Cómo alimentar ESP8266 cambiando el voltaje

Así que soy muy nuevo en electrónica de todo tipo, he hecho algunas reparaciones básicas pero estoy interesado en aprender más.

El proyecto que tengo en mente es usar el Doit NodeMcu Lua ESP8266 ESP-12E barato y fácilmente disponible para enviarme una notificación cada vez que suena el timbre de la puerta. Me gustaría incrustar este proyecto dentro de la carcasa interna del teléfono en mi apartamento y usar el wifi para enviar la notificación.

El timbre de mi puerta parece recibir un voltaje de 4.4v cuando está inactivo, cuando se presiona el timbre de la puerta cambia a 13.3v.

Mis preguntas son:

  • ¿Puedo usar de alguna manera el 4.4v para alimentar el ESP? ¿Cómo lo protejo del aumento de voltaje cuando está activo? ¿Algún tipo de regulador de voltaje que aún permita que suene el zumbador?

  • ¿Cómo uso este cambio de voltaje para crear una alerta? Sé que puedo, pero ¿necesito sensores adicionales o el ESP podrá manejarlo?

Aquí hay algunas imágenes de mi portero automático http://imgur.com/a/H0GJU

Si alguien me puede dibujar un diagrama fritzing o similar, estaría muy agradecido.

Otra información.

  • Estoy usando Pushover, que entiendo solo permite HTTP (no HTTPS) con estas unidades.
  • Vivo en Dinamarca.
  • Tengo acceso a un hackerspace para suministros básicos.

EDITAR: Creo que un IC regulador de voltaje de 3.3v me permitiría hacer la parte de alimentación, ¿usaría un conector de estilo de derivación de cables para agregarlo desde el cable del zumbador +ive?

Regulador de voltaje con Vout = voltaje requerido ESp (3V3 generalmente) y capaz de tolerar cómodamente Vin> 14V. . || Es posible que el 4V4 no tenga mucha capacidad actual. El 13V3 probablemente sí. SI 4V4 no puede proporcionar suficiente energía, puede, por ejemplo, alimentar el ESP desde un condensador cargado cuando se presiona el botón para que tenga un período corto para transmitir incluso si la presión del botón es muy corta. Tenga en cuenta que el consumo de corriente ESP puede ser bastante alto. | El sentido de entrada puede ser un divisor de resistencia, por ejemplo, el divisor 10k:2k7 da 2v8 con 13v3 y 1V con 4v4. O puede usar un optoacoplador o una resistencia más zener. Hacer preguntas.
Esta es una pregunta bastante bien hecha. Excelente para una primera pregunta. Será útil saber cuánta corriente hay disponible en 4V4 y 13V3. Lo más fácil de todo es usar una batería para alimentar el ESP y activarlo desde el alto voltaje. Como la corriente se extrae solo cuando se transmite, la carga de la batería es baja en general.
Ver mi respuesta actualizada. || Tenga en cuenta que cometí un error en el cálculo del capacitor :-( - parecía notablemente pequeño pero (estúpidamente) no busqué por qué. Dije que obtienes una caída de 1V por segundo a 1 mA con 1 uF PERO es 1 uA o 1000 uF necesario Permití esto en la respuesta y se necesitaría un superlímite.
¡Asegúrese de conectar el cable 4v4 + al regulador de 3.3V, pero también conecte el común (tierra)!

Respuestas (1)

El ESP-12E se puede alimentar con un voltaje más alto usando un regulador de voltaje.

El regulador de voltaje Vout debe adaptarse al voltaje de suministro ESP-12E requerido (presumiblemente 3V3). El regulador debe poder operar con Vin cómodamente por encima de 14V. (por ejemplo, probablemente 20V +)

Fuentes de energia:

(1) Si el nivel 4V4 puede suministrar suficiente corriente para cargar un condensador a través de un diodo schottky, este puede ser un suministro adecuado. Si esto fue seguido por un regulador, tendría que ser un regulador LDO (bajo voltaje de caída) ya que Vin - Vout está por debajo de 1V. La entrada del regulador se puede configurar para que se apague cuando haya 13V3 presente o para que tolere el nivel de 13V3.

