Il pin VIN della scheda ESP32 è l’ingresso di alimentazione primaria non regolata presente sulla maggior parte delle schede di sviluppo (DevKit, ESP32-WROOM, NodeMCU-32S, ecc.). Consente di alimentare la scheda tramite una sorgente esterna alternativa alla porta USB, rendendo possibile l’utilizzo in sistemi embedded, installazioni permanenti o dispositivi alimentati a batteria.
Dal punto di vista elettrico, il pin VIN è collegato direttamente alla linea dei 5V della scheda e al circuito di regolazione della tensione. Non fornisce direttamente 3.3V al microcontrollore, ma passa prima attraverso il regolatore onboard.
È importante chiarire un aspetto tecnico spesso frainteso: nelle comuni DevKit ESP32 il pin VIN è progettato per ricevere 5V stabilizzati. Non è corretto alimentarlo con 3.3V (la tensione non sarebbe sufficiente per il regolatore lineare), né è consigliabile utilizzare tensioni elevate come 9V o 12V, anche se alcuni regolatori potrebbero teoricamente tollerarle.
La maggior parte delle schede utilizza un regolatore lineare (tipicamente AMS1117-3.3 o equivalente). Questo componente converte i 5V in ingresso nei 3.3V necessari al chip ESP32.
Il pin "VIN" è collegato al regolatore di tensione della scheda ESP32. Il regolatore converte la tensione in ingresso in 3.3V, che è la tensione di alimentazione nativa del microcontrollore.
Poiché il regolatore è di tipo lineare, la potenza dissipata sotto forma di calore dipende dalla differenza tra tensione di ingresso e tensione di uscita:
Potenza dissipata = (Vin − 3.3V) × Corrente
Questo significa che tensioni elevate in ingresso aumentano drasticamente la temperatura del regolatore. Per questo motivo è buona pratica alimentare VIN con una tensione il più possibile vicina ai 5V nominali.
Tensione consigliata su VIN: 5V stabilizzati
Range realistico sicuro: circa 4.8V – 6V
Non consigliato: 3.3V su VIN (non sufficiente)
Non consigliato: >6V sulle DevKit comuni (eccessiva dissipazione)
Quando la scheda è alimentata via USB, il pin VIN (spesso etichettato come V5) presenta la stessa tensione proveniente dalla porta USB.
Questo rende VIN anche un punto utile per prelevare 5V per alimentare piccoli dispositivi esterni, come sensori, LED o microcontrollori a bassa potenza. È fondamentale, tuttavia, operare sempre nel rispetto dei limiti di corrente dell’alimentatore utilizzato, per evitare sovraccarichi e potenziali danni al sistema. Assicurarsi di consultare le specifiche dell'alimentatore per conoscere la corrente massima erogabile e non superare tale limite. Un uso corretto e consapevole della linea VIN permette di integrare facilmente ulteriori funzionalità al proprio progetto.
Il pin viene spesso chiamato V5. Nella maggior parte delle DevKit, VIN e V5 sono elettricamente collegati e rappresentano lo stesso nodo di alimentazione a 5V.
I valori reali che puoi leggere sul tuo multimetro
Se il multimetro mostra valori come 4.8V invece dei 5V teorici, è perfettamente normale. Una leggera variazione di tensione è comune e può essere attribuita a diversi fattori:
- Qualità dell'alimentatore USB: Alimentatori di qualità inferiore potrebbero non erogare una tensione stabile e precisa di 5V.
- Caduta di tensione sul cavo USB: Cavi di scarsa qualità o troppo lunghi possono causare una significativa caduta di tensione, soprattutto sotto carico. Un cavo con fili interni sottili aumenterà la resistenza.
- Resistenza interna del connettore USB: I connettori USB, sia sull'alimentatore che sul dispositivo, possono avere una resistenza interna che contribuisce alla caduta di tensione. La corrosione o l'usura possono aumentare questa resistenza.
- Assorbimento istantaneo della scheda: Picchi di corrente richiesti dalla scheda possono causare un momentaneo calo di tensione. Questo è più evidente se l'alimentatore non è in grado di fornire la corrente necessaria in modo stabile.
- Piste del PCB non dimensionate per correnti elevate: Piste sottili sulla scheda PCB possono presentare una resistenza significativa, causando una caduta di tensione, specialmente quando la scheda assorbe corrente elevata.
- Tolleranze dei componenti: Anche le tolleranze dei componenti elettronici all'interno della scheda possono influenzare la tensione misurata.
