Из этого руководства вы узнаете пошагово, как питать плату ESP32 с помощью солнечной батареи с использованием литиевого аккумулятора 18650 и модуля зарядного устройства TP4056. Схема, которую мы создадим, также совместима с ESP8266 или любым микроконтроллером, который питается от 3,3 В.
Следующая схема подключения показывает, как работает схема для питания ESP32 от солнечных батарей.
Мощность солнечных панелей составляет от 5 до 6 В под прямыми солнечными лучами. Солнечные батареи заряжают литиевую батарею через модуль зарядного устройства TP4056. Этот модуль отвечает за зарядку аккумулятора и предотвращает перезарядку. Литиевая батарея выдает 4,2 В при полной зарядке. Вам необходимо использовать схему стабилизатора с низким падением напряжения (MCP1700-3302E), чтобы получить 3,3 В от выхода батареи. Выход регулятора напряжения будет питать ESP32 через контакт 3.3В.
Солнечные панели, которые мы используем, имеют выходное напряжение от 5 до 6 В. Если вы хотите, чтобы ваша батарея заряжалась быстрее, вы можете использовать несколько солнечных панелей параллельно. В этом примере мы используем две мини солнечные панели, как показано на следующем рисунке.
Для параллельного подключения солнечных панелей припаяйте клемму (+) одной солнечной панели к клемме (+) другой солнечной панели. Сделайте то же самое для клемм (-). Это может выглядеть следующим образом.
При параллельном подключении солнечных панелей вы получите одинаковое выходное напряжение и удвоите ток (для идентичных солнечных панелей). Как вы можете видеть на следующем рисунке, солнечные панели выдают примерно 6 В.
Модуль зарядного устройства для литиевых батарей TP4056 поставляется с защитой цепи и предотвращает перенапряжение батареи и подключение с обратной полярностью.
Модуль TP4056 загорается красным светодиодом, когда он заряжает аккумулятор, и загорается синим светодиодом, когда аккумулятор полностью заряжен. Подключите солнечные панели к модулю зарядного устройства литиевой батареи TP4056, как показано на принципиальной схеме ниже. Подключите положительные клеммы к контакту, помеченному IN+, а отрицательные клеммы к контакту, помеченному IN-.
Затем подключите положительную клемму держателя батареи к контакту B+, а отрицательную клемму держателя батареи к контакту B-.
OUT+ и OUT- являются выходами батареи. Эти литиевые аккумуляторные батареи выдают до 4,2 В при полной зарядке (хотя на этикетке указано 3,7 В).
Для питания ESP32 через его контакт 3,3 В, нам нужна схема стабилизатора напряжения, чтобы получить 3,3 В от выхода батареи. Использование обычного линейного регулятора напряжения для сброса напряжения с 4,2 В до 3,3 В не очень хорошая идея, потому что при разряде батареи, например, до 3,7 В, ваш регулятор напряжения перестанет работать, потому что у него высокое напряжение отсечки. Для эффективного снижения напряжения, вам нужно использовать регулятор с малым падением напряжения или LDO для краткости, который может регулировать выходное напряжение.
MCP1700-3302E является одним из лучших для того, что мы хотим сделать. Существует также хорошая альтернатива в виде HT7333-A.
Любой LDO-стабилизатор, который имеет характеристики, аналогичные этим двум, также является хорошей альтернативой. Ваш LDO должен иметь аналогичные характеристики, когда дело доходит до выходного напряжения, тока покоя, выходного тока и низкого напряжения отключения. Взгляните на документацию далее.
Вот распиновка MCP1700-3302E: выводы GND, VIN и VOUT.
LDO должны иметь керамический конденсатор и электролитический конденсатор, подключенные параллельно к GND и Vout для сглаживания пиков напряжения. Здесь мы используем электролитический конденсатор емкостью 100 мкФ и керамический конденсатор емкостью 100 нФ. Следуйте следующей схеме, чтобы добавить схему регулятора напряжения к предыдущей схеме. Важно: электролитические конденсаторы имеют полярность! Провод с белой / серой полосой должен быть подключен к GND.
Вывод Vout регулятора напряжения должен выдавать 3,3 В. Это контакт, который будет питать ESP32 или ESP8266.
Наконец, убедившись, что вы получаете правильное напряжение на выводе Vout регулятора напряжения, вы можете подключить ESP32. Подключите контакт Vout к 3,3 В контакту ESP32 и GND к GND.
Если у вас ESP32 работает от аккумулятора или от солнечной батареи, как в этом случае, может быть очень полезно контролировать уровень заряда батареи. Одним из способов сделать это является считывание выходного напряжения батареи с использованием аналогового контакта ESP32. Тем не менее, батарея, которую мы здесь используем, выдает максимум 4,2 В при полной зарядке, но линии GPIO ESP32 работают при 3,3 В. Итак, нам нужно добавить делитель напряжения, чтобы мы могли считать напряжение от батареи.
Формула делителя напряжения выглядит следующим образом: Vout = (Vin*R2)/(R1+R2). Итак, если мы используем R1 = 27 кОм, а R2 = 100 кОм, мы получим 3,3 В. Таким образом, когда батарея полностью заряжена, на выходе Vout будет 3,3 В, что мы можем прочитать с помощью линий GPIO ESP32. Добавьте два резистора в вашу схему, как показано на следующей принципиальной схеме.
В этом случае мы отслеживаем уровень заряда батареи через GPIO33, но вы можете использовать любой другой подходящий GPIO. Наконец, чтобы получить уровень заряда батареи, вы можете просто прочитать напряжение на GPIO33, используя функцию analogRead() в своем коде (если вы используете Arduino IDE).
© digitrode.ru