Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP8266 Spannungsversorgung mit 4 AA Batterien


von Julian (Gast)


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Hallo,
Ich weiß, dass es dazu schon ein paar Threads im Forum gibt, eine Lösung 
für mich haben diese allerdings alle nicht beinhaltet.
Vorweg, ich bin noch neu und habe bisher nur mit dem Arduino gearbeitet.
Jetzt will ich mit dem ESP8266 arbeiten und stehe vor dem Problem, 
welchen Spannungsregler ich verwende um von den 6V (4x1,5V) auf 3.3V zu 
kommen.
Mein Problem ist, dass ich noch alles löten kann was Beeadboard Größe 
hat, alles was darunter ist allerdings nicht, weswegen extrem kleine 
Spannungsregler wie z.B. Der MIC5219 nicht infrage kommen, außer sie 
sind vorgelötet.
Für einen Profi ist diese Frage wahrscheinlich fast schon lächerlich 
einfach zu beantworten, aber für mich wie gesagt quasi ein ungelöstes 
Rätsel.

Gruß
Julian

von Johannes (Gast)


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Julian schrieb:
> Für einen Profi ist diese Frage wahrscheinlich fast schon lächerlich
> einfach zu beantworten, aber für mich wie gesagt quasi ein ungelöstes
> Rätsel.
>
> Gruß

Was ist denn die Frage?

von Torsten B. (tbrox)


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Johannes schrieb:
>
> Was ist denn die Frage?

die hier  ;)

> welchen Spannungsregler ich verwende um von den 6V (4x1,5V) auf
> 3.3V zu kommen.

von sven (Gast)


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Hi,
wird der ESP so betrieben oder als Dev-Board ala NodeMCU? Die meisten 
Dev-Boards haben einen Spannungswandler bereits integriert. Hier am 
besten in das Datenblatt schauen.
Falls der ESP so betrieben werden soll: mcp1702 3302

Grüße

von Timmo H. (masterfx)


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Wieviel Strom musst er denn können?
Wenn du nicht viel mehr als WLAN machen willst, dann würde sich der 
MCP1702 eignen, den gibts noch als TO-92 und hat einen sehr geringen 
Ruhestrom von 2µA und kann bis max 13.2V Eingangsspannung.

von Chris (Gast)


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Und schon mal über den Stromverbrauch von dem ESP nachgedacht? Wie lange 
halten die 4 Batterien und schaffen sie überhaupt den Strom den der ESP 
zum funken braucht?

Und ja die Frage war rhetorisch.

von Timmo H. (masterfx)


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Wenn man nur alle paar Minuten mal ein paar Sensoren auslesen will und 
dann via Deep-Sleep schlafen geht halten die Akkus Monate, sofern man 
nen LDO mit geringen Ruhestrom verwendet s.o.

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Am einfachsten einen primitiven Linearregler. LF33CV wäre ein Beispiel, 
hat eine halbwegs niedrige Drop-Out-Spannung, wird also auch bei leeren 
Akkus mit 4V am Eingang noch arbeiten.

Besser, weil effizienter, einen Schaltregler. Da hab ich aber spontan 
keinen Breadboard-fähigen im Kopf, außerdem wird das doch deutlich 
komplizierter.

MfG, Arno

von Horst O. (obelix2007)


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Julian schrieb:
> .. verwende um von den 6V (4x1,5V) auf 3.3V zu
> kommen.

... ein LM1117 T3,3 LDO Regler käme ev. auch für Dich in Frage?

https://www.reichelt.de/ldo-regler-fest-3-3-v-to-220-lm-1117-t3-3-p109333.html?PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMI59Gv292R5AIVgqwYCh2tyQ4tEAQYBCABEgJ57fD_BwE&&r=1

Gruß Horst

von Stefan F. (Gast)


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Julian, du hast vergessen, deinen Anwendungsfall zu beschreiben, und ob 
du einen "nackten" ESP8266 oder ein Modul mit diesem Chip verwenden 
willst.

Viele Module enthalten bereits bereits einen Spannungsregler - diese 
eignen sich aber eher nicht für Langzeit-Betrieb mit Batterien (im Sinne 
von vielen Wochen im Deep-Sleep Modus).

