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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP32 Stromverbrauch


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Autor: Lennard M. (lennard743)
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Hallo Forum,
hat hier jemand ein ESP32 Board? Hat schon Mal jemand versucht einen so 
gering wie möglichen Stromverbrauch zu erzielen?  Also LEDs entfernen 
usw... Ich brauche an dem Board eigentlich nur eins zwei GPIO PINs und 
Bluetooth LE (also auch nur 1 Prozessorkern uns die niedrigst mögliche 
Taktfrequenz)

Danke und eine schönen Abend noch :)

Lennard

Autor: Joachim S. (oyo)
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(Du hast leider nicht geschrieben, von welchem ESP32-Board Du konkret 
redest. Da gibt es ja durchaus einige; ich gehe im Rest des Postings 
einfach mal davon aus, dass Du von irgendeinem ESP32-Development Board 
redest.)

Wenn man den Stromverbrauch eines ESP32 minimieren will, dann nimmt man 
sinnvollerweise erst gar kein komplettes ESP32-Development-Board.
Denn diese sind wie die Arduino-Boards normalerweise darauf ausgelegt, 
dass man direkt loslegen kann, indem man sie nur mit einem USB-Kabel an 
den PC anschliessen muss.
Dazu enthalten sie normalerweise bereits einen USB-UART-Wandler, einen 
nicht besonders sparsamen 3.3V-Festspannungsregler, usw. usw. Dadurch 
sind sie für den auf minimalen Stromverbrauch getrimmten Einsatz 
ungeeignet.

Nun könnte man natürlich diverse problematische Bauteile einfach vom 
Board herunterlöten, und so den Stromverbrauch senken.
Sinnvoller im Sinne geringen Stromverbrauchs ist aber, gleich nur das 
den ESP32 enthaltende RF-Modul (z.B. ESP32-WROOM-32) zu nehmen; ausser 
1-2 Kondensatoren und evtl. einem Pullup am Enable-Pin braucht man eh 
nichts.

Oder halt ein Board/eine Adapterplatine, auf dem/der neben einem 
ESP32-RF-Modul bewusst nur das Minimum an benötigten elektrischen 
Bauteilen steckt, das also u.A. auch keine USB-Buchse hat.

Autor: Reiner Gast (Gast)
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Lennard M. schrieb:
> hat hier jemand ein ESP32 Board? Hat schon Mal jemand versucht einen so
> gering wie möglichen Stromverbrauch zu erzielen?

Hi,

Habe kürzlich eine Wetterstation mit einen ESP32 Dev Kit V1 Board gebaut 
und das etwas Abgepeckt wegen des Stromverbrauch.

Den AMS1117 habe ich gegen einen MCP1700 getauscht
Die Usb-uart-Bridge CP2102 habe ich komplett ausgelotet (flashen mache 
ich mit FTDI Adapter bei Bedarf)
Und die Power-led Anzeige wurde auch entfernt

Vg

Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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Leider schreibst Du nicht, was Du durch deine Maßnahmen tatsächlich an 
Strom gespart hast.

Autor: Veit D. (devil-elec)
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Hallo,

wenn der nichts weiter machen soll sollte man einen "nackten" ESP8266 
verwenden. Die Minimodule ohne USB Anschluss. Also zum Bsp. ESP-12 mit 
kleiner 1µA in Deepsleep. Ein "nackter" ESP32 soll auf 7µA kommen.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Veit D. schrieb:
> Also zum Bsp. ESP-12 mit kleiner 1µA in Deepsleep.

Wo hast du diese Zahl denn her?

Ich dachte bisher, dass 10µA die kleinste bekannte Zahl sei. Sie stammt 
aus einem frühen Datenblatt im Draft Status.

Tatsächlich hat der Hersteller diese Zahl schrittweise erhöht und die 
Rahmenbedingungen geändert. Erst war es "max 10µA", dann "typically 
10µA", dann waren es "minimum 10µA at 2,5V".

Aktuell sind wir bei "The current of 20 μA is acquired at the voltage of 
2.5V." Quelle: 
https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf 
Seite 11

Mit fehlt dabei immer noch die Angabe, ob das mit oder ohne Flash 
Speicher gilt. Vermutlich eher ohne.

