ESP32-S3 PowerFeather V2 плата получила поддержку LiFePO4/LFP аккумуляторов

Как можно было догадаться, это обновление платы ESP32-S3 PowerFeather , представленной в 2024 году с поддержкой входа от солнечной панели, Li-Ion и LiPo аккумуляторов. Конструкция V2 практически идентична, за исключением использования датчика уровня заряда Analog Devices MAX17260 и повышающе-понижающего регулятора TPS631013, который стабилизирует 3,3 В для поддержки LiFePO4 аккумуляторов. Считается, что литий-железо-фосфатные аккумуляторы безопаснее и долговечнее литий-ионных или LiPo, хотя и имеют меньшую плотность энергии.

Спецификации ESP32-S3 PowerFeather V2:

• ESP32-S3-WROOM-1-N8R2
  • SoC – ESP32-S3
    • CPU – двухъядерный Tensilica LX7 до 240 МГц
    • Память – 512 КБ SRAM, 16 КБ RTC SRAM
    • Беспроводная связь – 2,4 ГГц WiFi 4 и Bluetooth 5 LE + Mesh; печатная антенна
  • Память – 2 МБ QSPI PSRAM
  • Накопитель – 8 МБ QSPI flash
• USB – порт USB Type-C OTG для питания и программирования
• Расширение
  • 2x 16-контактные гребенки с шагом 2,54 мм с 23x многофункциональными GPIO:
    • UART, I2C, SPI, I2S, SDIO, PWM, CAN, RMT, камера, LCD
    • Аналоговые – 6x аналоговых входов
    • 5x сенсорных входов
    • 12x с поддержкой RTC (удержание вывода в глубоком сне, источник пробуждения)
    • Вход терморезистора Semitec 103AT в отверстии
  • 4-контактный разъем JST SH STEMMA QT с I2C
• Разное
  • Кнопки пользователя и сброса
  • Светодиод индикации зарядки (красный), пользовательский светодиод (зеленый)
• Управление питанием
  • Источник питания
    • 5 В / 2 А через порт USB-C (VUSB)
    • 5 В до 18 В постоянного тока до 2 А через вывод VDC
    • До 4,2 В / 2 А через 2-контактный разъем аккумулятора JST PH; зарядное устройство BQ25628E
    • Поддерживаемое напряжение питания (может использоваться для установки напряжения MPP)
  • Выход
    • 3,3 В до 1 А, разделяется между платой, выводом 3V3 и разъемом VSQT STEMMA QT
    • 3,3 В до 4,2 В до 3 А, разделяется между платой и выводом VBAT
    • 5 В до 18 В до 2 А, разделяется между платой и выводом VS
    • Повышающе-понижающий регулятор 3,3 В TPS631013
  • Мониторинг
    • Питание – измерение тока и напряжения, обнаружение исправного питания
    • Аккумулятор – измерение напряжения, тока (заряд/разряд) и температуры; оценка заряда; оценка состояния и количества циклов; оценка времени до полного разряда и полного заряда; сигнализация низкого заряда, высокого/низкого напряжения; датчик уровня заряда MAX17260 с поддержкой Li-Ion, LiPo и LiFePO4
  • Защита аккумулятора
    • Обнаружение пониженного напряжения @ 2,2 В, возврат @ 2,4 В
    • Обнаружение повышенного напряжения @ 4,37 В, возврат @ 4,28 В
    • Защита от перегрузки по току @ 3 А
    • Таймер безопасности капельной зарядки @ 1 час
    • Снижение тока заряда на основе температуры по стандарту JEITA, отключение при 0°C и 50°C.
  • Разное – включение/отключение 3V3; включение/отключение VSQT, включение/отключение FeatherWing
  • Режимы питания – Транспортный режим, Режим выключения, Цикл питания
• Энергопотребление при использовании BATP (около 3,7 В) по сравнению с V1
  • Глубокий сон, датчик уровня заряда включен – 24 мкА против 26 мкА (начальное) и 18,5 мкА (установившееся)
  • Глубокий сон, датчик уровня заряда отключен – 19 мкА против 18 мкА
  • Транспортный режим, датчик уровня заряда отключен – 1 мкА против 1,5 мкА
  • Режим выключения, датчик уровня заряда отключен – 1 мкА против 1,4 мкА
• Размеры – 65 x 23 x 7 мм (форм-фактор Adafruit Feather, поддержка FeatherWings); 2x монтажных отверстия 2,5 мм

Энергопотребление изменилось из-за нового регулятора и датчика уровня заряда, но осталось в том же диапазоне.

Наряду с аппаратным обеспечением, PowerFeather-SDK V2 также был выпущен для программирования платы с помощью Arduino IDE или фреймворка ESP-IDF. Основное изменение — добавление поддержки LiFePO4, а именно для конфигурации зарядного устройства и датчика уровня заряда. Примеры кода сообщают информацию об аккумуляторе и питании, но не требуют знания типа аккумулятора, так как он автоматически определяется SDK.   Документация для плат V1 и V2 довольно подробная и включает руководства по снижению энергопотребления, использованию солнечной панели и созданию устройства ESPHome.

В ходе поиска альтернативных плат ESP32 с поддержкой аккумуляторов LiFePO4 не было найдено ни одной, но замечено несколько попыток подключения такого типа аккумуляторов к платам ESP32, так что это может быть полезно некоторым. Тем не менее, были рассмотрены несколько решений для Raspberry Pi, совместимых с аккумуляторами LiFePo4, включая UPS HAT LiFePO4wered/Pi+ и, совсем недавно,   UPS HAT AQEX qUPS-P-BC-2.0 , который работает с различными типами аккумуляторов, включая LFP.

Цена ESP32-S3 PowerFeather V2 такая же, как и V1, и плата доступна за $30 на Elecrow . Цены на аккумуляторы LiFePO4 начинаются примерно с $4 за аккумулятор 3,2 В / 7000 мА·ч. Они могут быть значительно выше в зависимости от емкости и напряжения. Также был замечен аккумулятор LiFePO4 48 В / 300 А·ч (15 кВт·ч) для обеспечения энергией всего дома за почти $1800, что явно не подходит для этой маленькой платы ESP32-S3….

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

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.