Tips mensuplay daya pada modul ESP8266 (ESP12E)

 Daya listrik merupakan bahan bakan yang diperlukan untuk mengaktifkan eps8266. Pada mesin bensin Dengan mensuplay bensin yang bagus maka kinerja dari motor juga akan bagus. Begitupun pada esp8266, kita mensupply daya listrik yang bagus (tegangan bagus) maka kinerja dari esp8266 akan bagus dan terhindar dari error.

 Umumnya daya pada esp8266 di suplay dari voltage regulator dan sebuah kapasitor kopling. Nah dalam praktiknya kita hanya menerapkan jenia dan nilai tertentu saja mengikuti ketentuan dari google atau yang lain, tanpa tahu alasan utamanya, sehingga menyebabkan Voltage regulator dan kapasitor yang di pakai kurang cocok dengan project yang sedang dibuat.

Oleh karena itu disini akan dibahas tentang pemilihan voltage regulator dan kapasitor serta lainya. Beberapa topik tersebut ditujukan oleh pertanyaan dibawah ini:

1. Bisakah kita meningkat kan kesetabilan (Tegangan) esp8266 dengan kapasitor yang terpasang pada pin power, dan berapa ukuran kapasitas yang pas?
2. Mengapa kita memakai voltage regulator?
3. Bagaimana kira bisa mengurangi konsumsi power saat deep sleep, denga maupun tanpa voltage regulator?
4. Bisakah kita memakai modul yang sudah jadi seperti nodeMCU untuk deepsleep pada aplikasi daya rendah?

Disini saya akan menggunakan modul dari bearbone (dengan R dan C yang sudah dipasang di PCB) dan modul esp8266 putih (R pada EN dan GPIO 15 + Voltage regulator).

Modul epsi8266 putih

Modul bearbone

Dimulai dari modul breadbone yang dicatu langsung dengan psu (adaptor) yang sebelumnya sudah dibahasa efek dari kapasitor, yakni semakin besar kapasitor semakin kecil lonjakan arus (current spike).

Penggunaan C besar

Penggunaan C kecil

Ada masalah nih, kebanyakan Voltage regulator itu memproteksi kelebihan arus (overcurrent) ini tidak berbahaya tentunya, tapi apakah VR (voltage regulator) dapat mempretsi dirinya ketika terjadi voltage drop saat periode lonjakan arus? Nah ini berbahaya karena berpotensi merusak esp8266 dan tegangan rendah dapat menjadikane esp8266 crash.

Pada datasheet nya esp8266 memiliki spesifikasi 3-3.6V namun nyatanya pada suhu ruangan dapat berkeja dibawahnya(beberapa mili volt)

Selain itu kabel juga memili hambatan, semakin besar kabel semakin besar hambatannya. Dan dari hukum ohm semakin besar hambatan semakin besar hambatan, maka akan semakin menjatuhkan tegangan supply (v turun) ketika adanya lonjakan arus, hal ini akan bedampak tegangan eps8266 menjadi berfluktuasi saat ada lonjakan arus. Begitupun sebaliknya ketika pakai kabel kecil

Mari kita uji, saat menggunakan kabel psu ke esp8266 langsung, terjadi lonjakan arus 0.4V

Saat menambahkan resistor 1 ohm seri pada kabel vcc, lonjkan bertambah menjadi 0.6V

Itu berarti jika kita menerapkan psu pada esp8266 dengan tegangan 3.3V maka akan drop menjadi 2.9V tanpa resistor. Dan dengan resistor drop 2.7V ini diluar dari spek tegangan kerja esp8266. Itu berarti jika kita menerapkan pada kondisi suhu rendah atau tinggi esp8266 akan menjadi crash, dan ini pengalaman yang sering terjadi pada pengguna esp8266.

Drop Dengan R

Drop tanpa R

Kita coba pakai tegangan 3.6V maka masalah akan terselesaikan jika tanpa resistor (3.3V), jika pakai resistor)ada resistensi kabel tambahan ya tetap sama saja 3.0V yang kurang dari spesifikasi esp8266.

Nah solusinya ya dengan mengurangi panjang kabel/mendekatkan psu ke esp8266 atau menambahkan kabel yang lebih tebal. Begitu pula jika resistansi berasal dari resistan baterai.

Atau ada solusi lain dengan menambahkan kapasitor pada pin power esp8266 atau menambahkan induktor, dengan cara ini diharapkan dapat menurunkan drop tegangan.

