Gibt es eine clevere Möglichkeit, 3,3 V mit einer guten Stromabgabe von einer 9-V-Batterie zu versorgen?

Es tut mir leid für etwaige Englischfehler, da ich es nicht gewohnt bin, wenn ich über technische Dinge spreche.
Ich habe einige ESP8266 WiFi-Module mit Arduino Mega für ein Projekt verwendet. Sie arbeiten mit 3,3 V Vcc, benötigen aber eine gute Strommenge (sie kann über 200 mA betragen, wie hier zu sehen http://wiki.iteadstudio.com/ESP8266_Serial_WIFI_Module ), was es unmöglich macht, sie mit Arduino zu versorgen, und deshalb bin ich ' Ich benutze Batterien, um den VCC-Pin mit Strom zu versorgen. Ich halte die anderen beiden Pins (CH_PD und RESET) auf HIGH, aber ich halte sie auf dem 3,3-V-Pin von Arduino, da sie scheinbar wertvollen Strom von ESP8266 VCC stehlen, wenn sie mit der Batterie verbunden sind und den ESP8266 instabil machen.
Ich habe LM1117 verwendet, weil die ursprüngliche Idee darin bestand, 3,3 V aus dem 5-V-Arduino-Pin zu ziehen, um mehr Strom auszugeben, sodass ein LM7833 nicht funktioniert. Das Extrahieren von 3,3 V aus den 5 V hat nicht wie erwartet funktioniert, daher verwende ich jetzt eine Batterie.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Diese Schaltung hat mit einigen ESP8266 einwandfrei funktioniert, aber einige von ihnen scheinen mehr Strom zu benötigen, da sie die meiste Zeit keine WiFi-Verbindungen herstellen und zu viele Verbindungsversuche unternehmen. Außerdem erwärmt sich der LM1117 irgendwann ziemlich stark und entlädt sich viel aus der Batterie. Wie Sie sehen können, versorge ich den ESP8266 bereits mit über 3,4 V (obwohl dieser Pegel nach dem Anbringen des ESP8266 etwas zu sinken scheint), und ich habe Angst, diesen Pegel noch weiter zu erhöhen.

Haben Sie Ideen für eine bessere Schaltung, um 3,3 V mit einem guten Stromausgang für meinen ESP8266 zu versorgen?

9-V-Batterien eignen sich hervorragend für Rauchmelder, sind aber für alles andere ziemlich schockierend. Die Kapazität eines Standard-PP3 (alkalisch) beträgt etwa 400 mAh und hat einen Innenwiderstand von etwa 5 Ohm (tatsächlich einige Innenwiderstände mit niedriger Beanspruchung, die näher an 20+ Ohm liegen). Im Grunde genommen also nicht viel Energie, schlechte Stromkapazität und viel intern verschwendete Energie. Wenn Sie so wie Sie sind einen linearen Regler verwenden, verschwenden Sie 63% dieser Energie als Wärme im Regler. Sie haben eine Laufzeit von nur etwa 2 Stunden, bevor Ihre Batterie leer ist. Der Regler wird über 1 Watt abgeführt, was ohne Kühlkörper ziemlich viel ist.

Die Verwendung eines Schaltreglers würde helfen - Sie reduzieren die Stromaufnahme aus der Batterie, wodurch die Verluste des Innenwiderstands verringert werden, während Sie gleichzeitig die Verluste im Regler massiv reduzieren, sodass Sie einen Teil dieser verschwendeten Energie für eine längere Laufzeit zurückfordern. Aber es ist immer noch nicht viel - bei 200 mA Stromverbrauch und der Annahme, dass Sie einen zu 90 +% effizienten Schaltregler haben, würde dies theoretisch eine Laufzeit von etwa 5 Stunden ergeben (unter Berücksichtigung des Innenwiderstands). Und das berücksichtigt nicht die Entladungskurve - die Spannung fällt viel früher als 5 Stunden ab, und währenddessen zieht der Schaltregler immer mehr Strom aus der Batterie, um zu versuchen, die Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, was intern mehr Verluste bedeutet die Batterie.

Eine Standard-AA-Alkalibatterie hat im Vergleich dazu eine Kapazität von etwa 2500 mAh oder mehr und einen Innenwiderstand von <0,5 Ohm. Das Problem ist die Spannung - 1,5V. Es gibt jedoch viele einfache Switcher-ICs und -Module, die von einer einzelnen AA- oder AAA-Zelle laufen und auf einen 3,3-V-Ausgang aufsteigen können. Diese Kombination würde Ihnen ungefähr 4,7 Stunden mit einer Zelle und einem Aufwärtswandler geben. Der Hauptgrund für die geringere Laufzeit ist, dass die Batterie einen viel höheren Strom verbraucht als am Ausgang, wie dies bei Aufwärtswandlern der Fall ist, sodass der Innenwiderstand stärker verloren geht. Trotzdem erhalten Sie eine ähnliche Laufzeit wie ein PP3 auf weniger Platz und mit Batterien, die in der Regel weitaus billiger sind. Oder Sie könnten den gleichen Ansatz verwenden, sich jedoch für eine D-Zellen-Batterie entscheiden, die beispielsweise einen geringeren Widerstand und eine viel höhere Kapazität (näher an 15 Ah) aufweist.

Wenn Sie mehr als eine Zelle verwenden, dh beispielsweise 3 AA-Batterien in Reihe schalten, steigt Ihre Spannung (Kapazität bleibt gleich) und damit auch die Laufzeit. Mit 3 in Reihe und einem Abwärtswandler hätten Sie eine Laufzeit von näher an 16 Stunden (bei 200 mA). Sie könnten sogar einfach einen Linearregler mit geringem Ausfall verwenden, um dies auf 3,3 V zu senken - dies würde die Effizienz beeinträchtigen, aber Sie könnten immer noch eine Laufzeit von etwa 12 Stunden erreichen - also immer noch viel mehr als beim PP3.

Egal wie Sie es versuchen, eine solche 9-V-Batterie kann nicht genug Strom liefern. Ich schlage vor, dass Sie einen größeren Zelltyp verwenden, vielleicht 1 x 18650 Li-Ion oder 3 x AA NiMH in Reihe, dann erhalten Sie eine nützliche Laufzeit und müssen "wahrscheinlich" die Spannung nicht regulieren, obwohl letztendlich Ihre tatsächlich erforderliche Laufzeit bestimmt das Batteriezellen-Array, das benötigt wird, um dorthin zu gelangen.

Sie können ein einfaches Step-Down-Modul wie dieses verwenden, das auf AliExpress für <$ 5 für 10 Stück erhältlich ist (Suche nach mini-360):

Natürlich könnten Sie versuchen, selbst ein Netzteil aufzubauen, aber zu diesem Preis wäre dies nur als Übung sinnvoll.