ESP32-C3 Mini banyak digunakan untuk membuat perangkat IoT karena ukurannya kecil dan sudah dilengkapi konektivitas nirkabel. Untuk membuat perangkat yang bisa digunakan tanpa bergantung pada adaptor atau kabel USB, salah satu pilihan yang bisa digunakan adalah baterai Li-ion. Namun, baterai Li-ion membutuhkan rangkaian proteksi agar penggunaannya lebih aman, sehingga BMS dapat menjadi bagian penting dalam sistem catu daya tersebut.
Pada artikel ini, kita akan membahas cara membuat catu daya ESP32-C3 Mini menggunakan baterai Li-ion dan BMS, mulai dari fungsi setiap bagian hingga contoh rangkaian sederhananya. Sebelum melanjutkan, kamu juga bisa membaca artikel Mengenal BMS Baterai Li-ion: Fungsi, Cara Kerja, Jenis, dan Cara Memilihnya untuk memahami lebih jauh mengenai fungsi dan jenis BMS yang digunakan pada baterai Li-ion.
Alat dan Bahan Catu Daya ESP32-C3 Mini dengan Baterai Li-ion dan BMS
Untuk membuat catu daya ESP32-C3 Mini menggunakan baterai Li-ion dan BMS, kita membutuhkan beberapa komponen utama. Baterai menjadi sumber energi, BMS berfungsi sebagai rangkaian proteksi, sedangkan regulator tegangan digunakan untuk menghasilkan tegangan yang sesuai bagi ESP32-C3 Mini. Selain itu, kabel jumper atau kabel penghubung diperlukan untuk menghubungkan setiap bagian rangkaian.
| No. | Alat/Bahan | Jumlah | Keterangan |
|---|---|---|---|
| 1 | ESP32-C3 Mini | 1 buah | Pengendali utama |
| 2 | Baterai Li-ion 1S | 1 buah | Sumber daya |
| 3 | BMS 1S | 1 buah | Proteksi baterai |
| 4 | Regulator 3.3V | 1 buah | Menyesuaikan tegangan untuk ESP32-C3 Mini |
| 5 | Kabel penghubung | Secukupnya | Menghubungkan rangkaian |
| 6 | Breadboard | 1 buah | Media perakitan rangkaian |
Pemilihan regulator perlu diperhatikan karena tegangan baterai Li-ion berubah selama digunakan. Baterai 1S dapat berada di sekitar 4,2 V ketika penuh dan tegangannya akan menurun selama pemakaian, sedangkan ESP32-C3 membutuhkan catu daya pada rentang yang sesuai dengan spesifikasinya. Karena itu, baterai dan BMS tidak sebaiknya langsung dihubungkan ke pin 3V3 ESP32-C3 tanpa regulator yang sesuai.
Wiring BMS dan Baterai Li-ion ke ESP32-C3 Mini
Pada rangkaian ini, BMS berfungsi sebagai bagian dari jalur proteksi baterai, sedangkan regulator 3,3 V digunakan untuk menyediakan tegangan yang sesuai bagi ESP32-C3 Mini. Baterai Li-ion terlebih dahulu dihubungkan ke terminal BMS, kemudian keluaran BMS diteruskan menuju regulator. Setelah tegangan diatur menjadi 3,3 V, output regulator dapat digunakan sebagai sumber daya untuk ESP32-C3 Mini.
Untuk contoh BMS 1S dengan terminal B+ dan B- sebagai koneksi baterai serta P+ dan P- sebagai keluaran, susunan dasarnya dapat dibuat seperti berikut:
| Komponen | Pin | Terhubung ke | Fungsi |
|---|---|---|---|
| Baterai Li-ion | (+) | BMS B+ | Positif baterai |
| Baterai Li-ion | (-) | BMS B- | Negatif baterai |
| BMS | P+ | Input (+) regulator | Tegangan dari baterai |
| BMS | P- | Input (-) regulator | Ground |
| Regulator 3,3 V | OUT+ | 3V3 ESP32-C3 Mini | Catu daya 3,3 V |
| Regulator 3,3 V | OUT- | GND ESP32-C3 Mini | Ground |
Gambaran sederhananya:
Dengan konfigurasi tersebut, BMS tidak berkomunikasi dengan ESP32-C3 Mini melalui GPIO. BMS bertugas menangani proteksi baterai, sementara regulator memastikan tegangan yang masuk ke ESP32-C3 Mini berada pada level yang sesuai. Penamaan terminal BMS dapat berbeda pada setiap modul, sehingga selalu periksa label dan datasheet modul yang digunakan sebelum melakukan pemasangan.
