5 porad dotyczących oszczędzania energii Arduino, które pozwolą Ci działać przez wiele dni

Tablice Arduino zmieniły oblicze technologii DIY. Proste projekty, takie jak tworzenie miniaturowych sygnalizatorów świetlnych Arduino, są idealne do nauczania początkujących na temat podstawowej elektroniki i programowania.

Arduinos są idealne do projektów domowych i mogą być używane w ruchu, dołączając do nich akumulator. Problem polega na tym, że nawet najcudowniejsza bateria zostanie szybko wyczerpana nawet przez małą płytkę Arduino.

Jeśli naprawdę chcesz, aby Twoje Arduino działało na dłuższą metę, musisz wprowadzić kilka drobnych poprawek i zmian.

1. Biblioteki oprogramowania małej mocy Arduino

Dostępnych jest kilka bibliotek oprogramowania, które mogą zmieniać zużycie energii przez Arduino. Wysyłając Arduino w głęboki sen przez określony czas, można oszczędzać energię między operacjami. Jest to szczególnie przydatne w przypadku mikrokontrolerów dokonujących odczytów czujników w odległych obszarach, takich jak stacje pogodowe, lub w obwodach wykrywających większe urządzenia.

Biblioteka Low-Power autorstwa Rockithcream użytkownika Github jest przykładem łatwej w użyciu biblioteki, która jest idealna do oszczędzania energii. Rozważ następujący kod, oparty na przykładowym kodzie biblioteki:

#include „LowPower.h” // setup () tutaj twoje czujniki / diody LED void loop () // Następna linia wyłącza arduino na 8 sekund // ADC oznacza konwersję analogowo-cyfrową, a BZT dla wykrywania braku zasilania / / oba są wyłączone w okresie uśpienia, aby oszczędzać energię LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Po każdym śnie możesz poinstruować Arduino, aby wykonał tutaj swoje zadania - na przykład dokonaj odczytu temperatury i wyślij go na serwer. 

Ten kod to dobry początek. Nie tylko obniża zużycie energii przy użyciu już wbudowanych metod, ale także wyłącza potencjalnie kosztowne konwersja analogowo-cyfrowa (który może zużywać energię nawet w stanie bezczynności) i wykrywanie braku prądu co zatrzymuje działający kod Arduino, gdy jego napięcie wejściowe staje się zbyt niskie.

Jest to prosty, ale skuteczny sposób, aby zacząć zmniejszać moc pobieraną przez Arduino. Możemy jednak pójść znacznie głębiej!

2. Wbudowane oszczędzanie energii Arduino

Język programowania Arduino ma swoją wbudowaną funkcję sen funkcjonalność zaprojektowana, aby pomóc w oszczędzaniu energii. Funkcja uśpienia, używana w połączeniu z przerwać klauzule, pozwól Arduino ponownie się obudzić.

Arduino ma specjalne piny zaprojektowane do przerywania cyklu snu i można uzyskać do nich dostęp za pomocą funkcji konfiguracji:

# zdefiniować przerwanie Pin 2 void setup () // pin przerwania MUSI być pinem Arduino 2 lub 3 na Uno // ustawić pin na tryb podciągania pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP);  

Teraz, gdy jest to ustawione jako kod przerwania, możesz bezpiecznie posłać Arduino do snu. Uproszczonym sposobem jest utworzenie dwóch małych funkcji:

void sendToSleep () // włącz spanie - zwróć uwagę, że ten pierwszy śpi, a nie uruchamia go! sleep_enable (); // dołącz przerwanie, określ pin, metodę wywoływania przerwania, // i warunki przerwania, w tym przypadku, gdy pin jest wyciągnięty nisko. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // faktycznie aktywuje tryb uśpienia sleep_cpu (); // kod jest kontynuowany odtąd po przerwie Serial.println („Just awoke.”);  void wakeUpAgain () // zatrzymaj tryb uśpienia sleep_disable (); // wyczyść przerwanie detachInterrupt (interrputPin); 

Powyższy kod to uproszczony sposób na przejście Arduino w tryb uśpienia i możesz go ponownie obudzić, łącząc się pin 2 do GND kołek. Gdy Arduino Uno jest w trybie uśpienia, goli około 11 mA przy całkowitym poborze mocy, a jeśli zamiast tego użyjesz Pro Mini, możesz spodziewać się spadku z 25 mA zwykłego zużycia energii do zaledwie 0,57 mA.

Przerwania to świetny sposób na obniżenie zużycia energii, a blog Kurks zawiera szczegółowe informacje na ich temat, które pomagają w rozpoznawaniu przerwań dla początkujących.

