5 Συμβουλές εξοικονόμησης ενέργειας Arduino που θα σας κρατήσουν για μέρες

Διαφήμιση

Οι πίνακες Arduino άλλαξαν το πρόσωπο της τεχνολογίας DIY. Απλά έργα όπως η δημιουργία μικροσκοπικά φανάρια Arduino είναι ιδανικά για τη διδασκαλία αρχαρίων σχετικά με τη βασική ηλεκτρονική και τον προγραμματισμό.

Τα Arduinos είναι ιδανικά για οικιακά έργα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν εν κινήσει, τοποθετώντας μαζί τους μια μπαταρία. Το πρόβλημα είναι ότι, ακόμη και η πιο χαλαρή μπαταρία θα καταστραφεί γρήγορα ακόμα και από ένα μικρό board Arduino.

Εάν θέλετε πραγματικά το Arduino σας να τρέξει για μεγάλη απόσταση, θα χρειαστεί να κάνετε κάποια τσιμπήματα και αλλαγές.

1. Βιβλιοθήκες λογισμικού χαμηλής ισχύος Arduino

Υπάρχουν αρκετές βιβλιοθήκες λογισμικού που μπορούν να αλλάξουν την κατανάλωση ρεύματος του Arduino. Με την αποστολή του Arduino σε έναν βαθύ ύπνο για ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα, η ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί μεταξύ των λειτουργιών. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τους μικροελεγκτές που λαμβάνουν μετρήσεις αισθητήρων σε απομακρυσμένες περιοχές, όπως μετεωρολογικούς σταθμούς ή υποκυκλώματα ανίχνευσης για μεγαλύτερες συσκευές.

ο Βιβλιοθήκη χαμηλής κατανάλωσης από τον χρήστη Github το rocketscream είναι ένα παράδειγμα μιας εύχρηστης βιβλιοθήκης που είναι ιδανική για την εξοικονόμηση ενέργειας. Σκεφτείτε τον ακόλουθο κώδικα, βασισμένο σε ορισμένους κωδικούς παραδείγματος της βιβλιοθήκης:

#include "LowPower.h" // setup () οι αισθητήρες / LED σας εδώ κενό βρόχο () {// Αυτή η επόμενη γραμμή ενεργοποιεί το arduino για 8 δευτερόλεπτα // ADC σημαίνει αναλογική σε ψηφιακή μετατροπή και BOD για καφέ out detection // και οι δύο απενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της περιόδου ύπνου για εξοικονόμηση ενέργειας LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Μετά από κάθε ύπνο, μπορείτε να δώσετε εντολή στο Arduino να εκτελέσει τις αποστολές του εδώ - για παράδειγμα, να πάρει μια μέτρηση θερμοκρασίας και να το στείλει σε ένα διακομιστή. }

Αυτός ο κώδικας είναι μια καλή αρχή. Όχι μόνο μειώνει την κατανάλωση ρεύματος χρησιμοποιώντας ήδη ενσωματωμένες μεθόδους, απενεργοποιεί το ενδεχομένως δαπανηρό αναλογική προς ψηφιακή μετατροπή (που μπορούν να χρησιμοποιήσουν ισχύ ακόμα και όταν είναι αδρανείς) και το ανίχνευση καφέ έξω η οποία σταματά τον τρέχοντα κώδικα Arduino όταν η τάση εισόδου του είναι πολύ χαμηλή.

Αυτό είναι ένα απλό αλλά αποτελεσματικό μέτρο για να αρχίσετε να κόβετε πόση δύναμη τραβάει ο Arduino σας. Μπορούμε να πάμε πολύ πιο βαθιά από αυτό όμως!

2. Ενσωματωμένη εξοικονόμηση ενέργειας Arduino

Η γλώσσα προγραμματισμού Arduino έχει τη δική της ενσωματωμένη έκδοση ύπνος λειτουργικότητα που έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει στην εξοικονόμηση ενέργειας. Η λειτουργία ύπνου, που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με διακοπή ρήματα, επιτρέψτε στο Arduino να ξυπνήσει ξανά.

