5 dicas de economia de energia do Arduino que manterão a sua funcionando por dias

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As placas Arduino mudaram a face da tecnologia DIY. Projetos simples como criar semáforos em miniatura do Arduino são perfeitos para ensinar aos iniciantes sobre eletrônica básica e programação.

Os Arduinos são perfeitos para projetos domésticos e podem ser usados ​​em movimento, anexando uma bateria a eles. O problema é que até a bateria mais pesada será descarregada rapidamente, mesmo por uma pequena placa Arduino.

Se você realmente deseja que o seu Arduino funcione a longo prazo, precisará fazer alguns ajustes e alterações.

1. Bibliotecas de software de baixa potência do Arduino

Existem várias bibliotecas de software disponíveis que podem alterar o consumo de energia do seu Arduino. Ao enviar o Arduino para um sono profundo por um determinado período de tempo, é possível economizar energia entre as operações. Isso é particularmente útil para microcontroladores que fazem leituras de sensores em áreas remotas, como estações meteorológicas, ou sub-circuitos sensores para dispositivos maiores.

o Biblioteca de baixa potência rocketscream, do usuário do Github, é um exemplo de uma biblioteca fácil de usar, perfeita para economizar energia. Considere o código a seguir, com base em alguns dos códigos de exemplo da biblioteca:

#include "LowPower.h" // configure () seus sensores / LEDs aqui void loop () {// Esta próxima linha desliga o arduino por 8 segundos // ADC significa conversão de analógico para digital e BOD para marrom detecção de saída // ambos são desativados durante o período de suspensão para economizar energia LowPower.powerDown (SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF); // Após cada suspensão, você pode instruir o Arduino a executar suas tarefas aqui - por exemplo, faça uma leitura de temperatura e envie-a para um servidor. }

Este código é um bom começo. Não apenas diminui o consumo de energia usando métodos já incorporados, mas também desativa o potencialmente caro conversão analógica para digital (que pode usar energia mesmo quando ocioso) e o detecção de escurecimento que interrompe o código de execução do Arduino quando a tensão de entrada fica muito baixa.

Essa é uma medida simples, mas eficaz, para começar a reduzir a quantidade de energia que o seu Arduino puxa. Podemos ir muito mais fundo do que isso!

2. Economia de energia embutida no Arduino

A linguagem de programação Arduino possui seu próprio recurso dormir funcionalidade projetada para ajudar na economia de energia. A função de sono, usada em conjunto com interromper cláusulas, permita que o Arduino acorde novamente.

O Arduino possui pinos específicos projetados para interromper o ciclo de suspensão, e você pode acessá-los usando a função de configuração:

#define interruptPin 2 void setup () {// o pino de interrupção DEVE ser o pino 2 ou 3 do Arduino no Uno // configura o pino para o modo pull-up pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); }

Agora que isso está configurado como um pino de interrupção, você pode enviar com segurança o seu Arduino para dormir. Uma maneira simplificada de fazer isso é criar duas pequenas funções:

void sendToSleep () {// ativar o sono - observe que isso inicia o sono, não o inicia! sleep_enable (); // anexa a interrupção, especifique o pino, o método para chamar a interrupção, // e as condições de interrupção, neste caso quando o pino é puxado para baixo. attachInterrupt (interruptPin, wakeUpAgain, LOW); // realmente ativar o modo de suspensão sleep_cpu (); // o código continua a partir daqui após a interrupção Serial.println ("Just awoke."); } void wakeUpAgain () {// interrompe o modo de suspensão sleep_disable (); // limpa a interrupção detachInterrupt (interrputPin); }

O código acima é uma maneira simplificada de enviar seu Arduino para o modo de suspensão e você pode ativá-lo novamente conectando pino 2 ao GND PIN. Enquanto o Arduino Uno está no modo de suspensão, ele reduz em torno de 11mA o consumo total de energia, e se você usar um Pro Mini, poderá cair de 25mA para apenas 0,57mA.

As interrupções são uma ótima maneira de reduzir o consumo de energia e O blog dos curdos tem algumas postagens detalhadas sobre eles, que ajudam a desmistificar interrupções para iniciantes.