- Temperatura: La temperatura dell'alimentatore e dei componenti può influenzare la tensione di uscita rilevata dal multimetro.
Per ottenere una misurazione più precisa, assicurarsi di utilizzare un alimentatore USB di alta qualità, un cavo USB corto e di buona fattura, e verificare che la scheda non stia assorbendo una corrente eccessiva. Inoltre, è consigliabile effettuare la misurazione in condizioni di carico tipiche per la scheda.
Dettagli tecnici realistici del pin VIN
Tensione nominale: 5V Range consigliato: 4.8V – 6V Tipo di regolazione: Lineare (LDO) Corrente disponibile: dipende dall’alimentatore e dal PCB Protezione: variabile in base al modello della scheda
Non esiste un valore universale di "2A garantiti" dal pin VIN. La corrente effettivamente disponibile dipende da:
- Corrente massima erogabile dall’alimentatore USB
- Sezione delle piste PCB
- Limiti termici del regolatore
- Presenza di fusibili o protezioni
In molte DevKit economiche, soprattutto quelle alimentate via USB, è prudente non superare 500–800 mA totali, considerando la somma di corrente assorbita da tutti i componenti e periferiche collegate. Superare questa soglia può portare a surriscaldamenti indesiderati del regolatore di tensione o del cavo USB, con possibili conseguenze come instabilità del sistema, malfunzionamenti o, in rari casi, danni permanenti all'hardware. È sempre consigliabile consultare la documentazione specifica della DevKit per conoscere i limiti di corrente raccomandati e le eventuali protezioni implementate. Utilizzare un alimentatore esterno adeguato può essere una soluzione per fornire maggiore corrente.
Quali dispositivi esterni puoi alimentare quando la scheda è alimentata via usb?
Quando l’ESP32 è alimentata tramite USB:
- VIN/V5 fornisce circa 5V provenienti direttamente dalla USB.
- Il pin 3V3 fornisce 3.3V regolati dal regolatore onboard.
È possibile alimentare dispositivi a basso consumo come:
- Display LCD o OLED
- Sensori ambientali (temperatura, umidità, pressione)
- Moduli I2C/SPI
- Moduli RF a basso assorbimento
- Driver logici o LED singoli
Non è consigliabile alimentare direttamente:
- Motori DC o stepper
- Strisce LED ad alta potenza
- Relè multipli
- Carichi induttivi o ad alto spunto
Un display da 100 mA può essere alimentato da un alimentatore USB da 500 mA senza problemi. Un motore da 1A richiede alimentazione separata.
Consumo energetico reale dell’ESP32
Il consumo dell’ESP32 varia notevolmente in base allo stato operativo:
- Deep sleep: 10–150 µA
- Idle con Wi-Fi attivo: 70–120 mA
- Trasmissione Wi-Fi: picchi 240–300 mA
- Bluetooth attivo: 80–150 mA
I picchi Wi-Fi sono la causa più frequente di riavvii per brownout quando l’alimentazione è sottodimensionata.
Se la somma dei consumi supera la capacità dell’alimentatore:
- La tensione scende sotto 3.3V
- Il brownout detector interviene
- La scheda si riavvia
- La comunicazione Wi-Fi diventa instabile
Posso usare il pin vin per alimentare un dispositivo esterno?
Sì, ma solo per carichi leggeri. Se la scheda è alimentata via USB, VIN/V5 può fornire circa 5V verso l’esterno.
Schema di collegamento:
- ESP32 → VIN/V5 → positivo dispositivo
- ESP32 → GND → negativo dispositivo
Prima del collegamento verifica sempre:
- Corrente nominale del dispositivo
- Corrente di spunto
- Margine dell’alimentatore
- Eventuale necessità di protezione con fusibile o diodo
Per carichi superiori a 500–800 mA è raccomandata alimentazione separata o una batteria dedicata (Li-Ion/Li-Po con regolatore step-down).
Cosa ricordare
- Alimenta VIN con 5V stabilizzati.
- Non usare 3.3V su VIN.
- Evita tensioni superiori a 6V sulle DevKit comuni.
- Considera sempre i picchi Wi-Fi (~300 mA).
- Dimensiona l’alimentatore con un margine del 20–30%.
- Per carichi importanti usa alimentazione dedicata.
- Se il sistema deve essere stabile a lungo termine, preferisci regolatori switching esterni rispetto al lineare onboard.