Falls das dein Ansinnen war, dann empfehle ich Dir ein Modul ohne USB 
Schnittstelle und ohne On-Board-Spannungsregler, wie z.B. das ESP-12F 
Modul.

Dazu besorgst du Dir einen HT7833. Diesen Spannungsregler kannst du bei 
Aliexpress auf kleinen Platinchen kaufen.

Siehe: http://stefanfrings.de/esp8266/index.html#akkus

Den MCP1702 würde ich nicht empfehlen, da dieser für nur 250 mA 
ausgelegt ist, der ESP Chip zeitweise aber bis zu 400 mA aufnimmt. 
Außerdem benötigt er bei 250 mA laut Datenblatt bereits 3,45 V 
Eingangsspannung. Für die 400mA also noch mehr. Ich würde mich nicht 
darauf verlassen, dass ein "Dicker Elko" das schon ausreichend 
stabilisiert.

von Beo Bachta (Gast)


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Arno schrieb:
> Besser, weil effizienter, einen Schaltregler. Da hab ich aber spontan
> keinen Breadboard-fähigen im Kopf, außerdem wird das doch deutlich
> komplizierter.

Nein.

Sowas hier:

https://www.ebay.de/itm/XM1584-Spannungswandler-Step-Down-Modul-Mini-DC-DC-3A-0-8V-20V-Wandler-Arduino/333252933492?hash=item4d976c3774:g:JgkAAOSw6ZBdU~Wl

Ja gut, man muss vier Drähte (oder drei) löten.

von Stefan F. (Gast)


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Beo Bachta schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 333252933492

Der benötigt laut Artikelbeschreibung 4,5V Eingangsspannung (was normal 
ist). Passt aber nicht zur Anforderung des TO mit 4 AA Zellen, die schon 
nach einem Bruchteil ihrer Laufzeit unter 4,5 V kommen.

Ich kenne keinen Step-Down Wandler, der in dieser Hinsicht wesentlich 
besser geeignet sei, deswegen empfehle ich LDO Regler - und selbst die 
brauchen teilweise noch zu viel Eingangsspannung.

Der HT7833 benötigt typischerweise 3,67V an seinem Eingang.

von Beo Bachta (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Passt aber nicht zur Anforderung des TO mit 4 AA Zellen, die schon
> nach einem Bruchteil ihrer Laufzeit unter 4,5 V kommen.

Eine AA Zelle die 1.2V hat ist fast am Ende.

Wieviel ist 1.2V mal vier?

von Wolfgang (Gast)


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Timmo H. schrieb:
> Wenn du nicht viel mehr als WLAN machen willst, dann würde sich der
> MCP1702 eignen

Gerade für WLAN nimmt sich der ESP8266 gerne mal fast 400mA. Ein 250mA 
Regler braucht da also noch etwas Unterstützung.

von Timmo H. (masterfx)


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Wolfgang schrieb:
> Timmo H. schrieb:
> Wenn du nicht viel mehr als WLAN machen willst, dann würde sich der
> MCP1702 eignen
>
> Gerade für WLAN nimmt sich der ESP8266 gerne mal fast 400mA. Ein 250mA
> Regler braucht da also noch etwas Unterstützung.
Schon klar, der 1702 kann aber 500mA peak, und wenn man den ESP nur dazu 
verwendet mal kurz Daten per WiFi loszuwerden geht es problemlos. 
Betreibe es so schon seit Monaten.
1
...  As long as the average current does not exceed
2
250 mA, pulsed higher load currents can be applied to
3
the MCP1702.
Hier noch eine detailliertere Messung des Strom-Verlaufs vom ESP:
https://www.bakke.online/wp-content/uploads/2017/05/version1.png

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Beo Bachta schrieb:
> Eine AA Zelle die 1.2V hat ist fast am Ende.

Nein, da ist sie bei ca. 50%. Erst bei 0,9V gilt sie als verbaucht.

https://www.pocketnavigation.de/wp-content/uploads/2016/02/akku-technik-vergleich.png

von Bernd K. (bmk)


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Ein wenig OT, aber sicher nicht uninteresant:
Einweg-Zellen mit Li-SOCL2 Chemie
https://www.farnell.com/datasheets/1445890.pdf

Die Entladekurve ist einfach "lineal-genial" und macht jeden 
Spannungsregler oder StepDown überflüssig, der im Standby Energie 
schluckt.