3. Diminua a velocidade do relógio do Arduino

A velocidade do clock do seu Arduino determina quantas operações ele pode executar por segundo. A maioria das placas Arduino funciona com um processador de 8 ou 16 MHz, embora algumas placas como a Teensy 3.6 possuam velocidades de processamento de até 180 MHz! É por isso que muitos Hackers de bricolage gostam de usar placas Teensy 7 projetos legais que você pode construir com um adolescenteTeensy é uma ótima alternativa ao Arduino, e esses projetos impressionantes mostram exatamente o que você pode fazer com um Teensy! consulte Mais informação sobre o Arduino em seus projetos de bricolage.

Toda essa energia de processamento tem um custo de energia e, para muitos casos de uso, empregar a velocidade total do relógio é um exagero. É aqui que a regulação da velocidade do relógio através do software pode fazer a diferença.

Seria uma negligência minha não avisá-lo, alterar a velocidade do relógio pode causar problemas no carregador de inicialização e pode deixar você com um Arduino para o qual você não pode carregar esboços, se feito incorretamente.

Se você quiser alterar a velocidade do relógio, além de criar ferramentas no Arduino IDE para permitir que você altere a frequência da CPU rapidamente, Guia detalhado de Pieter P pode ajudar você a começar.

4. Substituir componentes do Arduino com muita energia

O Arduino Uno é a placa mais popular para iniciantes, e a maioria dos kits do Arduino fornece um modelo oficial ou clone. Seu formato maior e microchips de troca a quente o tornam perfeito para experimentação e sua ampla capacidade para tensões de entrada, juntamente com a conversão de tensão integrada para componentes de 3,3 v, é adequado para quase todos os objetivo.

Toda essa funcionalidade não sai barata em termos de uso de energia. Com isso em mente, há várias coisas que você pode fazer para alterar fisicamente um Arduino Uno para economizar energia.

O regulador de tensão no Arduino Uno causa o maior consumo de energia na placa. Isso não é particularmente surpreendente, pois ele precisa cair até 7V com segurança da fonte de alimentação de entrada para a própria placa. Alguns tentaram contornar isso, substituindo o regulador por outros mais eficientes, mas isso realmente não resolve o problema.

Patrick Fenner, da engenharia da DefProc, apresentou uma ótima solução em sua postagem no blog cobrindo estratégias de economia de energia Uno. Ao substituir totalmente o regulador de tensão por um conversor buck DC-DC, ele conseguiu metade do consumo de energia do microcontrolador.

5. Faça seu próprio Arduino

Uma maneira infalível de usar apenas a energia necessária para o seu projeto é projetar um microcontrolador com suas próprias especificações. No passado, mostramos como você pode construa seu próprio Arduino Não gaste dinheiro com um Arduino - crie seu próprio por muito menosEu amo meus Arduinos. A qualquer momento, tenho alguns projetos em andamento - a prototipagem é muito fácil com eles. Mas, às vezes, quero manter o projeto funcional sem comprar ... consulte Mais informação por uma fração do custo de um conselho oficial.

Além de ter muito mais controle sobre o tamanho e o escopo do seu circuito, isso pode reduzir o consumo de energia para 15,15 mA no modo de espera e apenas 0,36 mA no modo de suspensão. Estes números são retirados do postagem incrivelmente detalhada por Nick Gammon em seu fórum.

Esta postagem aborda muitos outros aspectos da economia de energia do Arduino e é um recurso fantástico para se referir ao tentar extrair um pouco mais de tempo de uma fonte de alimentação móvel.

Use o Arduino para grandes idéias e uma pequena pegada de energia

Quando você está trabalhando seus primeiros projetos iniciantes em Arduino, o consumo de energia provavelmente não é uma preocupação demais.

À medida que suas idéias aumentam e exigem mais reflexão, vale a pena aprender maneiras de otimizar sua configuração. Entre certificando-se de obter a placa Arduino correta Guia de compra do Arduino: Qual placa você deve adquirir?Existem tantos tipos diferentes de placas Arduino por aí que você seria perdoado por estar confuso. Qual você deve comprar para o seu projeto? Vamos ajudar, com este guia de compra do Arduino! consulte Mais informação e configurando-o para aproveitar ao máximo, você pode percorrer um longo caminho para criar dispositivos verdadeiramente únicos e úteis. Boa sorte e continue mexendo!