Guía completa para reducir consumo de energía en ESP32 alimentación y ahorro del 95
El ESP32, un chip de 32 bits, se está convirtiendo en una opción cada vez más popular entre los usuarios de Arduino. Este potente dispositivo cuenta con un sólido soporte del fabricante chino Espressif, el cual ha lanzado una amplia gama de recursos en GitHub para su integración con Arduino. Además, gracias a sus capacidades de comunicación vía WiFi y Bluetooth, junto con su compatibilidad con la tecnología LoRa, el ESP32 permite alcanzar distancias de entre 200 metros y 20 kilómetros cuando se utiliza junto a nuestra tarjeta ECO Power. En este artículo, compartiremos nuestra experiencia al utilizar el ESP32 con baterías.
Análisis Ahorro de energía en MCU de bits
Los resultados obtenidos en la práctica demuestran la increíble eficiencia energética del ESP32. A pesar de algunos compromisos, su consumo es extremadamente bajo, especialmente en comparación con el entorno de Arduino estándar.
La demostración de su potencia fue posible gracias a la práctica realizada. En ella se pudo constatar que, a pesar de algunos compromisos, el ESP32 tiene un consumo absolutamente bajo. Destacando particularmente su adecuación al entorno de Arduino estándar.
Disminución del uso de energía en ESP un resumen
The following table displays a general description of all the measures taken for the 6 different ESP32 boards. The empty Arduino script serves as a baseline for all boards. It is worth noting that the WiPy 3.0 automatically sets up local WiFi, which is why the power consumption in the baseline measurement is considerably higher compared to other ESP32 boards.
When comparing the ESP32-DevKitC and the Ai-Thinker NodeMCU-32S, which have the main difference in the ESP32 chip version, we can see that the ESP32-S2 helps reduce power consumption during hibernation and deep sleep mode, from 9mA to 6.18mA.
The Adafruit HUZZAH32 has a built-in voltage regulator with higher efficiency, unlike the ESP32-S2. Therefore, the current consumption is lower than that of the ESP32-DevKitC, but higher than that of the Ai-Thinker NodeMCU-32S.
Funcionalidad del ESP con baterías de LiFePO
Aunque las modernas baterías LiFePO4 ofrecen un excelente rendimiento, su capacidad energética es aproxidamente un 70% menor que la de las baterías de litio de igual tamaño. Sin embargo, estas baterías pueden ser recargadas o reemplazadas por una pila cargada.
Además, las baterías LiFePO4 tienen un alto desempeño para la conexión WiFi, sin los inconvenientes de las baterías de ion-litio, que pueden ser peligrosas si se utilizan de manera incorrecta o si son de baja calidad.
Por ello, las pilas LiFePO4 son ideales para un uso a corto plazo, como semanas o meses. Sin embargo, es importante resaltar que su recarga requiere un cargador especializado adecuado para baterías LiFePO4 de 3 V.
Optimizando la funcionalidad del ESP con baterías de litio o polímero de litio recargables
Las baterías LiPo o de litio son completamente viables para alimentar el ESP32, ya que tienen la capacidad de generar la energía necesaria. Sin embargo, suelen tener una tensión de 3,7 a 4,2 V, la cual es demasiado alta para el funcionamiento del ESP32 y, por lo tanto, debe ser reducida. Esta reducción conlleva una desventaja significativa, ya que un gran porcentaje de la energía se utiliza exclusivamente para reducir la tensión a 3,3 V. Además, los controladores LDO simples requieren una cantidad de energía aproximadamente 2000 veces mayor en modo de reposo que el propio ESP32 en modo de sueño profundo ("deepsleep"), lo que se traduce en un consumo constante de energía durante cada segundo, las 24 horas del día, los 365 días del año...
Evidentemente, las baterías de polímero de litio tienen una vida útil limitada, por lo que su uso diario o semanal no es un problema. No obstante, a largo plazo, su duración se ve limitada y su utilización durante semanas o incluso años es casi imposible.
Dormir profundamente La hora en modo deepsleep del ESP
En el modo "deepsleep" de la tarjeta ECO Power, el ESP32 apaga su CPU y el oscilador de cristal correspondiente, permitiendo un ahorro significativo de energía. Sin embargo, es importante mencionar que durante este modo, un oscilador interno se encarga de mantener el tiempo en marcha. Aunque este oscilador es preciso, su exactitud puede verse afectada por la temperatura, lo que se traduce en posibles desviaciones del 20% o más en el tiempo. Esto puede ser problemático en la práctica, ya que después de cierto tiempo, el reloj interno puede perder su precisión por completo.
