¿Cuál es la mejor batería para el ESP32?

En este artículo analizamos en total 5 baterías por sus características técnicas para encontrar la mejor batería para el microcontrolador ESP32

En este artículo se aprende cuál es la mejor batería para el microcontrolador ESP32.

Primero describo los diferentes niveles de voltaje en la placa ESP32 para evitar el humo mágico y un daño del microcontrolador.

Además de todo este contenido, se aprende qué baterías necesitan un regulador de voltaje y cómo utilizar dicho regulador.


La mejor batería para el ESP32

La mejor potencia de batería para el ESP32 es la batería LiFePO4 o la batería LiPo

  • Batería LiFePO4 si su objetivo principal es lograr la máxima duración de la batería, ya que no necesita un regulador de voltaje adicional entre el ESP32 y la batería. Además, las baterías LiFePO4 son recargables y tienen una capacidad de hasta 6000mAh, similar a las baterías LiPo y Li-ion, lo que le da a tu proyecto una larga vida en combinación con un modo de energía que reduce el consumo mínimo de energía.
  • Paquete de baterías LiPo si desea cargar su batería mientras el circuito está funcionando. La solución más simple debido a la conexión plug-and-play es usar una placa de microcontrolador ESP32 con un conector JST, así como un cargador LiPo incorporado como el Adafruit HUZZAH32, Sparkfun ESP32 Thing Plus o Escarabajo de fuego ESP32

Diferentes niveles de voltaje de la placa del microcontrolador ESP32

Antes de que podamos analizar diferentes baterías en combinación con el microcontrolador ESP32, debemos comprender que hay diferentes niveles de voltaje en la placa ESP32 NodeMCU. La siguiente imagen muestra un diagrama simplificado de los niveles de voltaje y componentes importantes.

Resumen de voltaje ESP32

En la imagen, puede ver que la conexión USB de 5V y el pin VIN están conectados a un regulador de voltaje de 3.3V, que transforma el voltaje de entrada entre 5V y 12V en un voltaje de salida constante de 3.3V para el microprocesador ESP32. El pin de 3.3V también está conectado a la salida del regulador de voltaje y, por lo tanto, también está conectado al ESP32.

Si desea saber cómo usar ESP32 en general, consulte el tutorial de ESP32.

La siguiente tabla muestra los límites técnicos del ESP32 y el regulador de voltaje.

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MicrocontroladorTensión mínimaTensión típicaTensión máxima
ESP322,3V3,3V3,6V

El ESP32 tiene un voltaje nominal de 3.3V pero es capaz de operar entre 2.3V y 3.6V. Los voltajes superiores a 3,6 V pueden dañar el microcontrolador.

Regulador de tensiónTensión de salidaMáxima tensión de entradaMáxima corriente de salida
AMS11173,3V15V1A

El regulador de voltaje AMS1117 tiene un voltaje de salida de 3.3 V correspondiente al voltaje nominal del ESP32. El voltaje de entrada máximo es de 15 V, pero para un funcionamiento continuo, se recomienda un voltaje máximo de 12 V. La corriente de salida máxima es 1A, lo que deja una buena reserva porque la hoja de datos ESP32 recomienda una corriente de salida de 500mA para un regulador de voltaje.

Una vez que conocemos los parámetros del microcontrolador, repasamos los tipos de batería más utilizados y si es razonable utilizar la batería en combinación con el microcontrolador ESP32 NodeMCU.

Pila alcalina AA para ESP32

Criterios de las pilas alcalinas AAEspecificaciones
Tensión mínima de descarga1V
Tensión de trabajo1,5V
Tensión de carga máxima1,65V
Número de recargas500
Densidad de energía80 Wh/kg

Las baterías alcalinas AA tienen un voltaje nominal de 1.5V y si conecta dos en serie, obtiene un voltaje nominal de 3V. Puede conectar dos baterías alcalinas AA directamente al pin de 3.3V del NodeMCU, pero la corriente suministrada por AA alcalina las baterías son solo 50 mA por batería. Conectado en serie, todavía obtiene una corriente total de 50 mA.

Desafortunadamente, el ESP32 NodeMCU puede consumir hasta 300 mA durante el inicio. Cuando el ESP32 se enciende, consume tanta corriente de las baterías alcalinas AA que el voltaje cae completamente a cero, reiniciando / aplastando el ESP32.

En resumen, No puedo alimentar el ESP32 NodeMCU con 2 pilas AA.

¿Cuál es la mejor batería para el ESP32?

Batería LiFePO4 para ESP32

Criterios de la batería LiFePO4Especificación
Tensión de descarga mínima2,5V
Tensión de trabajo3,0V…3,2V
Tensión de carga máxima3,65V
Número de recargas5000
Densidad energética90 Wh/kg … 160 Wh/kg

La batería de fosfato de hierro y litio (batería LiFePO4) tiene una tensión nominal de 3,2 V y una tensión máxima de 3,65 V. La principal ventaja de una batería LiFePO4 es la curva de descarga muy plana, por lo que la tensión cae muy lentamente durante el proceso de descarga. Dado que el voltaje máximo de la batería de fosfato de hierro y litio con 3.65V es solo un poco más alto que el voltaje máximo de trabajo de ESP32 con 3.6V, puede conectar este tipo de batería directamente con el pin del microcontrolador 3.3 V.

