Плата ESP32-S3 PowerFeather поддерживает входное напряжение до 18 В постоянного тока для подключения солнечных панелей

Плата ESP32-S3 PowerFeather представляет собой IoT-устройство в форм-факторе Adafruit Feather с WiFi и BLE на базе ESP32-S3, которое может питаться от Li-Ion или LiPo аккумулятора и поддерживает входное напряжение до 18 В постоянного тока для прямого подключения к солнечной панели.

Разработчик сообщил CNX Software, что основным отличием от других отладочных плат на ESP32-S3 являются «расширенные функции управления и мониторинга питания», включая широкий диапазон входного напряжения, мониторинг питания и аккумулятора, а также функции защиты батареи.

Характеристики ESP32-S3 PowerFeather:

ESP32-S3-WROOM-1-N8R2
- Микроконтроллер – ESP32-S3 двухъядерный Tensilica LX7 с частотой до 240 МГц, 512 КБ SRAM, 16 КБ RTC SRAM
- Память – 2 МБ QSPI PSRAM
- Хранилище – 8 МБ QSPI flash
- Беспроводные интерфейсы – WiFi 4 и Bluetooth 5 LE + Mesh; антенна на плате
USB – 1 порт USB-C 1.1 OTG для питания и программирования
Расширение
- 2 разъема с шагом 2,54 мм и 16 контактами, 23 многофункциональных GPIO:
  - Поддержка интерфейсов: UART, I2C, SPI, I2S, SDIO, PWM, CAN, RMT, Camera, LCD
  - Аналоговые входы – 6 аналоговых входов
  - Сенсорные входы – 5 сенсорных входов
  - 12 контактов с поддержкой RTC (удержание состояния в глубоком сне, источник пробуждения)
  - Вход для терморезистора Semitec 103AT
- 4-контактный разъем JST SH STEMMA QT с I2C
Прочее
- Светодиоды: индикатор заряда (красный), пользовательский (зеленый)
- Кнопки: пользовательская и сброса
Управление питанием
- Источники питания
  - 5 В/2 А через порт USB-C (VUSB)
  - 3,8–18 В постоянного тока/2 А через контакт VDC
  - До 4,2 В/2 А через 2-контактный разъем JST PH для Li-ion/LiPo аккумулятора; зарядное устройство BQ25628E
  - Поддерживаемое напряжение питания (может использоваться для установки MPP напряжения)
- Выходы
  - 3,3 В до 1 А, распределяется между платой, контактом 3V3 и разъемом VSQT STEMMA QT
  - 3,3–4,2 В до 3 А, распределяется между платой и контактом VBAT
  - 3,8–18 В до 2 А, распределяется между платой и контактом VS
  - Стабилизатор Torex XC6220 3,3 В
- Мониторинг
  - Питание – измерение тока и напряжения, детектирование наличия питания
  - Аккумулятор – измерение напряжения, тока (заряд/разряд) и температуры; оценка заряда; оценка состояния и циклов заряда; оценка времени до разряда и полного заряда; сигнализация низкого заряда, высокого/низкого напряжения; датчик уровня заряда LC709204F
- Защита аккумулятора
  - Обнаружение пониженного напряжения @ 2,2 В, восстановление @ 2,4 В
  - Обнаружение повышенного напряжения @ 4,37 В, восстановление @ 4,28 В
  - Защита от перегрузки по току @ 3 А
  - Таймер безопасности для дозарядки @ 1 ч
  - Снижение зарядного тока на основе температуры по стандарту JEITA, отключение при 0 °C и 50 °C.
- Прочее – включение/отключение 3V3; включение/отключение VSQT
- Режимы питания – Ship mode, Shutdown mode и Power cycle
Потребление питания при использовании BATP (примерно 3,7 В?)
- Глубокий сон, датчик уровня заряда включен (начальный) – 26 мкА
- Глубокий сон, датчик уровня заряда включен (установившийся) – 18,5 мкА
- Глубокий сон, датчик уровня заряда отключен – 18 мкА
- Режим Ship Mode, датчик уровня заряда отключен – 1,5 мкА
- Режим Shutdown Mode, датчик уровня заряда отключен – 1,4 мкА
Габариты – 65 × 23 × 7 мм (форм-фактор Adafruit Feather, совместимость с Feather Wings); 2 монтажных отверстия 2,5 мм

Документация выглядит достаточно подробной, включает детальное описание аппаратной части и инструкции по началу работы с Arduino IDE с использованием библиотеки PowerFeather-SDK или ESP-IDF. Также предоставлена документация по API SDK и руководства по подключению солнечной панели и снижению энергопотребления.

Ранее уже упоминалась плата ESP32-C6 с заявленной поддержкой зарядки от солнечных панелей , но диапазон входного напряжения составлял всего 4,5–6 В, что вызвало критику среди читателей CNX Software. ESP32-S3 PowerFeather предлагает улучшение с диапазоном 3,8–18 В постоянного тока, а также поддерживает «псевдо-MPPT»:

PowerFeather не поддерживает «истинный» MPPT в смысле полного отслеживания I-V кривой панели. Однако можно установить MPP напряжение панели, и зарядная микросхема будет динамически регулировать ток заряда, чтобы предотвратить падение напряжения ниже этого значения. Это обеспечивает близкую/псевдо-MPPT производительность, поскольку MPP напряжение для типичной панели остается примерно одинаковым при различных уровнях освещенности.

Плату ESP32-S3 PowerFeather можно приобрести на Elecrow за $30 , также доступны небольшая солнечная панель ( $22 ) и плата расширения PowerFeather ProtoWing ( $7 ). Дополнительная информация представлена на официальном сайте .

Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.