ESP32-Weather-EPD项目中电池电压检测的技术实现

在ESP32-Weather-EPD项目中，电池状态监测是一个关键功能，特别是当设备使用18650锂电池供电时。本文将深入解析该项目中如何通过ESP32的ADC功能准确测量电池电压的技术实现。

电压检测的基本原理

18650锂电池的电压范围通常在3.0V(放电截止)到4.2V(充满)之间，而ESP32的ADC输入电压上限为3.3V。直接连接会导致ADC损坏或测量不准确。项目采用了一种巧妙的分压电路设计来解决这个问题。

分压电路设计

项目使用的Firebeetle 2 ESP32-E开发板上设计了一个1MΩ+1MΩ的电阻分压网络。这个分压器将电池电压精确地减半：

• 当电池满电4.2V时，ADC引脚测量到2.1V
• 当电池放电至3.0V时，ADC引脚测量到1.5V

这种设计既保护了ESP32的ADC输入，又确保了整个电池电压范围内都能获得有效测量。

软件补偿处理

在固件代码中，开发者通过简单的数学运算补偿了分压器的影响：

实际电压 = ADC测量值 × 2

这种处理方式简洁高效，完全在软件层面完成了电压还原。

ADC配置细节

项目配置了ESP32 ADC的11dB衰减模式，这种配置下：

• 有效测量范围扩展至0.3V-4.9V
• 配合分压器后，系统能准确测量0.6V-9.8V的输入电压
• 为锂电池监测提供了充足的安全裕度

实际应用考虑

这种设计在实际应用中具有多个优势：

1. 硬件成本低：仅需两个标准电阻
2. 功耗极低：1MΩ级电阻的电流消耗可以忽略
3. 测量范围广：覆盖锂电池全部工作电压
4. 安全性高：确保ESP32不会过压

总结

ESP32-Weather-EPD项目通过简单的分压电路配合软件补偿，实现了对锂电池电压的安全、准确监测。这种设计思路不仅适用于本项目，也可以为其他基于ESP32的电池供电设备提供参考。开发者在使用时需要注意选择适当精度的电阻，并考虑温度对分压比的影响，以获得更精确的测量结果。