3. Zwolnij szybkość zegara Arduino

Szybkość zegara Twojego Arduino określa, ile operacji może wykonać na sekundę. Większość kart Arduino działa na procesorze 8 lub 16 MHz, choć niektóre płyty offshoot, takie jak Teensy 3.6, oferują prędkości przetwarzania do 180 MHz! Właśnie dlatego wielu hakerów DIY lubi korzystać z tablic Teensy. 7 fajnych projektów, które możesz zbudować z Teensy. 7 fajnych projektów, które możesz zbudować z Teensy. Teensy to świetna alternatywa dla Arduino. ! nad Arduino w swoich projektach dla majsterkowiczów.

Cała ta moc obliczeniowa wiąże się z kosztem energii, a w wielu przypadkach zastosowanie pełnej prędkości zegara jest przesadą. W tym przypadku regulacja prędkości zegara za pomocą oprogramowania może mieć znaczenie.

Byłoby niedopuszczalne, żebym cię nie ostrzegał, zmiana częstotliwości zegara może powodować problemy z programem ładującym i może zostawić Ci Arduino, do którego nie możesz przesłać szkiców, jeśli zostanie to wykonane nieprawidłowo.

Jeśli chcesz spróbować zmienić częstotliwość taktowania, a także tworzyć narzędzia w Arduino IDE, które pozwalają na zmianę częstotliwości procesora w locie, szczegółowy przewodnik Pieter P może pomóc Ci zacząć.

4. Wymień energochłonne komponenty Arduino

Arduino Uno jest najpopularniejszą deską dla początkujących, a większość zestawów Arduino dostarcza model oficjalny lub klon. Jego większy kształt i mikroprocesory z możliwością wymiany podczas pracy sprawiają, że jest idealny do eksperymentów, a szeroka pojemność napięć wejściowych wraz z wbudowaną konwersją napięcia dla komponentów 3,3 V sprawiają, że nadaje się do prawie każdego celu.

Wszystkie te funkcje nie są tanie pod względem zużycia energii. Mając to na uwadze, istnieje wiele rzeczy, które możesz zrobić, aby fizycznie zmienić Arduino Uno w celu oszczędzania energii.

Regulator napięcia w Arduino Uno powoduje największy pojedynczy pobór prądu na płycie. Nie jest to szczególnie zaskakujące, ponieważ musi bezpiecznie spaść do 7 V z wejściowego zasilacza na samą płytkę. Niektórzy próbowali obejść ten problem, zastępując regulator bardziej wydajnymi, ale tak naprawdę to nie rozwiązuje problemu.

Patrick Fenner z działu inżynierii DefProc wymyślił świetne rozwiązanie w swoim blogu na temat strategii oszczędzania energii Uno. Dzięki całkowitej wymianie regulatora napięcia na konwerter buck DC-DC udało mu się zmniejszyć o połowę zużycie energii przez mikrokontroler.

5. Stwórz własne Arduino

Pewnym sposobem na wykorzystanie tylko mocy potrzebnej do projektu jest zaprojektowanie mikrokontrolera według własnych specyfikacji. W przeszłości pokazaliśmy, jak możesz zbudować własne Arduino. Nie wydawaj pieniędzy na Arduino - buduj własne na znacznie mniej Nie wydawaj pieniędzy na Arduino - buduj własne na znacznie mniej Kocham moje Arduino. W dowolnym momencie mam sporo projektów w ruchu - prototypowanie jest z nimi takie proste. Ale czasami chcę utrzymać funkcjonalność projektu bez kupowania… za ułamek kosztów oficjalnej tablicy.

Oprócz większej kontroli nad rozmiarem i zakresem obwodu, może to zmniejszyć zużycie energii do 15,15 mA w trybie czuwania i zaledwie 0,36 mA w trybie uśpienia. Dane te pochodzą z niezwykle szczegółowego postu Nicka Gammona na jego forum.

Ten post obejmuje wiele innych aspektów oszczędzania energii Arduino i jest fantastycznym źródłem informacji, o którym należy się starać, aby wycisnąć trochę więcej czasu z mobilnego zasilacza.

Używaj Arduino, aby uzyskać wielkie pomysły i niewielki ślad mocy

Kiedy pracujesz nad pierwszymi projektami Arduino dla początkujących, pobór mocy prawdopodobnie nie stanowi większego problemu.

Gdy Twoje pomysły stają się większe i wymagają więcej przemyśleń, warto nauczyć się, jak usprawnić konfigurację. Pomiędzy upewnieniem się, że otrzymujesz właściwą tablicę Arduino Przewodnik zakupu Arduino: Którą tablicę powinieneś dostać? Poradnik kupujący Arduino: Którą deskę powinieneś dostać? Jest tak wiele różnych rodzajów tablic Arduino, że wybaczono by ci, że jesteś zdezorientowany. Który powinieneś kupić dla swojego projektu? Pomóż nam, korzystając z tego przewodnika zakupów Arduino! i konfigurując go, aby jak najlepiej go wykorzystać, możesz przejść długą drogę do stworzenia naprawdę unikalnych i użytecznych urządzeń. Powodzenia i majsterkowania!