5 tipů na úsporu energie Arduino, které vám umožní chodit celé dny

  • Harry James
  • 0
  • 3204
  • 805
reklama

Desky Arduino změnily tvář technologie pro kutily. Jednoduché projekty, jako je vytváření miniaturních semaforů 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. Arduino nízkoenergetické softwarové knihovny

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..

Low-Power knihovna od uživatele Github rocketscream je 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 void loop () // Tento další řádek vypíná arduino po dobu 8 sekund // ADC znamená analogově digitální převod a BOD pro detekci zhasnutí / / obě jsou během doby spánku vypnuty, aby se šetřila energie LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Po každém spánku můžete Arduina 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 připraví 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.");  void wakeUpAgain () // zastavení režimu 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 obsahuje několik podrobných příspěvků o nich, které pomáhají demystifikovat přerušení 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 hackerů pro kutily rád používá desky Teensy. 7 Cool projektů, které můžete stavět s Teensy 7 Cool projektů, které můžete stavět s Teensy Teensy je skvělá alternativa k Arduino a tyto úžasné projekty ukazují, co můžete dělat s Teensy ! nad Arduino v jejich DIY projektech.

Veškerý tento výpočetní výkon přichází s náklady na energii a v mnoha případech 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 vytvářením nástrojů v Arduino IDE, které vám umožní měnit frekvenci CPU za běhu, vám může pomoci podrobný průvodce Pieter P, který vám pomůže začít.

4. Vyměňte součásti Arduino Power-Hungry

Arduino Uno je nejoblíbenější deskou pro začátečníky a většina souprav Arduino dodává oficiální nebo klonovací model. Díky svým větším tvarovým faktorům a mikročipům vyměnitelným za chodu je ideální pro experimentování a jeho velká kapacita vstupních napětí spolu s převodem napětí na palubě pro komponenty 3,3 V ho činí takřka pro téměř každý 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 to problém opravdu nevyřeší.

Patrick Fenner ze společnosti DefProc engineering přišel ve svém blogu s velkým řešením, které se týkalo strategií úspory energie Uno. Úplným nahrazením regulátoru napětí DC-DC buck převodníkem 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 vám ukázali, jak si můžete vytvořit svůj vlastní Arduino. Nevynakládejte peníze na Arduino - utvářejte si své vlastní mnohem méně Nepotřebujte peníze na Arduino - vytvářejte si své vlastní mnohem méně Miluju 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… za zlomek nákladů na oficiální tabuli.

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 pouze 0,36 mA. Tyto údaje jsou převzaty z neuvěřitelně podrobného příspěvku Nicka Gammona na jeho fóru.

Tento příspěvek pokrývá mnoho dalších aspektů úspory energie Arduino a je fantastickým zdrojem, na který se můžete odvolat při pokusu vytlačit trochu více času z mobilního zdroje napájení.

Používejte Arduino pro velké nápady a malou energetickou stopu

Když pracujete na svých prvních projektech Arduino pro začátečníky, spotřeba energie pravděpodobně není příliš znepokojující.

Jak se vaše nápady zvětšují a vyžadují více přemýšlení, stojí za to se naučit způsoby, jak zefektivnit nastavení. Mezi tím, že se ujistíte, že máte tu správnou Arduino desku Arduino Buying Guide: Kterou desku byste měli získat? 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 nákupním průvodcem Arduino! a nastavit jej tak, abyste z toho měli co nejvíce, můžete udělat dlouhou cestu k vytvoření skutečně jedinečných a užitečných zařízení. Hodně štěstí a pokračujte v pohrávání!




Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.

O moderní technologii, jednoduché a cenově dostupné.
Váš průvodce ve světě moderních technologií. Naučte se, jak používat technologie a pomůcky, které nás každý den obklopují, a naučte se, jak objevovat na internetu zajímavé věci.