En resumen, un La batería LiFePO4 es muy adecuada para ESP32 y especialmente cuando su principal objetivo es alimentar su circuito durante un tiempo máximo. Si es así, recomiendo alimentar el ESP32 con un LiFePO4 en el pin de 3.3V.

La desventaja es que es muy complicado cargar la batería mientras está en uso. Actualmente, no tengo ninguna solución para este problema. La solución más sencilla sería tener dos baterías LiFePO4 que puedas cambiar rápidamente y un cargador de batería externo.

Batería LiFePO4

Batería LiPo y batería Li-ion para ESP32

Criterios de las baterías LiPo y Li-ionEspecificación
Tensión de descarga mínima2,7V…3,0V
Tensión de trabajo3,7V
Tensión de carga máxima4,2V
Número de recargas5000
Densidad de energía100 Wh/kg … 265 Wh/kg

El voltaje máximo de las baterías LiPo y Li-ion es de alrededor de 4.2V y es demasiado alto para conectarse directamente al pin de 3.3V. Por lo tanto, necesita una caída de presión baja o un regulador LDO que reduzca el voltaje de la batería a 3.3V. El MCP1725T-3302E / MC LDO combina perfectamente con el ESP32 en combinación con una batería LiPo o Li-ion. En el último capítulo de este artículo encontrará una explicación detallada sobre cómo utilizar el regulador LDO en combinación con una batería y el ESP32.

Las baterías LiPo y Li-ion combinadas con un regulador de voltaje de caída de voltaje bajo son ideales para alimentar su ESP32.

Especialmente si desea cargar la batería mientras su circuito está funcionando, las baterías LiPo son mi opción preferida, ya que hay placas EPS32 especiales con un conector JST donde conecta la batería LiPo directamente a su placa ESP32. Si desea cargar la batería, todo lo que necesita hacer es conectar el cable micro USB al EPS32. La conexión USB no solo alimenta el EPS32, sino que también carga la batería LiPo. Las siguientes placas tienen el conector JST y un cargador LiPo a bordo:

Batería de iones de litio
Batería LiPo

Baterías AAA NiMH para ESP32

Criterios de las pilas NiMH AAEspecificaciones
Tensión de descarga mínima0,8V
Tensión de trabajo1,2V…1,25V
Tensión de carga máxima1,4V
Número de recargas1000
Densidad de energía60 Wh/kg … 120 Wh/kg

Si desea comprar baterías AAA, asegúrese de comprar baterías de NiMH, ya que son recargables y tienen la capacidad más alta y tienen una potencia nominal de 1,2 V… 1,25 V por batería. La combinación con cuatro baterías AAA NiMH da como resultado un voltaje de operación de 4.8 V… 5 V que es más alto que el voltaje de operación máximo del ESP32 con 3.6 V.
Al igual que las baterías LiPo y Li-ion, puede usar cuatro baterías AAA NiMH en combinación con un regulador LDO que reduce el voltaje de entrada a 3.3V. Con el voltaje reducido, puede conectar la fuente de alimentación al pin de 3.3V del ESP32.

En comparación con las baterías LiPo y Li-ion, las baterías NiMH requieren la misma conexión al microcontrolador pero tienen una densidad de energía más baja y por lo tanto No recomiendo usar baterías de NiMH.

Batería AAA NiMH

Pila de bloque alcalina de 9V para ESP32

Criterios de las pilas alcalinas en bloque de 9VEspecificaciones
Tensión de descarga mínima6V
Tensión de trabajo9,0V
Tensión de carga máxima9,9V
Número de recargas500
Densidad de energía80 Wh/kg

Con una batería de bloque de 9V, puede usar el pin VIN del NodeMCU, que está conectado internamente con el regulador de voltaje AMS1117 de 3.3V. Por lo tanto, no necesita ningún componente externo. Pero dado que el ESP32 solo necesita 3.3V, es exagerado cuando se trata de voltaje. Debido a que una batería de bloque alcalina de 9 V no es más que 6 baterías alcalinas AA conectadas en serie, usted tiene la misma curva de descarga de etapa que resulta en una vida corta de su sistema alimentado por batería.

Por lo tanto, no recomiendo usar una batería alcalina de 9V.

Pila de bloque alcalina de 9 V

Regulador de voltaje de baja caída para ESP32

El MCP1725T-3302E / MC se adapta perfectamente al ESP32 en combinación con baterías que tengan un voltaje máximo superior a 3.6V. Las siguientes tablas muestran los conceptos básicos de la hoja de datos LDO y explican por qué estos conceptos básicos se ajustan perfectamente al ESP32.

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MCP1725T-3302E/MCValorExplicación
Tensión de salida3,3VEl regulador necesita una tensión de salida igual a la tensión de funcionamiento del ESP32 que es de 3,3V.
Corriente de salida500mATambién es importante que el LDO tenga una corriente de salida de 500mA porque el ESP32 necesita unos 450mA durante la comunicación WiFi y en la hoja de datos del ESP32 se recomienda una corriente de salida de 500mA.
Máxima tensión de entrada6VCon una tensión de entrada máxima de 6V, podemos combinar el LDO con las baterías LiPo y Li-ion de 3,7V, así como con las baterías NiMH AAA de 5V.
Tensión mínima de entrada2,3VLa tensión mínima de entrada debe coincidir con la tensión mínima de funcionamiento del ESP32 que es de 2,3V.

Si tiene alguna pregunta sobre las diferentes baterías y cómo usarlas, utilice la sección de comentarios a continuación para hacer sus preguntas. Responderé tan pronto como sea posible.


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