12 · Erweiterte Themen¶
Die Grundfunktionen kennst du jetzt. Dieses Kapitel sammelt Themen für alle, die mehr aus ihrem ESPuino herausholen wollen – von der Einbindung in die Hausautomatisierung bis zur Hardware-Erweiterung. Du musst nichts davon nutzen; sieh es als Baukasten, aus dem du dir das herauspickst, was zu dir passt.
ESPuino in die Hausautomatisierung einbinden (MQTT)¶
Alles, was sich per Karte oder Taste steuern lässt, kann ESPuino auch über MQTT entgegennehmen – und umgekehrt meldet er über MQTT jede Aktion und jeden Zustandswechsel zurück: die aktuelle Lautstärke, den laufenden Titel, den Abspielmodus und vieles mehr. Damit lässt er sich sauber in eine Hausautomatisierung einbinden, etwa um ihn abends automatisch leiser zu stellen oder in einer Übersicht anzuzeigen, was gerade läuft.
Die Einrichtung selbst nimmst du im Webinterface vor (Kapitel 8 → Tab MQTT); welche Themen (Topics) es gibt und was sie bedeuten, steht vollständig im Anhang → MQTT-Topics. Für konkrete Systeme gibt es fertige Hilfestellungen: für Home Assistant eine Integration im Forum, und für openHAB eine Beispiel-Konfiguration im openHAB-Verzeichnis des Repos.
Energiesparen, Deep-Sleep und Batterielaufzeit¶
ESPuino ist darauf ausgelegt, sparsam mit dem Akku umzugehen. Kernstück ist der automatische
Deep-Sleep: Nach einer einstellbaren Zeit ohne Aktivität legt sich das Gerät in den Tiefschlaf und
verbraucht dann fast nichts mehr. Standardmäßig sind das zehn Minuten (maxInactivityTime). Der Zähler
läuft allerdings mit Bedacht: Solange Musik spielt oder ein FTP-Client verbunden ist, schläft ESPuino
nicht ein, und jede Tasteneingabe setzt die Uhr zurück.
Zusätzlich kannst du einen Sleep-Timer setzen – per Modifikationskarte oder über MQTT –, der nach
einer festen Zeit, nach dem aktuellen Titel, am Ende der Playlist oder nach fünf Titeln einschläft.
Den aktuellen Timer-Status kannst du sogar per MQTT live abfragen (Topic sleep_timer_state, als
JSON mit Modus und Restzeit). Und wenn du ESPuino im Akkubetrieb nutzt, findest du im Webinterface
(Tab Allgemein → Energie) die Warnschwellen, die Anzeige und die optionale automatische Abschaltung
bei zu niedriger Spannung.
Virtuelle RFID-Karten¶
Nicht jede Aktion braucht eine physische Karte. ESPuino kennt zehn virtuelle Karten mit den IDs
900000000001 bis 900000000010. Du weist ihnen im Webinterface Inhalte oder Modifikationen zu –
ganz genauso, wie du es mit einer echten Karte tätest (du trägst die Chip-Nummer einfach von Hand
ein). Ausgelöst werden sie dann per Taster, per Tastenkombination oder über MQTT.
Der Nutzen: Du kannst häufige Aktionen auf einen Knopfdruck legen, ohne dafür jedes Mal eine spezielle Karte bereitzuhalten – etwa „Lieblings-Playlist starten" auf eine Tastenkombination. Mehr dazu im Forum #3218.
LPCD: Aufwecken durch Kartenauflegen¶
LPCD (Low Power Card Detection) ist eine Funktion, mit der ESPuino aus dem Deep-Sleep erwacht, sobald du eine Karte auflegst – statt dass du erst eine Taste drücken musst. Gerade für eine Kinderbox ist das ein reizvoller Gedanke: Karte drauf, Musik läuft, ganz ohne den Umweg über einen Knopf.
Technisch steckt Folgendes dahinter. Normalerweise wird der RFID-Leser zusammen mit allem anderen abgeschaltet, wenn ESPuino in den Tiefschlaf geht – es soll ja gerade möglichst wenig Strom fließen. Bei aktiviertem LPCD bleibt er stattdessen versorgt und tastet in kurzen Abständen selbstständig danach, ob eine Karte in seiner Nähe liegt. Wird er fündig, zieht er seine IRQ-Leitung auf GND. Diese Leitung führt zu einem RTC-fähigen GPIO des ESP32, also zu einem Anschluss, der auch im Tiefschlaf noch überwacht wird – und genau dieser Pegelwechsel weckt den Prozessor. Aus Sicht des ESP32 ist das derselbe Mechanismus wie ein Tastendruck.
Interessant ist, was unmittelbar danach geschieht. Der ESP32 startet dabei durchaus – aber bevor er die übrige Hardware in Betrieb nimmt, schiebt er eine gezielte Prüfung dazwischen: Er lädt nur die für LPCD nötigen Einstellungen, fährt den Leser hoch, sucht zuerst nach einer ISO-14443-Karte, dann nach einer ISO-15693-Karte, und schlägt die gefundene Kennung in seinem internen Speicher nach. Erst wenn dort eine bekannte Karte hinterlegt ist, fährt er vollständig hoch und beginnt zu spielen. War es dagegen ein Fehlalarm – oder lag eine Karte auf, der noch gar kein Inhalt zugewiesen ist –, legt er sich sofort wieder schlafen, noch bevor Neopixel und übrige Peripherie überhaupt aktiv werden. Von einer fehlerhaften Erkennung bekommst du deshalb im Normalfall nichts mit; sie kostet lediglich ein wenig Strom.
