เลือกแบตหุ่นยนต์ ESP32: ถ่าน AA, 18650 หรือ LiPo แบบไหนดี
เทียบถ่าน AA, 18650 และ LiPo สำหรับหุ่นยนต์ 2 ล้อ ทั้งแรงดัน ความจุ ราคา และความปลอดภัย วิธีต่อแบต 2S ผ่าน buck 5 V เข้า ESP32 และการชาร์จ 18650 ให้ปลอดภัย
สำหรับหุ่นยนต์ 2 ล้อขนาดเล็กที่ใช้ ESP32 กับมอเตอร์เกียร์ TT ตัวเลือกที่คุ้มที่สุดคือถ่าน 18650 สองก้อนต่ออนุกรม (2S, 7.4 V) จ่ายเข้า motor driver โดยตรง แล้วใช้ buck converter ลดเป็น 5 V เลี้ยงบอร์ด ชาร์จซ้ำได้ จ่ายกระแสได้สูง และหาซื้อง่าย ถ่าน AA เหมาะกับการเริ่มต้นแบบไม่อยากยุ่งกับการชาร์จ ส่วน LiPo เหมาะกับหุ่นที่ต้องการน้ำหนักเบาและกระแสสูงมาก
เทียบตัวเลือก
| แบต | แรงดัน | ความจุโดยประมาณ | ข้อดี | ข้อควรระวัง |
|---|---|---|---|---|
| AA อัลคาไลน์ × 4 | 6 V (ลดลงเรื่อยๆ) | 2,000+ mAh ที่กระแสต่ำ ใช้กับมอเตอร์ได้น้อยกว่านั้นมาก | หาซื้อได้ทุกที่ ไม่ต้องชาร์จ | แรงดันตกเร็วเมื่อจ่ายกระแสสูง ใช้แล้วทิ้ง ค่าใช้จ่ายสะสมสูง |
| AA NiMH × 4 (ชาร์จได้) | 4.8 V | 1,900–2,500 mAh | ปลอดภัย จ่ายกระแสได้ดีกว่าอัลคาไลน์ | 4.8 V ต่ำไปสำหรับบางวงจร ต้องใช้ที่ชาร์จ NiMH โดยเฉพาะ |
| 18650 Li-ion × 2 (2S) | 7.4 V (เต็ม 8.4 V) | 2,000–3,500 mAh | ความจุสูง จ่ายกระแสได้ดี ชาร์จได้หลายร้อยรอบ | ต้องซื้อถ่านของแท้ ห้ามใช้จนแรงดันต่ำเกินไป ต้องชาร์จด้วยที่ชาร์จ Li-ion |
| LiPo 2S | 7.4 V (เต็ม 8.4 V) | 500–2,200 mAh | เบาและบาง จ่ายกระแสสูงมาก | เสียหายง่ายถ้ากระแทกหรือเจาะ ต้องใช้ balance charger ไม่เหมาะกับมือใหม่ |
| ถ่าน 9 V | 9 V | ราว 500 mAh | — | ไม่แนะนำ ความจุน้อยมากและจ่ายกระแสให้มอเตอร์ไม่ไหว |
ความจุจริงขึ้นกับยี่ห้อและกระแสที่ใช้ ถ่าน 18650 ที่โฆษณาว่า 6,000–9,900 mAh เป็นของปลอมแทบทั้งหมด ถ่านของแท้ขนาดนี้มีความจุไม่เกินราว 3,500 mAh
ต่อแบต 2S เข้า ESP32 อย่างไร
ESP32 ทำงานที่ 3.3 V และบอร์ด DevKit รับไฟเข้าทางขา 5V (VIN) แล้วลดเป็น 3.3 V ด้วย regulator บนบอร์ด
แบต 2S มีแรงดัน 6–8.4 V สูงเกินกว่าจะต่อตรงได้ จึงต้องแบ่งไฟเป็นสองทาง:
แบต 2S ──▶ สวิตช์ ──┬──▶ VM ของ motor driver (มอเตอร์ใช้ 7.4 V ได้เลย)
│
└──▶ buck converter (ตั้งไว้ 5.0 V) ──▶ ขา 5V ของ ESP32 + servo + เซนเซอร์ 5 V
GND ทุกส่วนต่อถึงกัน
- ตั้งแรงดัน buck ก่อนต่อบอร์ด buck แบบปรับได้ต้องหมุน trimpot แล้ววัดด้วยมัลติมิเตอร์ให้ได้ 5.0 V ก่อน ไม่งั้นอาจส่งแรงดันเต็มแบตเข้าบอร์ด
- ห้ามจ่ายเข้าขา 3V3 ตรงๆ ขา 3V3 ไม่ผ่าน regulator แรงดันเกิน 3.6 V ทำให้ชิปเสียได้ทันที
- เสียบ USB พร้อมแบตได้ไหม บอร์ด DevKit ส่วนใหญ่มีไดโอดกันไฟย้อนจาก USB แต่ขา 5V ไม่มี ช่วงอัปโหลดโค้ดให้ปิดสวิตช์แบตไว้ก่อนจะปลอดภัยที่สุด
- ทำไมไม่ใช้ AA 4 ก้อนเลี้ยงทุกอย่าง ได้ แต่ไฟจะตกตอนมอเตอร์ออกตัวจนบอร์ดรีเซ็ต อ่านต่อใน ESP32 รีเซ็ตเองตอนมอเตอร์หมุน
แบตอยู่ได้นานเท่าไร
ประมาณได้จาก ความจุ (mAh) ÷ กระแสเฉลี่ย (mA) = ชั่วโมง หุ่น 2 ล้อทั่วไปใช้กระแสประมาณนี้:
| ส่วน | กระแสโดยประมาณ |
|---|---|
