ESP8266 стабилизатор напряжения (LiPo и Li-ion аккумуляторы)
В этом руководстве вы соберете стабилизатор напряжения для ESP8266, который можно использовать с LiPo и Li-ion аккумуляторами.
Видеоверсия
Это руководство доступно в видеоформате (смотрите ниже) и в текстовом формате (продолжайте чтение этой страницы).
Энергопотребление ESP8266
ESP8266 хорошо известен своей прожорливостью при выполнении задач Wi-Fi. Он может потреблять от 50 мА до 170 мА. Поэтому для многих приложений использование аккумулятора с ним не является идеальным решением.
Лучше использовать сетевой адаптер, подключенный к сети переменного тока, чтобы не беспокоиться об энергопотреблении или зарядке аккумуляторов.
ESP8266 с LiPo/Li-ion аккумуляторами
Однако для некоторых проектов ESP8266, использующих глубокий сон (Deep Sleep) или не требующих постоянного Wi-Fi подключения, использование ESP8266 с перезаряжаемыми LiPo аккумуляторами является отличным решением.
Для приложений с питанием от аккумулятора рекомендуется использовать версию ESP-01, поскольку она имеет мало встроенных компонентов.
Платы, такие как ESP-12 NodeMCU, потребляют больше энергии, потому что имеют дополнительные компоненты: резисторы, конденсаторы, микросхемы и т.д.
Поскольку LiPo аккумуляторы так легко доступны, я покажу вам, как питать ESP8266 от аккумуляторов этого типа.
Это руководство не посвящено различным типам аккумуляторов, и я не буду объяснять, как работают LiPo аккумуляторы. Я лишь предоставлю вам информацию, необходимую для сборки представленной схемы…
LiPo/Li-ion аккумуляторы при полной зарядке
LiPo/Li-ion аккумуляторы являются перезаряжаемыми с помощью соответствующего зарядного устройства и выдают приблизительно 4.2 В при полной зарядке.
Однако по мере разрядки аккумулятора напряжение начинает падать:
Рекомендуемое рабочее напряжение ESP составляет 3.3 В, но он может работать при напряжениях от 3 В до 3.6 В. Поэтому вы не можете подключить LiPo аккумулятор напрямую к ESP8266 — вам понадобится стабилизатор напряжения.
Типичный линейный стабилизатор напряжения
Использование типичного линейного стабилизатора напряжения для снижения напряжения с 4.2 В до 3.3 В — не лучшая идея.
Например: если аккумулятор разрядится до 3.7 В, ваш стабилизатор напряжения перестанет работать, потому что у него высокое напряжение отсечки.
Стабилизатор с низким падением напряжения (LDO)
Для эффективного снижения напряжения при работе с аккумуляторами необходимо использовать стабилизатор с низким падением напряжения, также известный как LDO-регулятор, который может регулировать выходное напряжение.
Низкое падение напряжения означает, что даже если аккумулятор выдает только 3.4 В, стабилизатор все равно будет работать. Имейте в виду, что вы никогда не должны полностью разряжать LiPo аккумулятор, потому что это повредит его или сократит срок его службы.
После исследования LDO-регуляторов я нашел пару хороших альтернатив. Одним из лучших LDO, которые я нашел, был MCP1700-3302E.
Он довольно маленький и выглядит как транзистор.
Также есть хорошая альтернатива — HT7333-A.
Любой LDO с характеристиками, аналогичными указанным в даташите ниже, также является хорошей альтернативой. Ваш LDO должен иметь аналогичные характеристики по следующим параметрам:
Выходное напряжение (3.3 В)
Ток покоя (~1.6 мкА)
Выходной ток (~250 мА)
Низкое падение напряжения (~178 мВ)
Распиновка MCP1700-3302E
Вот распиновка MCP1700-3302E. Он имеет выводы GND, Vin и Vout:
Другие LDO должны иметь такую же распиновку, но вы всегда должны искать даташит своего LDO, чтобы проверить его распиновку.
Схема ESP8266 с LDO и Li-ion аккумулятором
Вот необходимые компоненты для проектирования стабилизатора напряжения для ESP-01:
LiPo аккумулятор или Li-ion аккумулятор + держатель аккумулятора
ESP-01 — читайте Лучшие платы разработки ESP8266 Wi-Fi
Вы можете использовать ссылки выше или перейти непосредственно на MakerAdvisor.com/tools, чтобы найти все компоненты для ваших проектов по лучшей цене!
Посмотрите на схему ниже, чтобы спроектировать собственную схему стабилизатора напряжения.
Или вы можете посмотреть на схему Fritzing (керамический конденсатор и электролитический конденсатор подключены параллельно между GND и Vout LDO):
Кнопка подключена к выводу RESET модуля ESP-01. Для данного руководства это не обязательно, но будет полезно в будущем руководстве.
Вот готовая схема:
О конденсаторах
К LDO-регулятору следует подключить керамический конденсатор и электролитический конденсатор параллельно между GND и Vout для сглаживания пиков напряжения. Конденсаторы предотвращают неожиданные перезагрузки или нестабильное поведение вашего ESP8266.
Тестирование
Давайте подадим питание на схему и проверим её. Измеряя мультиметром входное напряжение Vin LiPo аккумулятора, вы можете видеть, что он выдает приблизительно 4.2 В, потому что аккумулятор в данный момент полностью заряжен.
Давайте поместим щуп мультиметра на Vout. Теперь мультиметр показывает приблизительно 3.3 В, что является рекомендуемым напряжением для питания ESP8266.
Стабилизатор напряжения
Популярный дизайн стабилизатора напряжения для ESP8266 выглядит следующим образом:
Вы припаиваете конденсаторы к LDO, и в итоге получаете стабилизатор напряжения в маленьком форм-факторе, который можно легко использовать в ваших проектах.
Надеемся, что это руководство было полезным. Эта концепция будет очень полезна для питания будущих проектов.
Это отрывок из электронной книги Home Automation using ESP8266. Если вам нравится ESP8266 и вы хотите узнать о нем больше, рекомендуем скачать курс: Home Automation using ESP8266.
Надеемся, что это руководство было полезным. Спасибо за чтение!