(2) Si el 4V4 tiene suficiente capacidad de corriente para cargar un capacitor de fuente de alimentación, entonces el 13V3 probablemente la tenga. Si es así, puede alimentar el ESP desde un condensador cargado cuando se presiona el botón para que tenga un período lo suficientemente largo para transmitir, incluso si la presión del botón es muy breve.

Tenga en cuenta que el drenaje de corriente ESP puede ser bastante alto y cualquier condensador de depósito, regulador y fuente de voltaje debe tener esto en cuenta.

(3) Lo más fácil de todo es usar una batería para alimentar el ESP-12E y activarlo desde el 13V3 cuando ocurra. Como la corriente se extrae solo cuando se transmite, la carga de la batería es baja en general. por ejemplo, 3 r 4 pilas alcalinas AA y un regulador LDO probablemente durarían años en la mayoría de las aplicaciones de timbres.


Detección de pulsación de campana:

El sentido de entrada puede ser un divisor de resistencia, por ejemplo, divisor de 10k:2k7 (10k en serie con 2K7 a tierra. La entrada a 10K, la salida de la unión de 2 resistencias) da ~= 2v8 con 13v3 y 1V con 4v4. Esto puede ser visto como alto/bajo por el ESP-12E o puede que necesite jugar. Vhi_in no debe exceder el ESP-12E Vdd.

O podría usar un optoacoplador: resistencia de Vin para conectarse a tierra.

O ...


Dinos:

Saber cuánta corriente hay disponible en 4V4 y 13V3 será de gran ayuda. Experimento le ayudará a saber.

Encuentre el consumo de corriente máximo ESP-12e y el perfil actual a lo largo del ciclo de transmisión requerido.

¿Cuánto tiempo necesita que el ESP esté encendido cada vez que presiona un botón?

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Preguntas y respuestas útiles:

Traté de medir la corriente para poder calcular las resistencias necesarias para conectar el +ive al ADC, al medir a 4.4v es 0mA (como dijiste) a 14.4v es 306mA.

Eso significa que no puedo mantenerlo encendido en reposo y necesitaría un condensador (¿alguna especificación sugerida?)

¿Pero incluso entonces necesitaría un sensor de entrada? ¿Puedo decirle al ESP que cada vez que encienda, envíe una notificación y luego duerma?

Re ¿Cuánto tiempo tardaría en arrancar, conectarse a wifi y enviar el mensaje? ¿No más de 5-6 segundos?

¿Los 306 mA son la corriente disponible o la demanda ESP?
Tenga en cuenta que los ESP consumen una corriente muy alta en algunos puntos de un ciclo de TX.

Como guía, 1F cae 1V en 1s cuando se drena a 1A.
Entonces, 1000 uF caen 1V en 1s cuando se drenan a 1 mA.
Puede bajar de 13V3 a decir 5V3 para la entrada del regulador, por lo que tiene una caída permitida de 8V.

Para TX de 6 segundos necesita 1000 uF x 6s /8V a 1 mA ~= 0.75 uF por mA. Digamos 1 uF/mA min. ¡Entonces, por ejemplo, para un PROMEDIO de 200 mA, necesita 200,000 uF!
Demasiado grande para capacitores normales. Necesitarías una supercap.
Entonces decir 1F a 3V3 debería ser muy amplio.
Dependiendo de lo que esté disponible, es posible que deba colocar dos tapas en serie para obtener incluso una clasificación de voltaje de 3V3. La capacitancia es, por ejemplo, 0,5 F para 2 x 1 F en serie.

Si usa un convertidor de dinero, obtendrá una mejor utilización. Tenga en cuenta que SI necesita decir 200 mA x 6s avg = 1200 mA segundos y si la presión del botón es breve, toda esa corriente debe fluir hacia la tapa durante la presión del botón. entonces, por ejemplo
, 1S pulse - 1200 mA.
0.2S prensa = 6A. (Ay).

