werden.\\
Zu beachten ist der Pluspol der LED, erkennbar durch den längeren Anschluss. Die LED’s können links oder rechts vom Display eingelötet werden, die Taster kommen dann auf die andere Seite. Somit kann das für Links- oder Rechtshänder realisiert werden.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_07.jpg?600|}}\\
 
Dann kommen noch die <color #ed1c24>**Taster**</color> dran.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_08.jpg?600|}}\\

Als letztes wird noch die <color #ed1c24>**LNet-Buchse**</color> eingelötet.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_09.jpg?600|}}\\

Jetzt fehlen noch die <color #ed1c24>**Breakout-Module**</color>.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_breakout.jpg?600|}}\\

**Optional für CAN**\\
Es kann die <color #ed1c24>**Buchse für das MS2-Kabel**</color> eingelötet werden. \\
Genauso der <color #00a2e8>**Wannenstecker**</color>. Ferner muss der <color #22b14c>**Spannungsregler**</color> eingelötet werden.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_can1.jpg?600|}}\\
 
**Optional für Selectrix (SX)**\\
Hier wird entweder die <color #ed1c24>**DIN-Buchse**</color> oder die RJ45-Buchse eingelötet.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_sx1.jpg?600|}}\\
 
**Optional Display**\\
Für das Display muss eine <color #ed1c24>**4-polige Buchsenleiste**</color> eingelötet werden. \\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_disp1.jpg?600|}}

Hier liefert uns der Shop eine Buchse mit ca. 15 mm Beinlänge. So kann das Display so eingebaut werden, dass es auf der Selektix-DIN-Buchse aufliegt. Dann müsste es auch in das Gehäuse passen.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:display_einbauhoehe.png?nolink&200|}}

**Optional Spannungsregler 12Volt / 5 Volt**\\
Soll die Hauptplatine unter 12 Volt betrieben werden, so ist ein <color #ed1c24>**Spannungsregler**</color> notwendig.\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_bestueckung_12v1.jpg?600|}}

**Fertig bestückt für das DCC Protokoll**\\
{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:mll_102_hauptplatine.jpg?800|}}

{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:mll_102_hauptplatine_2.jpg?800|}}

===== Erklärung Jumper =====

==== Kanal-Jumper (Oberseite) ====
^  Bezeichnung  ^  Funktion 1  ^  Funktion 2  ^
| Key80 / CH1 | Signal auf Key80 Stecker (kein Heartbeat auf LED-Bus 1) | Signal auf LED-Bus 1 (Heartbeat 1 funktioniert) |
| A_Btn / LDR | Signal auf Key80 Stecker für analoge Taster | Helligkeitssensor LDR für Tag-/Nacht-Steuerung |
| DMX / CH6 | Signal für DMX (kein Heartbeat auf LED-Bus 6) | Signal auf LED-Bus 6  (Heartbeat 6 funktioniert) |
| CH5 / SJ-7 | Signal des Kanals 5 auf Key80 Stecker | Nutzung eines zusätzlichen Kanals bei Verwendung des ESP32 S3 |
| Term | Abschluss für CAN-Bus |

==== Lötjumper & Aufkratzjumper ====
^  Bezeichnung  ^  Funktion  ^
| SJ.SxSig | Selectrix aktiv |
| SJ.SxClk | Selectrix aktiv |
| SJ.LNetRX | LocoNet aktiv |
| SJ.LNetTX | LocoNet aktiv |
| SJ.CANRX | CAN aktiv |
| SJ.CANTX | CAN aktiv |
| SJ.DCC | DCC aktiv |
| SJ.noLogo | Fehlender MLL-Ring kann hier überbrückt werden |
| SJ.S1, SJ.S2, SJ.S3 | Für Einsatz ESP32 S3 (Zukunft) |

==== Erklärung DIL-Schalter ====
^  Bezeichnung  ^  Schalter  ^  Funktion  ^
| SxSig | 1 | Selectrix aktiv |
| SxClk | 2 | Selectrix aktiv |
| LNetRX | 3 | LocoNet aktiv |
| LNetTX | 4 | LocoNet aktiv |
| CANRX | 5 | CAN aktiv |
| CANTX | 6 | CAN aktiv |
| DCC | 7 | DCC aktiv |
==== Erklärung LEDs ====

