Der Stromverbrauch ist besonders bei Projekten, die autark mit Batterie- und/oder Solarstrom arbeiten sollen, von großer Bedeutung. In diesem Artikel wird der Stromverbrauch eines ESP8266-01 Moduls ermitteln.
In einem ersten Versuch kam die im Artikel "ESP8266 mit Frankenstein Firmware" vorgestellt Frankenstein Firmware und in einem zweiten Versuch die im Artikel "ESP8266 mit NodeMCU Firmware" NodeMCU Firmware zum Einsatz. Bei den Modi, wo das W-LAN aktiv ist, war das Modul während der gesamten Messung mit einem Access-Point verbunden.
Die folgende Tabelle zeigt den durchschnittlichen Stromverbrauch pro Modus.
| Modus | Stromverbrauch |
|---|---|
| Aktiv | 69mA |
| LIGHT_SLEEP | 42mA |
| MODEM_SLEEP | 44mA |
| Deep-Sleep | 10mA |
| Shutdown | 300µA |
| Shutdown ohne LED | 20µA |
In dem folgenden Diagramm ist der durchschnittliche Stromverbrauch für die Modi: Aktiv, LIGHT_SLEEP und MODEM_SLEEP noch einmal genauer dargestellt.
Deutlich zu erkennen ist, dass der Stromverbrauch im aktiven Zustand wie zu erwarten am höchsten ist. In den Modi LIGHT_SLEEP und MODEM_SLEEP ist der Stromverbrauch noch einmal wesentlich geringer. Jedoch konnten sie nur bei der NodeMCU Firmware eingestellt werden. Eine negative Auswirkung auf die Übertragung war nicht feststellbar.
Der Deep-Sleep Modus ist im Datenblatt mit einem wesentlich geringeren Stromverbrauch von 10µA angegeben, eventuell wird bei dem vorliegenden Modul der Verstärker für die Antenne nicht richtig deaktiviert.
Im Shutdown Modus konnte der Stromverbrauch auf 300µA gesenkt werden, was jedoch immer noch ca. 600 mal höher als die im Datenblatt angegeben 0,5µA ist. Die Vermutung liegt nah, dass ein Teil des Stromverbrauchs durch die Power-LED verursacht wird. Nach dem entfernen der LED konnte der Stromverbrauch weiter auf 20µA gesenkt werden. Dieser Wert ist zwar immer noch ca. 40 mal höher als im Datenblatt angegeben, jedoch ist dieser vermutlich auf die weiteren verbauten Komponenten zurückzuführen.
Hinweis: Zu beachten ist, dass bei der vorliegenden Version des ESP8266-01 Moduls die Pins nicht so verbunden sind, dass der Mikrocontroller sich selbst wieder aus dem Deep-Sleep Modus aufwecken kann. Hier ist eine zusätzlich Beschaltung notwendig.
Fazit
Das ESP8266-01 Modul bietet verschieden Möglichkeiten zur Reduzierung des Stromverbrauchs. Soll das Modul als alleinstehender Sensor verwendet werden, sollte nach Möglichkeit auf eine andere Variante zurückgegriffen werden, die den Deep-Sleep Modus "richtig" unterstützt. Wird das Modul jedoch zum Beispiel in Kombination mit einem Arduino oder anderen Mikrocontroller verwendet, bietet der Shutdown-Modus weiteres Potenzial um den Stromverbrauch erheblich zu verringern. Sollte die rote Power-LED nicht benötigt werden und wird dieser Strom dringend benötigt, so sollte in Betracht gezogen werden diese permanent zu entfernen.
Links
- Webseite: ESP6288 Community (englisch)