Más fácil es usar una batería y tener el voltaje del timbre solo como disparador. Si usa un optoacoplador, entonces está aislado del 13V3. No es esencial, pero todo ayuda a prevenir a Murphy.

306mA es la corriente disponible cuando se activa el zumbador. Creo que con la ayuda de tus matemáticas me he dado cuenta de que me veré obligado a usar una batería para obtener energía como dijiste, junto con el cambio de voltaje para un disparador. Supongo que podría dejar la unidad en reposo profundo hasta que se active y algo así como una batería USB de repuesto de 2000 mAh conectada a la entrada USB duraría un tiempo razonable (el timbre no se usa mucho). Sé que este no es el método más eficiente para encenderlo, pero debería ser lo suficientemente simple para que otros puedan mantenerlo.

Con respecto al octoacoplador, simplemente necesitaría encontrar uno que tenga un rango de entrada adecuado para <4.4v y => 14.4v, además de tener un voltaje de salida máximo de 1v. ¿Esto me permitiría activar de manera confiable el ADC? (Supongo que recibiría el mismo voltaje cada vez, 1v, del octoacoplador)

La entrada a los optoacopladores en la mayoría de los casos es un LED, generalmente IR, por lo que a menudo funciona con 2v. Se especifican por la corriente requerida para operar (y no por el voltaje) y usted organiza los circuitos (generalmente solo una resistencia para adaptarse).
Por ejemplo, digamos que un opto determinado tiene un funcionamiento mínimo de 2 mA y un máximo permitido de 10 mA, puede decidir ejecutarlo a 5 mA.
Si V_LED es, digamos, 1,5 V, entonces a 13,3 V una resistencia en serie debe caer
Vdrop = (13,3-1,5) = ~ 11,8 V.
Para 5mA R=V/I = 11.8/.005 = 2360 Ohmios.
Podría usar, por ejemplo, 2K2 o 2K7.
Con 2K2, la corriente a 4,4 V = V/R
es aproximadamente (4,4-1,4)/2K2 =~ 1,4 mA = por debajo de la corriente de funcionamiento mínima, así que está bien.

Hay un número de otras maneras de hacer esto. Agregar una serie digamos 4V7 zener al circuito de entrada en serie con la resistencia significa que necesita más de 4V7 para que fluya cualquier corriente útil, lo que hace que la distinción entre Vlow y Vhigh sea mucho más fácil.

Opto out suele ser un interruptor de encendido/apagado de transistor.
Probablemente desee que la entrada a ESP cambie la mayor parte del suministro (y puede usar una entrada lógica, no es necesario ADC).

Entonces, emisor de transistor a tierra. Resistencia 2K2 de colector a ESP-Vdd (3V3) y punto común resistencia-colector a entrada ESP.

Ese arreglo hace que la entrada ESP baje cuando se presiona el botón.
Cambie la resistencia y el optotransistor (colector a Vdd, emisor a resistencia, otro extremo de la resistencia a tierra) para que la entrada ESP aumente cuando se presiona el botón.

DIBUJA LO ANTERIOR Y COMPRENDE COMO FUNCIONA TODO!!!!!

