Хитрости питания ESP8266: две батарейки и тесты с пониженным напряжением

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Я изучил, в каких диапазонах напряжения питания работает плата микроконтроллера на ESP8266 с TFT-экраном и обнаружил, что для её питания вполне можно использовать две обычные батарейки AAA без дополнительных схем.

Недавно я рассказывал о повышающем преобразователе напряжения, с помощью которого "Народный измеритель пульсации", а также другие самоделки можно питать от одной или двух батареек.

Директор компании R-Lab и мой читатель Николай Хозяинов предложил более простой вариант — питать схему от двух батареек AA или AAA напрямую.

 

Сам ESP8266 питается от 3.3 В. Платы на ESP8266 (NodeMCU, D1 mini, Witty Cloud) содержат стабилизаторы, обеспечивающие питание от USB (5 В), кроме того у NodeMCU есть отдельный вход VIN, позволяющий питать эту плату от напряжения 5-20 В.

Работа на пониженном напряжении

На примере NodeMCU я изучил, как плата работает при пониженном напряжении.

При напряжении на входе VIN от 4.8 до 10 вольт «народный измеритель пульсации» (NodeMCU, экран TFT 1.77", датчик света TEMT6000) всегда потребляет 64 мА (соответственно, чем больше напряжение, тем больше энергии теряется на линейном стабилизаторе).

При напряжении 4.7 В потребление падает до 63 мА. При 4.6 В ток снижается до 59 мА и уже заметно, что яркость подсветки экрана уменьшается. Сама плата работает и при 4.0 В, но на экране уже почти ничего не видно.

Всё то же самое при питании от входа VU или от разъёма USB: 4.8-10 вольт — потребление 64 мА, при более низких напряжениях снижается потребление и яркость подсветки экрана. А что, если подать питание на выход стабилизатора (соответственно, на вход питания самой ESP8266)?

Я попробовал подать питание на NodeMCU не так, как положено, а подключить источник питания 3.3 В прямо на один из выводов 3V. Всё работает! Ничего не сгорает, стабилизатор не греется, потребление всё то же — 64 мА. По даташиту питание ESP8266 может быть от 2.5 до 3.6 В.

Я проверил, как «народный измеритель» работает на пониженном напряжении, поданном на вход 3V:

  • При 3.0 В всё работает отлично, потребление 41 мА;
  • при 2.9 В яркость экрана немного снижается, потребление 35 мА;
  • при 2.8 В яркость снижается уже ощутимо, потребление 29 мА;
  • при 2.7 В экран темнеет, но всё хорошо видно, потребление 23 мА;
  • при 2.6 В экран очень тёмный, изображение видно плохо, потребление 22 мА;
  • при 2.5 В экран полностью гаснет, но сама NodeMCU продолжает работать, потребление 19 мА.

Это означает, что если питать схему от двух батареек без всякого стабилизатора, всё будет работать, пока напряжение на каждой батарейке будет выше 1.35 В.

Новая щелочная батарейка AA или AAA даёт под такой нагрузкой 1.55-1.57 В, соответственно две батарейки — 3.1-3.14 В. По мере разряда напряжение будет снижаться, но и потребляемый ток снизится.

Эксперимент

Щелочная батарейка AAA при токе нагрузки, снижающимся с 41 до 23 мА, будет сохранять напряжение выше 1.35 В приблизительно до трети своего разряда, а это значит, что устройство будет нормально работать более 10 часов (обычная щелочная батарейка AAA даёт около 900 мАч, соответственно треть — 300 мАч).

Я провёл эксперимент и проверил, как долго «народный измеритель пульсации» проработает от двух батареек AAA. Как и показывали расчёты, первые десять часов всё работало отлично и яркость экрана не снижалась. Через 15 часов прибор по-прежнему работал, яркость экрана заметно упала, но всё хорошо видно.

Через 20 часов после включения экран потемнел настолько, что изображение на нём стало еле различимо.

Через 26 часов экран потемнел почти полностью, что-либо различить на нём было уже не возможно. Я отключил батарейки и оставил их на ночь. С утра батарейки восстановились и экран снова заработал. Это означает, что при реальном использовании батареек хватит на гораздо большее время.