Damit LPCD funktioniert, müssen allerdings mehrere Voraussetzungen zusammenkommen:
| Voraussetzung | Was gilt |
|---|---|
| Reader | Nur der PN5180. Mit einem RC522 ist LPCD nicht möglich; im Webinterface lässt sich die Option dann nicht auswählen. |
| PN5180-Firmware | Mindestens Version 4.0. Welche Version dein Leser mitbringt, meldet ESPuino beim Start im Log. Ein Firmware-Update des Readers ist machbar, aber ein spürbares Stück Arbeit. |
| Lötbrücken | Bei der Complete müssen JP8 und JP1 jeweils auf 1+2 stehen (siehe Kapitel 5 → Die Lötbrücken). Ab Werk ist die Standard-Beschaltung gesetzt, nicht die LPCD-Variante. |
| IRQ-Anschluss | Die IRQ-Leitung braucht einen RTC-fähigen GPIO. Bei der Complete ist das GPIO 32, der dann für anderes nicht mehr zur Verfügung steht (er belegt den Ext-Connector 1). Bei der mini4L steht RFID_IRQ ab Werk auf 99, ist also aus, und müsste erst auf 32 geändert werden. |
| Aktivierung | Ein Häkchen im Webinterface unter Allgemein → RFID: „PN5180 LPCD aktivieren". |
Baust du dir ein eigenes Board, ist die Auswahl beim IRQ-Pin begrenzt: RTC-fähig sind bei diesem ESP32 die GPIOs 0, 4, 12, 13, 14, 15, 25, 26, 27, 32, 33, 34, 35, 36 und 39 – nur einer davon kommt für das Wecksignal in Frage.
Nicht mehr über die settings.h
In älteren Anleitungen – auch im
Forum-Thread #1664, der die
Funktion ansonsten schön erklärt – wird LPCD über ein PN5180_ENABLE_LPCD in der settings.h
eingeschaltet. Das trifft nicht mehr zu: Die Funktion ist inzwischen eine reine
Laufzeit-Einstellung und wird ausschließlich im Webinterface gesetzt. Ein entsprechender Eintrag
in einer eigenen settings-override.h bleibt wirkungslos.
Zu bedenken ist außerdem, dass sich LPCD und ein harter Ausschalter gegenseitig ausschließen – beides zusammen geht nicht (siehe Kapitel 3).
Was du vorher wissen solltest
So schön die Idee ist – LPCD wird derzeit nicht aktiv gepflegt, immer wieder berichten Nutzer von Zuverlässigkeitsproblemen, und es verbraucht mehr Strom, weil der Leser im Deep-Sleep aktiv bleibt.
Der Port-Expander PCA9555¶
Der ESP32 hat nur begrenzt freie Anschlüsse (GPIOs), und einige davon lassen sich ausschließlich als Eingang nutzen. Wird es eng, schafft ein PCA9555-Port-Expander Abhilfe: Er wird über I²C angebunden und stellt 16 zusätzliche Kanäle bereit (zwei Ports zu je acht). Auf der Complete ist er bereits an Bord – du profitierst also automatisch davon.
In der ESPuino-Konfiguration werden diese Kanäle mit den Nummern 100 bis 115 angesprochen
(Port 0 sind 100–107, Port 1 sind 108–115). Deshalb tauchen in der
Pinout-Tabelle Werte ab 100 auf. Typischerweise
hängen Eingänge daran (Taster, Kopfhörer-Erkennung, der Encoder-Taster); Ausgänge nur in Sonderfällen
wie dem Verstärker-Enable.
Gut zu wissen
Jede Änderung an einem Expander-Eingang löst einen Interrupt aus und weckt den ESP32. Sich auf einzelne Pins zu beschränken ist zwar möglich, aber ein ziemlicher Hack, den man selbst einprogrammieren muss: Ein als Ausgang konfigurierter Pin wirft keinen Interrupt mehr. Pins auf Ausgang zu setzen ist allerdings nicht ungefährlich – wie das geht und worauf man achten muss, steht in Forum #2613. Zum Port-Expander allgemein siehe Forum #306.
Headless- und Dauerbetrieb¶
Nicht jeder ESPuino ist eine mobile Kinderbox. Manche laufen dauerhaft am Netzteil – etwa als Internetradio in der Küche – oder ganz ohne die üblichen Bedienelemente. Beides ist problemlos möglich.
Für den Dauerbetrieb ist wichtig zu wissen: Solange etwas abgespielt wird – eine Datei oder ein Webstream –, geht ESPuino nicht in den Deep-Sleep. Ein Radiosender läuft also endlos weiter. Der automatische Schlaf greift nur, wenn nichts läuft und eine Weile keine Eingabe kommt; wer das gar nicht möchte, stellt die Inaktivitätszeit im Webinterface (Tab Allgemein → Energie) entsprechend hoch. Am Dauer-Netzteil spielen Akku-Themen ohnehin keine Rolle.
Für den Headless-Betrieb gilt: Tasten, Drehencoder und sogar die Neopixel sind allesamt optional. Ein ESPuino lässt sich vollständig über das Webinterface und – falls gewünscht – über MQTT steuern, und die RFID-Karten funktionieren davon unabhängig. Dank der Modifikationskarten lässt er sich sogar vollständig per Karte bedienen – ganz ohne Tasten und Bildschirm. So kannst du eine bewusst reduzierte Box bauen oder ESPuino nahtlos in eine Hausautomatisierung einbinden. Theoretisch ist damit fast alles machbar – ob es in der Praxis Sinn ergibt, musst du selbst entscheiden.