Gracias por su respuesta y comentarios sobre mi pregunta, desde entonces he investigado un poco más... Traté de medir la corriente para poder calcular las resistencias necesarias para conectar el +ive al ADC, cuando mido a 4.4 v es 0mA (como dijiste) a 14.4v es 306mA. Eso significa que no puedo mantenerlo encendido en reposo y necesitaría un condensador (¿alguna especificación sugerida?) Pero, ¿necesitaría un sensor de entrada? ¿Puedo decirle al ESP que cada vez que encienda, envíe una notificación y luego duerma? ¿Cuánto tiempo tardaría en arrancar, conectarse a wifi y enviar el mensaje? ¿No más de 5-6 segundos?
@Benihana es el 306 mA la corriente disponible o la demanda ESP. Tenga en cuenta que los ESP consumen una corriente muy alta en algunos puntos de un ciclo de TX. Como guía, 1F cae 1V en 1S cuando se drena a 1A. Entonces, 1uF cae 1V en 1s cuando se drena a 1 mA. Puede bajar de 13V3 a decir 5V3 para la entrada del regulador, por lo que tiene una caída permitida de 8V. Durante 6 segundos TX necesita 1 uF x 6s /8V a 1 mA ~= 0,75 uF por mA. Digamos 1 uF/mA min. Entonces, por ejemplo, para un PROMEDIO de 200 mA, necesita 200 uF. Entonces, decir 1000 uF a 16V debería ser muy amplio. Si usa un convertidor de dinero, obtendrá una mejor utilización. Tenga en cuenta que SI necesita decir 200 mA x 6s avg =
... 1200 mA segundos y si la presión del botón es breve, toda esa corriente debe fluir hacia la tapa durante la presión del botón. entonces, por ejemplo, 1S pulse - 1200 mA. 0.2S prensa = 6A. (Ay). Más fácil es usar una batería y tener el voltaje del timbre solo como disparador. Si usa un optoacoplador, entonces está aislado del 13V3. No es esencial, pero todo ayuda a prevenir a Murphy.
306mA es la corriente disponible cuando se activa el zumbador. Creo que con la ayuda de tus matemáticas me he dado cuenta de que me veré obligado a usar una batería para obtener energía como dijiste, junto con el cambio de voltaje para un disparador. Supongo que podría dejar la unidad en reposo profundo hasta que se active y algo así como una batería USB de repuesto de 2000 mAh conectada a la entrada USB duraría un tiempo razonable (el timbre no se usa mucho). Sé que este no es el método más eficiente para encenderlo, pero debería ser lo suficientemente simple para que otros puedan mantenerlo.
Con respecto al octoacoplador, simplemente necesitaría encontrar uno que tenga un rango de entrada adecuado para <4.4v y => 14.4v, además de tener un voltaje de salida máximo de 1v. ¿Esto me permitiría activar de manera confiable el ADC? (Supongo que recibiría el mismo voltaje cada vez, 1v, del octoacoplador)
@Benihana La entrada de los optoacopladores en la mayoría de los casos es un LED, generalmente IR, a menudo bajo una operación de 2v. Se especifican por la corriente requerida para operar (y no por el voltaje) y usted organiza los circuitos (generalmente solo una resistencia para adaptarse). Por ejemplo, digamos que un opto determinado tiene un funcionamiento mínimo de 2 mA y un máximo permitido de 10 mA, puede decidir ejecutarlo a 5 mA. Si V_LED es, digamos, 1,5 V, entonces a 13,3 V debe caer una resistencia en serie (13,3-1,5) = ~ 11,8 V. Para 5mA R=V/I = 11.8/.005 = 2360 Ohmios. Podría usar, por ejemplo, 2K2 o 2K7. Con 2K2, la corriente a 4,4 V = V/R es aproximadamente (4,4-1,4)/2K2 =~ 1,4 mA = por debajo de la corriente de funcionamiento mínima, así que está bien. ...
Hay un número de otras maneras de hacer esto. Agregar una serie digamos 4V7 zener al circuito de entrada en serie con la resistencia significa que necesita más de 4V7 para que fluya cualquier corriente útil, lo que hace que la distinción entre Vlow y Vhigh sea mucho más fácil. Opto out suele ser un interruptor de encendido / apagado de transistor. Probablemente desee que la entrada a ESP haga oscilar la mayor parte del suministro (y puede usar una entrada lógica; ADC no es necesario. Por lo tanto, emisor de transistor a tierra. Resistencia 2K2 del colector a ESP-Vdd (3V3) y punto común del colector de resistencia a la entrada ESP. ...
... Ese arreglo hace que la entrada ESP baje cuando se presiona el botón. Cambie la resistencia y el optotransistor (colector a Vdd, emisor a resistencia, otro extremo de la resistencia a tierra) para que la entrada ESP aumente cuando se presiona el botón. DIBUJA LO ANTERIOR Y COMPRENDE COMO FUNCIONA TODO!!!!!