Battery Management untuk IoT: Hemat Energi Maksimal

Energi (mAh) = Arus (mA) × Waktu (jam)

Contoh perhitungan siklus:
- Deep Sleep selama 5 menit: 0.05 mA × 5/60 jam = 0.0042 mAh
- Bangun & WiFi TX selama 2 detik: 200 mA × 2/3600 jam = 0.111 mAh
- Total per siklus: 0.115 mAh

Per jam (12 siklus): 0.115 × 12 = 1.38 mAh/jam
Per hari: 1.38 × 24 = 33.1 mAh/hari

Dengan baterai 1000 mAh:
Umur = 1000 / 33.1 = ~30 hari

// Deep Sleep ESP32 - Battery Management
// BeebaneLabs

#define uS_TO_S 1000000
#define SLEEP_TIME 300  // tidur 5 menit (300 detik)

// RTC_DATA_ATTR: variabel tetap tersimpan selama deep sleep
RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  bootCount++;
  Serial.println("Boot #" + String(bootCount));

  // === Tahap 1: Baca sensor ===
  bacaSensor();

  // === Tahap 2: Kirim data via WiFi ===
  kirimData();

  // === Tahap 3: Konfigurasi & masuk deep sleep ===
  esp_sleep_enable_timer_wakeup(SLEEP_TIME * uS_TO_S);
  Serial.println("Masuk deep sleep selama " + String(SLEEP_TIME) + " detik...");
  esp_deep_sleep_start();
  // Program tidak pernah sampai ke loop()
}

void loop() {
  // Tidak akan pernah dieksekusi
}

void bacaSensor() {
  // Simulasi pembacaan sensor
  float suhu = 25.5;
  float kelembaban = 65.0;
  Serial.println("Suhu: " + String(suhu) + " °C");
  Serial.println("Kelembaban: " + String(kelembaban) + " %");
}

void kirimData() {
  // Hubungkan WiFi, kirim data, putus koneksi
  WiFi.begin("SSID", "PASSWORD");
  // ... kirim data ke server/MQTT
  WiFi.disconnect(true);
  WiFi.mode(WIFI_OFF);
}

// Monitor Tegangan Baterai - ESP32
// BeebaneLabs

#define BATTERY_PIN 34        // Pin ADC untuk baca baterai
#define R1 100000.0           // Resistor atas 100kΩ
#define R2 100000.0           // Resistor bawah 100kΩ
#define VOLTAGE_DIVIDER_RATIO ((R1 + R2) / R2)
#define ADC_RESOLUTION 4095.0 // 12-bit ADC
#define ADC_VREF 3.3          // Tegangan referensi ADC

float bacaTeganganBaterai() {
  // Baca beberapa kali untuk akurasi
  long total = 0;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    total += analogRead(BATTERY_PIN);
    delay(10);
  }
  int adcRaw = total / 10;  // Rata-rata

  // Konversi ADC ke tegangan aktual
  float voltage = (adcRaw / ADC_RESOLUTION) * ADC_VREF;
  float batteryVoltage = voltage * VOLTAGE_DIVIDER_RATIO;
  return batteryVoltage;
}

int hitungPersentase(float voltage) {
  if (voltage >= 4.2) return 100;
  if (voltage <= 3.0) return 0;
  // Linear approximation
  return (int)((voltage - 3.0) / 1.2 * 100);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  analogReadResolution(12);
}

void loop() {
  float voltage = bacaTeganganBaterai();
  int percentage = hitungPersentase(voltage);

  Serial.printf("Tegangan Baterai: %.2fV (%d%%)\n", voltage, percentage);

  if (percentage < 10) {
    Serial.println("WARNING: Baterai hampir habis!");
    // Masuk deep sleep lebih lama untuk hemat daya
  }

  delay(5000); // Cek setiap 5 detik
}

Umur (hari) = Kapasitas Baterai (mAh) × Efisiensi Regulator
              ───────────────────────────────────────────────
              Rata-rata Konsumsi per Hari (mAh)

Contoh:
  Kapasitas: 2000 mAh (baterai 18650)
  Efisiensi: 0.90 (90% untuk buck converter)
  Konsumsi:  Deep sleep 99.5% + Wake 0.5%
             = (0.05mA × 24h × 0.995) + (200mA × 24h × 0.005)
             = 1.194 + 24.0 = 25.2 mAh/hari

  Umur = 2000 × 0.90 / 25.2 = ~71 hari (~2.3 bulan)

Tips menambah umur baterai:
  ✅ Perpanjang interval deep sleep (30 menit vs 5 menit)
  ✅ Minimalkan waktu WiFi TX (kompres data)
  ✅ Matikan sensor saat tidak dibaca
  ✅ Gunakan WiFi power save mode
  ✅ Kurangi power transmit WiFi

// Teknik Power Optimization - ESP32
// BeebaneLabs

void setup() {
  // 1. Kurangi frekuensi CPU (hemat daya signifikan)
  setCpuFrequencyMhz(80);  // Turunkan dari 240MHz ke 80MHz

  // 2. Matikan Bluetooth jika tidak digunakan
  btStop();

  // 3. WiFi power management
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setSleep(WIFI_PS_MAX_MODEM);  // Power save mode

  // 4. Matikan ADC saat tidak digunakan
  adc_power_off();

  // 5. Gunakan ULP co-processor untuk tugas ringan
  //    (baca sensor tanpa menyalakan CPU utama)
}

void loop() {
  // Strategi: Wake → Baca → Kirim → Sleep
  // Semua operasi dalam satu burst, lalu langsung tidur
}