Es liegt bis kurz vor Schluss die volle Spannung an.
Und die Spannungslage mit 3,6V passt gut zur Aufgabenstellung.
Zu beachten ist allerdings, dass die volle Kapazität nur bei einer 
Entladestromstärke von 2 mA erreicht wird.


Ok, ist schon recht teuer, aber die Laufzeit kann ggf. Jahre betragen.
Außerdem gibt es auch deutlich kleinere Zellen mit dieser Chemie.
Peaks kann man dann durch einen entsprechenden Pufferkondensaor 
auffangen.

von Stefan F. (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Einweg-Zellen mit Li-SOCL2 Chemie

Jo die finde ich wirklich interessant. Aber heftig teuer und wo kauft 
man so etwas als Hobbyelektroniker?

Wenn ich ein Gerät mit solchen Batterien verkaufe oder verschenke, werde 
ich  vom Empfänger gesteinigt.

von Timmo H. (masterfx)


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Bernd K. schrieb:
> Einweg-Zellen mit Li-SOCL2 Chemie
Wirklich interessant, sowas jetzt noch wiederaufladbar...

von Stefan F. (Gast)


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von Timmo H. (masterfx)


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Stefanus F. schrieb:
> Timmo H. schrieb:
> Wirklich interessant, sowas jetzt noch wiederaufladbar...
>
> LiFePO4
> 
https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?attachments/upload_2018-4-23_15-3-43-png.187418/
> 
https://www.reichelt.de/industriezelle-lifepo-18650-3-3-v-1350-mah-z-loetfahnen-lifepo4-18650fpz-p86861.html
Ja kennt man. Ist halt meist nicht attraktiv weil die Energiedichte nur 
rund halb so hoch ist wie bei LiIon und dazu der Preis doppelt so hoch 
ist. Da gibt's den Ruhestrom für den LDO halt für lau weshalb man 
eigentlich nichts dadurch gewonnen hat ausser vielleicht die weniger 
starke Reaktionsfahigkeit im Fehlerfall

von Stefan F. (Gast)


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Timmo H. schrieb:
> Ist halt meist nicht attraktiv weil die Energiedichte nur
> rund halb so hoch ist wie bei LiIon und dazu der Preis doppelt so hoch
> ist. Da gibt's den Ruhestrom für den LDO halt für lau

Ja, leider ist bei jedem Akkutyp irgendein Haken.

von Arno (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Beo Bachta schrieb:
>> Ebay-Artikel Nr. 333252933492
>
> Der benötigt laut Artikelbeschreibung 4,5V Eingangsspannung (was normal
> ist). Passt aber nicht zur Anforderung des TO mit 4 AA Zellen, die schon
> nach einem Bruchteil ihrer Laufzeit unter 4,5 V kommen.

Und man handelt sich damit (potentiell) eine ganz neue Gruppe von 
EMV-Problemen und Störungen auf der Versorgungsspannung ein, sowie 
pfeifende Spulen oder Kondensatoren. Das meinte ich mit "deutlich 
komplizierter" - da hilft es, wenn man Probleme hat, wenig, dass der 
freundliche China-Mann und seine deutschen Distributoren billige Module 
anbieten...

Ich hab gerade zwei Generationen Geräte hier liegen, die erste Version 
hat 2xAA plus StepUp, die zweite 1x LiIon plus LDO. Dreimal darfst du 
raten, welche Generation pfeift (aber nicht alle, nur manche...) und 
welche stabile ADC-Werte liefert.

> Ich kenne keinen Step-Down Wandler, der in dieser Hinsicht wesentlich
> besser geeignet sei, deswegen empfehle ich LDO Regler - und selbst die
> brauchen teilweise noch zu viel Eingangsspannung.

Immerhin ist das Potential da.

