ESP32深度睡眠的教程

步骤1：所需的零件

在本教程中，我将使用以下部分，因此，如果您想自己尝试本教程，则需要以下内容：

任何ESP32开发板▶http://educ8s.tv/part/ESP32

A Firebeetle ESP32开发板▶http://educ8s.tv/part/FireBeetle

面包板▶http://educ8s.tv/part/LargeBreadboard

电线▶http：//educ8s。电视/零件/电线

LED▶http://educ8s.tv/part/LEDs

万用表▶http://educ8s.tv/part/Multimeter

步骤2：在ESP32芯片内部

在ESP32芯片内部，我们可以找到两种处理方式内核，RAM和ROM存储器，WiFi模块，蓝牙模块，用于加密应用程序的硬件加速模块，RTC模块以及许多外围设备。在RTC模块内部，我们可以找到一个PMU（相量测量单元），它是一种小型且低功耗的32位协处理器以及8Kbs的RAM存储器。少量的内存非常有用，因为您很快就会发现。还要注意，即使ESP32芯片的RTC内存也比Arduino Uno的内存大4倍。

WiFi模块，处理内核和蓝牙模块需要大量电流才能运行。因此，如果我们想节省电量，则必须在不使用它们时将其禁用。这就是我们现在要做的。我们将把ESP32设置为Deep – Sleep模式，在该模式下，除RTC模块外，所有功能都将禁用。有轻度睡眠模式和深度睡眠模式。在深度睡眠模式下，ESP32功耗最低。 在深度睡眠模式下仅需要0.01 mAs的电流，这就是我们今天要尝试的原因。

步骤3：ESP32深度睡眠模式

在这种模式下，如前所述，所有功能均被禁用。 CPU核心，WiFI模块，蓝牙模块，外围设备等。连同CPU一样，芯片的主内存也被禁用，因此存储在内存中的所有内容都会永远丢失。处于深度睡眠模式时，唯一仍可以工作的模块是RTC模块，超低功耗协处理器及其内存！因此，如果将要在深度睡眠模式下生存的数据保存到RTC内存中，则在唤醒芯片后它们将保持完整。

有三种方法可以唤醒芯片。我们可以使用计时器，GPIO引脚或协处理器。

今天，我们将学习如何使用计时器在特定时间后唤醒芯片。让我们看一个示例。

步骤4：深度睡眠示例

我已将两个LED连接到此ESP32板。 ESP32开机时，黄色LED会亮三秒钟，然后进入深度睡眠模式3秒钟。唤醒后，它会点亮绿色指示灯3秒钟，然后返回睡眠状态。从现在开始，它只会闪烁绿色LED，因此该芯片记住这不是它第一次启动，因为我们正在使用RTC内存来存储整数值。

让我们快速看一下。在这个项目的代码。如您所见，代码非常简单。为了使ESP32进入深度睡眠模式，我们只需要两行代码。

esp_sleep_enable_timer_wakeup（TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR）;

esp_deep_sleep_start（）;

我们使用esp_sleep_enable_timer_wakeup函数启用计时器，输入以秒为单位的睡眠时间，然后调用esp_deep_sleep_start函数。而已！

#define uS_TO_S_FACTOR 1000000 /* Conversion factor for micro seconds to seconds */

#define TIME_TO_SLEEP 3 /* Time ESP32 will go to sleep （in seconds） */

RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;

尽管与执行代码有一点不同。当我们使用深度睡眠功能时，ESP32每次唤醒时，都会再次执行设置功能。从不调用循环函数。所有变量值都会丢失，除非我们使用此前缀将它们保存在RTC内存中。在此示例中，我将bootCount int变量保存到RTC内存中，以便程序知道它是否是第一次运行并打开正确的LED。像往常一样，您可以找到此示例附带的示例代码。

步骤5：功耗

现在让我们看看该板的功耗。 ESP32处于活动模式时，会从电池汲取约60mAs的电流。 ESP32处于深度睡眠模式时，它将消耗约19mAs的电流！这大大降低了电流消耗，但是该芯片的创建者声称在深度睡眠模式下需要0.01mA的电流。我们的设置有什么问题？

罪魁祸首是主板。我使用的是DOIT ESP32板，这是大约一年前上市的第一块ESP32板。电路板的设计并未针对功耗进行优化，因此，即使在深度睡眠模式下，它也需要大量电流。幸运的是，那里有设计更好的ESP32板。

例如，DFrobot的Firebeetle ESP32板设计得更好，当使用3.3V电源供电时，其深度睡眠电流仅为0.01mAs。如果我们使用之前使用的相同电池组为电路板供电，其输出约为4.8V，则可以看到在活动模式下的电流消耗为48mAs，而在深度睡眠模式下的电流仅为0.05mAs！印象深刻不是吗！如果使用3.3V电池或电源，我们可以进一步降低电路板的功耗。我将在以后的视频中尝试。在深度睡眠模式下，该板所需的0.05mAs电流是我在功能齐全的ESP32板（具有USB至串行驱动器，调节器和电池电路）中消耗的最低电流。

如果您发现任何板子都能比Firebeetle板子取得更好的效果，请在下面的评论栏中告诉我，我想尝试一下。

Firebeetle ESP32板子的功耗在深度睡眠模式非常低。如果使用4节AA充电电池供电，则每天需要大约1.44毫安时。因此，从理论上讲，如果将其置于深度睡眠模式，则这种具有2.500mAhs容量的移动电源可以为该板供电近5年！当然，我们将不时唤醒电路板以执行需要更多功率的任务，因此电池寿命将大大减少。

步骤6：深入研究睡眠错误

不幸的是，ESP32的软件和硬件尚未成熟。使用深度睡眠模式时，我尝试在两个ESP32板上都出现了一个软件或硬件错误。随机唤醒后，ESP32会进入睡眠状态，并且不会再次唤醒。此错误可能在几次唤醒后或100次之后发生。它只是随机的。

我发现的一个简单解决方案是在唤醒后和从RTC内存读取之前添加500ms的小延迟。这样，项目就可以正常工作，但是，当然，我们要付出的代价是减少了电池寿命，因为每次唤醒时芯片处于活动模式的时间要长500ms。我认为此错误将在不久的将来通过新的软件或硬件修复得到解决。

void setup（）{

pinMode（GREEN_LED_PIN，OUTPUT）;

pinMode（YELLOW_LED_PIN，OUTPUT）;

delay（500）;

if（bootCount == 0） //Run this only the first time

{

digitalWrite（YELLOW_LED_PIN，HIGH）;

bootCount = bootCount+1;

}else

{

digitalWrite（GREEN_LED_PIN，HIGH）;

}

delay（3000）;

digitalWrite（GREEN_LED_PIN，LOW）;

digitalWrite（YELLOW_LED_PIN，LOW）;

esp_sleep_enable_timer_wakeup（TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR）;

esp_deep_sleep_start（）;

}

步骤7：最终想法

我已经在项目中使用了深度睡眠功能。您还记得几周前我发布的In-Paper电子书温度计吗？不更新时需要60mAs的电流。现在，使用芯片的深度睡眠功能，我设法将电流消耗降低到0.43mAs。因此，有了这种移动电源，我们现在的电池寿命估计约为3个月。很好，不是吗？

但是我认为还有很多改进的余地。我的电路中某处有小电流泄漏。如果我们可以减少它，我们可以使该项目用电池运行一年以上！我认为这太神奇了！我们现在有了一块功能非常强大的板，功耗非常低。最好的是，我们要做的就是利用这一点，只需使用两行代码！我将在以后的项目中大量使用此功能。

责任编辑：wv