Стабилизатор напряжения для микроконтроллера ESP8266

Следуя этому руководству вы создадите стабилизатор напряжения для микроконтроллера ESP8266, который можно будет использовать с литий-полимерными и литий-ионными аккумуляторами.

Хорошо известно, что микроконтроллер ESP8266 довольно прожорлив во время работы интерфейса Wi-Fi. Он может потреблять от 50 мА до 170 мА. Во многих случаях трудно применять такое устройство совместно с аккумулятором.

Лучше подойдёт блок питания, подключённый к электросети, чтобы не приходилось волноваться о потреблении энергии или зарядке аккумуляторов.

Однако для некоторых проектов с микроконтроллером ESP8266, где используется режим глубокого сна и нет необходимости в постоянной работе интерфейса Wi-Fi, применение перезаряжаемых литий-полимерных аккумуляторов станет прекрасным решением.

Если используется питания от аккумуляторов рекомендуется плата ESP-01, так как на ней установлено небольшое количество компонентов.

Платы, подобные ESP8266 NodeMCU, используют много энергии, поскольку оснащены дополнительными элементами, такими как резисторы, конденсаторы, микросхемы и т. д.

Так как литий-полимерные аккумуляторы широко распространены, покажем как обеспечить питание микроконтроллера ESP8266 с их помощью.

В этом руководстве не объясняется как устроены и работают различные типы аккумуляторов. Здесь даётся лишь информация необходимая для реализации описываемой схемы.

Полностью заряженный аккумулятор имеет на выходе напряжение 4,2 В

Со временем оно снижается.

Рекомендуемое рабочее напряжение микроконтроллера ESP — 3,3 В, но он может функционировать в диапазоне 3—3,6 В. Так что нельзя просто подключить литий-полимерный аккумулятор напрямую к микроконтроллеру ESP8266 — вам потребуется стабилизатор напряжения.

Использование стандартного линейного стабилизатора для снижения напряжения с 4,2 до 3,3 В — не очень хорошее решение.

Например: если аккумулятор разрядится до выходного напряжения 3,7 В, ваш стабилизатор перестанет работать, так как у него высокое напряжение отсечки

Чтобы эффективно понизить напряжение аккумулятора, вам необходим стабилизатор с малым падением напряжения известный также как LDO-стабилизатор, который может регулировать выходное напряжение.

Малое падение напряжения означает, что даже если аккумулятор будет выдавать лишь 3,4 В, стабилизатор всё рано продолжит работать. Помните, что никогда не стоит полностью разряжать литий-полимерный аккумулятор, так как это повредит его или сократит срок службы.

Один из самых лучших LDO-стабилизаторов – MCP1700-3302E.

Он довольно компактный и выглядит как транзистор.

Есть также хороший вариант в виде HT7333-A.

Любой LDO-стабилизатор с характеристиками, аналогичными приведённым в документе ниже, также является хорошим вариантом. Ваш LDO-стабилизатор должен иметь такие же показатели для следующих параметров:

• Выходное напряжение (3,3 В).
• Ток в рабочей точке (~1,6 мкА).
• Выходной ток (~250 мА).
• Малое падение напряжения (~178 мВ).

Назначение выводов стабилизатора MCP1700-3302E. Есть выводы GND, Vin и Vout (земля, вход и выход):

У других LDO-стабилизаторов должно быть такое же назначение выводов, но обязательно найдите техническое описание вашего стабилизатора, чтобы проверить это.

Для стабилизатора нам понадобятся следующие компоненты:

• Li-ion или Li-Pol аккумуляторы
• Отсек для аккумулятора
• Стабилизатор с малым падением напряжения, или LDO-стабилизатор, (MCP1700-3302E)
• Электролитический конденсатор 1000 мкФ
• Керамический конденсатор 100 нФ
• Кнопка
• Резистор 10 кОм
• ESP-01 — на самом деле лучшая плата разработчика с ESP8266 и Wi-Fi.
• Макетная плата
• Проволочные перемычки

Внимательно ознакомившись со схемой вы сможете самостоятельно собрать стабилизатор.

Или посмотрите схему, созданную с помощью ПО Fritzing (керамический и электролитический конденсатор подключены параллельно выводам GND и Vout стабилизатора).

Кнопка подключена к выводу RESET (СБРОС) платы ESP-01, сейчас в этом нет необходимости, однако это пригодится в будущих руководствах.

Готовое устройство.

Для LDO-стабилизаторов необходимо подключать керамический и электролитический конденсатор параллельно выводам GND и Vout, для сглаживания скачков напряжения. Конденсаторы не допускают неожиданный перезапуск и нестабильную работу микроконтроллера ESP8266.

Давайте подключим питание к схеме и проверим её. Измеряя мультиметром входное напряжение Vin от литий-полимерного аккумулятора, вы сможете увидеть приблизительно 4,2 В, поскольку сейчас аккумулятор полностью заряжен.

Теперь подключим щуп мультиметра к выводу Vout. Мультиметр показывает приблизительно 3,3 В — это рекомендуемое напряжение для микроконтроллера ESP8266.

Вы припаиваете конденсаторы к LDO-стабилизатору, так что получается стабилизатор напряжения в компактном исполнении, который можно легко применить в ваших проектах.

Надеемся, это руководство было полезным. Эта схема очень пригодится для питания в будущих проектах.