Voltaje máximo soportado por Esp32 Guía completa para explorar sus límites
¡Hola a todos los entusiastas de la tecnología! Hoy vamos a discutir sobre un tema crucial al trabajar con la famosa Esp32: el límite de voltaje. Definitivamente, nuestra placa es impresionante, sin embargo, al igual que cualquier otra cosa en la vida, tiene sus limitaciones. Por lo tanto, te mostraremos todo lo que debes saber para garantizar un funcionamiento óptimo de tu Esp32, evitando problemas de voltaje. ¡Es hora de descubrir todo lo necesario para aprovechar al máximo tu placa favorita!
ESP Examinando su rendimiento de resistencia de voltaje
La ESP32 es un microcontrolador de alto rendimiento ideal para varias aplicaciones electrónicas, como sistemas de control de acceso, automatización del hogar, dispositivos IoT y wearables. Es esencial conocer sus límites de voltaje para garantizar su correcto funcionamiento y protegerlo de posibles daños.
Al utilizar la ESP32, debemos asegurarnos de que el voltaje de entrada se encuentre dentro del rango recomendado y evitar aplicar voltajes superiores al límite máximo absoluto. También es importante tener en cuenta el consumo de energía del dispositivo y utilizar un regulador externo si se requiere una mayor corriente. Estas precauciones nos permitirán garantizar un funcionamiento óptimo de la ESP32.
Explora las sorprendentes capacidades de conexión del módulo ESP
A continuación, se presentan algunas de las principales características que hacen del módulo ESP32 una elección popular para proyectos de electrónica y programación.
Una de las cuestiones importantes a tener en cuenta al trabajar con el módulo ESP32 es su límite de voltaje. Para asegurar su correcto funcionamiento y evitar daños en la placa, es fundamental conocer su límite de voltaje de entrada.
El límite de voltaje de entrada del ESP32 es de 3.3V. Aplicar un voltaje mayor a este límite puede resultar en daños permanentes en la placa.Funcionamiento del ESP utilizando baterías de Litio Ferrofosfato
Las pilas LiFePO4 también tienen un excelente funcionamiento, aunque proporcionan un 70% menos de energía que las pilas de litio del mismo tamaño. A pesar de esto, son recargables y reemplazables por una batería cargada. Además, ofrecen un alto rendimiento y no tienen el problema de las baterías de polímero de litio que pueden incendiarse por un mal uso o por baja calidad.Las baterías LiFePO4 son perfectas para uso a corto plazo, como semanas y meses, pero es importante tener en cuenta que necesitan un cargador especial compatible con baterías LiFePO4 de 3V.Optimización de consumo del ESP con baterías de litio o litiopolímero recargables
¡Por supuesto que se pueden emplear las baterías LiPo o de litio ya que proveen la energía suficiente para el ESP32!
Sin embargo, su voltaje de 3,7 a 4,2 V resulta demasiado elevado para dicho dispositivo, dependiendo de su carga actual, por lo que es necesario disminuirlo.
Esta situación tiene una desventaja importante: una gran cantidad de energía se consume continuamente para reducir la tensión a 3,3 V.
En comparación, los controladores LDO sencillos requieren aproximadamente 2000 veces más energía en modo de reposo que el ESP32 en su estado "deepsleep", lo que se traduce en un consumo constante las 24 horas del día, los 365 días del año...
Si bien las baterías de polímero de litio pueden funcionar durante uno o varios días, su desempeño se ve comprometido a medida que se alarga su uso, siendo casi imposible que duren semanas o años.
El patrón alimentario típico y muy deficiente
A continuación, sería necesario agregar una batería acompañada de su respectivo cargador. Este último, consistiría en una pequeña placa basada en el circuito integrado TP4056, que demostró un excelente rendimiento en la carga de la batería, alcanzando una precisión del 1,5%. Además, este dispositivo podría permanecer conectado de manera constante para mantener la batería siempre cargada.
En el caso anteriormente mencionado, es cierto que obtendríamos una batería completamente cargada. Sin embargo, su voltaje oscilaría entre 3 y 4.2 voltios, dependiendo del nivel de carga. Lamentablemente, no sería posible utilizarlo directamente para alimentar nuestro circuito, ya que éste requiere una potencia de 3.3 o 5 voltios para su correcto funcionamiento.
