5 tipů na úsporu energie Arduino, díky nimž bude vaše dny běžet celé dny

reklama

Desky Arduino změnily tvář technologie pro kutily. Jednoduché projekty, jako je vytváření miniaturní semafory Arduino jsou ideální pro výuku začátečníků o základní elektronice a programování.

Arduinos jsou ideální pro domácí projekty a lze je používat na cestách připojením baterie k nim. Problém je v tom, že i malá baterie Arduino se rychle vybije.

Pokud opravdu chcete, aby vaše Arduino běželo na dlouhou trať, budete muset udělat nějaké vylepšení a změny.

1. Softwarové knihovny Arduino

K dispozici je několik softwarových knihoven, které mohou změnit spotřebu energie vašeho Arduina. Zasláním Arduina do hlubokého spánku po stanovenou dobu lze mezi operacemi ušetřit energii. To je zvláště užitečné pro mikrokontroléry, které snímají hodnoty senzorů ve vzdálených oblastech, jako jsou meteorologické stanice, nebo snímají dílčí obvody pro větší zařízení.

Nízkoenergetická knihovna od uživatele Github je rocketscream příkladem snadno použitelné knihovny, která je ideální pro úsporu energie. Zvažte následující kód, založený na příkladu kódu knihovny:

#include "LowPower.h" // setup () vaše senzory / LED diody zde neplatné smyčky () {// Tento další řádek vypíná arduino po dobu 8 sekund // ADC znamená analogově digitální převod a BOD hnědá detekce out // // jsou vypnuty během doby spánku pro úsporu energie LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Po každém spánku můžete Arduino nařídit, aby zde plnil své úkoly - například odečtěte teplotu a odešlete ji na server. }

Tento kód je dobrý začátek. Nejen, že snižuje spotřebu energie pomocí již zabudovaných metod, ale vypíná potenciálně nákladné převod z analogového na digitální (které mohou využívat energii i při nečinnosti) a detekce zhasnutí který zastaví provozní kód Arduino, když je jeho vstupní napětí příliš nízké.

Toto je jednoduché, ale efektivní opatření, jak začít snižovat, kolik energie vaše Arduino táhne. Můžeme však jít mnohem hlouběji než tohle!

2. Vestavěná úsporná energie Arduino

Programovací jazyk Arduino má vlastní vestavěný jazyk spát funkce navržená pro pomoc s úsporou energie. Funkce spánku používaná společně s přerušit klauzule, nechte Arduino znovu se probudit.

Arduino má specifické kolíky určené k přerušení cyklu spánku a můžete k nim přistupovat pomocí funkce nastavení:

#define interruptPin 2 void setup () {// PIN přerušení MUSÍ být Arduino pin 2 nebo 3 na Uno // nastavit pin tak, aby vytáhl režim pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); }

Nyní, když je nastavena jako přerušení pin, můžete bezpečně jít o odeslání Arduino do režimu spánku. Zjednodušeným způsobem je vytvoření dvou malých funkcí:

void sendToSleep () {// povolit spánek - vezměte na vědomí, že to připravuje spánek, nikoli jej! sleep_enable (); // připojte přerušení, určete pin, způsob vyvolání přerušení, // a podmínky přerušení, v tomto případě, když je pin zatažen nízko. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // skutečně aktivuje režim spánku sleep_cpu (); // kód pokračuje odtud po přerušení Serial.println ("Just awake."); } neplatné wakeUpAgain () {// režim zastavení spánku sleep_disable (); // vymažte přerušení detachInterrupt (interrputPin); }

Výše uvedený kód je zjednodušený způsob, jak poslat Arduino do režimu spánku, a můžete jej znovu probudit připojením pin 2 do GND kolík. Zatímco Arduino Uno je ve spánkovém režimu, oholí se kolem 11 mA z celkového odebíraného výkonu, a pokud místo toho použijete Pro Mini, můžete očekávat pokles z 25 mA běžného využití energie na pouhých 0,57 mA.

Přerušení jsou skvělý způsob, jak snížit vaši spotřebu energie, a Blog Kurks o nich obsahuje několik podrobných příspěvků, které pomáhají demystifikovaným přerušením pro začátečníky.