| มอเตอร์ TT 2 ตัว ขณะวิ่งบนพื้นเรียบ | 300–600 mA |
| ESP32 เปิด WiFi | 100–250 mA |
| เซนเซอร์ จอ และ servo | 50–300 mA |
ถ่าน 18650 ของแท้ 2,500 mAh กับหุ่นที่ใช้เฉลี่ยราว 700 mA จึงวิ่งได้ประมาณ 2.5–3 ชั่วโมง (ใช้ได้ไม่ถึงความจุเต็มเพราะต้องหยุดก่อนแบตหมดเกลี้ยง) ตัวเลข mA ของ 5 V และ 3.3 V ในหน้า Wiring ของตัวจำลองช่วยประมาณส่วนของบอร์ดและเซนเซอร์ได้
วัดแรงดันแบตด้วย ESP32
ต่อตัวต้านทาน 20 kΩ กับ 10 kΩ แบ่งแรงดันแบต (สูงสุด 8.4 V) ให้เหลือราว 2.8 V แล้วอ่านด้วยขา ADC1 (เลือก ADC1 เพราะ ADC2 อ่านไม่ได้ตอนเปิด WiFi)
แบต + ──[ 20 kΩ ]──┬──▶ GPIO35
│
[ 10 kΩ ]
│
GND
const int BATT_PIN = 35;
const float RATIO = (20.0 + 10.0) / 10.0; // ค่าที่อ่านได้ × 3 = แรงดันแบต
float batteryVolts() {
return analogReadMilliVolts(BATT_PIN) * RATIO / 1000.0;
}
void loop() {
float v = batteryVolts();
if (v < 6.6) {
// เหลือราว 3.3 V ต่อก้อน: หยุดมอเตอร์ แสดงหน้าเศร้า แล้วเตือนให้ชาร์จ
}
}
ค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อนได้สัก 0.1–0.2 V ให้เทียบกับมัลติมิเตอร์ครั้งหนึ่ง แล้วปรับ RATIO ให้ตรง
ชาร์จและเก็บ 18650 อย่างปลอดภัย
- ใช้ที่ชาร์จ Li-ion โดยเฉพาะ ที่ชาร์จจะจ่ายกระแสคงที่แล้วตัดที่ 4.2 V ต่อก้อน อย่าชาร์จด้วยอะแดปเตอร์จ่ายไฟธรรมดา
- ถอดถ่านออกจากรางมาชาร์จทีละก้อน รางถ่าน 2S ทั่วไปไม่มีวงจรเกลี่ยไฟ ถ้าชาร์จทั้งชุดผ่านรางโดยไม่มีบอร์ด BMS 2S ถ่านสองก้อนอาจเต็มไม่เท่ากัน
- ใส่ถ่านที่ความจุและอายุใกล้กัน ซื้อพร้อมกันเป็นคู่ และใช้คู่กันตลอด
- อย่าใช้จนแรงดันต่ำกว่า 3.0 V ต่อก้อน (6.0 V ต่อชุด) ถ่านจะเสื่อมเร็ว บางก้อนชาร์จกลับไม่ได้อีก
- ระวังลัดวงจร ถ่าน 18650 จ่ายกระแสได้หลายแอมป์ สายแตะกันอาจร้อนจนละลาย ต่อสวิตช์และฟิวส์ระหว่างแบตกับวงจรถ้าทำได้
- ไม่ชาร์จทิ้งไว้โดยไม่มีคนดู และเลิกใช้ถ่านที่บวม มีรอยบุบ หรือร้อนผิดปกติ
ชิ้นส่วน
ชุดไฟของหุ่นในตัวจำลอง: ถ่าน 18650 สองก้อน รางถ่าน 2S สวิตช์ buck 5 V และที่ชาร์จ
| ชิ้นส่วน | จำนวน | ราคาประมาณ | ร้าน |
|---|---|---|---|
| ESP32 DevKit V1 (30 ขา) | 1 | ฿130–฿250 | Shopee |
| TB6612FNG motor driver | 1 | ฿50–฿120 | Shopee |
| ชุดแชสซี 2WD มีมอเตอร์ TT 2 ตัว ล้อ 2 ล้อ และล้อ caster | 1 | ฿150–฿300 | Shopee |
| ถ่าน Li-ion 18650 | 2 | ฿60–฿150 | Shopee |
| รางถ่าน 18650 แบบ 2 ก้อน (2S) | 1 | ฿20–฿60 | Shopee |
| Buck converter 7.4 V → 5 V 3 A | 1 | ฿30–฿90 | Shopee |
| สวิตช์เปิด-ปิด | 1 | ฿5–฿20 | Shopee |
| สายจัมเปอร์ ผู้-ผู้ / ผู้-เมีย ชุด 40 เส้น | 1 | ฿30–฿60 | Shopee |
| แนะนำเพิ่ม | |||
| ที่ชาร์จถ่าน 18650 | 1 | ฿100–฿250 | Shopee |
| รวมโดยประมาณ | ฿535–฿1,200 | ||
ราคาประมาณการ ณ 2026-10-31 ยังไม่ได้ตรวจกับร้าน · บางลิงก์เป็นลิงก์ affiliate (อ่านเพิ่ม)
ลองในตัวจำลอง
หน้า Wiring แสดงวงจรไฟแบบแยกราง 7.4 V / 5 V / 3.3 V พร้อมกระแสของแต่ละราง ลองเพิ่มเซนเซอร์หรือ servo ในหน้า Robot Body แล้วกลับไปดูว่ากระแสเพิ่มขึ้นเท่าไร