Berikut hasil ujinya, ketika pakai kapasitor 100, 330, dan 1000 uF

Dengan 1000uF

Dengan 330uF

Dengan 100uF

Kita juga harus menjauhkan kapasitor dari eps8266 untuk mencegah adanya resistance tambahan antara kapasitor dan esp8266 menjadi lebih dekat dengan supply.

Sekarang kita telah menyelesaikan masalah sebelumnya yakni meskipun menambah R 1Ohm, tegangan jatuhnya tetap 0.2V.

Coba selanjutnya dengan memakai induktor, ternyata hasilnya menjadi lebih parah. Penyebabnya ternyata induktor memiliki resistansi, sehingga sama aja, ini seperti menggunakan kabel panjang meskipun dia ada nilai Henry nya.

Keseimpulannya (kabel):

1. Penggunaan kabel panjang atau baterai daya kecil sebaiknya dipasang kapasitor pada lin power esp8266
2. Atau bisa menambahkan tegangan di power pin jika pakai kabel panjang

Saat menggunakan baterai, terlihat esp akan mulai tidak stabil langsung drop di persentase 2%. Terlihat juga sebelum tidak stabil, esp8266 punya banyak waktu, sehingga ini sangat bagus.

Terlihat juga pada suhu ruangan 22 derjat, esp8266 tidak stabil dk tegangan dibawah 2.3 V, ini mungkin pengaruh karena suhu, atau mungkin juga karena saya tidak memakai pin apapun. Nah kedepannya mungkin akan dibuatkan pengaruh suhu panas maupun dingin.

Oke kita lanjut ke topik selanjutnya yakni deep sleep esp, dimana ketika tanpa kapasitor arus deepsleep adalah 0.22 uA

Lalu ketika ditambah kaapasitor biasa 1000uF besar atau smd adalah sekitar 24 uA

Lalu ketika pakai kaapasitor SMD jenis tantalum konsumsinya besar sekali, ini karena adanya arus bocor kapasitor tantalum, sehingga arusnya melebihi arus deepsleep.

Lalau ketika diganti jadi smd kapasitor 33uF nilainya kembali lagi, saya tidak tahu kenapa, tapi ini pengaruh dari jenia kapasitor sepertinya.

Saya akhirnya memakai kapasitor elektrolit untuk low power.

Ringkasnya: untuk penggunaan kabel panjang atau baterai daya kecil, lebih baik pakai kapasitor besar pada pin power esp8266, atau bisa dengan menambah tegangannya.

Sekarang apakah sama saja pakai nodemcu? Jawabnya adalah tidak karena nodemcu punya banyak komponen dan pakai voltage regilator berbeda/tidak untuk low power, karena saat deepsleep itu mengkonsumsi 10uA sangat tinggai bukan :( , itu disebabkan utamanya karena penggunaan voltage regulator yang tidak sesuai.

Selanjutnya kita bermain dengan voltage regualtor drop out rendah, kita pakai baterai LiFePo atau 5V.

Kita mulai dengan menerapkan tegangan 5V dan 10uF kapasitor, dan ini akan drop 1V, karena arus yang dipakai melebihi 250mA sehingga ini sesuai dengan datasheet dan ekspektasi saya.

Saya lihat pada node mcu yang pakai voltage regulator (VTR) ams117 dan kapasitor kecil 10uF ternyata perilaku nya sangat mirip dari sebelumnya

Nah lain halnya ketika lakai wemos D1, ini ternyata pakai VR jenis lain dan cocok untuk project low power. Namun disini pakai kapasitor 10uF yang kurang cocok, oleh sebab itu harus diganti dengan kapasitor yang lebih besar, haisl eksperimen pakai 330uF (voltage drop 0.4V) dan 1000uF (voltgae drop 0.1V). Ternyata lebih besar lebih baik

NodeMCU pakai VR beda

Penggunaan 1000uF

penggunaan 330uF

Hasil ringkasnya: baik ams117 atau HT733 itu perlu kapasitor besar seperti 1000u agar tidak crash, atau cara bisa pakai voltage regulator 3.6V dari pada 3.3V.

Sekarang lanjut ke deepsleep dengan voltage regulator, ketika kita menerapkan kapasitor bocor rendah dan voltage regulator ternyata arusnya sebesar 80uA, ini sangat besar (harusnya 24uA). Setelah ditelusuri penyebabnya adalah karena adanya resistor 10k yang menejbatani antara pin inpur dan output voltage regilator, lepas saja dan akan normal 24uA lagi.

Berikut ringkasannya: HT7333 memiliki Arus diam yang sangat rendah, sekitar beberapa mikro. dan tidak seperti yang disarankan beberapa lembar data, yang menyebutkan beberapa mA.

Sekian dan Terimakasih

Sumber

Tweet