Το Arduino έχει συγκεκριμένους ακροδέκτες σχεδιασμένους για διακοπή του κύκλου ύπνου και μπορείτε να έχετε πρόσβαση σε αυτές χρησιμοποιώντας τη λειτουργία ρύθμισης:

#define διακόπτηςPin 2 άκυρη εγκατάσταση () {/ / // Πύλη διακοπής ΠΡΕΠΕΙ να είναι Arduino καρφίτσα 2 ή 3 στο Uno / // ορίστε την καρφίτσα για να τραβήξει προς τα πάνω mode pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP)? }

Τώρα που αυτό έχει ρυθμιστεί ως μια ακίδα διακοπής, μπορείτε να προχωρήσετε με ασφάλεια στην αποστολή του Arduino σας για ύπνο. Ένας απλουστευμένος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δημιουργηθούν δύο μικρές λειτουργίες:

void sendToSleep () {// ενεργοποιήστε τον ύπνο - σημειώστε ότι αυτός ο αρχικός ύπνος δεν ξεκινά! sleep_enable (); // επισυνάψτε τη διακοπή, καθορίστε τον ακροδέκτη, τη μέθοδο για να καλέσετε τη διακοπή, // και τις συνθήκες διακοπής, σε αυτή την περίπτωση όταν ο πείρος τραβιέται χαμηλά. ΠροσθέστεInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // ενεργοποιήστε πραγματικά την κατάσταση ύπνου sleep_cpu (); // κώδικας συνεχίζεται από εδώ μετά τη διακοπή Serial.println ("Just awoke."); } void wakeUpAgain () {// διακοπή της κατάστασης ύπνου sleep_disable (); // διαγράψτε τη διακοπή detachInterrupt (interrputPin); }

Ο παραπάνω κώδικας είναι ένας απλοποιημένος τρόπος για να στείλετε το Arduino σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας και μπορείτε να τον ξυπνήσετε ξανά με τη σύνδεση pin 2 στο GND καρφίτσα. Ενώ το Arduino Uno είναι σε κατάσταση νάρκης, ξυρίζεται γύρω στα 11mA από τη συνολική ισχύ εξόδου και εάν χρησιμοποιήσετε Pro Mini, μπορείτε να περιμένετε να πέσετε από την κανονική χρήση ισχύος 25mA σε μόλις 0.57mA.

Οι διακοπές είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας και Το blog του Kurks έχει κάποιες λεπτομερείς αναφορές για αυτά, τα οποία βοηθούν στην απομυθοποίηση των διακοπών για αρχάριους.

3. Μειώστε την ταχύτητα ρολογιού Arduino

Η ταχύτητα ρολογιού του Arduino σας καθορίζει πόσες λειτουργίες μπορεί να εκτελέσει ανά δευτερόλεπτο. Οι περισσότεροι πίνακες Arduino τρέχουν σε επεξεργαστή 8 ή 16 MHz, αν και μερικές από τις εξωλέμβιες πλακέτες όπως το Teensy 3.6 διαθέτουν ταχύτητες επεξεργασίας μέχρι 180MHz! Αυτός είναι ο λόγος για πολλούς Οι hackers DIY θέλουν να χρησιμοποιήσουν τα Teensy boards 7 δροσερά έργα που μπορείτε να χτίσετε με μια έφηβηTeensy είναι μια μεγάλη εναλλακτική λύση για Arduino, και αυτά τα φοβερά έργα δείχνουν ακριβώς τι μπορείτε να κάνετε με ένα Teensy! Διαβάστε περισσότερα πάνω από το Arduino στα έργα DIY.

Όλη αυτή η ισχύς επεξεργασίας έρχεται με ένα κόστος ενέργειας, και για πολλές περιπτώσεις χρήσης που χρησιμοποιούν την πλήρη ταχύτητα ρολογιού είναι overkill. Αυτό ρυθμίζει την ταχύτητα ρολογιού μέσω του λογισμικού μπορεί να κάνει τη διαφορά.

Θα ήταν παράλειψη να μην σας προειδοποιήσω, η αλλαγή της ταχύτητας του ρολογιού μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στο bootloader και μπορεί να σας αφήσει με ένα Arduino που δεν μπορείτε να ανεβάσετε σκίτσα σε, αν γίνει εσφαλμένα.

Αν θέλετε να δοκιμάσετε να αλλάξετε την ταχύτητα του ρολογιού σας, μαζί με την παραγωγή εργαλείων στο IDE του Arduino για να μπορείτε να αλλάξετε τη συχνότητα της CPU εν κινήσει, Ο λεπτομερής οδηγός του Pieter P μπορεί να σας βοηθήσει να ξεκινήσετε.

4. Αντικαταστήστε τα συστατικά του Arduino που ζουν με δύναμη

Το Arduino Uno είναι το πιο δημοφιλές συμβούλιο για αρχάριους, και τα περισσότερα πακέτα Arduino παρέχουν είτε ένα επίσημο μοντέλο είτε ένα κλώνο. Ο μεγαλύτερος συντελεστής μορφής και τα μικροτσίπ με δυνατότητα εναλλαγής ζεστού νερού το καθιστούν ιδανικό για πειραματισμούς και την ευρεία του ικανότητα για τις τάσεις εισόδου μαζί με την ενσωματωμένη τάση μετατροπής για τα στοιχεία 3.3v καθιστούν κατάλληλο για σχεδόν κάθε σκοπός.

