Skip to content

HARDWARE.md

Latest commit

 

History

History
85 lines (64 loc) · 3.55 KB

HARDWARE.md

File metadata and controls

85 lines (64 loc) · 3.55 KB
Raw

Hardware & Build-Settings

Board: Waveshare ESP32-S3-ETH (ESP32-S3R8 · 16 MB Flash W25Q128 · 8 MB OPI-PSRAM · W5500-Ethernet über SPI · PoE-Header). Produktseite: https://www.waveshare.com/esp32-s3-eth.htm

Arduino-IDE-Einstellungen (Tools-Menü)

Einstellung Wert Hinweis
Board ESP32S3 Dev Module ESP32 Arduino Core 3.3.x
USB CDC On Boot Enabled Pflicht (Serial-Log über USB-CDC)
PSRAM Disabled ⚠️ Kritisch — siehe unten
Flash Size 16MB (128Mb) entspricht dem W25Q128
Flash Mode QIO für OTA-Images faktisch egal (siehe unten)
Partition Scheme OTA-fähig (zwei App-Slots) Default lässt app0/app1 zu; Image (~0,48 MB) passt locker
Upload per Netzwerk-OTA das Gerät hängt headless am LAN, kein USB

Build per arduino-cli

# 1) UI-Asset erzeugen (ui/index.html -> fan_controller/ui_asset.h)
tools/build_ui.sh

# 2) Firmware kompilieren
arduino-cli compile --fqbn esp32:esp32:esp32s3:CDCOnBoot=cdc \
  --output-dir dist fan_controller
# -> dist/fan_controller.ino.bin

⚠️ Warum PSRAM = Disabled (Pflicht)

Der Octal-PSRAM des ESP32-S3R8 belegt den MSPI-Bus auf GPIO 33–37. Genau diese Pins werden hier als Tacho-Eingänge genutzt. Mit PSRAM=opi wären 3 der 4 Drehzahl- Signale tot. Das Board hat den PSRAM zwar bestückt, aber seine Pins sind durch die Lüfter-Verkabelung belegt → PSRAM bleibt dauerhaft aus. Die 512 KB internes SRAM genügen dem Controller mit großem Abstand.

Pinbelegung

W5500 (SPI, fest verdrahtet):

Signal GPIO
MISO 12
MOSI 11
SCLK 13
CS 14
RST 9
INT 10 (im Code nicht genutzt, geblockt)

SPI-Takt: 20 MHz (innerhalb des stabilen W5500-Bereichs bei fester Verdrahtung).

Für Lüfter erlaubte GPIOs (PWM & Tacho): 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 15, 16, 17, 18, 21, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 47, 48

Geblockt (nicht für Lüfter): W5500 9–14 · USB-CDC 19/20 · UART0 43/44 · Strapping/Boot 0/3/45/46 · intern (Flash/PSRAM-Bus) 33–37 nur bei PSRAM=disabled frei.

Gotcha: GPIO 4/5/6/7 sind die SD-Karten-Pins — unproblematisch, solange keine SD genutzt wird.

Peripherie-Grenzen (ESP32-S3)

  • LEDC (PWM): 8 Kanäle → exakt 8 Lüfter möglich. PWM 25 kHz / 8-bit.
  • PCNT (Hardware-Pulszähler): 4 Units → die ersten 4 Lüfter werden HW-gezählt, der Rest per ISR (mit Glitch-Filter). Tacho: 2 Pulse/Umdrehung.
  • 2 CPU-Cores: Netz/HTTP/MQTT laufen auf Core 0, der Steuer-/Mess-Loop (RPM/PWM/Persistenz) auf Core 1 (Dual-Core-Split mit FreeRTOS-Queues + Mutex).

Libraries

nativer ETH.h (W5500 via esp-netif/lwIP) · ESP32MQTTClient / esp-mqtt (thread-safe, eigener Task) · Update (OTA) · Preferences (NVS) · SPI + ESP-IDF (driver/pcnt, esp_ota_ops, esp_task_wdt).

OTA & Anti-Brick (Kurzfassung)

Das Gerät ist nur per Netzwerk erreichbar (kein USB) → Bricking ist inakzeptabel. Schutzmechanik:

  • OTA schreibt nur in die inaktive App-Partition; Bootloader/Partitionstabelle bleiben unangetastet.
  • Frisch geflashte Images booten in PENDING_VERIFY und müssen ein 90-s-Health-Window überleben, sonst rollt der Bootloader automatisch auf die letzte gute Firmware zurück (verifyRollbackLater() + commitIfPending()).
  • Watchdog aktiv (8 s, Panic → Reboot); kein Code-Pfad blockiert länger.
  • Ein bewusster Reboot/zweites OTA aus dem laufenden Image markiert es vor dem Neustart als gültig (commitIfPending) — ein Reboot im 90-s-Fenster rollt also nicht versehentlich zurück.