5 tipov na úsporu energie Arduino, ktoré vám zaistia chod vašich dní

Reklama

Dosky Arduino zmenili tvár technológie pre domácich majstrov. Jednoduché projekty ako tvorba miniatúrne semafory Arduino sú ideálne pre výučbu začiatočníkov o základnej elektronike a programovaní.

Arduinos sú ideálne pre domáce projekty a môžu sa používať na cestách pripojením batérií k nim. Problém je v tom, že aj malá jednotka Arduino rýchlo vybije batériu.

Ak skutočne chcete, aby vaše Arduino bežalo na dlhú trať, budete musieť urobiť nejaké vylepšenia a zmeny.

1. Softvérové ​​knižnice Arduino

K dispozícii je niekoľko softvérových knižníc, ktoré môžu zmeniť spotrebu energie vášho Arduina. Zaslaním Arduina do hlbokého spánku po stanovenú dobu sa môže medzi operáciami ušetriť energia. To je užitočné najmä pre mikrokontroléry, ktoré snímajú hodnoty snímačov vo vzdialených oblastiach, ako sú meteorologické stanice, alebo snímajú čiastkové obvody pre väčšie zariadenia.

Knižnica nízkej spotreby od používateľa Github je rocketscream príkladom ľahko použiteľnej knižnice, ktorá je ideálna na šetrenie energie. Na základe vzorového kódu knižnice zvážte nasledujúci kód:

#include "LowPower.h" // setup () vaše senzory / LED diódy tu void loop () {// Tento ďalší riadok vypína arduino na 8 sekúnd // ADC znamená analógovo-digitálnu konverziu a BOD pre hnedú detekcia mimo // sú vypnuté počas obdobia spánku, aby sa šetrila energia LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Po každom spánku môžete Arduino dať pokyn, aby tu vykonával svoje úlohy - napríklad odčítajte teplotu a odošlite ju na server. }

Tento kód je dobrý začiatok. Nielenže znižuje spotrebu energie pomocou už zabudovaných metód, ale vypína aj potenciálne nákladné prevod z analógového na digitálny (ktoré môžu využívať energiu aj pri nečinnosti) a detekcia zhnednutia ktorý zastaví prevádzkový kód Arduino, keď je jeho vstupné napätie príliš nízke.

Toto je jednoduché, ale efektívne opatrenie, ktoré vám pomôže znížiť množstvo energie, ktorú vaše Arduino vytiahne. Môžeme však ísť oveľa hlbšie ako toto!

2. Vstavaná úspora energie Arduino

Programovací jazyk Arduino má svoj vstavaný program spánok funkcie navrhnuté tak, aby pomohli pri šetrení energie. Funkcia spánku, ktorá sa používa spolu s prerušiť klauzuly, nechajte Arduino zobudiť sa znova.

Arduino má špeciálne kolíky určené na prerušenie cyklu spánku a môžete k nim pristupovať pomocou funkcie nastavenia:

#define interruptPin 2 void setup () {// kolík prerušenia MUSÍ byť Arduino pin 2 alebo 3 na Uno // nastaviť kolík na vytiahnutie režimu pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); }

Teraz, keď je nastavený ako prerušovací kolík, môžete bezpečne poslať Arduina do režimu spánku. Zjednodušeným spôsobom je vytvoriť dve malé funkcie:

void sendToSleep () {// povoliť spánok - všimnite si, že tento základný spánok nespúšťa! sleep_enable (); // pripojte prerušenie, špecifikujte špendlík, spôsob vyvolania prerušenia // a podmienky prerušenia, v tomto prípade, keď je špendlík vytiahnutý nízko. attachInterrupt (prerušeniePin, wakeUpAgain, LOW); // skutočne aktivuje režim spánku sleep_cpu (); // kód pokračuje ďalej po prerušení Serial.println („Just awake.“); } neplatné wakeUpAgain () {// režim zastavenia spánku sleep_disable (); // vymazanie prerušenia detachInterrupt (interrputPin); }

Vyššie uvedený kód predstavuje zjednodušený spôsob odoslania Arduina do režimu spánku a po pripojení ho môžete znova prebudiť kolík 2 do GND pin. Kým je Arduino Uno v režime spánku, holí okolo 11 mA z celkového odberu energie, a ak namiesto toho použijete Pro Mini, môžete očakávať pokles z bežnej spotreby energie na 25 mA na iba 0,57 mA.

Prerušenia sú skvelý spôsob, ako znížiť vašu spotrebu energie, a Blog Kurks obsahuje niekoľko podrobných príspevkov, ktoré pomáhajú demystifikovať prerušenia pre začiatočníkov.