Bei meinen Versuchen kam ich auf 25µA bei 3,3V inclusive Flash.

Ich glaube nicht, dass die genannten 7µA für den ESP32 wahr sind. Hier 
gibt der Hersteller sicher ebenso mit beschönigten Werten an.

: Bearbeitet durch User
Autor: Dominik H. (derunsichtbare)
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Veit D. schrieb:
> wenn der nichts weiter machen soll sollte man einen "nackten" ESP8266
> verwenden.
Ursprungspost gelesen? Der ESP8266 hat kein BT.

Autor: Thomas (Gast)
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Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Thomas schrieb:
> Die hier reden von ca. 10 uA:
> https://www.crowdsupply.com/unexpected-maker/tinypico#details-top


Man sollte die Sätze schon ganz lesen, bevor man sich die Welt selbst 
schön redet:

"Deep sleep has been optimised for all development platforms, and though 
we have seen it go as low as 10 uA, our official current rating in deep 
sleep is 18 uA."

Wenn ich ein Gerät entwerfe interessieren mich nicht die besten Daten 
die irgendwer mal unter besonders günstigen Bedingungen erreicht hat. 
Wichtiger sind die Daten, die ich sicher versprechen und einhalten kann.

: Bearbeitet durch User
Autor: Lennard M. (lennard743)
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Hallo,
erstmal danke für eure antworten. Und ja ich habe vom ESP32-Development 
Board geredet. Den ESP8266 kann ich tatsächlich nicht verwenden, da er 
kein Bluetooth hat. Eigentlich würde ich gerne nach BLE Geräten scannen 
und dann falls ein bestimmtes Gerät gefunden wird, soll ein Bistabiles 
Relais geschalten werden. Ich würde auch anderes Board nehmen aber mir 
war nur dieses bekannt.

Autor: Johannes S. (jojos)
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nRF52840, nRF52832. BLE ohne den WLAN Balast.

Autor: Veit D. (devil-elec)
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Stefanus F. schrieb:
> Veit D. schrieb:
>> Also zum Bsp. ESP-12 mit kleiner 1µA in Deepsleep.
>
> Wo hast du diese Zahl denn her?

Hier muss ich mich vertippt haben. Entschuldigung war keine Absicht. 
10µA waren gemeint. Habe nochmal nachgelesen. Wobei wie schon 
festgestellt die Werte nicht in Stein gemeißelt sind. Der eine misst 
11µA und ein anderer 20µA.

Ich habe einen fast nackten Wemos D1. Der soll in DeepSleep mit 
Batteriespannung von ca. 3,3V laut c't 100µA ziehen. Meiner zieht 200µA.

Für den ESP32 gibts hier paar Werte und paar Tipps.
https://arduino-hannover.de/2018/07/11/esp32-mit-batteriebetrieb/

Was mich jetzt überrascht, soll ein dickerer ESP32 wirklich weniger 
Strom aufnehmen als ein ESP8266? Zumindestens laut den Angaben soll ein 
ESP32 nicht mehr ziehen als ein ESP8266. Ca. 7µA zu ca. 10µA.

Auf der anderen Seite kommt es darauf wie oft er aufgeweckt wird. Unter 
normalen Einstellungen zieht der ESP32 das doppelte als ein ESP8266. 
Müßte man im Extremfall abwägen. Für den TO jetzt uninteressant wegen 
BT.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Frank M. schrieb:
> Leider schreibst Du nicht, was Du durch deine Maßnahmen tatsächlich an
> Strom gespart hast.

Das ist auch ziemlich egal.
Wirklich relevant wäre die Stromaufnahme des abgespeckten Systems.

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Veit D. schrieb:
> Was mich jetzt überrascht, soll ein dickerer ESP32 wirklich weniger
> Strom aufnehmen als ein ESP8266?

Ich habe weiter oben 18µA für ein Modul zitiert.

Denke immer daran, dass Espressif bislang keine Scheu gezeigt hat, die 
Ruhestromaufnahme ihrer Chips massiv zu beschönigen. Die Stromaufnahme 
der notwendigen Bauteile drumherum (Flash, Kondensatoren, evtl. 
Spannungsregler) kommt noch dazu!