Όλες αυτές οι λειτουργίες δεν είναι φθηνές όσον αφορά τη χρήση ενέργειας. Έχοντας αυτό υπόψη, υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορείτε να κάνετε για να αλλάξετε φυσικά ένα Arduino Uno για να εξοικονομήσετε ενέργεια.

Ο ρυθμιστής τάσης στο Arduino Uno προκαλεί τη μεγαλύτερη απλή αποστράγγιση ενέργειας στον πίνακα. Αυτό δεν είναι ιδιαίτερα περίεργο, καθώς πρέπει να πέσει μέχρι 7v με ασφάλεια από την τροφοδοσία ρεύματος στην ίδια την πλακέτα. Κάποιοι προσπάθησαν να τα βγάλουν γύρω από αυτό, αντικαθιστώντας την ρυθμιστική αρχή με πιο αποτελεσματικές, αλλά αυτό δεν λύνει πραγματικά το ζήτημα.

Ο Patrick Fenner της μηχανικής DefProc κατέληξε σε μια εξαιρετική λύση στην ανάρτησή του στο blog που καλύπτουν τις στρατηγικές εξοικονόμησης ενέργειας Uno. Με την πλήρη αντικατάσταση του ρυθμιστή τάσης με έναν μετατροπέα DC-DC buck, κατάφερε να πετύχει τη μισή κατανάλωση ισχύος του μικροελεγκτή.

5. Κάνε το δικό σου Arduino

Ένας σίγουρος τρόπος για να χρησιμοποιήσετε μόνο την ενέργεια που απαιτείται για το έργο σας είναι να σχεδιάσετε έναν μικροελεγκτή σύμφωνα με τις δικές σας προδιαγραφές. Στο παρελθόν έχουμε δείξει πώς μπορείτε δημιουργήστε το δικό σας Arduino Μην ξοδέψετε χρήματα σε ένα Arduino - Δημιουργήστε το δικό σας για πολύ λιγότεραΑγαπώ τον Αρδουϊνό μου. Σε κάθε σημείο, έχω αρκετά έργα εν κινήσει - τα πρωτότυπα είναι τόσο εύκολο μαζί τους. Αλλά μερικές φορές, θέλω να διατηρήσω το έργο λειτουργικό χωρίς να αγοράσω ... Διαβάστε περισσότερα για ένα μέρος του κόστους ενός επίσημου συμβουλίου.

Εκτός από τον πολύ μεγαλύτερο έλεγχο του μεγέθους και του εύρους του κυκλώματος σας, αυτό μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας σε 15,15mA σε κατάσταση αναμονής και μόλις 0,36mA σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Τα στοιχεία αυτά λαμβάνονται από το απίστευτα λεπτομερή ανάρτηση από τον Nick Gammon στο φόρουμ του.

Αυτή η ανάρτηση καλύπτει πολλές άλλες πτυχές της εξοικονόμησης ενέργειας Arduino και είναι ένας φανταστικός πόρος για τον οποίο γίνεται λόγος όταν προσπαθείτε να πιέσετε λίγο περισσότερο χρόνο από μια κινητή παροχή ρεύματος.

Χρησιμοποιήστε το Arduino για μεγάλες ιδέες και ένα μικρό αποτύπωμα ενέργειας

Όταν εργάζεστε τα πρώτα έργα αρχαρίων Arduino, η κατανάλωση ενέργειας ίσως δεν είναι πολύ ανησυχητική.

Καθώς οι ιδέες σας μεγαλώνουν και απαιτούν περισσότερη σκέψη, αξίζει να μάθετε τρόπους για να εξομαλύνετε τη δημιουργία σας. Μεταξύ φροντίζοντας να έχετε το σωστό διοικητικό συμβούλιο Arduino Arduino οδηγός αγοράς: Ποιο συμβούλιο πρέπει να πάρετε;Υπάρχουν τόσα πολλά διαφορετικά είδη σανίδων Arduino εκεί έξω, θα συγχωρεθήκατε για σύγχυση. Ποια θα πρέπει να αγοράσετε για το έργο σας; Ας βοηθήσουμε, με αυτόν τον οδηγό αγοράς Arduino! Διαβάστε περισσότερα και να το ρυθμίσετε για να αξιοποιήσετε στο έπακρο αυτό, μπορείτε να προχωρήσετε σε πολύ δρόμο για να δημιουργήσετε πραγματικά μοναδικές και χρήσιμες συσκευές. Καλή τύχη και συνεχίστε να τρέχετε!