Cara Kerja Catu Daya ESP32-C3 Mini dengan BMS
Ketika baterai Li-ion digunakan sebagai sumber daya, energi listrik pertama kali masuk ke rangkaian melalui baterai dan BMS. BMS berfungsi memberikan perlindungan terhadap kondisi tertentu pada baterai, sedangkan regulator tegangan bertugas mengubah tegangan keluaran menjadi level yang sesuai untuk ESP32-C3 Mini. Dengan susunan ini, perubahan tegangan baterai selama proses pemakaian tidak langsung diteruskan ke ESP32-C3 Mini.
Secara sederhana, aliran dayanya adalah baterai Li-ion → BMS → regulator 3,3 V → ESP32-C3 Mini. Ketika baterai masih penuh, tegangan dari baterai akan lebih tinggi dibandingkan ketika kapasitasnya mulai berkurang. Regulator kemudian menjaga tegangan keluarannya tetap sesuai kebutuhan ESP32-C3 Mini selama kondisi input dan kemampuan regulator masih berada dalam batas kerjanya.
Memilih Regulator 3,3 V untuk ESP32-C3 Mini
Pemilihan regulator menjadi bagian penting dalam membuat catu daya ESP32-C3 Mini menggunakan baterai Li-ion dan BMS. Tegangan baterai Li-ion 1S tidak selalu berada pada satu nilai. Saat penuh, tegangannya dapat mencapai sekitar 4,2 V dan akan terus menurun selama digunakan. Sementara itu, ESP32-C3 Mini membutuhkan tegangan suplai yang sesuai dengan spesifikasinya. Karena itu, regulator harus mampu menghasilkan tegangan yang stabil selama rentang tegangan baterai yang tersedia.
Untuk konfigurasi baterai Li-ion 1S, regulator buck-boost 3,3 V menjadi pilihan yang menarik karena dapat menaikkan maupun menurunkan tegangan input sesuai kebutuhan output. Regulator buck saja hanya dapat menurunkan tegangan, sehingga ketika tegangan baterai turun mendekati atau di bawah 3,3 V, regulator tidak lagi dapat mempertahankan output 3,3 V. Sebaliknya, regulator boost hanya menaikkan tegangan dan tidak cocok ketika tegangan baterai berada di atas 3,3 V.
Sebelum memilih modul regulator, perhatikan rentang tegangan input, tegangan output, kemampuan arus, efisiensi, serta dropout atau batas operasi regulator. Pastikan juga output regulator benar-benar sesuai dengan kebutuhan ESP32-C3 Mini dan jangan menghubungkan baterai Li-ion langsung ke pin 3V3 tanpa regulator yang sesuai.
Kesimpulan Catu Daya ESP32-C3 Mini dengan Baterai Li-ion dan BMS
Membuat catu daya ESP32-C3 Mini menggunakan baterai Li-ion dan BMS dapat menjadi solusi untuk membuat perangkat IoT yang lebih portable. BMS berfungsi sebagai bagian dari sistem proteksi baterai, sedangkan regulator tegangan digunakan untuk menyesuaikan tegangan baterai agar sesuai dengan kebutuhan ESP32-C3 Mini.
Pada konfigurasi baterai Li-ion 1S, susunan yang dapat digunakan adalah baterai → BMS → regulator buck-boost 3,3 V → ESP32-C3 Mini. Pemilihan regulator dan BMS harus disesuaikan dengan karakteristik baterai serta kebutuhan daya perangkat. Dengan memahami fungsi masing-masing bagian, kita bisa membuat sistem catu daya yang lebih aman dan sesuai untuk berbagai proyek IoT berbasis ESP32-C3 Mini.