ESP8266在構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目中非常受歡迎，但現(xiàn)在ESP32由于其低成本的BLE兼容功能而受到很多關(guān)注。它還配備了32個(gè)GPIO引腳和32位雙核CPU。雖然，它提供了很多功能，但在正常使用模式下，它似乎很耗電。當(dāng)應(yīng)用程序由市電供電時(shí)，不必著急，但是當(dāng)它們由電池供電時(shí)，我們必須非常注意ESP32的功耗。

ESP32提供了不同的睡眠模式，使用它我們可以節(jié)省大量的電力，并且可以使用電池源運(yùn)行我們的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序更長(zhǎng)的時(shí)間。在本文中，我們將討論ESP32的不同睡眠模式，并將檢查在正常和深度睡眠模式下的電流消耗。要了解更多關(guān)于ESP32的信息，請(qǐng)查看各種基于ESP32的項(xiàng)目。

了解ESP32硬件

從上圖可以看出，ESP32配備了一個(gè)雙核32位微處理器，擁有448 KB的ROM， 520 KB的SRAM和4MB的閃存。此外，它具有內(nèi)置的Wi-Fi模塊，藍(lán)牙，RTC和許多其他外圍設(shè)備，這使得它在使用ESP32的幾個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中很受歡迎。

ESP32還有一個(gè)被稱為ULP的低功耗協(xié)處理器。ULP代表超低功耗，集成在ESP32板中。這個(gè)處理器的特點(diǎn)是它可以獨(dú)立于主核心處理器運(yùn)行，它也可以訪問(wèn)gpio和一些外圍設(shè)備。它也可以在ESP32處于深度睡眠模式時(shí)運(yùn)行。當(dāng)由電池供電時(shí)，這有助于節(jié)省大量電力。

ESP32睡眠模式

ESP32可以配置為五種不同的功率模式。每種模式都有不同的功耗額定值。ESP32的不同功率模式有：

?主動(dòng)模式

?調(diào)制解調(diào)器睡眠模式

?淺睡眠模式

?深度睡眠模式

?休眠模式

ESP32不同功率模式的比較(根據(jù)pressif數(shù)據(jù)表)如下：

活躍的模式:

在ESP32的主動(dòng)模式下，CPU、藍(lán)牙、Wi-Fi、無(wú)線電、RTC和ULP協(xié)處理器等所有器件都處于ON狀態(tài)。這是ESP32最低效的功耗模式。當(dāng)設(shè)備由主電源供電時(shí)，首選此模式。根據(jù)快訊數(shù)據(jù)表，它聲稱在這種模式下電流消耗為95-240毫安。

Modem睡眠模式：

在這種模式下，除了Wi-Fi、藍(lán)牙、無(wú)線電模塊和外圍設(shè)備外，所有設(shè)備都處于活動(dòng)狀態(tài)。這種模式在低速下消耗約2毫安，在高速下消耗約50毫安。

當(dāng)模塊處于這種模式時(shí)，如果我們需要藍(lán)牙/Wi-Fi連接保持激活狀態(tài)，那么我們必須在一定的間隔間隔喚醒模塊，這將使模塊在激活模式和調(diào)制解調(diào)器睡眠模式之間切換。這種睡眠模式被稱為聯(lián)想睡眠模式。

淺睡眠模式：

在ESP32的淺睡眠模式下，數(shù)字外設(shè)、大部分RAM和cpu都是時(shí)鐘門控的。當(dāng)輕睡眠模式退出時(shí)，外設(shè)和cpu恢復(fù)運(yùn)行，它們的內(nèi)部狀態(tài)被保留。時(shí)鐘門控是一種通過(guò)禁用觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖來(lái)節(jié)省數(shù)字電路功耗的技術(shù)，從而禁用開關(guān)狀態(tài)。由于切換狀態(tài)消耗大量的電力，因此如果您禁用它，我們可以節(jié)省大量的電力。

ESP32的這種電源模式消耗大約0.8 mA的電流。

深度睡眠模式：

ESP32的深度睡眠模式是非常有效的，消耗非常少的功率時(shí)，由電池供電。在這種模式下，一切都被關(guān)閉，包括CPU、Wi-Fi、藍(lán)牙、外圍設(shè)備等。只有ULP協(xié)處理器、RTC和RTC內(nèi)存在此模式下打開。

