📶 Проект: автономный ESP-01 от сети 220В через изолированный модуль HLK-PM03 без стабилизатора

В проекте с преобразователем уровней на сайте ESP-01 питается от 3.3V, полученных через отдельный стабилизатор, так как бюджетный блок питания обычно выдаёт 5V. Здесь используется HLK-PM03 — модуль той же серии, что и уже знакомый HLK-PM01, но с выходом сразу 3.3V, то есть напряжением, которое нужно ESP-01 напрямую, без каких-либо дополнительных преобразований.

Как это работает

Принцип гальванической развязки такой же, как и у HLK-PM01 — сетевые 220В превращаются в низкое напряжение без прямого электрического контакта между сторонами. Разница — только в выходном напряжении серии: HLK-PM и аналогичные модули выпускаются на разные стандартные выходы (3.3V, 5V, 12V, 24V), и выбор конкретной версии зависит от того, что нужно питать. Для ESP-01, у которого нет своего стабилизатора напряжения на борту (в отличие от D1 Mini), получение нужных 3.3V прямо с AC-DC модуля устраняет лишнее звено в цепи питания и связанные с ним потери напряжения.

Код для самого ESP-01 здесь тот же, что и в проекте с преобразователем уровней — AT-команды по UART к заводской прошивке. Разница именно в питании: раньше Arduino (5V) отправляла команды через TXS0108E, здесь рассматривается сам ESP-01, запитанный напрямую от сети, как самостоятельный узел — например, управляемый по UART от любого внешнего контроллера на 3.3V без необходимости согласовывать уровни вообще, если весь остальной узел тоже работает на 3.3V.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Сторона 220В модуля HLK-PM03 (выводы L и N) подключается к сетевому кабелю через надёжные изолированные соединения — эта часть обязательно должна быть полностью закрыта в корпусе.
Выход модуля (+3.3V и GND) → VCC и CH_PD ESP-01 напрямую, GND → GND.
GPIO0 оставьте неподключённым для обычного рабочего режима.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему. Сетевая часть схемы
// (вход HLK-PM03) требует отдельной осторожности при монтаже.
// Пример ниже рассчитан на подключение через отдельный 3.3V USB-TTL
// адаптер для первичной проверки связи — для полноценного внешнего
// контроллера на 3.3V замените на соответствующий код отправки AT-команд.

// Эта часть выполняется НЕ на самом ESP-01 (у него нет Arduino-скетча
// в этом проекте), а на любом внешнем 3.3V контроллере/адаптере,
// подключённом к TX/RX ESP-01 для отправки AT-команд:

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial espSerial(2, 3); // RX, TX — на контроллере, работающем на 3.3V

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  espSerial.begin(115200); // при необходимости попробуйте 9600
  delay(1000);
  espSerial.println("AT");
}

void loop() {
  if (espSerial.available()) {
    Serial.write(espSerial.read());
  }
}

Дополнительных библиотек не требуется для проверки через `SoftwareSerial`. Главное отличие этого проекта от проекта с TXS0108E — не в коде, а в том, что при полностью 3.3V-совместимом внешнем контроллере преобразователь уровней вообще не нужен, раз оба конца линии UART работают на одном и том же напряжении.

Частые проблемы

ESP-01 не включается от HLK-PM03 — проверьте полярность и реальное напряжение на выходе модуля мультиметром до подключения.
ESP-01 постоянно перезагружается — проверьте, что мощность модуля (3 Вт у HLK-PM03) достаточна для пиковых токов ESP-01 во время передачи WiFi.
Нет ответа "OK" на команду AT — попробуйте другую скорость UART (9600 вместо 115200).
Нужно подключить именно 5V-контроллер (например, Arduino UNO) — в этом случае преобразователь уровней снова понадобится, как в похожем проекте с TXS0108E; HLK-PM03 решает только вопрос питания самого ESP-01, а не согласование уровней с 5V-логикой.

Как улучшить проект

Сравнить напряжение на выходе HLK-PM03 под нагрузкой с HLK-PM01 + отдельным стабилизатором — оценить, действительно ли меньше звеньев даёт более стабильное питание.
Добавить светодиод-индикатор наличия питания, не зависящий от самого ESP-01.
Использовать этот же модуль HLK-PM03 для питания любой другой 3.3V-периферии без встроенного стабилизатора.