 

На первый взгляд, кажется, что питать платы на ESP8266 от двух батареек напрямую нерационально, ведь батарейки будут использоваться лишь на треть, но устройство проработает даже дольше, чем при питании от тех же батареек через преобразователь с подачей напряжения на вход VIN или VU, а после использования в устройстве на ESP8266 батарейки, разряженные на треть, вполне можно использовать в других приборах с небольшим энергопотреблением (пультах, термометрах, часах).

Всем мира!

© 2022, Алексей Надёжин

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Меня зовут Алексей Надёжин. Шестнадцать лет я пишу о технике, интересных местах и событиях.
Мои проекты:
  • Lamptest.ru. Тестирую светодиодные лампы и помогаю разобраться, какие из них хорошие, а какие не очень.
  • BatteryTest.ru и BatTest.ru. Тестирую батарейки и аккумуляторы и помогаю выбирать самые выгодные.
  • Elerus.ru. Собираю информацию об отечественных электронных устройствах для личного использования и делюсь ей.
Вы можете связаться со мной в группе Телеграм @ammochat

16 комментариев

Добавить комментарий

ammo
Спасибо. Я ошибся. Уже исправил.
112218615874996452051@google
Только как только включается WiFi
Потребление взлетает до 800ма…
ammo
Нет. Где-то 40 мА добавится.
S
а от трёх почму нелья, а лучше даже 4 батареек, странный какой-то тест
ammo
Можно, но от трёх придётся ставить плату StepDown, а от четырёх придётся или тоже ставить StepDown или подавать на Vin и расход будет гораздо больше, так как будет много энергии теряться на стабилизаторе.
S
тогда литиевый аккум поставить, там напруги должно хватить
ammo
Вот как раз с ним напрямую не получится — для входа 3v напряжение слишком большое, для Vin слишком маленькое.
m
Простой резистор решит проблему… или даже диод, он садит полвольта по-моему
ammo
Резистор ограничивает ток, а не напряжение. Если включить резистор последовательно нагрузке, напряжение на ней будет меняться в зависимости от потребления.
Два диода в принципе можно поставить, но это не самое рациональное решение.
ammo
Не два диода, один. Ошибся.
m
Ну правильно, ток ограничит, и ограничит общую мощность, мы же ограничиваем напругу, чтобы не спалить плату.
Ну либо ещё как вариант, за резистором поставить обычный стабилитрон на 3вольта
ammo
Но две батарейки проще)
m
Ну уж нет, литий то тут удобнее, к нему можно и солнечную панельку простую приспособить и забыть про розетку :)
ammo
Зависит от потребностей. Вот в конкретном случае с Народным измерителем пульсации двух батареек скорее всего хватит лет на десять, пока батарейки не сядут от старости.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему мы не видим мир таким, какой он есть? 7 особенностей зрения, о которых многие не задумываются

Кажется, что глаза работают как видеокамера: окружающий мир попадает в поле зрения, и мы сразу получаем его точное изображение. Но на самом деле всё гораздо интереснее. То, что человек видит каждую...

Частицу антиматерии заперли в ловушке на месяцы: квантовый циклотрон подготовил рекордную проверку симметрии Вселенной

В современной физике элементарных частиц ключевую роль играет принцип CPT-инвариантности. Это фундаментальное правило утверждает, что базовые законы природы остаются неизменными, если одновременно...

Когда-то нас было шестеро: почему Homo sapiens остался единственным видом человека на Земле

Около трехсот тысяч лет назад на Земле одновременно существовало не менее шести различных видов людей. Планета была заселена представителями рода Homo от Западной Европы до отдаленных островов...

Стрелочный индикатор с двумя задачами: инженерное решение Pioneer CT-3000

Кассетную деку Pioneer CT-3000 японская корпорация Pioneer выпускала в Токио с 1978 по 1981 год. Она входила в линейку аппаратуры уменьшенной высоты, так называемый формат Slimline. Корпус в ширину...

✦ ИИ  Почему две одинаковые нейросети могут давать совершенно разные ответы

Одна и та же языковая модель может отлично справляться с программированием в одном сервисе и допускать странные ошибки в другом. Причём название модели совпадает, пользователь отправляет...

Откуда в магазинах столько молока и сливочного масла, если коров почти нигде не видно

В молочном отделе супермаркета иногда задерживаюсь дольше обычного. На одной полке десятки упаковок молока, рядом сливки, сметана, творог, йогурты и сливочное масло. Причём у каждого производителя...