3. Zpomalte rychlost hodin Arduino

Rychlost hodin vašeho Arduina určuje, kolik operací může provádět za sekundu. Většina desek Arduino běží na procesoru 8 nebo 16 MHz, i když některé desky s odnožemi, jako je Teensy 3.6, se mohou pochlubit rychlostmi zpracování až 180 MHz! To je důvod, proč mnoho DIY hackeři rádi používají desky Teensy 7 skvělých projektů, které můžete stavět s teensyTeensy je skvělá alternativa k Arduino a tyto úžasné projekty ukazují, co můžete s Teensy udělat! Přečtěte si více nad Arduino v jejich DIY projektech.

Veškerý tento výpočetní výkon přichází za cenu energie a pro mnoho případů použití s ​​plnou rychlostí hodin je nadměrné. To je místo, kde regulace rychlosti hodin pomocí softwaru může změnit.

Bylo by mně nepříjemné vás varovat, změna rychlosti hodin může způsobit problémy s bootloaderem a může vám zanechat Arduino, do kterého nemůžete nahrát náčrtky, pokud je provedeno nesprávně.

Pokud chcete zkusit změnit rychlost hodin, spolu s vytvořením nástrojů v Arduino IDE, které vám umožní změnit frekvenci CPU za chodu, Podrobný průvodce Pieterem P vám může pomoci začít.

4. Vyměňte součásti Arduino s vysokým výkonem

Arduino Uno je nejoblíbenější deskou pro začátečníky a většina souprav Arduino dodává oficiální nebo klonovací model. Díky většímu tvarovému faktoru a mikročipům vyměnitelným za provozu je ideální pro experimentování a jeho široká kapacita pro vstupní napětí spolu s vestavěným převodem napětí pro komponenty 3,3 V je vhodný pro téměř všechny účel.

Všechny tyto funkce nejsou z hlediska spotřeby energie levné. S ohledem na to existuje řada věcí, které můžete udělat, abyste fyzicky změnili Arduino Uno, abyste ušetřili energii.

Regulátor napětí na Arduino Uno způsobuje největší odtok energie na desce. To není nijak zvlášť překvapivé, protože musí bezpečně klesnout až na 7V ze vstupního napájecího zdroje na samotnou desku. Někteří se to pokusili obejít tím, že nahradili regulátor účinnějšími, ale problém se tím opravdu nevyřeší.

Patrick Fenner z DefProc inženýrství přišel s skvělým řešením ve svém blogovém příspěvku pokrývající strategie úspory energie. Tím, že zcela nahradil regulátor napětí napěťovým konvertorem DC-DC, se mu podařilo snížit spotřebu energie mikrokontroléru na polovinu.

5. Vytvořte si vlastní Arduino

Určitým způsobem využití energie potřebné pro váš projekt je navržení mikrokontroléru podle vašich vlastních specifikací. V minulosti jsme ukázali, jak můžete vytvořte si vlastní Arduino Nestrávíte peníze na Arduino - vytvořte si vlastní za mnohem méněMiluju své Arduiny. V každém okamžiku mám docela málo projektů na cestách - prototypování je s nimi tak snadné. Ale někdy chci zachovat funkčnost projektu bez zakoupení ... Přečtěte si více za zlomek nákladů na úřední desku.

Kromě toho, že máte mnohem větší kontrolu nad velikostí a rozsahem vašeho obvodu, může to v pohotovostním režimu snížit spotřebu energie na 15,15 mA a v režimu spánku jen 0,36 mA. Tyto údaje jsou převzaty z neuvěřitelně detailní příspěvek od Nick Gammon na jeho fóru.

Tento příspěvek se zabývá mnoha dalšími aspekty úspory energie Arduino a je fantastickým zdrojem, na který se můžete odvolat, když se pokoušíte vymáčknout trochu více času z mobilního zdroje napájení.

Používejte Arduino pro velké nápady a malou energetickou stopu

Když pracujete vaše první projekty Arduino pro začátečníky, spotřeba energie pravděpodobně není příliš znepokojující.

Jak se vaše nápady zvětšují a vyžadují více zamyšlení, stojí za to se naučit způsoby, jak zefektivnit vaše nastavení. Mezi ujistěte se, že dostanete správnou desku Arduino Průvodce nákupem Arduina: Kterou desku byste měli získat?Je tam tolik různých druhů desek Arduino, bylo by vám odpuštěno, že jste zmatení. Které byste si měli koupit pro svůj projekt? Pomozte nám s tímto průvodcem nákupem Arduino! Přečtěte si více a nastavit jej tak, abyste z něj měli co nejvíce, můžete udělat dlouhou cestu k vytvoření skutečně jedinečných a užitečných zařízení. Hodně štěstí a dejte si pozor!