Bei LiIon->3,3V oder LiIon->3V (reicht für den ESP) lohnt sich das nie - 
das sind auch mit LDO schon mindestens 75% Wirkungsgrad bei vollem Akku, 
wenn der LDO wenig Eigenverbrauch hat, mit steigendem Wirkungsgrad bei 
fallender Akkuspannung. Da muss ein StepDown-Wandler schon sehr gut 
sein, um das zu toppen.

Bei 4xAA->3,3V hat ein LDO eher maximal 75% Wirkungsgrad, wenn die Akkus 
leer sind, bei vollen Batterien eher 50%. Da kann man mit einem 
StepDown-Wandler etwas gut machen.

MfG, Arno

von Stefan F. (Gast)


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Wenn der TO allerdings vor hat, mit einem Satz AA Zellen monatelang 
auszukommen, wird es bei der Auswahl geeigneter Step-Up Wandler sehr 
sehr eng. Denn sie müssen auf einstellige µA im Standby Betrieb kommen 
und dennoch die Peak-Last von 400mA liefern können.

Julian, lege mal die Karten auf den Tisch. Was für eine Anwendung soll 
das werden?

von Julian (Gast)


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Hallo,
Danke für die vielen schnellen Antworten, muss das erstmal alles 
verarbeiten.:)
Ziel ist es, mit einem nackten ESP8266 über mehrere Monate (am besten 4 
oder so) zwei DS18B20 Sensoren auszulesen.
Der ESP soll die beiden Sensoren jede Stunde auslesen und die Daten dann 
kurz per WLAN an einen Raspberry Funken.
Zwischendrin befindet er sich im Deepsleep.

Gruß
Julian

von Timmo H. (masterfx)


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Ja dann den MCP. Da es mit meinem 800mAh Akku etwa 4-6 Monate hält 
obwohl er alle 5 Minuten aufwacht, dürfte das passen. WLAN connect inkl 
DHCP Abfrage Dauer bei mir ca. 200ms, connect zum MQTT Server etwa 20ms.

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (bmk)


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Stefanus F. schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Einweg-Zellen mit Li-SOCL2 Chemie
>
> Jo die finde ich wirklich interessant. Aber heftig teuer und wo kauft
> man so etwas als Hobbyelektroniker?
>
> Wenn ich ein Gerät mit solchen Batterien verkaufe oder verschenke, werde
> ich  vom Empfänger gesteinigt.

Habe mal in die Richtung noch etwas recherchiert.
Jetzt sieht es wesentlich freundlicher aus:
https://www.nkon.nl/de/disposable-batteries/aa-14500/eve-er14505-aa-lithium.html

Größe AA mit Li-SOCL2 Chemie für unter 2€
Entladekennlinie auch 'Lineal' 3,6V bis kurz vor Ende:
https://www.farnell.com/datasheets/609536.pdf
Bei Entladestrom 1-2mA gilt 2,6Ah Kapazität.
Bis ca. 20mA entnehmbar bei noch 1,9Ah Kapazität.
Für Peak-Ströme wäre dann ein Pufferkondensator etc erforderlich.

Als Alternative wären 4 AA Alkaline (Spannung 8,4V voll - 3,6V leer)
plus LDO. Beim StepDown eher 5-6 Alkaline wegen Drop.
In beiden Fällen wohl kaum für 2€ zu machen.
Punkt für Li-SOCL2

von GEKU (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Ein wenig OT, aber sicher nicht uninteresant:
> Einweg-Zellen mit Li-SOCL2 Chemie

Ich habe die Primärzelle LS14500 mit 3,6V/2,6Ah mit ESP8266 in Betrieb.

Richtig ist, sie kann direkt den ESP8266 versorgen.
Das Problem ist nur, dass sie längere Zeit unbenutzt beim Einschalten 
des ESP8266 kurzzeitig in die Knie geht. Ich musste ein LIC parallel zur 
Versorgung schalten. In dieser Kombination ist die LS14500 sehr 
langlebig.

von GEKU (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Aber heftig teuer und wo kauft
> man so etwas als Hobbyelektroniker?

Die LS14500 mit 3,6V/2,6Ah ist nicht ein mal so teuer (~3€) und ist bei 
vielen Distributoren erhältlich.

siehe https://geizhals.at/saft-ls-14500-mignon-aa-a1616209.html

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