Ich kenne jedenfalls kein Projekt, wo im Deep Sleep die 
Spannungsversorgung aufs Minimum abgesenkt wird, eine Klimaanlage 
zugeschaltet wird und der Flash Chip komplett Stromlos gemacht wird.

Und schwupps: Hast du in der Realität schon ein vielfaches der 7µA.

Das ist doch die gleiche Leier, wie Verbrauchsangaben beim Auto. Was die 
Hersteller da angeben, funktioniert nur, wenn man alle Sitze ausbaut, 
die Ritzen zuklebt, die Reifen mit 3,5 Bar knallhart aufpumpt und das 
Auto dann mit 65km/h ferngesteuert über die Autobahn gleiten lässt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Lennard M. (lennard743)
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Thomas schrieb:
> Die hier reden von ca. 10 uA:
> https://www.crowdsupply.com/unexpected-maker/tinypico#details-top

Hört sich erstmal interessant an, werde ich mir noch Mal genauer 
anschauen.

Veit D. schrieb:
> Für den ESP32 gibts hier paar Werte und paar Tipps.
> https://arduino-hannover.de/2018/07/11/esp32-mit-batteriebetrieb/

Danke für den Link, die haben ja auch ihr Eco Power Board, das finde ich 
leider aber nur auf eBay und dort mind. 2stk für 76€...

Johannes S. schrieb:
> nRF52840, nRF52832. BLE ohne den WLAN Balast.

Das sieht eigentlich ziemlich gut aus, kannst du mir ein Board 
empfehlen? Die gibt es ja als development Kit, als Dongle, als...

Autor: Johannes S. (jojos)
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Lennard M. schrieb:
> Das sieht eigentlich ziemlich gut aus, kannst du mir ein Board
> empfehlen? Die gibt es ja als development Kit, als Dongle, als...

wenn man eine Debugprobe wie STLink oder andere hat ist es ziemlich egal 
welches Board man nimmt. Ja, es gibt sehr viele, auch winzig kleine. Zum 
Testen ist das Waveshare ganz gut weil alles auf Pinheadern rausgeführt 
ist.
Relativ neu ist das originale von Arduino: 
https://store.arduino.cc/arduino-nano-33-ble
etwas teurer, hat dafür aber auch USB on Board. Habe ich aber noch nicht 
in den Fingern gehabt.
An Software für die nRF52840 gibt es auch einiges, Arduino oder mbed 
oder das Nordic SDK.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Die Stromaufnahme der notwendigen Bauteile drumherum (Flash,
> Kondensatoren, evtl. Spannungsregler) kommt noch dazu!

Ja klar, die Stromaufnahme von Kondensatoren soll man nicht 
unterschätzen, dürfte sich aber in engen Grenzen halten, wenn am 
Kondensator nichts hängt, dass ihn entlädt ;-)

Autor: Stefanus F. (Firma: Äppel) (stefanus)
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Hier zum Beispiel irgendein 100µF Elko von Conrad, den die Suchmaschine 
auf der ersten Seite lieferte: 
https://produktinfo.conrad.com/datenblaetter/425000-449999/443906-da-01-en-ALU_ELKO_100UF_16V_LOW_ESR.pdf

Dort sind es 3µA

Oder der hier: 47µF von Würth: 
https://produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000-1299999/001280255-da-01-en-WCAP_ASLL_ALU_ELEC_CAPS_865060443004.PDF

11 µA

Autor: Reiner Gast (Gast)
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Frank M. schrieb:
> Leider schreibst Du nicht, was Du durch deine Maßnahmen tatsächlich an
> Strom gespart hast.

Ohne Änderung hatte der Deep Sleep des ESP32 DevKLitV1 Boards ca. 11,5 
mA

Guckst Du dann Datenblatt zu dem was ich geschrieben habe:

AMS1117 habe ich gegen einen MCP1700 getauscht => 5mA weg

CP2102 ausgelötet => 5mA weg, weil der Suspend scheinbar erst 
funktiniert, wenn einmalig eine Host Verbindung stattgefunden hat.

Power-LED entfernt => 1,4 mA weg

Macht somit irgendwas um die 100uA danach. Messfehler vorbehalten.

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