Además, al realizar cambios en la batería o al reiniciar el dispositivo, la hora se restablece a cero. Esto puede ser un inconveniente especialmente en casos de uso prolongado con batería. Afortunadamente, con la tarjeta ECO Power, este problema no es un obstáculo que deba preocuparte.
¿Por qué? Sencillo, nuestra tarjeta ECO Power presenta una solución efectiva para garantizar la precisión del tiempo incluso en modo "deepsleep". Al tener incorporado un reloj RTC (DS3231) de alta precisión, el reajuste del tiempo es automático y se ajusta perfectamente al salir del modo ahorro de energía. Además, cada uno de nuestros RTC DS3231 ha sido calibrado individualmente contra un reloj atómico durante su producción, asegurando aún más su precisión.
Pero eso no es todo, el DS3231 también está compensado por temperatura (TCXO), lo que significa que independientemente del clima o las condiciones ambientales, seguirá proporcionando la hora exacta durante muchos años. Esta característica es especialmente valiosa en casos de uso prolongado con batería, ya que no tendrás que preocuparte por ajustar o corregir manualmente la hora. Con nuestra tarjeta ECO Power, ¡el tiempo siempre estará en tus manos!
Maximice la eficiencia energética del ESP con sus modos de bajo consumo
Diferentes modos de energía en ESP32 y ESP-S2
El ESP32 y el ESP-S2 son dispositivos que utilizan tecnologías avanzadas de administración de energía, lo que les permite tener diferentes modos de energía. En esta guía, se describirán los distintos modos y cómo ingresar a ellos.
Descripción de cada modo de energía
Cada modo de energía en el ESP32 y el ESP-S2 tiene un comportamiento específico, con partes del microcontrolador activas o inactivas. A continuación, se explicará cómo funcionan y cómo ingresar a ellos usando código en Arduino o MicroPython para WiPy 3.0.
Fuentes de activación del modo de ahorro de energía
Existen diversas maneras en que puede activarse el modo de ahorro de energía del ESP32. Sin embargo, para el propósito de esta guía, nos enfocaremos en el uso de energía y no profundizaremos en las diferentes fuentes de llamadas de atención. En la siguiente sección, se utilizará el temporizador como ejemplo para establecer una hora específica en la que el ESP32 se activará. Para obtener más información sobre modos de espera y fuentes de alarma, puede consultar la documentación de Expressif.
Duración máxima de cada modo de suspensión
Debido a que el ESP32 es un microcontrolador de 32 bits, la duración máxima de cada modo de suspensión es de 0xFFFF FFFF o 4294967295 microsegundos, que equivale a aproximadamente 71 minutos.
Utilización energética del módulo ESP WROOM
Utilizando el módulo ESP32-WROOM, hemos medido con éxito valores de consumo de energía. Sin embargo, gracias a la tarjeta ECO Power en ejecución con batería, también hemos alcanzado dichos valores. Lamentablemente, la mayoría de las tarjetas ESP32 no logran este bajo consumo de energía. De hecho, en su modo "deepsleep", estas tarjetas suelen requerir alrededor de 20 mA, ¡lo que significa un consumo mil veces mayor! Los factores determinantes de este consumo de energía son los circuitos adicionales de la tarjeta, la implementación de la fuente de alimentación USB y el uso de baterías. Comparadas con las tarjetas ESP32 regulares, estas tarjetas...
Utilizando el módulo ESP32-WROOM, hemos logrado medir valores de consumo de energía de manera efectiva. Sin embargo, gracias a nuestra tarjeta ECO Power funcionando con batería, también hemos logrado alcanzar dichos valores. Lamentablemente, la mayoría de las tarjetas ESP32 no pueden igualar este bajo consumo de energía. Por lo general, en su modo "deepsleep", estas tarjetas suelen consumir alrededor de 20 mA, ¡lo que representa un consumo de energía más de dos mil veces mayor! Los factores clave que influyen en el consumo de energía son los circuitos adicionales de la tarjeta, la implementación de la fuente de alimentación USB y el uso de baterías. En comparación con las tarjetas ESP32 regulares, estas tarjetas consumen...