Nuestro perspicaz diseñador encontró una solución a este inconveniente. Decidió conectar, en paralelo con la batería, un circuito denominado "step up down" (y otras combinaciones de palabras como "booster" o "SEPIC"). Este circuito tiene la capacidad de aceptar cualquier voltaje de entrada (dentro de ciertos límites establecidos por el modelo utilizado, entre 2.5 y 30 voltios) y producir siempre una salida de 3.3 o 5 voltios estabilizados, ideales para alimentar nuestro circuito de forma eficiente.
Mejorando y maximizando el consumo a través del step up
Una característica interesante de este chip es su pin ENABLE, el cual permite encender y apagar el step up desde tu microcontrolador según tu deseo, lo que te permite controlar el funcionamiento de los sensores o actuadores conectados a él y ahorrar energía.
En términos de funcionamiento, es muy fácil de usar: si conectas el pin a VCC, el step up estará en funcionamiento y obtendrás la tensión esperada en su salida. Por otro lado, si lo unes a GND, el chip estará "apagado" y la salida mostrará 0 voltios, lo que equivale a apagar los dispositivos conectados a él.
La placa del step up no tiene acceso a este pin y viene predeterminado de fábrica conectado a VCC, lo que significa que el step up estará siempre en funcionamiento. Por lo tanto, si deseas utilizar este pin, tendrás que realizar una pequeña modificación en la placa, que consiste en cortar la conexión con VCC y conectar el pin a uno de los pines de tu microcontrolador mediante un cable.
PRÁCTICA Conexión ESPNOW
ESP-NOW es un protocolo creado por la empresa Espressif para establecer una comunicación extremadamente veloz entre múltiples dispositivos ESP. Tiene como principales ventajas su bajo consumo de energía y un amplio alcance, lo que lo convierte en la opción ideal para mandos a distancia o sensores inalámbricos que necesiten ser alimentados con baterías.
Una de las mayores ventajas de este protocolo es su sencillez de implementación, ya que es compatible con las conexiones WiFi de los dispositivos ESP en diferentes modos, como ACCESS POINT, STATION o ACCESS POINT + STATION. Además, se puede utilizar la tecnología de cifrado CCMP (Counter Mode CBC-MAC Protocol) para garantizar una comunicación segura.
Uso de corriente del chip ESP WROOM
Utilizando el módulo ESP32-WROOM, hemos logrado medir ciertos valores, los cuales también hemos obtenido mediante el uso de nuestra tarjeta ECO Power, la cual funciona con batería. Sin embargo, es importante mencionar que la mayoría de las tarjetas ESP32 no logran alcanzar un bajo consumo de energía como el nuestro. Por lo general, estas tarjetas requieren alrededor de 20 mA, a pesar de estar en modo "deepsleep". Esto significa que consumen más de dos mil veces la cantidad de energía.
Existen varios factores que influyen en el consumo de energía, como los circuitos adicionales en la tarjeta, la implementación de la fuente de alimentación USB y la operación con batería. En el caso de las tarjetas ESP32 regulares, el consumo es significativamente mayor que el nuestro...
Utilización del ESP mediante una fuente portátil de energía
En lugar de este método ineficiente, es preferible utilizar un banco de energía que utilice directamente una batería de litio de 3,7V.
El uso de una batería de litio elimina la necesidad de conversiones múltiples de voltaje, lo que resulta en una mayor eficiencia energética.
Además, muchas veces los bancos de energía se apagan automáticamente, asumiendo que no hay cargas conectadas debido al bajo consumo de energía del ESP32.
Sin embargo, utilizar dos baterías de Ni-MH para alcanzar los 2,55V requeridos por el ESP32 no es una solución viable. Una sola batería suministra solamente 1,2V, lo que resulta en un total de 2,4V con dos baterías.
Por otra parte, conectar tres baterías de Ni-MH en serie también presenta problemas, ya que el voltaje máximo permitido para el ESP32 de 3,6V sería sobrepasado con las baterías completamente cargadas.
Emplear pilas normales, a excepción de las de litio, tampoco es una opción duradera, ya que después de un cierto tiempo de funcionamiento, el voltaje mínimo requerido de 2,55V no puede ser alcanzado y la batería sigue estando al 70% de su capacidad total.
Asimismo, cuando el ESP32 funciona en modo WiFi, requiere impulsos de hasta 400 mA, lo que hace que el voltaje de las pilas normales descienda rápidamente y el dispositivo se reinicie constantemente.