3. Spomalte rýchlosť hodín Arduino

Hodinová rýchlosť vášho Arduina určuje, koľko operácií môže vykonať za sekundu. Väčšina dosiek Arduino pracuje s procesorom 8 alebo 16 MHz, aj keď niektoré dosky s odnožami, ako je Teensy 3.6, sa môžu pochváliť rýchlosťou spracovania až 180 MHz! To je dôvod, prečo veľa Hackeri pre domácich majstrov radi používajú dosky Teensy 7 skvelých projektov, ktoré môžete stavať s tínedžermiTeensy je skvelou alternatívou k Arduino a tieto úžasné projekty ukazujú, čo s Teensy môžete robiť! Čítaj viac nad Arduino v ich domácich majstrov.

Celý tento výkon spracovania je spojený s nákladmi na energiu a pre mnohé prípady použitia, ktoré využívajú plnú rýchlosť hodín, je prebytok. To je miesto, kde regulácia rýchlosti hodín pomocou softvéru môže zmeniť.

Bolo by mnou odpor, aby som vás varoval, zmena rýchlosti hodín môže spôsobiť problémy so zavádzačom a môže vám zanechať Arduino, do ktorého nemôžete nahrať náčrtky, ak sa to urobí nesprávne.

Ak sa chcete pokúsiť zmeniť rýchlosť hodín spolu s výrobou nástrojov v Arduino IDE, ktoré vám umožnia meniť frekvenciu CPU za chodu, Podrobný sprievodca programu Pieter P vám môžu pomôcť začať.

4. Vymeňte komponenty Arduino s vysokým výkonom

Arduino Uno je najobľúbenejšia doska pre začiatočníkov a väčšina súprav Arduino dodáva oficiálny alebo klonovací model. Jeho väčší tvarový faktor a mikročipy vymeniteľné za chodu ho robia ideálnym pre experimentovanie a jeho široká kapacita pre vstupné napätie spolu s prevádzkovým prevodom napätia pre komponenty 3,3 V je vhodný pre takmer všetky účelu.

Všetky tieto funkcie nie sú z hľadiska spotreby energie lacné. S ohľadom na to existuje niekoľko vecí, ktoré môžete urobiť, aby ste fyzicky zmenili Arduino Uno, aby ste ušetrili energiu.

Regulátor napätia na Arduino Uno spôsobuje najväčší odtok jednej energie na doske. To nie je zvlášť prekvapujúce, pretože musí bezpečne klesnúť až na 7 V zo vstupného napájacieho zdroja na samotnú dosku. Niektorí sa pokúsili obísť tento problém nahradením regulátora za účinnejší, ale problém sa tým skutočne nevyrieši.

Patrick Fenner z DefProc inžinierstva prišiel s vynikajúcim riešením vo svojom blogovom príspevku pokrývajúce stratégie úspory energie. Úplným vymenením regulátora napätia za vyrovnávací menič DC-DC sa mu podarilo znížiť na polovicu spotrebu energie mikrokontroléra.

5. Vytvorte si vlastné Arduino

Určitým spôsobom, ako využiť iba energiu potrebnú pre váš projekt, je navrhnúť mikrokontrolér podľa vašich vlastných požiadaviek. V minulosti sme vám ukázali, ako môžete Zostavte si svoj vlastný Arduino Nestrácajte peniaze za Arduino - zostavte si svoj vlastný oveľa menejMilujem svoje Arduinos. V každom okamihu mám pomerne málo projektov na cestách - prototypovanie je s nimi tak jednoduché. Ale niekedy chcem udržať projekt funkčný bez nákupu ... Čítaj viac za zlomok nákladov na úradnú radu.

Okrem toho, že máte oveľa väčšiu kontrolu nad veľkosťou a rozsahom obvodu, môže to v pohotovostnom režime znížiť spotrebu energie na 15,15 mA a v režime spánku len 0,36 mA. Tieto čísla sú prevzaté z neuveriteľne podrobný príspevok Nick Gammon na jeho fóre.

Tento príspevok sa venuje mnohým ďalším aspektom úspory energie Arduino a predstavuje fantastický zdroj, na ktorý sa môžete odvolať pri pokuse vytlačiť trochu viac času z mobilného napájania.

Používajte Arduino na veľké nápady a malé energetické stopy

Keď pracujete vaše prvé Arduino projekty pre začiatočníkov, spotreba energie pravdepodobne nie je príliš znepokojená.

Keď sa vaše myšlienky rozširujú a vyžadujú si viac premýšľania, stojí za to sa naučiť, ako zefektívniť vaše nastavenie. medzi uistite sa, že máte tú správnu dosku Arduino Sprievodca nákupom Arduina: Ktorú dosku by ste mali dostať?Existuje toľko rôznych druhov dosiek Arduino, bolo by vám odpustené, keby ste boli zmätení. Čo by ste si mali kúpiť pre svoj projekt? Pomôžeme s týmto sprievodcom nákupom Arduino! Čítaj viac a nastaviť ho tak, aby ste z toho mali čo najväčší úžitok, môžete prejsť dlhú cestu k vytvoreniu skutočne jedinečných a užitočných zariadení. Veľa šťastia a stále šťourat!