Wake-on-LAN-Nachrüstung mit ESP8266

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Das Wake-on-LAN unseres neuen™ Mediacenters funktioniert sehr unzuverlässig. Daher haben wir folgende netzwerkbasierte Boot-Signalisierung auf Basis eines ESP8266-Moduls nachgerüstet. Mit dieser lässt sich das Mediacenter z.B. via OpenHAB zuverlässig hoch- und herunterfahren.

Idee

  • Ein ESP-01 (minimalistisches ESP8266-Board, haben wir zu viele von rumliegen) wird zwischen den Powerbutton und das Mainboard gehängt.
  • Auf dem ESP läuft ein MQTT-Client, der bei einem entsprechenden Befehl (ON/OFF/TOGGLE) einen Knopfdruck auf den Powerbutton simuliert, indem die entsprechende Leitung kurzzeitig mit GND kurzgeschlossen wird.
  • Beim TOGGLE-Befehl wird dies immer ausgeführt, bei den ON/OFF-Befehlen wird vorher geprüft, ob das Mediacenter schon läuft. Als Input hierfür fungiert ein "nicht-standby" 3V3 oder 5V Power Pin auf dem TPM-Header des Mainboards, der nur im laufenden Betrieb mit Strom versorgt wird.
  • Damit kann das Mediacenter sowohl gestartet, als auch heruntergefahren werden.

Umsetzung

Für den Einbau des ESP-01 haben wir ein kleines Adapter-PCB entworfen (Bilder 1,2).

Leider haben wir festgestellt, dass alle beim ESP-01-Board verfügbaren Pins beim Power-Up mindestens einmal den logischen Zustand wechseln. Das führte dazu, dass das Mediacenter immer automatisch gestartet wurde, sobald der ESP startete. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir das ESP-01-Board modifiziert, um anstatt des GPIO2-Pins den GPIO4-Pin herauszuführen. Dieser bleibt während dem Start dauerhaft auf LOW, und ist am ESP8266 zum Löten einfach zugänglich (Bild 4).

Danach haben wir den ESP und das Adapter-PCB grosszügig mit Heissleim isoliert (Bild 5), um ihn sicher im Gehäuse verbauen zu können (Bild 6).

  • Schaltbild des PCBs.

    Schaltbild des PCBs.

  • CAD-Zeichnung des PCBs. Auf den 2x4-Pinheader wird das ESP-01 Modul gesteckt. Der grosse SOT-223-IC ist der Spannungsregler, die kleinen SOT-23 die beiden MOSFET.

    CAD-Zeichnung des PCBs. Auf den 2x4-Pinheader wird das ESP-01 Modul gesteckt. Der grosse SOT-223-IC ist der Spannungsregler, die kleinen SOT-23 die beiden MOSFET.

  • Modifikation des ESP-01-Chips. An der rot markierten Stelle wird die Trace zerschnitten, und stattdessen wie in grün eingezeichnet ein kleines Stück Spulendraht verlötet.

    Modifikation des ESP-01-Chips. An der rot markierten Stelle wird die Trace zerschnitten, und stattdessen wie in grün eingezeichnet ein kleines Stück Spulendraht verlötet.

  • Fertiges Modul, Kabel gehen zum Powerbutton und zum TPM-Header auf dem Mainboard.

    Fertiges Modul, Kabel gehen zum Powerbutton und zum TPM-Header auf dem Mainboard.

  • Kabel auf dem Mainboard. Nach links zum TPM-Header für die +5VSB (Stromversorgung, oben beschriebener +5V SENSE Pin in dieser Iteration noch nicht vorhanden), nach rechts zum Anschluss des Powerbuttons.

    Kabel auf dem Mainboard. Nach links zum TPM-Header für die +5VSB (Stromversorgung, oben beschriebener +5V SENSE Pin in dieser Iteration noch nicht vorhanden), nach rechts zum Anschluss des Powerbuttons.

Code

Unter https://git.kabelsalat.ch/ccc-basel/espwol finden sich das KiCad-Projekt für die Adapterplatine sowie ein PlatformIO-Projekt mit dem ESP8266-Code.

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