^  Name  ^  Farbe  ^  Funktion  ^
| DLED | Weiß | DCC Kontrol-LED |
| LLED | Weiß | LNet Kontrol-LED |
| BLED | Weiß | Status-LED des ESP32 (blinkt im Sekundenrhytmus) |
| LED5 | Grün | Kontroll-LED 5 Volt |
| LED12 | Blau | Kontroll-LED 12 Volt |
| LL1/RL1 | Gelb | LED-Bus 7, erster WS2811, grüner Kanal |
| LL2/RL2 | Weiß | LED-Bus 7, erster WS2811, roter Kanal |
| LL3/RL3 | Blau | LED-Bus 7, erster WS2811, blauer Kanal |

===== Testprogramm für den Programmgenerator =====

Die Datei kann [[https://wiki.mobaledlib.de/_media/anleitungen/bauanleitungen/102_v210/testprogramm_102_beta_2.zip|hier]] herunter geladen werden.

Danach bitte die Datei entpacken und im Programmgenerator unter **Optionen\Dateien\Laden aus Datei** ins Programm laden.
<WRAP round important 80%>
Die Arbeitsmappen Start, DCC, CAN, LNet, Selectrix & Examples dürfen beim Importieren des Testprogramms **NICHT** ausgeblendet sein!
</WRAP>

\\
\\
Der Testaufbau ist ziemlich einfach:
\\
Kanal 0 - Matrix 8x8\\
Kanal 1 - 7 PIN2 mit PIN4 Jumpern\\
Ring wenn vorhanden kann angesteckt werden, sonst PIN2 mit PIN4 Jumpern und entsprechende Zeile im Programmgenerator abwählen. Das Gleiche gilt für die Matrix.\\
**Bitte auch die Tabelle Kanal-Jumper (Oberseite) beachten!!**
\\
\\
**Ergebnis:**\\
Auf der Matrix werden auf Kanal 0 acht belebte Häuser mit jeweils acht Räumen simuliert\\
Die drei LEDs neben dem Display leuchten ganz schwach und lassen sich mit den Tastern S1 bis S3 einschalten.\\
Der MLL-Ring dreht sich in RGB-Farben im Uhrzeigersinn.\\
Alle Heartbeats "Ausgang" blinken grün, alle Heartbeats "Eingang" blinken gelb. Die beiden Farben sind in Anlehnung an die [[anleitungen:hilfestellungen:kabelfarben|Kabelfarben]] gewählt. Sollten hier die Farben vertauscht sein ist das nicht schlimm. Gegebenenfalls kann das Breakout gedreht werden

===== 3D-Gehäuse - Hauptplatine ESP32 Beta 2 =====
Eignung für 3D-Drucker: [[3d_druck:eignung|{{bilder:vorlagen:fdm_4.png?120|FDM sehr gut geeignet}}]] [[3d_druck:eignung|{{bilder:vorlagen:sla_2.png?120|SLA bedingt geeignet}}]]\\

{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v210:esp32v2-1_gehaeuse_3d.jpg?800|}}

<WRAP important 60%>
Es sind noch Änderungen nötig. Diese sind bekannt, aber noch nicht umgesetzt.
Verwendung auf eigenes Risiko.
</WRAP>


<WRAP round box 60%>
[[https://github.com/Hardi-St/MobaLedLib_Docu/tree/master/3D_Daten_fuer_die_MobaLedLib/Gehaeuse-102/Beta2|{{:bilder:icons:github-mark.png?nolink&50 |}}]]Die Druckdaten sind hier zu finden:\\
https://github.com/Hardi-St/MobaLedLib_Docu/tree/master/3D_Daten_fuer_die_MobaLedLib/Gehaeuse-102/Beta2/ \\
</WRAP>
===== Schaltplan =====

{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v200:schaltplan_hauptplatine_esp32.png?1024}}

{{:bilder:anleitungen:bauanleitungen:102_v200:sch_schematic1_final_2024-07-26.jpg?nolink&1024|}}
Benutzer-Werkzeuge

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