我們可以用ULP編寫程序并將其存儲(chǔ)在它的RTC存儲(chǔ)器中，這樣它就可以訪問(wèn)外設(shè)、定時(shí)器等。當(dāng)在深度睡眠模式下工作時(shí)，ESP32可以通過(guò)使用定時(shí)器，外部中斷等事件喚醒。

ESP32深度睡眠功耗約為10-150uA電流，非常令人印象深刻。

冬眠:

在ESP32的這種模式下，除了RTC定時(shí)器和一些RTC GPIO引腳外，所有東西都被禁用，當(dāng)模塊需要喚醒時(shí)，這些引腳將很有用。在這種模式下，沒(méi)有辦法保存任何數(shù)據(jù)，不像深度睡眠模式，我們可以使用RTC內(nèi)存保存數(shù)據(jù)。

ESP32的這種電源模式消耗的電流最小，約為5ua。

ESP32深度睡眠模式硬件實(shí)現(xiàn)

在本節(jié)中，我們將實(shí)際演示ESP32的深度睡眠電源模式，并將其電流消耗與有源電源模式進(jìn)行比較。有幾種方法可以喚醒ESP32模塊從深度睡眠模式，如定時(shí)器喚醒，觸摸喚醒，外部喚醒等。在本教程中，我們將專注于Timer喚醒。

在基于定時(shí)器的喚醒中，ESP32將進(jìn)入深度睡眠模式，在一定的時(shí)間間隔后，ESP32將自動(dòng)喚醒并恢復(fù)到正常狀態(tài)。這里我們還可以定義一些變量，這些變量可以存儲(chǔ)在RTC內(nèi)存中，并且可以在每次重新啟動(dòng)時(shí)使用。

在這里，我們用ESP32連接了兩個(gè)led，并用面包板電源模塊為ESP32供電。在第一次啟動(dòng)時(shí)，紅色LED將發(fā)光，這將表明ESP32首次啟動(dòng)。之后，對(duì)于所有重啟，綠色LED將發(fā)光，這表明它在RTC內(nèi)存中保留了啟動(dòng)編號(hào)的值。

從深度睡眠中喚醒ESP32的編程

完整的代碼ESP32喚醒使用定時(shí)器在最后給出。下面是對(duì)代碼的逐步解釋，該代碼需要上傳到ESP32，以便使ESP32進(jìn)入深度睡眠模式，然后使用Timer方法喚醒。

首先，我們需要定義睡眠時(shí)間，ESP32將進(jìn)入深度睡眠。為此，首先設(shè)置轉(zhuǎn)換因子以將秒轉(zhuǎn)換為微秒。然后提供以秒為單位的睡眠時(shí)間間隔。在我的例子中，模塊將在6秒內(nèi)進(jìn)入深度睡眠模式。

接下來(lái)，在RTC內(nèi)存中定義任意變量，以便在下次重新啟動(dòng)時(shí)保存數(shù)據(jù)。為此，我們需要如下聲明。在我的情況下，我已經(jīng)在串行監(jiān)視器中顯示了ESP32的重啟次數(shù)。

然后創(chuàng)建一個(gè)條件檢查是否為第一次啟動(dòng)。在第一次啟動(dòng)時(shí)，紅色LED將發(fā)光，這將表明ESP32首次啟動(dòng)。之后，對(duì)于所有重啟，綠色LED將發(fā)光，這表明它在RTC內(nèi)存中保留了啟動(dòng)編號(hào)的值。

在最后一步中，配置我們之前定義的深度睡眠定時(shí)器參數(shù)。這可以使用函數(shù)esp_sleep_enable_timer_wakeup來(lái)完成，然后調(diào)用函數(shù)esp_deep_sleep_start()來(lái)啟動(dòng)ESP32的深度睡眠模式，如下所示。

ESP32睡眠模式測(cè)試

活躍的模式:

在這里，你可以看到在主動(dòng)模式下的電流消耗量約為60mA。

ESP32深度睡眠模式：

現(xiàn)在，將ESP32置于深度睡眠模式后，電流消耗顯著降低到11mA。

本文編譯自iotdesignpro