ESP32 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ได้รับความนิยมสูงเนื่องจากความสามารถในการเชื่อมต่อไร้สายและประสิทธิภาพการทำงานที่ดี อย่างไรก็ตาม การจัดการพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะเมื่อต้องการให้ ESP32 ทำงานได้นานขึ้นโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
หลักการคำนวณระยะเวลาใช้งานแบตเตอรี่
การคำนวณระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ ESP32 ใช้ในโหมด Active และ Sleep รวมถึงความจุของแบตเตอรี่และเปอร์เซ็นต์ความปลอดภัยที่เผื่อไว้เพื่อป้องกันการคายประจุเต็มรูปแบบ
สูตรคำนวณกระแสเฉลี่ยที่ใช้
$$ I_{avg} = \frac{(I_{active} \times T_{active}) + (I_{sleep} \times T_{sleep})}{T_{active} + T_{sleep}} $$
โดยที่:
- \(I_{active}\) คือกระแสที่ใช้ในโหมด Active (mA)
- \(T_{active}\) คือเวลาที่ ESP32 ทำงานในโหมด Active (ชั่วโมง)
- \(I_{sleep}\) คือกระแสที่ใช้ในโหมด Sleep (mA)
- \(T_{sleep}\) คือเวลาที่ ESP32 อยู่ในโหมด Sleep (ชั่วโมง)
สูตรคำนวณระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่
$$ T_{battery} = \frac{C_{usable}}{I_{avg}} $$
โดยที่:
- \(C_{usable}\) คือความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ (mAh) คำนวณจาก \(C_{usable} = C_{battery} \times (1 - safety\_margin)\)
- \(I_{avg}\) คือกระแสเฉลี่ยที่ใช้ (mA)
หรือใช้เครื่องมือ
https://www.modulemore.com/batterylifecal
ตัวอย่างการคำนวณด้วยมือ
กำหนดค่า:
- กระแสในโหมด Active = 200 mA
- เวลาในโหมด Active = 0.5 วินาที (0.0001389 ชั่วโมง)
- กระแสในโหมด Sleep = 62.82 µA (0.06282 mA)
- เวลาในโหมด Sleep = 20 วินาที (0.00556 ชั่วโมง)
- ความจุแบตเตอรี่ = 2900 mAh (ใช้ได้จริง 2320 mAh หลังหักค่าความปลอดภัย 20%)
คำนวณกระแสเฉลี่ย:
\[ I_{avg} = \frac{(200 \times 0.0001389) + (0.06282 \times 0.00556)}{0.0001389 + 0.00556} \]
\[ I_{avg} = \frac{0.02778 + 0.0003495}{0.0056989} = \frac{0.02813}{0.0056989} = 4.93 \, \text{mA} \]
คำนวณระยะเวลาใช้งานของแบตเตอรี่:
\[ T_{battery} = \frac{2320}{4.93} = 470 \, \text{Hours} \]
\[(\text{~ 19.6 days}) \]
สรุป
จากตัวอย่างข้างต้น หาก ESP32 สลับระหว่างโหมด Active และ Sleep ตามรอบเวลาที่กำหนด สามารถใช้งานได้ประมาณ 19.6 วัน อย่างไรก็ตาม ปัจจัยอื่น ๆ เช่น การสูญเสียพลังงานจากตัววงจรและอุณหภูมิอาจมีผลต่อระยะเวลาการใช้งานจริง
การใช้โหมด Sleep และการจัดการพลังงานที่เหมาะสมช่วยให้ ESP32 สามารถทำงานได้นานขึ้นโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
