La mejor manera de alimentar un ESP8266 (3,3V) desde pilas AA con LDO

Question

Mi último proyecto utiliza un ESP8266 (ESP-01) para transferir datos cuando se pulsa un botón. El ESP está siempre conectado al AP. No hay sueño profundo. Ahora mismo lo estoy alimentando con un cargador USB que está conectado directamente a un LDO AMS1117 para regular el voltaje a 3,3V. Esto funciona bien hasta ahora.

Ahora necesito alimentar el ESP con pilas recargables AA Nimh. He pensado en poner 4 AA en una bandeja de baterías que debería resultar en casi ~5V. Debido a la alta corriente de reposo (>1mA) del AMS1117 estoy buscando un 'mejor' LDO. Veo muchos proyectos que utilizan el LDO MCP1700 en combinación con el ESP. Este LDO tiene una corriente de reposo muy baja (<2 µA), pero la hoja de datos dice que la corriente de salida máxima es de 200mA, por lo que he leído el ESP puede tener picos de hasta 250+ mA. ¿No es esto un problema? También he encontrado el MCP1825s que tiene una corriente de salida de hasta 500mA, pero una corriente de reposo mayor de <120µA.

1) ¿Qué LDO debo utilizar para tener una configuración estable pero que ahorre energía?

2) ¿Cómo puedo calcular el tiempo que esta configuración funcionará hasta que el voltaje de las baterías caiga por debajo de su mínimo? Usando 4 AA (cada una de 1900 mAh) empezando a unos 5V hasta 3,6V. 3,6V porque la caída del LDO es de unos 0,3V y el ESP necesita 3,3V. Suponiendo un consumo medio de corriente de unos 100mA. ¿Es simplemente 1900mAh/(100mA+corriente LDO) = ~19h? ¿Qué tan rápido caerá el voltaje de 5V a 3,6V?

3) ¿Qué tapones debo utilizar para desacoplar el LDO? ¿Sólo los sugeridos en la hoja de datos? ¿Es importante que los condensadores sean cerámicos o electrolíticos?

Answer 1

Es más eficaz utilizar los filtros de búsqueda del distribuidor para determinar si existe una opción mejor. Está buscando 5,5V de entrada máx. 3,1 a 3,3V de salida, Iq<10uA e Iout=250mA mín. Vdrop a 250mA=0.3V max o similar ESR < 1 Ohm es decir 300mV/300mA drop.

Cambia las suposiciones que he hecho para adaptarlas a las tuyas. Por ejemplo.

https://www.digikey.com/products/en/integrated-circuits-ics/pmic-voltage-regulators-linear/699?k=&pkeyword=&pv2065=198&pv2065=948&pv2065=7&pv2065=259&pv2065=1231&pv2065=1232&FV=204001b%2C204003c%2C2040043%2C204004c%2C2040051%2C2040061%2C1bcc018b%2C1bcc018d%2C1bcc0032%2Cffe002bb%2Cmu1.5%C2%B5A%7C477%2Cmu1%C2%B5A%7C477%2Cmu2.5%C2%B5A%7C477%2Cmu3%C2%B5A%7C477%2Cmu4%C2%B5A%7C477%2Cmu5%C2%B5A%7C477%2Cmu6%C2%B5A%7C477%2Cmu680nA%7C477%2Cmu8.5%C2%B5A%7C477%2Cmu8%C2%B5A%7C477&quantity=0&ColumnSort=0&page=1&stock=1&pageSize=250

Answer 2

Veo muchos proyectos que utilizan el MCP1700 LDO en combinación con el ESP. Este LDO tiene una corriente de reposo muy baja (<2 µA), pero la hoja de datos dice que la corriente de salida máxima es 200mA, por lo que he leído el ESP puede tener picos de hasta 250+ mA. ¿No es esto un problema?

Puede no ser un problema si el condensador de salida del regulador puede proporcionar los 50 mA adicionales durante un corto período de tiempo sin que la tensión de salida caiga demasiado. Si el condensador es (digamos) de 100 uF y la demanda de corriente es de (digamos) 0,1ms, puedes utilizar la fórmula I = C dv/dt para calcular la caída de tensión (dv) en 1ms (dt).

Así que 0,05 amperios x 0,1ms = 100 uF x dv, por lo que dv = 50 mV, es decir, no hay mucha caída. Dicho todo esto, no sé cuánto tiempo durará el pico de 250 mA.

¿Qué LDO debería usar para tener una configuración estable pero que ahorre energía?

No tengo ni idea de lo que preguntas.

¿Cómo puedo calcular el tiempo que funcionará esta configuración hasta que las baterías tensión de las baterías caiga por debajo de su mínimo?

Si cada batería tiene una capacidad nominal de 1900 mAh, la conexión total en serie seguirá siendo de 1900 mAh, pero esa capacidad nominal puede ser un agotamiento completo hasta los 2,5 voltios (sólo un ejemplo), así que vaya a lo seguro y asuma que sólo tiene unos 1000 mAh. También puede leer la hoja de datos del tipo de batería y ver los gráficos que muestra. Si es una batería decente tendrá hojas de datos. Si la compraste en ebay o aliexpress entonces no la cuentes.

¿Qué tapones debo utilizar para desacoplar el LDO? Sólo los que sugeridos en la hoja de datos? ¿Es importante si los condensadores son cerámicos o electrolíticos?

Utilice los tipos de la hoja de datos, pero tenga en cuenta que debe intentar utilizar electrolíticos de baja ESR a menos que la DS especifique lo contrario.