Сравнительно давно написал на Хабре несколько статей о ESP8266 и способах уменьшения энергопотребления популярного модуля ESP12x.
Особенности создания программ в NODEMCU ESP8266 для «интернета вещей» / Хабр
Уменьшаем потребление ESP8266 при автономной работе с датчиками
За последнее время появилось много новых малопотребляющих модулей с протоколом BLE, но ESP8266 остается уникальным по простоте применения и низкой стоимости для реализации различных поделок IOT.
Обычно автономные устройства сбора данных и устройства сигнализации большее время находятся в состоянии сна.
Для разработки устройств IOT на основе ESP8266 удобным является модуль Wemos D1 mini, который содержит в своем составе адаптер USB‑UART и LDO ME6211C33 на 3.3в для питания ESP.
С этим модулем легко работать «из коробки» на любом ПК, программировать модуль и обмениваться с ним данными по USB и WiFi.
Модуль Wemos легко встраивать в различные автономные устройства. Для подключения внешнего источника питания у модуля есть два контакта 5 вольт и 3.3 вольта. К контакту 5 вольт можно подключить любой источник с напряжением от 4 до 6 вольт. К контакту 3.3 вольта следует подключать батарею или аккумулятор через LDO типа ME6211C33.
Поэтому для применения модуля Wemos в устройствах с автономным питанием надо либо подключить батарейку к контакту 5 вольт, либо через LDO к контакту 3.3 вольт.
Казалось бы все просто, но проблема в том, что такое включение питания не позволяет существенно уменьшить ток потребления модуля в то время, когда он не активен, т е чип ESP находится в режиме DEEP SLEEP(режим сна).
Если в режим сна перевести модуль WEMOS D1 mini (чип ESP8266), то ток потребления при питании через контакт 5в составит 0.2mA, а при питании через контакт 3.3в ток составит 0.14mA.
Чтобы понять долю энергопотребления во время сна, рассмотрим пример работы автономного датчика температуры, который отправляет на сервер показания один раз в 10 минут.
Активный режим работы модуля будет состоять из следующих этапов:
Пробуждение: 0.033s* 30mA= 1 mA*s;
Опрос датчика: 0.5s* 80 mА= 40 mA*s;
Работа передатчика: 0.01s* 300mA= 3 mA*s;
Режим сна: 599.36s* 0.2mA= 120 mA*s;
Итого: 164 mA*s.
Таким образом, энергопотребление модуля в режиме сна составляет 85% от суммарных затрат.
Если делать устройства на модулях ESP12 (ESP8266), то ток потребления в режиме сна составляет 0.02mA и энергопотребление в этом режиме для нашего примера составит 12 mA*s или 35% от суммарных затрат в 33 mA*s. Но такое решение требует определенный уровень знаний схемотехники и усложняет разработку конечного устройства.
Рассмотрим простой способ уменьшения тока в режиме сна модуля Wemos до 0.03mA.
При этом активный режим работы модуля будет состоять из следующих этапов:
Пробуждение: 0.033s* 30mA= 1 mA*s;
Опрос датчика: 0.5s* 16 mА= 8 mA*s; (см. предыдущие статьи)
Включение Wi‑Fi: 0.1s* 80 mА = 8 mA*s;
Работа передатчика: 0.01s* 300mA= 3 mA*s;
Режим сна: 599.36s* 0.03mA= 18 mA*s;
Итого: 38 mA*s.
Что обеспечивает энергопотребление в режиме сна в нашем примере 18 mA*s, что составит 45% от общего энергопотребления в 38 mA*s, которое уменьшится примерно в 4 раза.
Чтобы Wemos можно было вывести из режима сна, установлен диод Шоттки с контакта RST на контакт D0.
Чтобы уменьшить ток потребления при работе от батарейки, достаточно разорвать проводник на печатной плате соединяющий LDO(проводник из под чипа CH340) с проводником от контакта 3.3в.
При этом питание ESP12 будет только от контакта 3.3в, что требует наличие батарейки и при работе от USB.
Чтобы режим работы модуля от USB не изменился, надо в место разрыва проводника установить диод Шоттки, катодом в сторону контакта 3.3в.
В результате ток потребления в режиме сна через контакт 3.3в составит 0.04 mA.
Если убрать светодиод на модуле ESP12, то ток потребления в режиме сна составит 0.03 mA.
После такой модернизации модуль Wemos D1 mini может работать в устройстве в нашем примере с автономным питанием примерно в 4 раза дольше, чем до этого.